DE102005008232B4

DE102005008232B4 - Kokslöschfahrzeug und Verfahren zur Bestimmung der in den Koksbehälter des Kokslöschfahrzeuges eingefüllten Koksmenge

Info

Publication number: DE102005008232B4
Application number: DE200510008232
Authority: DE
Inventors: Jürgen Scharlack; Manfred Schmidt; Bernd Dipl.-Ing. Wemhöner
Original assignee: KBS Kokereibetriebsgesellschaft Schwelgern GmbH
Current assignee: KBS Kokereibetriebsgesellschaft Schwelgern GmbH
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: DE102005008232A1; WO2006089612A1; WO2006089612A8

Abstract

Kokslöschfahrzeug, bei dem ein mit Koks füllbarer Behälter mit einem Tragrahmen auf einem Fahrgestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragrahmen an mindestens einem Ort, an dem beim Beladen des Behälters mit Koks verwertbare elastische Dehnungen auftreten, mindestens ein diese Dehnungen erfassender Dehnungsmessstreifen appliziert ist, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfassbar und als Maß für das Gewicht der in den Behälter eingefüllten Koksmenge auswertbar und zur Anzeige bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kokslöschfahrzeug, bei dem ein mit Koks füllbarer Behälter mit einem Tragrahmen auf einem Fahrgestell angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung der im Koksbehälter eingefüllten Koksmenge.

Bei der Herstellung von Koks in Kokereien werden die jeweils aus einer Vielzahl von Öfen bestehenden Koksofenbatterien mit Kokskohle beschickt. Nach einer vorgegebenen Garungszeit wird der fertige Koksbrand aus den einzelnen Öfen mittels einer Druckstange herausgedrückt. Der Koks wird dabei durch die Kuchenführung einer Koksüberleitmaschine in den Koksbehälter eines Löschfahrzeuges gedrückt, das unterhalb der Koksüberleitmaschine positioniert ist. Das Kokslöschfahrzeug fährt mit dem glühenden Koks unter einen Löschturm. Dort wird der Koks mit Wasser abgelöscht. Um bei diesem Löschvorgang Koks mit einem bestimmten Wassergehalt zu erhalten, muss einer bestimmten Koksmenge für eine bestimmte Zeit eine bestimmte Wassermenge zugeführt werden ( DE 23 20 057 C2 ). Nach diesem Löschvorgang wird der gelöschte Koks an einer Koksrampe aus dem Löschfahrzeug abgekippt, und das Löschfahrzeug fährt zur Aufnahme eines neuen Koksbrandes zur Koksüberleitmaschine.

Obwohl es für den Produktionsablauf sinnvoll wäre, die im Koksbehälter befindliche Koksmenge zu kennen, hat man bis heute keine Lösung für die Bestimmung dieser Koksmenge entwickelt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Kokslöschfahrzeug zu schaffen, bei dem die in seinen Koksbehälter eingefüllte Koksmenge unmittelbar bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kokslöschfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass am Tragrahmen an mindestens einem Ort, an dem beim Beladen des Behälters mit Koks verwertbare elastische Dehnungen auftreten, mindestens ein diese Dehnungen erfassender Dehnungsmessstreifen appliziert ist, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfassbar und als Maß für das Gewicht der in den Behälter eingefüllten Koksmenge auswertbar und zur Anzeige bringbar ist. Verfahren zur Lösung der Aufgabe sind Gegenstände der Ansprüche 6 bis 8.

Aus der Messtechnik sind ganz allgemein Druckwaagen und Wägevorrichtungen bekannt, die mit Dehnungsmessstreifen arbeiten und die zur Kompensation von Temperaturschwankungen auch mit mehreren Dehnungsmessstreifen in einer Vollbrücke verschaltet sind ( DE 698 19 193 T2 ; DE 38 79 303 T2 ), doch ergibt sich aus diesem Stand der Technik kein Bezug zu dem besonderen Problem der Bestimmung der Koksmenge in einem Kokslöschfahrzeug.

Untersuchungen an verschiedenen Orten des Tragrahmens an einem Kokslöschfahrzeug haben gezeigt, dass die jeweils erfasste Dehnung eine Funktion des Füllgewichtes des Behälters mit Koks ist. Bei entsprechender Kalibrierung mit bekannten Gewichten ist es deshalb möglich, das aktuelle Gewicht des in den Behälter eingefüllten Kokses zu bestimmen.

