DE102019007289A1

DE102019007289A1 - Arrangement with a compressor ram, a coking coal bed, a measuring device and a control system and method for controlling a process for the production of a coking coal cake

Info

Publication number: DE102019007289A1
Application number: DE102019007289.8A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Wahlers; Boris Schlüsener
Original assignee: HUDE GmbH
Current assignee: HUDE GmbH
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Verdichterstempel, einem Kokskohlebett, einer Messeinrichtung und einem Steuersystem sowie ein Verfahren zum Steuern eines Prozesses zur Herstellung eines Kokskohlekuchens, bei dem mit einer Messeinrichtung die Position des Stampfhammers relativ zum Kokskohlebett ermittelt wird.The invention relates to an arrangement with a compressor ram, a coking coal bed, a measuring device and a control system as well as a method for controlling a process for producing a coking coal cake in which the position of the ramming hammer relative to the coking coal bed is determined with a measuring device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Verdichterstempel, einem Kokskohlebett, einer Messeinrichtung und einem Steuersystem und ein Verfahren zum Steuern eines Prozesses zur Herstellung eines Kokskohlekuchens.The invention relates to an arrangement with a compressor ram, a coking coal bed, a measuring device and a control system and a method for controlling a process for producing a coking coal cake.

Für die Verdichtung von Kokskohle werden sehr große Anlagen benötigt, bei denen Kokskohle zunächst in einer mehrere Meter hohen Wanne liegt. Diese wird unter eine Verdichterstempelanlage gefahren und die Verdichterstempel werden derart bewegt, dass sie nacheinander an unterschiedlichen Stellen einen Pressdruck auf das Kokskohlebett ausüben. Dabei werden die Verdichterstempel mittels eines Exzenters angehoben und fallen herab, um nacheinander an unterschiedlichen Stellen einen Pressdruck auf das Kokskohlebett auszuüben.Very large systems are required for the compression of coking coal, in which coking coal is initially in a trough several meters high. This is driven under a compressor ram system and the compressor rams are moved in such a way that they successively exert pressure on the coke coal bed at different points. The compressor rams are raised by means of an eccentric and fall down in order to exert a pressure on the coke bed at different points one after the other.

Die Kokskohle wird solange behandelt bis sich die interne Struktur der Kokskohle in der Wanne nach vorher vorgegebenen Parametern verändert hat.The coking coal is treated until the internal structure of the coking coal in the tank has changed according to previously specified parameters.

Die Verdichtung der Kokskohle läuft üblicherweise als Batch-Verfahren, wobei selbstverständlich auch ein kontinuierliches Verfahren möglich ist.The compression of the coking coal usually runs as a batch process, although a continuous process is of course also possible.

Bei der Verdichtung der Kokskohle muss der Verdichtungsprozess über Erfahrungswerte gesteuert werden, da es schwierig ist, den Zustand der Kokskohle während der Bearbeitung zu überprüfen. Da die durch die Verdichteranlage vorgegebene Kraft, die mit dem Gewicht der Stempel korreliert, in der Regel unveränderbar ist, wird der Verdichtungsprozess im Wesentlichen durch die Zeitdauer der Verdichtung gesteuert. Um diese Zeiten festzulegen ist eine besondere Erfahrung des Bedienpersonals notwendig.When compressing the coking coal, the compression process must be controlled using empirical values, since it is difficult to check the condition of the coking coal during processing. Since the force specified by the compression system, which correlates with the weight of the ram, is generally unchangeable, the compression process is essentially controlled by the duration of compression. In order to set these times, the operating personnel must have particular experience.

Aus der DE 10 2008 049 590 ist ein Verdichterstempel für Kokskohle bekannt, der eine Messeinrichtung aufweist, die die Geschwindigkeit des Verdichterstempels über der Zeit misst. Die Messung der Geschwindigkeit des Verdichterstempels über der Zeit ist vor allem im Zeitpunkt der Abbremsung des Verdichterstempels interessant, da aus der negativen Beschleunigung des Verdichterstempels auf den Zustand der Kokskohle im Kokskohlebett zurückgeschlossen werden kann.From the DE 10 2008 049 590 a compressor ram for coking coal is known which has a measuring device which measures the speed of the compressor ram over time. The measurement of the speed of the compressor ram over time is of particular interest at the point in time when the compressor ram is decelerated, since the state of the coking coal in the coking coal bed can be deduced from the negative acceleration of the compressor ram.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Anordnung aus einem Verdichterstempel, einem Kokskohlebett, einer Messeinrichtung und einem Steuersystem weiterzuentwickeln.The invention is based on the object of further developing an arrangement comprising a compressor ram, a coking coal bed, a measuring device and a control system.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with an arrangement having the features of claim 1. Advantageous further developments are the subject of the subclaims.

