CZ299619B6 - Zpusob provozu koksovací baterie koksárenské pece - Google Patents

Abstract

Zpusob provozu koksovací baterie koksárenské peces vetším poctem stejných koksovacích komor (1), spredlohou (2) surového plynu a se škrticími zarízeními usporádanými v predloze (2) surového plynu pro individuální regulaci tlaku plynu v koksovacíchkomorách (1), pricemž škrticí zarízení obsahují vždy jednu ponornou misku (4), do níž je privádena voda, s uzavíratelným odtokem (9), a pricemž koksovací komory (1) jsou s predlohou surového plynu spojeny plynovými vedeními, která jako ponorné trubky (6) koncí v ponorných miskách (4) škrticích zarízení, se provádí tak, že se použijí škrticí zarízení s prepadem svisle prestavitelným servopohonem pro regulaci hladiny kapaliny v ponorné misce (4), pro koksovací komoru (1), které je prirazeno regulacní zarízení tlaku s mericím zarízením tlaku v koksovací komore (1) a s cidlem polohy pro rízení servopohonu, se zaznamenávají regulacní signály pro servopohon, prirazené casovému prubehu tlaku pri koksování uhlí na koks, ve forme krivky závislosti polohy na case, a podle krivky závislosti polohy na case se rídí servopohony škrticích zarízení, které jsou prirazeny koksovacím komorám (1) bez regulacních zarízení tlaku.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu provozu koksovací baterie koksárenské pece s větším počtem stejných koksovacích komor, s předlohou surového plynu a se škrticími zařízeními uspořádanými v předloze surového plynu pro individuální regulaci tlaku plynu v koksovacích komorách, přičemž škrticí zařízení obsahují vždy jednu ponornou misku, do níž je přiváděna voda, s uzavíratelným odtokem, a přičemž koksovací komory jsou s předlohou surového plynu spojeny plynovými vedeními, která jako ponorné trubky končí v ponorných miskách škrticích zařízení.

Dosavadní stav techniky

Taková škrticí zařízení jsou známá ze spisu EP 0 649 455 Bl. Změnou hladiny kapaliny v ponorné misce je možno regulovat tlak plynu v přiřazené koksovací komoře v závislosti na odvádění plynu. Změna hladiny kapaliny v ponorné misce se provádí přímo řízením průtoku vody a odtoku vody. Přitom se nastavují rovnovážné stavy vody, které jsou závislé na statickém tlaku vodního sloupce v ponorné misce, jakož i na volném průřezu výstupního otvoru, a mění se při kolísání přiváděného množství nebo odtékajícího množství. Pro každou koksovací komoru koksovací baterie koksárenské pece je zapotřebí nákladné regulace, aby se pevně stanovil přívod vody a odtok vody v průběhu procesu koksování. Přitom všechny koksovací komory musí být vybaveny měřicími zařízeními pro měření tlaku v koksovacích komorách. Dále musí být na škrticích zaří25 zeních upravena zařízení pro měření průtoku a regulační zařízení, a to jak v přívodu vody, tak i v odtoku vody. Náklady na tuto regulaci jsou pro automatizovaný provoz koksovací baterie koksárenské pece velké.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob, který z regulačně technického hlediska umožní bezpečný provoz koksovacích komor koksovací baterie koksárenské pece.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob provozu koksovací baterie koksárenské pece s větším počtem stejných koksovacích komor, s předlohou surového plynu a se škrticími zařízeními uspořádanými v předloze surového plynu pro individuální regulaci tlaku plynu v koksovacích komorách, přičemž škrticí zařízení obsahují vždy jednu ponornou misku, do níž je přiváděna voda, s uzavíratelným odtokem, a přičemž koksovací komory jsou s předlohou surového plynu spojeny plynovými vedeními, která jako ponorné trubky končí v ponorných miskách škrticích zařízení, podle vynálezu, jehož podstatou je, že

1.1) se použijí škrticí zařízení s přepadem svisle přestavitelným servopohonem pro regulaci hladiny kapaliny v ponorné misce,

1.2) pro koksovací komoru, které je přiřazeno regulační zařízení tlaku s měřicím zařízením tlaku v koksovací komoře a s čidlem polohy pro řízení servopohonu, se zaznamenávají regulační signály pro servopohon, přiřazené časovému průběhu tlaku při koksování uhlí na koks, ve formě křivky závislosti polohy na čase,

1.3) podle křivky závislosti polohy na čase se řídí servopohony škrticích zařízení, které jsou přiřazeny koksovacím komorám bez regulačních zařízení tlaku.

