DE102005055483A1 - Centrally controlled coke oven ventilation system for primary and secondary air - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für Non-Recovery Koksöfen, wobei die Belüftungsvorrichtung aus mindestens einer Öffnung besteht, die durch die Wand oder durch Einbauten, wie beispielsweise der Ofentür, verläuft und den Ofeninnenraum mit der den Ofen umgebenden äußeren Atmosphäre verbindet und mittels eines Verschlusselements ganz oder teilweise verschlossen werden kann. Dabei sind zwei oder mehrere dieser Verschlusselemente mittels mindestens eines mechanischen Verbindungselements gekoppelt, indem das Verbindungselement an den Verschlusselementen direkt oder über Hebel befestigt ist und jedes Verbindungselement mit mindestens einem zentralen Stellelement derart verbunden ist, dass die Verschlusselemente bewegt werden können, wobei die jeweiligen Öffnungen verschlossen, vollständig geöffnet oder in jede beliebige Zwischenposition eingestellt werden können. Idealerweise ist dieses Verbindungselement eine Kette oder eine Schraubenspindel.The invention relates to a ventilation device for non-recovery coke ovens, the ventilation device consisting of at least one opening that runs through the wall or through fixtures, such as the furnace door, and connects the furnace interior with the outside atmosphere surrounding the furnace and completely by means of a closure element or can be partially closed. Two or more of these closure elements are coupled by means of at least one mechanical connection element in that the connection element is attached to the closure elements directly or via levers and each connection element is connected to at least one central adjusting element in such a way that the closure elements can be moved, with the respective openings being closed , fully opened or adjusted to any intermediate position. Ideally, this connecting element is a chain or a screw spindle.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in Verkokungskammern von in Flachbauweise konstruierten und als Batterie angeordneten Koksöfen, für das so genannte Non-Recovery- oder Heat-Recovery-Verfahren. Dabei umfasst die Vorrichtung mindestens eine Belüftungsöffnung je Verkokungskammer, die durch die jeweilige Koksofentür oder deren umrahmende Wand verläuft sowie Belüftungsöffnungen für die Zuführung von Sekundärluft in die Heizzüge. Jeder Belüftungsöffnung ist ein beweglich gelagertes Verschlusselement zugeordnet.The The invention relates to an apparatus and a method for feeding Combustion air for the Incineration of coking gas in coking chambers in flat construction constructed and arranged as a battery coke ovens, for the so-called non-recovery or heat recovery procedures. In this case, the device comprises at least one ventilation opening each Coking chamber, by the respective coke oven door or their framing wall runs as well as ventilation openings for the Feeding of secondary air in the heating cables. Every ventilation opening is associated with a movably mounted closure element.
Alle Verschlusselemente sind mit mindestens einem Stellelement mechanisch verbunden, das von einer zentralen Stelle aus gesteuert und angetrieben wird. Dabei betätigt das Stellelement die Verschlusselemente abhängig von dem Bedarf an Verbrennungsluft in der Verkokungskammer kontinuierlich. Die mechanische Verbindung jedes einzelnen Verschlusselements mit dem zentralen Stellelement kann gesondert vorgenommen werden, wobei insbesondere die Ausgangsstellung eines einzelnen Verschlusselements zu Beginn des Verkokungsvorgangs der zugehörigen Verkokungskammer unabhängig von den sonstigen Verschlusselementen der benachbarten Verkokungskammern vorgenommen werden kann.All Closure elements are mechanical with at least one actuating element connected, controlled and driven from a central location becomes. Pressed the actuator the closure elements depending on the need for combustion air in the coking chamber continuously. The mechanical connection each individual closure element with the central actuator can be made separately, in particular the starting position a single closure element at the beginning of the coking process the associated Coking chamber independent from the other closure elements of the adjacent coking chambers can be made.