Außerdem wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe auch mit einem Verfahren zum Steuern eines Prozesses zur Herstellung eines Kokskohlekuchens gelöst, bei dem mit einer Messeinrichtung die Position des Stampfhammers relativ zum Kokskohlebett ermittelt wird.In addition, the object on which the invention is based is also achieved with a method for controlling a process for producing a coking coal cake, in which the position of the ramming hammer relative to the coking coal bed is determined with a measuring device.

Dadurch kann der hergestellte Kokskohlekuchen optimiert werden.This enables the coking coal cake produced to be optimized.

Die vorhandenen Sensoren (die nicht immer zuverlässig und genau arbeiten) werden somit durch einen Lagesensor ersetzt, der die Position des Stampfhammers im System erkennt und vorzugsweise drahtlos an ein übergeordnetes Analyse- und Regelsystem weitergibt. Dieses bestimmt mit den Daten der Messeinrichtung in einer internen Sensorik mehrere Faktoren, wie beispielsweise a) Bewegt sich der Hammer noch oder ist er „eingegraben“? b) Welche Energie überträgt der Stampfhammer auf den Kohlekuchen? c) Welche Höhe hat der Kohlekuchen aktuell? und d) Ist die Endhöhe des Kohlekuchens erreicht?The existing sensors (which do not always work reliably and precisely) are thus replaced by a position sensor that detects the position of the ramming hammer in the system and preferably forwards it wirelessly to a higher-level analysis and control system. With the data from the measuring device in an internal sensor system, this determines several factors, such as a) Is the hammer still moving or is it “buried”? b) What energy does the ramming hammer transfer to the coal cake? c) What is the current height of the coal cake? and d) Has the final height of the charcoal cake been reached?

Eine externe Sensorik des Stampfprozesses ermöglicht eine Dichtemessung: Nach Abschluss des Stampfprozesses wird beim Austragen des Kohlekuchens die Dichte kontinuierlich gemessen und ausgewertet. Bei Abweichungen wird der Stampfprozess adaptiv angepasst.An external sensor system for the tamping process enables density measurement: After the tamping process has been completed, the density is continuously measured and evaluated when the coal cake is discharged. If there are deviations, the ramming process is adapted adaptively.

Die externe Sensorik ermöglicht auch eine Höhenmessung des fertigen verkokten Kokskuchens. Stimmt die gemessene Höhe des Vorproduktes mit dem des Endproduktes überein?The external sensors also enable the height of the finished coked coke cake to be measured. Does the measured height of the preliminary product match that of the end product?

Die Messung der Kohlefeuchte und des Aufmahlungsgrades der Kohle können eventuell zu einer Anpassung führen. Zu beachten ist hierbei, dass die externe Sensorik optional ist. Besonders wesentlich sind das Verfahren sowie der Analyse- und Regelblock, sowie der interne Sensor.The measurement of the coal moisture and the degree of grinding of the coal may lead to an adjustment. It should be noted that the external sensor system is optional. The process and the analysis and control block as well as the internal sensor are particularly important.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Verdichterstempeln, einem Kokskohlebett und einem Steuersystem ist in der Figur sehr schematisch dargestellt.An example of an arrangement according to the invention with several compressor rams, a coking coal bed and a control system is shown very schematically in the figure.

Die Figur zeigt eine Anordnung 1 mit mehreren Verdichterstempeln 2 bis 7, einem Kokskohlebett 8 und einem Steuersystem 9.The figure shows an arrangement 1 with several compressor rams 2 to 7th , a bed of coking coal 8th and a control system 9 .

Jeder Verdichterstempel 2 bis 7 hat eine Messeinrichtung 10, die in der Figur nur am Verdichterstempel 7 eingezeichnet ist. Diese Messeinrichtung 10 weist einen Lagesensor 11 und einen Sender 12 auf, die in einem explosionsgeschützten Gehäuse 13 angeordnet sind.Every compressor stamp 2 to 7th has a measuring device 10 that in the figure only on the compressor piston 7th is drawn. This measuring device 10 has a position sensor 11 and a transmitter 12th on that in an explosion-proof housing 13 are arranged.