Způsob podle vynálezu využívá skutečnosti, že koksování v koksovacích komorách je cyklickým procesem prováděným v dávkách a vytváření plynů v průběhu koksování má ve všech koksovacích komorách stejný předvídatelný průběh. To umožní řídit stav kapaliny v ponorné misce podle

- 1 CZ 299619 B6 křivky závislosti polohy na čase, která je uložena v počítači řídícím tento proces. Křivka závislosti polohy na čase se přitom přenáší jako regulační signály z tohoto počítače do servopohonu škrticích zařízení, která podle těchto regulačních signálů odpovídajícím způsobem nastaví příslušný přepad. Podle způsobu podle vynálezu je dostačující, když je pouze jedna nebo několik málo koksovacích komor koksovací baterie vybaveno regulačním zařízením tlaku. Toto regulační zařízení tlaku obsahuje měřicí zařízení tlaku v koksovací komoře a čidlo polohy, které z hodnot tlaku a požadovaných hodnot vytváří regulační signály pro servopohon svisle přestavitelného přepadu. Přenášené regulační signály se pro jeden nebo každý cyklus vytváření plynů uloží do paměti jako křivka závislosti polohy na čase a potom mohou být při příštím cyklu nebo při poz10 dějších cyklech vytváření plynů použity jako regulační signály místo regulačních signálů přicházejících přímo z regulačního zařízení tlaku. Podle vynálezu se křivka závislosti polohy na čase rovněž využije pro provoz koksovacích komor, které nemají žádná regulační zařízení tlaku.

Podle výhodného provedení vynálezu se tlak měří v předloze surového plynu a k funkčním hod15 notám křivky závislosti polohy na čase se přidají korekční hodnoty tehdy, když se tlak v předloze pro surový plyn liší od referenční hodnoty změřené při zaznamenávání křivky závislosti polohy na čase. Kolísání tlaku na straně odvádění plynů se tím kompenzuje a na provoz koksovacích komor se nepůsobí nevýhodně. Poruchové veličiny na straně přívodu plynu, popřípadě vytváření plynu, jsou zpravidla známé a jsou způsobeny změnami provozních parametrů, například změnou doby koksování nebo teploty topného tahu. V takových případech se křivka závislosti polohy na čase zaznamená nově.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se po koksování v jedné koksovací komoře svisle přestavitelný přepad škrticího zařízení přiřazeného této koksovací komoře uzavře a ponorná miska se zaplaví vodou až po svůj přepad, před tím, než se z koksovací komory vytlačí koks.

Podle ještě dalšího výhodného provedení vynálezu se před naplněním koksovací komory uhlím ponorná miska přiřazeného škrticího zařízení vyprázdní, aby se podtlakem panujícím v předloze surového plynu neškrceně odsály emise vzniklé při plnění uhlím.

Přehled obrázků na výkresech

Způsob podle vynálezu je v následujícím blíže objasněn na příkladném provedení podle přilože35 ných výkresů, na nichž schématicky obr. la a lb znázorňují v různých funkčních polohách část koksovací baterie koksárenské pece se škrticím zařízením uspořádaným v dráze plynu mezi koksovací komorou a předlohou surového plynu, obr. 2 podélný řez škrticím zařízením ve zvětšeném měřítku oproti obr. 1 a a 1 b, obr. 3 a 4 jiné funkční polohy zařízení znázorněného na obr. 2.

Příklady provedení vynálezu

Vynález se týká způsobu provozu koksovací baterie koksárenské pece, která obsahuje větší počet stejných koksovacích komor 1, předlohu 2 surového plynu a škrticí zařízení pro individuální regulování tlaku plynu v koksovacích komorách J_. Na obr. la a lb je znázorněna jedna z koksovacích komor i s přiřazeným škrticím zařízením a s částí předlohy 2 surového plynu.