Die Beheizung von Heat-Recovery-Öfen erfolgt üblicherweise durch Verbrennung des bei der Verkokung entstehenden Gases. Die Verbrennung wird dabei so gesteuert, dass ein Teil des Gases oberhalb der Kohlecharge mit Primärluft in der Ofenkammer verbrennt. Dieses teilverbrannte Gas wird über Kanäle, welche auch als "Downcomer" bezeichnet werden, den Heizzügen in der Sohle der Ofenkammer zugeführt und hier durch Zugabe weiterer Verbrennungsluft, der Sekundärluft, vollständig verbrannt.The Heating of heat-recovery ovens usually takes place by combustion of the gas produced during coking. The Combustion is controlled so that some of the gas above the coal charge with primary air burned in the oven chamber. This partially combusted gas is passed through ducts also referred to as "downcomers", the heating cables supplied in the sole of the furnace chamber and here by adding further combustion air, the secondary air, Completely burned.
Auf
diese Weise wird der Kohlecharge Wärme direkt von oben und indirekt
von unten zugeführt, was
sich vorteilhaft auf die Verkokungsgeschwindigkeit und damit auf
die Leistung der Öfen
auswirkt. Zur Durchführung
des Verfahrens ist es erforderlich, dass zugeführte Primärluft und Sekundärluft, exakt
bemessen und über
die Dauer der Garungszeit, welche bis zu 20 bis 96 Stunden dauern
kann, veränderlich gesteuert
wird. Es sind im Stand der Technik Heat-Recovery- und Non-Recovery-Koksöfen in Flachbauweise
weitreichend beschrieben. Beispielhaft seien hier
Nach herkömmlichem Stand der Technik wird aus der Atmosphäre die Primärluft durch Öffnungen in den Türen eingesaugt. Die Sekundärluft wird durch bodennahe Öffnungen eingesaugt und über Kanäle in die Heizzüge geleitet, welche im wesentlichen horizontal unter der Koksofenkammer verlaufen. Die Öffnungen für Primär- und Sekundärluft sind entweder permanent geöffnet oder mit Klappen zur Einstellung der anzusaugenden Luftmenge versehen.To conventional The prior art is from the atmosphere the primary air through openings in the doors sucked. The secondary air is through near-ground openings sucked in and over channels in the flues passed, which is substantially horizontal under the coke oven chamber run. The openings for primary and secondary air are either permanently open or provided with flaps for adjusting the amount of air to be sucked.
Da
die Ofenbatterien sehr weitläufig
sind, in der Regel eine sehr hohe Temperatur vorherrscht und eine
starke Schmutzentwicklung gegeben ist, sind im Stand der Technik
nur manuell verstellbare Lüftungsklappen
offenbart. In
In der Praxis zeigt sich jedoch, dass die erforderliche Veränderung der Primär- und Sekundärluftmenge über der Garungszeit bei einer manuellen Verstellung nur sehr vereinzelt erfolgt und somit die ideale zeitabhängige Einstellung bei weitem nicht erreicht wird. Weiterhin stellt die manuelle Bedienung eine hohe gesundheitliche Belastung für das Personal dar.In However, practice shows that the required change the amount of primary and secondary air above the Cooking time with a manual adjustment only very isolated takes place and thus the ideal time-dependent setting by far is not achieved. Furthermore, the manual operation is a high health burden for the staff dar.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die beschriebenen Mängel auf wirtschaftliche Weise zu beheben und eine optimierte Zuführung von Primär- und/oder Sekundärluft sicher zu stellen. Dabei muss die Betriebssicherheit auch bei den üblicherweise gegebenen hohen Temperaturen und starken Verschmutzungen sichergestellt sein.The The object of the invention is therefore to the shortcomings described economical way to fix and optimized delivery of Primary and / or secondary air to make sure. Here, the reliability must also with the usual ensured high temperatures and heavy contamination be.
