CN219586041U - 一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置，包括中心阀，保护外罩，以及设于保护外罩外壁上的气动执行单元、阀位反馈单元和手动操作单元，所述中心阀设置在保护外罩内部，控制中心阀内部上下空间的联通和闭合，中心阀阀芯的一端穿过保护外罩的外壁，并且与手动操作单元连接，通过手动操作单元的动作实现中心阀的开启和关闭；气动执行单元与手动操作单元连接，并且能够带动手动操作单元和中心阀的阀芯运动；阀位反馈单元与手动操作单元连接，并且能够通过手动操作单元的位置反馈检测中心阀阀芯的阀位信息；本实用新型单炭化室压力调节装置安装在桥管与水封阀之间，能够自动调节阀门开度，使炭化室内荒煤气的压力保持在稳定的范围内。

Description

一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置

技术领域

本实用新型属于焦炉单炭化室荒煤气压力调节技术领域，特别涉及一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置。

背景技术

焦炉，一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化以生产焦炭。用煤炼制焦炭的窑炉，是炼焦的主要热工设备。现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分，并通过烟道和烟囱相连。现代焦炉基本结构大体相同，但由于装煤方式、供热方式和使用的燃料不尽相同，又可以分成许多类型。

目前，焦炉生产荒煤气导出通常采用三段集气管、横管、负压管，通过煤气鼓风机形成的吸力，导入至煤气净化工序。原焦炉集气管固定正压调节工艺是由安装在三段集气管横管与吸气管之间的调节阀来实现控制，对于每个炭化室底部压力做不到整个结焦周期内均衡稳定，这种固定压力调节的荒煤气导出压力控制方式，导致在装煤及装煤之后的结焦初期，荒煤气发生量比较高，炭化室底部压力过大，易造成装煤孔、炉墙、炉门、炉体等多处发生荒煤气无组织窜漏，造成大气环境污染，而在结焦末期，荒煤气发生量小，炭化室底部易形成负压，空气被漏吸入炭化室，造成焦炭烧损和炉体损坏。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置，包括中心阀，保护外罩，以及设于保护外罩外壁上的气动执行单元、阀位反馈单元和手动操作单元，所述中心阀设置在保护外罩内部，控制中心阀内部上下空间的联通和闭合，中心阀阀芯的一端穿过保护外罩的外壁，并且与手动操作单元连接，通过手动操作单元的动作实现中心阀的开启和关闭；气动执行单元与手动操作单元连接，并且能够带动手动操作单元和中心阀的阀芯运动；阀位反馈单元与手动操作单元连接，并且能够通过手动操作单元的位置反馈检测中心阀阀芯的阀位信息。

作为优选、改进或者具体实施方案：

所述中心阀为翻板阀式，包括阀体和阀芯，阀芯设置在阀体内部，阀芯包括固定连接的翻板轴和翻板，翻板轴水平穿过翻板的中心线，并且一端穿过保护外罩的外壁，翻板轴能够在手动操作单元的带动下进行旋转，从而带动阀芯旋转，实现阀体内部上下空间的联通和闭合。

所述翻板为蝶形翻板。

所述气动执行单元为气缸，其顶部通过述气动执行单元安装支架安装在保护外罩的外壁，下端连接手动操作单元，通过气缸轴的伸缩带动手动操作单元动作；此外，气缸的顶部与气动执行单元安装支架为转轴连接方式。

所述阀位反馈单元通过安装板固定安装在保护外罩的外壁，阀位反馈单元的下端设有能够摆动的第一阀位反馈杆，第一阀位反馈杆与手动操作单元中的阀位反馈杆连接，机械传送阀位信息。

所述手动操作单元包括固定在保护外罩外壁上的开度指示牌，旋转手柄和第二阀位反馈杆，所述中心阀的阀芯与旋转手柄的中心固定连接，第二阀位反馈杆一端固定在中心阀的阀芯上，另一端与阀位反馈单元中的阀位反馈杆连接，机械传送阀位信息；第二阀位反馈杆与开度指示牌相邻设置。

所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括连通管，连通管一端连通中心阀内部，另一端连通保护外罩的下部空间，保证在阀芯关闭状态下，有液体溢流通道。

所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括PLC控制系统，阀位反馈单元与PLC控制系统连接，PLC控制系统控制气动执行单元的运行，运行过程中，阀位反馈单元将检测到的阀位信息反馈给PLC控制系统，PLC控制系统根据接收到的阀位信息控制气动执行单元做进一步的动作。

所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置安装在桥管与水封阀之间。

所述保护外罩和中心阀阀体之间的空腔为密封结构，该设计是为了防止内部通道通过的气体、液体等介质串入空腔，从阀芯与保护罩之间的固定连接的间隙泄漏到外部空间，也避免了腐蚀、锈蚀，提高寿命。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型单炭化室压力调节装置能够有效控制单炭化室压力，保证在结焦全周期内每个炭化室底部处于微正压状态。其控制原理是在结焦周期内随着荒煤气发生量的不同，自动调整单个炭化室压力调节参数，使得每个炭化室压力调节在焦炉生产结焦期间更加精细，有效地使荒煤气顺利导出炭化室，减少窜漏和无组织外溢排放。