Hierdurch sind mehrere Vorteile gegeben:

1. Es ist hiermit möglich, ein effektives Ausbringen zu bestimmen, d.h. das Verhältnis der Kokserzeugung eines Ofens zur eingefüllten Kokskohlenmenge.
2. Durch die Gewichtserfassung ist es möglich, das vollständige Entleeren des Koksbehälters nach dem Löschvorgang an der Koksrampe zu überwachen. Dadurch kann eine für die Anlage schädliche Doppelbefüllung des Koksbehälters vermieden werden, zu der es kommen könnte, wenn in Unkenntnis des Inhaltes des Koksbehälters dieser an der Koksrampe nicht oder nicht vollständig entleert würde. Durch eine entsprechende Signalisierung für das Bedienungspersonal bzw. durch eine elektronische Verriegelung lassen sich solche Schäden zuverlässig vermeiden.
3. Neben anderen Parametern ist das Gewicht des Koksbrandes wichtig, um die richtige Wassermenge für das optimale Ablöschen des Kokses zu bestimmen. Dadurch ist eine optimale Einstellung des Qualitätsparameters Koksnässe möglich.
4. Außerdem ist es möglich, mit der Gewichtserfassung den Löschvorgang zu beobachten. Durch die Ermittlung der zugeführten Wassermengen kann der Löschvorgang überwacht bzw. gesteuert werden.

Gute Messergebnisse konnten mit einer Applikation des Dehnungsmessstreifens etwa in der Mitte des brückenartigen Tragrahmens unterhalb des Behälters oder an den beiden Enden des Tragrahmens seitlich des Behälters erzielt werden. Während die Dehnung des Tragrahmens in der Mitte am größten ist, ist sie an den Enden des Tragrahmens kleiner. Allerdings sind in der Mitte des Tragrahmens die mechanischen und thermischen Belastungen des Dehnungsmessstreifens auch am größten.

Um den verfälschenden Einfluss der Temperatur auf den Dehnungsmessstreifen zu berücksichtigen, ist vorzugsweise eine Temperaturkompensation vorgesehen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass mit dem ersten Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen an der gleichen Messposition oder einem temperaturmäßig gleichartigen Messplatz am Tragrahmen in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet wird, wobei der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten elastischen Dehnung und der zweite Dehnungsmessstreifen in Richtung der kleinsten elastischen Dehnung orientiert ist.