Škrticí zařízení je uspořádáno uvnitř předlohy 2 surového plynu koksovací baterie a prostřednictvím stoupací trubky 3 je spojeno s plynovým prostorem koksovací komory 1 koksárenské pece (obr. la, lb). K základnímu provedení škrticího zařízení dále patří ponorná miska 4, do níž se stále přivádí voda 5, jakož i ponorná trubka 6, která je prostřednictvím kolena 7 spojena se

-2CZ 299619 B6 stoupací trubkou 3, a která končí v ponorné misce 4. Ponorná miska 4 má přepad 8 a uzavíratelný odtok 9. Ponorná trubka 6 je vytvořena s koncovou částí 10, jejíž volný průřez pro výstup plynu je závislý na hladině 11 kapaliny v ponorné misce 4. U znázorněného příkladného provedení jsou v plášti koncové části l_0 provedena vybrání 12 ve formě zářezů (obr. 2). Dolní okraj může být dále profilován nebo zešikmen.

Z obr. 2 lze seznat, že pro regulaci hladiny 11 kapaliny je upravena odtoková trubka 13 pro vodu, jejíž vstupní konec zasahuje do ponorné trubky 6, přičemž v plášti vstupního konce jsou vytvořeny vstupní otvory 14 pro přívod vody. Uvnitř odtokové trubky 13 je uspořádáno šoupátko J_5 otevřené na obou čelních stranách, které podle své polohy v podélném směru uzavírá vstupní otvory 14 odtokové trubky 12, a které tvoří svisle přestavitelný přepad pro vodu vtékající do odtokové trubky 13. Vstupní konec odtokové trubky 13 je obklopen sifonovou trubkou 16, která uzavírá odtokovou trubku 13 na horní straně, a která tvoří prstencový kanál pro přívod vody ústící do ponorné misky 4 pod ponornou trubkou 6. Horní okraj šoupátka j_5 definuje výšku hladiny vody uvnitř ponorné misky 4. Sifonová trubka j_6 přitom brání tomu, aby plyn nemohl proudit odtokovou trubkou 13 a nemohl negativně ovlivňovat regulaci hladiny vody.

Vybrání 12 v koncové části 10 ponorné trubky 6, která jsou provedena například ve formě zářezů v plášti koncové části 10, se rozkládají v podélném směru na úseku a, jehož délka je přizpůsobe20 na rozsahu nastavení šoupátka 15 uvnitř odtokové trubky 13.

Šoupátko 15 je pohyblivé prostřednictvím regulační tyče 17, vedené částí ponorné trubky 6. Tato regulační tyč 17 je vedena směrem ven stěnou kolena 7 stoupací trubky 3, jehož prodloužení tvoří ponorná trubka 6, a venku je spojena s vhodným servopohonem J_8 (obr. la, lb). S výhodou se jako servopohon 18 použije hnací agregát, který při výpadku energie, která jej pohání, setrvá ve své poslední regulační poloze, protože tato poloha je polohou, v níž kombinace hladina vody/tlak plynu odpovídá definovanému bezpečnému stavu. To má význam především u odvádění surového plynu z koksovací komory I, protože v ní nesmí tlak ani příliš prudce stoupnout ani příliš prudce klesnout. Pří nekontrolovaném vzrůstu tlaku existuje nebezpečí úniku emisí skrze uzávěry pece a při poklesu tlaku může dojít k prudkému vniknutí vzduchu do koksovací komory i, což by mohlo způsobit poškození v důsledku přehřátí. Poslední regulovaná hladina vody před výpadkem hnací energie servopohonu 18, popřípadě před jinou poruchou servopohonu 18, představuje současně pro tento stav bezpečnou polohu pro provoz pece.

Ve funkční poloze zařízení, znázorněné na obr. 3, jsou vstupní otvory 14 provedené v plášti odtokové trubky 13, které mají například tvar podélných zářezů, šoupátkem 1_5 uzavřeny. Přitékající vodou se ponorná miska 4 zcela zaplaví. Voda přetéká přes přepad 8 ponorné misky 4. Sloupec b kapaliny v ponorné trubce 6 je tak velký, že dráha plynu mezi plynovým prostorem koksovací komory 1 a předlohou 2 surového plynu je přerušena. Koksovací komora 1 může být otevřena a zkarbonizovaný koks vytlačen ven. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu brání tomu, aby vzduch nemohl vnikat do předlohy 2 surového plynu.