本实用新型单炭化室压力调节装置安装在桥管与水封阀之间，具有良好的调节性能，能够根据炭化室内荒煤气的实际产量，自动调节阀门开度，也就是调节荒煤气的流量，使得炭化室内荒煤气的压力保持在稳定的范围内。

附图说明

图1为本实用新型单炭化室荒煤气压力调节控制装置的构示意图(剖视图)。

图2为本实用新型单炭化室荒煤气压力调节控制装置的构示意图(左视图)。

图3为本实用新型单炭化室荒煤气压力调节控制装置的构示意图(立体图)。

图4为本实用新型单炭化室荒煤气压力调节控制装置的阀芯结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作出进一步说明，但不用来限制本实用新型的范围。在不背离本实用新型精神和实质的情况下，对本实用新型结构所作的修改或替换，均属于本实用新型的范围。

实施例1

一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置，如图1-3所示，包括中心阀1，保护外罩2，以及设于保护外罩2外壁上的气动执行单元3、阀位反馈单元4和手动操作单元5；

中心阀1设置在保护外罩2内部，控制保护外罩2内部上下空间的联通和闭合，中心阀1阀芯的一端穿过保护外罩2的外壁，并且与手动操作单元5连接；如图1和图4所示，中心阀1为翻板阀式，包括阀体1-1和阀芯1-2，阀芯1-2设置在阀体1-1内部，阀芯1-2包括固定连接的翻板轴1-2-1和翻板1-2-2，翻板轴1-2-1水平穿过翻板1-2-2的中心线，并且一端穿过保护外罩2的外壁，翻板轴1-2-1能够在手动操作单元5(在本实施例中为旋转手柄5-2)的带动下进行旋转，从而带动阀芯1-2旋转，实现阀体1-1内部上下空间的联通和闭合。

所述翻板1-2-2可为任何形式的翻板，只要能与阀体配合即可，优选地，本实施例中翻板为蝶形翻板。

气动执行单元3为气缸，其顶部通过述气动执行单元安装支架3-1安装在保护外罩2的外壁，下端连接手动操作单元5(在本实施例中为旋转手柄5-2)，通过气缸轴的伸缩带动旋转手柄5-2动作，从而带动翻板轴1-2-1和翻板1-2-2旋转；此外，气缸的顶部与气动执行单元安装支架3-1为转轴连接方式，气缸本身能够摆动，才能实现气缸轴带动旋转手柄5-2动作。

阀位反馈单元4与手动操作单元5连接，并且能够通过手动操作单元5的位置反馈检测中心阀1阀芯的阀位信息。具体的，阀位反馈单元4通过安装板4-1固定安装在气动执行单元安装支架3-1上，从而安装在保护外罩2的外壁，阀位反馈单元4的下端设有能够摆动的第一阀位反馈杆4-2，第一阀位反馈杆4-2与手动操作单元5中的阀位反馈杆(在本实施中为第二阀位反馈杆5-3)连接，机械传送阀位信息。

手动操作单元5包括固定在保护外罩2外壁上的开度指示牌5-1，旋转手柄5-2和第二阀位反馈杆5-3，翻板轴1-2-1与旋转手柄5-2的中心固定连接，第二阀位反馈杆5-3一端固定在翻板轴1-2-1上，另一端与阀位反馈单元4中的第一阀位反馈杆4-2连接，机械传送阀位信息；第二阀位反馈杆5-3与开度指示牌5-1相邻设置，通过开度指示牌5-1上的刻度与第二阀位反馈杆5-3的位置对应关系，可以直观的显示阀位信息。

该单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括连通管6，连通管6一端连通中心阀1内部，另一端连通保护外罩2的下部空间，保证在阀芯关闭状态下，有液体溢流通道。连通管6连接了阀体内部通道和保护罩2的下部空间，主要用途是防止阀门在关闭状态，上部喷洒的冷却氨水还需要进行喷洒不能停止，液位不断升高却无处泄放，升高到一定高度会倒灌漫溢至桥管和炭化室，造成运行事故。

该单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括PLC控制系统，阀位反馈单元4与PLC控制系统连接，PLC控制系统控制气动执行单元3的运行，运行过程中，阀位反馈单元4将检测到的阀位信息反馈给PLC控制系统，PLC控制系统根据接收到的阀位信息控制气动执行单元3做进一步的动作。PLC控制系统可以选用西门子S7-400系列PLC控制系统。

此外，保护外罩2和中心阀1阀体之间的空腔为密封结构，该设计是为了防止内部通道通过的气体、液体等介质串入空腔，从阀芯与保护罩之间的固定连接的间隙泄漏到外部空间，也避免了腐蚀、锈蚀，提高寿命。