Die Erfindung löst die Aufgabe, indem eine Vorrichtung zur Zuführung von Verbrennungsluft für die Verbrennung von Verkokungsgas in Verkokungskammern von in Flachbauweise konstruierten und als Batterie angeordneten Koksöfen vorgesehen wird, bei welcher die Belüftungsvorrichtung aus mindestens einer Belüftungsöffnung je Verkokungskammer besteht, die durch die jeweilige Koksofentür oder deren umrahmende Wand verläuft und für jede Belüftungsöffnung ein beweglich gelagertes Verschlusselement vorgesehen ist, wobei
- – alle Verschlusselemente der Belüftungsöffnungen mit mindestens einem Stellelement mechanisch verbunden sind, welches von einer zentralen Stelle aus gesteuert und angetrieben wird,
- – die Verschlusselemente abhängig von dem Bedarf an Verbrennungsluft in der Verkokungskammer mittels des Stellelementes zu betätigen sind,
- – die mechanische Verbindung jedes einzelnen Verschlusselements mit dem zentralen Stellelement gesondert vorgenommen werden kann, wobei insbesondere die Ausgangsstellung eines einzelnen Verschlusselements zu Beginn des Verkokungsvorgangs der zugehörigen Verkokungskammer gesondert und unabhängig von den sonstigen Verschlusselementen der benachbarten Verkokungskammern eingestellt werden kann.
- All the closing elements of the ventilation openings are mechanically connected to at least one adjusting element which is controlled and driven from a central location,
- The closure elements are to be actuated by means of the actuating element, depending on the need for combustion air in the coking chamber,
- - The mechanical connection of each closure element with the central actuator can be made separately where in particular, the starting position of a single closure element at the beginning of the coking process of the associated coking chamber can be adjusted separately and independently of the other closure elements of the adjacent coking chambers.
Dabei soll unter der Verbindung von Verschlusselement und Stellelement nachstehend verstanden werden, dass die beiden Elemente direkt oder auch über ein Kopplungselement, wie beispielsweise einen Hebel, ein Seilzug, eine Kette, einen Hebelarm etc. sowie Kombinationen dieser Elemente lösbar miteinander verbunden sein können.there should under the connection of closure element and actuator be understood below that the two elements directly or also over a coupling element, such as a lever, a cable, a chain, a lever arm, etc. as well as combinations of these elements releasably together can be connected.
Vorteilhafte Ausführungsformen sehen vor, das Stellelement als eine umlaufende Kette oder ein Stahlseil auszubilden. Ebenso besteht eine geeignete Ausführungsform in dem Einsatz einer Schraubenspindel als Stellelement. Alle diese Stellelemente ermöglichen eine dauerhafte Betätigung in eine Laufrichtung, was für den kontinuierlichen Gesamtprozess sehr vorteilhaft ist.advantageous embodiments Foresee the actuator as a revolving chain or a steel cable train. Similarly, there is a suitable embodiment in the use of a Screw spindle as an actuator. All these control elements allow a permanent operation in one direction, what for the continuous overall process is very beneficial.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend ausgestaltet werden, dass als Verschlusselemente Verschlussplatten eingesetzt werden, welche derart gelagert sind, dass diese bei der Betätigung durch das Verbindungselement im wesentlichen parallel zur Ofentür bewegt werden.Farther can the device of the invention be designed so that as closure elements closure plates are used, which are stored so that they in the activity moved by the connecting element substantially parallel to the oven door become.
Es ist für eine gerichtete Strömung des Primärgases von Vorteil, wenn die Belüftungsöffnung rotationssymmetrisch geformt ist. Daher ist der Einsatz von Verschlusselementen vorteilhaft, die als senkrecht stehende Verschlussplatten ausgebildet und um eine Mittelachse vertikal oder horizontal rotierbar gelagert sind.It is for a directed flow of the primary gas advantageous if the ventilation opening rotationally symmetrical is shaped. Therefore, the use of closure elements is advantageous formed as a vertical closure plates and order a central axis are mounted vertically or horizontally rotatable.