Die Verdichterstempel 2 bis 7 werden über eine Welle 14 entsprechend den Pfeilen 15, 16 angehoben und abgesenkt. Hierfür wird die Welle 14 durch den Motor 17 angetrieben. Die einzelnen Verdichterstempel 2 bis 7 bilden dadurch einen Verdichter 18, dessen Motor 17 über das Stellglied 19 beeinflusst wird. Das Stellglied 19 hat einen Empfänger 20, der Signale des Senders 21 empfängt.The compressor ram 2 to 7th be about a wave 14th according to the arrows 15th , 16 raised and lowered. For this the wave 14th by the engine 17th driven. The individual compressor stamp 2 to 7th thereby form a compressor 18th , its engine 17th via the actuator 19th being affected. The actuator 19th has a recipient 20th , the signals from the transmitter 21st receives.

Das Kokskohlebett 8 ist mit Kokskohle 22 gefüllt und über die Schurre 23 kann durch den Schieber 24 gesteuert weitere Kokskohle in das Kokskohlebett 8 fließen. Der Schieber 24 hat ein Stellglied 25, das mit einem Empfänger 26 in Verbindung steht. Der Empfänger 26 empfängt Signale vom Sender 21, um mit dem Stellglied 25 die Höhe des Schiebers 24 und damit den Kohlezufluss zu steuern.The coking coal bed 8th is with coking coal 22nd filled and over the chute 23 can through the slider 24 controlled further coking coal into the coking coal bed 8th flow. The slider 24 has an actuator 25th that with a receiver 26th is connected. Recipient 26th receives signals from the transmitter 21st to go with the actuator 25th the height of the slider 24 and thus control the flow of coal.

Der Sender 12 am Verdichterstempel 7 sendet kontinuierlich Signale über die Position des Verdichterstempels an einen Empfänger 27, der diese Signale an einen Regler 28 meldet.The transmitter 12th on the compressor stamp 7th continuously sends signals to a receiver about the position of the compressor ram 27 that sends these signals to a controller 28 reports.

Über eine Eingabeeinrichtung 29 werden am Regler 28 Parameter eingegeben, die es ermöglichen auf der Grundlage der Messwerte der Messeinrichtung 11 Steuersignale für die Stelleinrichtungen 19 und 25 zu erzeugen.Via an input device 29 are on the controller 28 Parameters entered that make it possible based on the measured values of the measuring device 11 Control signals for the actuating devices 19th and 25th to create.

In der Praxis wird zunächst eine geringe Menge Kokskohle vorgelegt und mit dem Verdichterstempel verdichtet. Die Position der Verdichterstempel wird kontinuierlich mit der Messeinrichtung 12 gemessen und an die Regeleinrichtung 28 gemeldet. Aus vorher eingegebenen Kurven berechnet das Steuersystem 9 Werte für den Antrieb des Verdichters 18 und Werte für die Steuerung des Kohlenachschubs, der über den Schieber 24 geregelt wird.In practice, a small amount of coking coal is first placed and compressed with the compressor ram. The position of the compressor ram is continuous with the measuring device 12th measured and to the control device 28 reported. The control system calculates from previously entered curves 9 Values for the drive of the compressor 18th and values for the control of the coal supply, which is via the slide 24 is regulated.

Das Ausführungsbeispiel zeigt die schematischen Abläufe. Für die Kohlezufuhr kann die Wanne auch an einen anderen Ort unter dem Verdichter 8 verschoben werden. Zusätzlich zur Position können auch die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung gemessen werden und die Steuereinrichtung 28 kann über die beschriebenen Parameter hinaus auch auf weitere Parameter einwirken.The embodiment shows the schematic processes. For the coal supply, the pan can also be moved to another location under the compressor 8th be moved. In addition to the position, the speed and / or the acceleration can also be measured and the control device 28 can affect other parameters beyond the parameters described.

Mit der beschriebenen Anordnung 1 kann nach wenigen Versuchen zur Festlegung der Parameter ein Verdichter automatisiert gesteuert werden, um den Energieeintrag zu maximieren und einen Verglasungseffekt der Kokskohle zu vermeiden.With the described arrangement 1 After a few attempts to determine the parameters, a compressor can be controlled automatically in order to maximize the energy input and avoid a vitrification effect on the coking coal.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008049590 [0006]

Claims

Arrangement with a compressor ram, a coking coal bed, a measuring device and a control system, characterized in that the measuring device has a position sensor which can detect the position of the ramming hammer relative to the coking coal bed.

Arrangement according to Claim 1 , characterized in that the measuring device sends measurement data wirelessly.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device has a power supply which converts the energy of the moving compressor ram into electricity.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device is designed to be explosion-proof.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that it has a computer which calculates the measurement data of the measuring device and acts on a coking coal compression plant.

Method for controlling a process for the production of a coking coal cake, in which the position of the ramming hammer relative to the coking coal bed is determined with a measuring device.