上述单炭化室荒煤气压力调节控制装置的工作原理和过程如下：

应用时，将所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置安装在桥管与水封阀7之间，保护外罩2的顶部连接桥管，底部连接水封阀7。工作时，由PLC控制系统根据阀位反馈单元4的信号控制气动执行单元3动作，即气缸带动旋转手柄5-2旋转，旋转手柄5-2带动翻板轴1-2-1和翻板1-2-2旋转动作，实现阀体1-1内部上下空间的联通和闭合，从而打开或关闭中心阀1，起到调节的作用。此外，翻板轴1-2-1旋转的同时，带动第二阀位反馈杆5-3转动，第二阀位反馈杆5-3带动第一阀位反馈杆4-2转动，第一阀位反馈杆4-2将动作反馈至阀位反馈单元4，阀位反馈单元4再将信息反馈给PLC控制系统，PLC控制系统控制气缸做进一步的动作。同时，通过开度指示牌5-1上的刻度与第二阀位反馈杆5-3的位置对应关系，可以直观的显示阀位信息。

在焦炉生产的装煤工况阶段，压力调节装置执行机构动作至全开位置，水封阀自动被打开，水封氨水快速排入集气管中，此时荒煤气导出通道完全被打开，导出量最大，集气管降低压力操作配合高压氨水喷射效应形成的负压，能有效地控制装煤过程中烟尘无组织排放。

在焦炉生产的结焦工况阶段，压力调节装置执行机构在一定的区间调节，依据荒煤气发生量曲线，把整个结焦过程分成4～9段给定值调节，更能精确控制结焦末期炭化室底部压力在微正压状态，避免荒煤气从炉门、炉墙溢出以及结焦末期负压空气漏入炭化室，稳定焦炉生产和焦炭质量，有效延长设备寿命。

在焦炉生产的推焦工况阶段，压力调节装置执行机构动作至全封闭位置，控制水封阀至全关位置，喷洒氨水迅速在形成水封，完全阻断换荒煤气导出通道，防止焦炉生产过程中各炭化室之间的串扰以及空气被吸入集气管，保证焦炉及后续工艺生产安全。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，包括中心阀(1)，保护外罩(2)，以及设于保护外罩(2)外壁上的气动执行单元(3)、阀位反馈单元(4)和手动操作单元(5)，所述中心阀(1)设置在保护外罩(2)内部，控制中心阀(1)内部上下空间的联通和闭合，中心阀(1)阀芯的一端穿过保护外罩(2)的外壁，并且与手动操作单元(5)连接，通过手动操作单元(5)的动作实现中心阀(1)的开启和关闭；气动执行单元(3)与手动操作单元(5)连接，并且能够带动手动操作单元(5)和中心阀(1)的阀芯运动；阀位反馈单元(4)与手动操作单元(5)连接，并且能够通过手动操作单元(5)的位置反馈检测中心阀(1)阀芯的阀位信息；

所述阀位反馈单元(4)通过安装板(4-1)固定安装在保护外罩(2)的外壁，阀位反馈单元(4)的下端设有能够摆动的第一阀位反馈杆(4-2)，第一阀位反馈杆(4-2)与手动操作单元(5)中的阀位反馈杆连接，机械传送阀位信息；

所述手动操作单元(5)包括固定在保护外罩(2)外壁上的开度指示牌(5-1)，旋转手柄(5-2)和第二阀位反馈杆(5-3)，所述中心阀(1)的阀芯与旋转手柄(5-2)的中心固定连接，第二阀位反馈杆(5-3)一端固定在中心阀(1)的阀芯上，另一端与阀位反馈单元(4)中的阀位反馈杆连接，机械传送阀位信息；第二阀位反馈杆(5-3)与开度指示牌(5-1)相邻设置。

2.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述中心阀(1)为翻板阀式，包括阀体(1-1)和阀芯(1-2)，阀芯(1-2)设置在阀体(1-1)内部，阀芯(1-2)包括固定连接的翻板轴(1-2-1)和翻板(1-2-2)，翻板轴(1-2-1)水平穿过翻板(1-2-2)的中心线，并且一端穿过保护外罩(2)的外壁，翻板轴(1-2-1)能够在手动操作单元(5)的带动下进行旋转，从而带动阀芯(1-2)旋转，实现阀体(1-1)内部上下空间的联通和闭合。

3.根据权利要求2所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述翻板(1-2-2)为蝶形翻板。

4.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述气动执行单元(3)为气缸，其顶部通过气动执行单元安装支架(3-1)安装在保护外罩(2)的外壁，下端连接手动操作单元(5)，通过气缸轴的伸缩带动手动操作单元(5)动作；此外，气缸的顶部与气动执行单元安装支架(3-1)为转轴连接方式。

5.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括连通管(6)，连通管(6)一端连通中心阀(1)内部，另一端连通保护外罩(2)的下部空间，保证在阀芯关闭状态下，有液体溢流通道。

6.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置还包括PLC控制系统，阀位反馈单元(4)与PLC控制系统连接，PLC控制系统控制气动执行单元(3)的运行，运行过程中，阀位反馈单元(4)将检测到的阀位信息反馈给PLC控制系统，PLC控制系统根据接收到的阀位信息控制气动执行单元(3)做进一步的动作。

7.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述单炭化室荒煤气压力调节控制装置安装在桥管与水封阀之间。

8.根据权利要求1所述的单炭化室荒煤气压力调节控制装置，其特征在于，所述保护外罩(2)和中心阀(1)阀体之间的空腔为密封结构。