Bei einer weiter verbesserten Ausführungsform der Belüftungsvorrichtung sind die Verschlusselemente aus mindestens zwei sich überlappenden und gegeneinander verschiebbaren Fassetten gebildet, wobei bei Fassetten idealerweise bei einer Teilöffnung einen polygonalen und punktsymmetrischen oder annähernd kreisrunden Querschnitt freigeben. Somit erfolgt keine Umlenkung der angesaugten Luft in der Belüftungsöffnung und sie wird aufgrund der höheren Strömungsgeschwindigkeit tiefer in den Ofenraum hineingeleitet.at a further improved embodiment the ventilation device are the closure elements of at least two overlapping and formed against each other movable facets, with facets ideally at a partial opening a polygonal and point-symmetrical or approximately circular Release cross-section. Thus, there is no deflection of the sucked Air in the ventilation opening and she is due to the higher flow rate deeper into the oven room.
Eine noch weiterführende Verbesserung besteht darin, die Verschlusselemente kegelförmig zu gestalten, wobei im eingebauten Zustand die Spitze zum Ofeninnenraum gerichtet ist. Diese Ausführungsform kann noch dahingehend weiter optimiert werden, dass die Belüftungsöffnung den selben oder einen größeren Öffnungswinkel als die zugehörigen kegelförmigen Verschlusselemente aufweisen. In dieser Ausführungsform des Verschlusselementes für die erfindungsgemäße Vorrichtung, wird die angesaugte Luft minimal im Bereich des Verschlusselementes sowie der Belüftungsöffnung verwirbelt und unabhängig von der Größe des freigegebenen Querschnitts zu einem Gasstrahl geformt.A still continuing Improvement is to make the closure elements conical, wherein in the installed state, the tip directed to the furnace interior is. This embodiment can be further optimized to the effect that the ventilation opening the same or a larger opening angle as the associated conical closure elements exhibit. In this embodiment of the closure element for the device according to the invention, the sucked air is minimal in the area of the closure element and the ventilation opening swirled and independent the size of the shared Cross-section shaped into a gas jet.
Bei einer unterschiedlichen Größe der Kegelwinkel von Belüftungsöffnung und Verschlusselement kann sicher gestellt werden, dass Verschmutzungen, die in der Belüftungsöffnung angelagert sind, nicht den vollständigen Verschluss der Belüftungsöffnung verhindern. Das kegelförmige Verschlusselement wird dabei über eine Hebelkonstruktion und/oder eine Spindel in Längsachsrichtung der Öffnung bewegt, so dass bei einer Teilöffnung ein kreisrunder Ringspalt freigegeben wird.at a different size of cone angle from ventilation opening and Closure element can be made sure that dirt, which are deposited in the ventilation opening are not the whole Prevent closure of the ventilation opening. The cone-shaped Closure element is about a lever construction and / or a spindle in the longitudinal axis direction the opening moves, so that at a partial opening a circular annular gap is released.
Die Belüftungsvorrichtung kann dadurch verbessert werden, dass das Verschlusselement derart mit dem Stellelement verbunden ist, dass es in der Endposition, bei vollständigem Verschluss der Belüftungsöffnung, automatisch vom Stellelement gelöst wird.The aeration device can be improved by the fact that the closure element so with the actuator is connected to that in the final position, at complete Closure of the ventilation opening, automatically released from the actuator.
Von der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren für die Zuführung von Verbrennungsluft in Koksöfen umfasst, bei welchem die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Belüftungsvorrichtung in einer seiner Ausführungsvarianten eingesetzt wird, wobei der Ablauf des Verfahrens wie folgt ist:
- a) Nach der Entleerung und Neubefüllung einer Verkokungskammer werden die Verschlusselemente in ihrer Ausgangsposition, welche die vollständige oder nahezu vollständige Freilassung der Belüftungsöffnung darstellt, mit einem zentralen Stellelement verbunden.