Das erfindungsgemäße Kokslöschfahrzeug mit "integrierter" Erfassung des Koksgewichtes erlaubt es auch, die verschiedenen Phasen beim Löschen beobachtbar zu machen und zu steuern, insbesondere zu automatisieren. So sieht ein weiterer Vorschlag der Erfindung vor, dass die Wasserzufuhr beim Löschen anhand des angezeigten Füllgewichtes gesteuert und nach dem Löschen und gegebenenfalls auch beim Entladen das Füllgewicht festgestellt wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
1 ein Löschfahrzeug in Seitenansicht,
2 ein Schaltschema eines Mess- und Auswertegerätes und
3 ein Diagramm für die Dehnungsänderung von an verschiedenen Orten des Tragrahmens des Kokslöschfahrzeuges angeordneten Dehnungsmessstreifen über die Zeit des Lade-, Lösch- und Entladevorganges.
Das in 1 dargestellte Kokslöschfahrzeug weist einen mit Koks füllbaren Behälter 1 auf, der auf einem brückenartigen Tragrahmen 2 von zwei jeweils zweiachsigen Fahrgestellen 3, 4 getragen ist. Oberhalb der Fahrgestelle 3, 4 sind Kabinen 5, 6, 7 mit verschiedenen Einrichtungen zur Bedienung des Löschfahrzeuges angeordnet. In einer solchen Kabine, z.B. in der Elektrokabine 5, können auch Mess- und Auswertegeräte für die Erfassung des Füllgewichtes des Behälters 1 angeordnet sein.
Der Tragrahmen 2 wird durch das Gewicht des Kokses im Behälter 1 elastisch verformt. An Orten mit verwertbaren elastischen Dehnungen können Messstreifen angeordnet werden. Solche Orte sind im Ausführungsbeispiel mit M₁, M₂ und M₃ gekennzeichnet. Die größte elastische Dehnung findet erwartungsgemäß am Messort des Dehnungsmessstreifens M₃ etwa in der Mitte des brückenartigen Tragrahmens 2 statt, während die Dehnungen an den Messorten M₁ und M₂ an den Enden des brückenartigen Tragrahmens 2 erwartungsgemäß niedriger, zum Teil erheblich niedriger sind. Um den Einfluss der temperaturbedingten Widerstandsänderung der Dehnungsmessstreifen zu kompensieren, ist jedem Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen zugeordnet, der mit dem ersten Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet ist. Die örtliche Anordnung dieses Dehnungsmessstreifens entspricht der des ersten, d.h. er ist am selben oder einem bezüglich der Temperaturbelastung gleichartigen Ort angebracht. Während der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten Dehnung angeordnet ist, ist der zweite in Richtung der kleinsten Dehnung, d.h. in der Regel dazu um 90° versetzt angeordnet.
Bei dem in 2 dargestellten Schaltschema für ein Mess- und Auswertegerät ist eine Wheatstonesche Vollbrücke vorgesehen, die an einer Spannungsquelle V liegt. In der Wheatstoneschen Vollbrücke wird der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens in Richtung der größten elastischen Dehnung durch den Widerstand R₃ und der zugeordnete Dehnungsmessstreifen, der am selben oder einem gleichartigen Ort mit geringster elastischer Dehnung angeordnet ist, mit R₃* bezeichnet. Ändert sich das Brückengleichgewicht aufgrund eines größeren Widerstandswertes von R₃, dann wird dies im Messgerät 8 festgestellt und ausgewertet. Eine Signalverdopplung kann durch eine zusätzliche Verschaltung der Widerstände R₀ und R₀* erreicht werden. Entsprechend der Auswertung wird dann im Anzeigegerät 9 nach einer vorher durchgeführten Kalibrierung das Gewicht der Beladung des Behälters mit Koks angezeigt.
Die in 3 dargestellten Messwerte für die Dehnung sind die temperaturkompensierten Werte. Wie die verschiedenen Kurven zeigen, unterscheiden sie sich nicht prinzipiell, sondern nur der Größe nach. Während das Diagramm die Dehnungen zeigt, könnten die Dehnungsänderungen auch dem Gewicht entsprechen, wenn die Dehnungsänderungen mit bekannten Gewichten kalibriert werden. Deshalb ist es möglich, nach dem Diagramm die verschiedenen Phasen beim Beladen, beim Löschen und Entleeren zu überwachen. Beim Befüllen des Löschwagens mit Koks kommt es zu deutlichen Dehnungsänderungen. Außerdem zeigt der Kurvenverlauf, dass während der Fahrt von der Koksbatterie zum Löschturm das Dehnungsniveau bzw. das Gewicht schwankt. Dies kann durch die Bewegung des Löschwagens erklärt werden. Im Löschturm steigen mit Beginn des Löschvorganges (Stufe 1) die Dehnungen deutlich an. Die Stufe 2 des Löschvorganges führt zu einem weiteren Dehnungsanstieg mit starken Gewichtsschwankungen. Diese Gewichtsschwankungen können mit dem durch Dampf hochgeschleuderten Koks erklärt werden. Über die Zufuhr der Wassermenge kann dieser Vorgang gesteuert werden. Am Ende des Löschvorganges fließt die zugeführte Wassermenge wieder ab. Danach beginnt die Phase des Abtropfens. Hier tropft nur noch eine geringfügige Wassermenge ab. Dadurch bleibt das Gewicht im Wesentlichen bis zum Beginn des Entladevorganges konstant. Über die Dehnungsänderung beim Entladevorgang kann das Koksgewicht im feuchten Zustand festgestellt werden.

Claims

Kokslöschfahrzeug, bei dem ein mit Koks füllbarer Behälter mit einem Tragrahmen auf einem Fahrgestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragrahmen an mindestens einem Ort, an dem beim Beladen des Behälters mit Koks verwertbare elastische Dehnungen auftreten, mindestens ein diese Dehnungen erfassender Dehnungsmessstreifen appliziert ist, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfassbar und als Maß für das Gewicht der in den Behälter eingefüllten Koksmenge auswertbar und zur Anzeige bringbar ist.
Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Messwert des ohmschen Widerstandes des Dehnungsmessstreifens eine Temperaturkompensation vorgesehen ist.
Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen an demselben oder einem temperaturmäßig gleichartigen Ort des Tragrahmens in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet ist, wobei der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten elastischen Dehnung und der zweite Dehnungsmessstreifen in Richtung der kleinsten elastischen Dehnung orientiert ist.
Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite des Tragrahmens ebenfalls die elastischen Dehnungen ermittelt werden.
Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier Widerstände der Wheatstoneschen Messbrücke direkt am Messort verschaltet sind.
Verfahren zur Bestimmung des Füllgewichtes des Behälters des Kokslöschfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Füllgewicht des Kokses im Behälter das Ausbringen eines Koksofens bestimmt wird.
Verfahren zur Bestimmung des Füllgewichtes des Behälters des Kokslöschfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder bei dem Entleeren des Behälters das Gewicht des abgelöschten Kokses bestimmt wird.
Verfahren zur Bestimmung des Füllgewichts des Behälters des Kokslöschfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Löschen die Wasserzufuhr anhand des Füllgewichtes des Behälters gesteuert wird.