Odtoková trubka 13 je jako pohyblivý stavěči element připojena k uzavírací zátce 19 přiřazené odtoku 9, přičemž voda odtékající odtokovou trubkou 13. odtéká vodním kanálem v uzavírací zát45 ce 19 utěsňující ponornou misku 4 (obr. la a 2). Uzavírací zátka 19 je zdvihovým pohybem odtokové trubky J3 přemístitelná do otevírací polohy znázorněné na obr. 4 a uvolní odtok 9 ponorné misky 4. pro vyprázdnění ponorné misky 4. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu zaujme funkční polohu znázorněnou na obr. 4 tehdy, když se přiřazená koksovací komora 1 čerstvě plní uhlím. Plyny, které přitom vznikají, jsou podtlakem panujícím v předloze 2 surového plynu neškrceně odsávány do předlohy 2 surového plynu.

Zařízením k provádění způsobu podle vynálezu je možno řídit, popřípadě regulovat, úplný provozní cyklus koksovací komory 1. Pro plnění koksovací komory X uhlím se ponorná miska 4 zcela vyprázdní, aby plyny, které přitom vznikají, mohly být podtlakem panujícím v předloze 2 suro-3 CZ 299619 B6 vého plynu neškrceně odsávány do předlohy 2 surového plynu. V průběhu koksování, neboli vysokotepelné karbonizace, se tlak v koksovací komoře 1 reguluje regulací hladiny _H kapaliny v zařízení k provádění způsobu podle vynálezu podle předem stanovené hodnoty. Pro vytlačení zkarbonizovaného koksu z koksovací komory I se dráha plynu přeruší zaplavením ponorné misky 4, takže do předlohy 2 surového plynu se nemůže dostat žádný vzduch. Z porovnání vyobrazení na obrázcích je vidět, že regulování, uzavírání a otevírání dráhy plynů se provádí usměrněným pohybem šoupátka 15. Stavěcími pohyby šoupátka 15 je možno regulovat hladinu 11 kapaliny (obr. 2). Dalším stavěcím pohybem šoupátka J_5 je možno uzavřít vstupní otvory 14 odtokové trubky 13 (obr. 3). Šoupátko 15 je pohyblivé k dorazu, například k hornímu víku odto10 kové trubky 13, a při dalším zdvihovém pohybu unáší odtokovou trubku 13 s pevně připojenou uzavírací zátkou 19, přičemž odtok 9 ponorné misky 4 se otevře (obr. 4). Při provádění funkčních kroků jsou potřebné stavěči pohyby regulační tyče 17 malé, takže tyto funkční kroky mohou být prováděny rychle.

Při provozu koksovací baterie způsobem podle vynálezu se pro jednu koksovací komoru 1, které je přiřazeno regulační zařízení tlaku s měřicím zařízením tlaku v koksovací komoře las čidlem polohy pro řízení servopohonu 18, se zaznamenávají regulační signály pro servopohon 18 ve formě křivky závislosti polohy na čase, a sice pro celý koksovací proces. Podle této křivky závislosti polohy na čase se řídí servopohony 18 škrticích zařízení, které jsou přiřazeny koksova20 cím komorám i bez regulačních zařízení tlaku. U způsobu podle vynálezu je dostačující, když je pouze jedna nebo několik málo koksovacích komor 1 koksovací baterie vybaveno regulačním zařízením tlaku. Škrticí zařízení ostatních koksovacích komor 1 jsou řízena podle uložené křivky závislosti polohy na čase, která platí pro všechny koksovací komory T Podle dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu se měří tlak v předloze 2 surového plynu a k funkčním hod25 notám křivky závislosti polohy na čase se přidají korekční hodnoty tehdy, když se tlak v předloze 2 pro surový plyn liší od referenční hodnoty změřené při zaznamenávání křivky závislosti polohy na čase.