- b) Während der Garungszeit werden die Verschlusselemente durch das zentrale Stellelement kontinuierlich und im Wesentlichen mit einer gleich bleibenden mittleren Geschwindigkeit oder Stellhäufigkeit betätigt, so dass die Belüftungsöffnungen kontinuierlich verschlossen werden.
- c) Spätestens am Ende der Garungszeit einer Verkokungskammer haben die Verschlusselemente die Belüftungsöffnungen dieser Verkokungskammer vollständig verschlossen und können vom Stellelement gelöst werden.
- d) Nach dem Entleeren und Neubefüllen, wird das Verfahren mit dem Schritt a) erneut gestartet.
- a) After emptying and refilling a coking chamber, the closure elements are connected in their initial position, which represents the complete or almost complete release of the ventilation opening, with a central actuator.
- b) During the cooking time, the closure elements are actuated by the central control element continuously and substantially with a constant average speed or setting frequency, so that the ventilation openings are closed continuously.
- c) At the latest at the end of the cooking time of a coking chamber, the closure elements have the ventilation openings of the coking chamber completely closed and can be released from the actuator.
- d) After emptying and refilling, the process is restarted with step a).
Eine verbesserte Variante des Verfahrens besteht darin, dass das Verschlusselement in der Endstellung automatisch von dem Stellelement gelöst wird.A improved variant of the method is that the closure element is automatically released from the actuator in the end position.
In einer weiteren verbesserten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, sind mindestens zwei zentrale Stellelemente vorgesehen, wobei das eine Stellelement die Verschlusselemente für die Primärluft und das andere zentrale Stellelement die Verschlusselemente für die Sekundärluft bewegt. Die beiden Stellelemente sind dabei während der gesamten Garungszeit völlig unabhängig voneinander regelbar.In a further improved embodiment of the method according to the invention, at least two central control elements are provided, wherein the one control element, the closure elements for the primary air and the other central Stellele ment moves the closure elements for the secondary air. The two control elements are completely independently adjustable during the entire cooking time.
Vorteilhafterweise wird ein zentrales Stellelement kontinuierlich und im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit oder Stellhäufigkeit betätigt.advantageously, becomes a central actuator continuously and substantially operated at the same speed or setting frequency.
Von der Erfindung ist ebenfalls umfasst, die Verwendung der erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung in einer der genannten Ausführungsvarianten bei einem Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft in Verkokungskammern von in Flachbauweise konstruierten und als Batterie angeordneten Koksöfen.From The invention also encompasses the use of the ventilation device according to the invention in one of the mentioned embodiments in a method of feeding of combustion air in coking chambers of constructed in flat construction and arranged as a battery coke ovens.
Die
Erfindung ist anhand von drei Ausführungsvarianten in
Weiterhin
sind in
Durch
die kontinuierliche Bewegung der Kette
Die
Luftzufuhr in dem linken Koksofen
Eine
besondere Ausführungsvariante
des Verschlusselements
- 11
- Koksofencoke oven
- 22
- KoksofentürCoke oven door
- 33
- Belüftungsöffnung (Primärluft)Ventilation opening (primary air)
- 44
- Heizzügeflues
- 55
- Belüftungsöffnungen (Sekundärluft)vents (Secondary air)
- 66
- Verschlusselemente (Primärluft)closure elements (Primary air)
- 77
- Verschlusselemente (Sekundärluft)closure elements (Secondary air)
- 88th
- Scharnierhinge
- 99
- Verschlussplatteclosing plate
- 1010
- Hebelarmlever arm
- 1111
- Kette (Primärluft)Chain (Primary air)
- 1212
- Kette (Sekundärluft)Chain (Secondary air)
- 1313
- Stellelementactuator
- 1414
- Stellelementactuator
- 1515
- KetteChain
- 1616
- KetteChain
- 1717
- Verschlusskopfbolt head
- 1818
- FührungsstabCorporate Office
- 1919
- Federbrückespring bridge
- 2020
- Führungsrohrguide tube
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