Ze znalosti polohy servopohonu 18, a tudíž šoupátka 15, se zjišťuje volná plocha pro průchod plynů nad hladinou 11 kapaliny, tvořená vybráními 12 provedenými v plášti koncové části 10 ponorné trubky 6 například ve tvaru zářezů. Z této volné plochy pro průchod plynů, jakož i z rozdílu tlaků mezi změřeným tlakem v koksovací komoře I a změřeným tlakem v předloze 2 surového plynu, se vypočítá teoretický objemový proud surového plynu. Tento teoretický objemový proud surového plynu se uloží v paměti jako porovnávací normovaná křivka po celou kar35 bonizační dobu. Pro řízení tlaku v koksovací komoře 1 po celou karbonizační dobu v průběhu pozdější karbonizační cesty, popřípadě v jiné peci, se pomocí v paměti uložené křivky závislosti objemového proudu surového plynu na čase a rozdílu tlaků mezi předem stanoveným tlakem v koksovací komoře i (požadovaná hodnota) a změřeným tlakem v předloze 2 surového plynu vypočítá volná plocha pro průchod plynů vybrání 12 provedených v plášti koncové části 10 ponorné trubky 6 ve formě zářezů, potřebná pro nastavení požadovaného tlaku v koksovací komoře L Z této hodnoty se přímým přiřazením zjistí poloha šoupátka 15, respektive servopohonu 18, která se potom nastaví. U popsaného postupu neudává křivka závislosti (teoretického) objemového proudu surového plynu na čase skutečný objemový proud surového plynu po karbonizační dobu, nýbrž normovanou, od rozdílu tlaků mezi koksovací komorou 1 a předlohou

2 surového plynu očištěnou, hodnotu, která platí pro polohu servopohonu 18, popřípadě šoupátka

15.

Popsaným postupem se kompenzují výchylky tlaku na straně odvádění plynů. Poruchové veličiny na straně přívodu plynů, popřípadě vytváření plynů, jsou zpravidla známé a nastávají především jen tehdy, když se provádějí změny provozních parametrů, například karbonizační doba nebo teplota topného tahu. Takové změny se mohou zohlednit tím, že křivka závislosti polohy na čase se pro řízení servopohonů nově zjišťuje v pravidelných odstupech, alespoň však při závažných změnách provozních parametrů.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob provozu koksovací baterie koksárenské pece s větším počtem stejných koksovacích komor, s předlohou surového plynu a se škrticími zařízeními uspořádanými v předloze surového plynu pro individuální regulaci tlaku plynu v koksovacích komorách, přičemž škrticí zařízení obsahují vždy jednu ponornou misku, do níž je přiváděna voda, s uzavíratelným odtokem, a přiío čemž koksovací komory jsou s předlohou surového plynu spojeny plynovými vedeními, která jako ponorné trubky končí v ponorných miskách škrticích zařízení, vyznačující se tím, že

   1.1) se použijí škrticí zařízení s přepadem svisle přestavitelným servopohonem pro regulaci hladiny kapaliny v ponorné misce,

   15 1.2) pro koksovací komoru, které je přiřazeno regulační zařízení tlaku s měřicím zařízením tlaku v koksovací komoře a s čidlem polohy pro řízení servopohonů, se zaznamenávají regulační signály pro servopohon, přiřazené časovému průběhu tlaku při koksování uhlí na koks, ve formě křivky závislosti polohy na čase,

   1.3) podle křivky závislosti polohy na čase se řídí servopohony škrticích zařízení přiřazené

   20 koksovacím komorám bez regulačních zařízení tlaku.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se měří tlak v předloze surového plynu, přičemž funkčním hodnotám křivky závislosti polohy na čase se přiřadí korekční hodnoty tehdy, když se tlak v předloze surového plynu liší od referenční hodnoty změřené při zazname25 návání křivky závislosti polohy na čase.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že po koksování v jedné koksovací komoře se svisle přestavitelný přepad škrticího zařízení přiřazeného této koksovací komoře uzavře a ponorná miska se zaplaví vodou až po svůj přepad, před tím, než se z koksovací

   30 komory vytlačí koks.
4. 4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se t í m , že před naplněním koksovací komory uhlím se ponorná miska přiřazeného škrticího zařízení vyprázdní, aby se podtlakem panujícím v předloze surového plynu neškrceně odsály emise vzniklé při plnění uhlím.