PL97850B1

PL97850B1 - Sposob utrzymywania urzadzen ogrzewajacych wegiel w ustalonej temperaturze

Info

Publication number: PL97850B1
Application number: PL1975182746A
Authority: PL
Original assignee: Coaltek Associates Te Morristown New Jersey Ver St V Am
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1975-08-15
Publication date: 1978-03-30
Also published as: AU8405175A; FR2281971A1; GB1467744A; ATA614275A; LU73126A1; AT362744B; BR7505230A; FR2281971B1; NL7508618A; MX146349A; IT1041484B; CA1055872A; BE832162A; DE2534383A1; JPS5146302A; ES439793A1; TR18894A; ZA754754B; AR207472A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób utrzymywa¬ nia urzadzen ogrzewajacych wegiel w ustalonej temperaturze. Sposób jest przystosowany do pro¬ cesów przemyslowych, w których wymagane jest podgrzewanie wegla, lub podgrzewanie i suszenie wegla do temperatury powyzej 100°C. Bardziej szczególowo wynalazek podaje korzystny sposób utrzymywania w wymaganej dla procesu tempera¬ turze, urzadzen do podgrzewania wegla, zwlaszcza przed koksowaniem, w przypadku okresowych przerw w dostawie wegla i przystosowany jest zwlaszcza do rurociagowych systemów zaladunku podgrzanego, rozdrobnionego wegla oraz przesyla¬ nia podgrzanych czasteczek wegla rurociagami do pieców koksowniczych, gdzie czasteczki wegla ule¬ gaja skoksowaniu.Znany sposób zabezpieczenia urzadzen do pod¬ grzewania wegla przed wzrostem temperatury do niebezpiecznego poziomu w czasie przerw w zasi¬ laniu w wegiel, w rurociagowym systemie ladowa¬ nia, obejmuje automatyczne wtryskiwanie wody do urzadzen podgrzewajacych, w celu zaabsorbo¬ wania ciepla. Jednak* ten sposób zabezpieczania nie przewiduje utrzymywania wydajnosci cieplnej zródla ciepla w jej normalnych granicach.Wedlug wynalazku sposób utrzymywania urza¬ dzen ogrzewajacych wegiel, zaopatrzonych w ele¬ menty grzewcze dostarczajace cieplo, w ustalonych warunkach, na zadanym poziomie temperatury, w przypadku przerw w dostawie wegla, polega na tym, ze w zaleznosci od wskazan temperatury przez przyrzady kontrolno-ostrzegawcze w przypadku przerw w dostawie wegla wprowadza sie sztuczne obciazenie cieplne dla pochloniecia przewazajacej czesci calkowitego ciepla, normalnie absorbowanego ze zródla ciepla przez dostarczany wegiel, na dro¬ dze kontrolowania ilosci sztucznego obciazenia cieplnego, dzieki czemu zabezpiecza i utrzymuje sie wydajnosc cieplna zródla ciepla w normalnych, granicach. Korzystnie wydajnosci zródla ciepla pod¬ czas przerw w dostawie wegla, utrzymuje sie prz\ dolnej granicy jego normalnego zakresu wydajnosci cieplnej.Korzystnie w rurociagowym systemie zaladunku, sztuczne obciazenie cieplne wprowadza sie w urza¬ dzeniach do podgrzewania wstepnego w miejscu miedzy zródlem 'ciepla a urzadzeniami do krusze¬ nia i dyspergowania wstepnie podgrzewanego we¬ gla, przy czym temperature urzadzen ogrzewaja¬ cych wegiel korzystnie kontroluje sie ponizej miej¬ sca gdzie wprowadza sie sztuczne obciazenie cie¬ plne. Korzystnie jest wtryskiwanie do urzadzen ogrzewajacych wegiel sztucznego obciazenia ciepl¬ nego, takiego jak woda, przez rury, w ilosci kon¬ trolowanej przez nastawny zawór regulacyjny.Stopien regulacji doplywu sztucznego obciazenia cieplnego do urzadzen grzewczych ewentualnie obejmuje dostosowanie natezenia przeplywu do normalnej wydajnosci cieplnej zródla, dostarcza¬ jacego cieplo do urzadzen grzewczych. 97 8503 v Dzieki wynalazkowi osiaga sie szereg waznych korzysci, a .mianowicie utrzymuje sie ciaglosc dzia¬ lania urzadzen ogrzewajacych wegiel, bez chlodze¬ nia ich ponizej normalnej temperatury pracy, dzie- - ki sposobowi kontroli urzadzen grzewczych i urza¬ dzen z nimi zwiazanych w temperaturze procesu: bez dostawy wegla dp urzadzen ogrzewajacych.Ponadto zapewnia sie bezpieczenstwo obslugi urza-» dzen grzewczych i rurociagowych urzadzen 4o jo¬ dowania, przez odpowiednie chlodzenie urzadzen grzewczych i rurociagowych urzadzen przesylo¬ wych, co stanowi uzupelnienie pfoecnie znanych sposobów zabezpieczania. Pozwala na regulacje palnika urzadzen grzewczych do wymaganych wa¬ runków spalania, bez przegrzewania czesci urza¬ dzen, gdy wydajnosc cieplna palnika utrzymuje sie w granicach normalnych dla procesu. Pozwala na zwiekszenie bezpieczenstwa przy urzadzeniach ogrzewajacych wegiel, zmniejszajac mozliwosc wy¬ buchu przez ustalenie warunków, przy których w niezbednym czasie moga zadzialac regulacja zró¬ dla ciepla takiego jak palnik i regulacja wymaga¬ nej procentowej zawartosci tlenu, przed, wprowa¬ dzeniem wegla do urzadzen ogrzewajacych.Przedmiot wynalazku jest zilustrowany w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie przyklad . urzadzenia ogrzewajacego, stosowanego w rurociagowym sy¬ stemie ladowania w koksowni, fig. 2 przedstawia schematycznie czesc urzadzenia grzewczego uwi^ docznionego na fig. 1, w innym przykladzie rozr wiazania konstrukcyjnego wedlug wynalazku, fig. 3 przedstawia przekrój fragmentu urzadzenia ogrze¬ wajacego, uwidocznionego na fig. 1 i przedstawia aparat zastosowany do wprowadzania sztucznego obciazenia cieplnego do zwezki Venturiego z fig. 1, a fig. 4 przedstawia schemat blokowy aparatu¬ ry zastosowanej w jednym z rozwiazan konstruk¬ cyjnych wedlug wynalazku, do regulacji doplywu sztucznego obciazenia cieplnego. Nawiazujac do fig. 1 i 2 czesciowo rozdrobniony, mokry wegiel podaje sie do skrzyni zsypowej 2, skad poprzez podwójny transporter slimakowy 4, podaje sie go dalej do komory suszacej 6, ponad zwezka Venturiego 8.Paliwo takie jak na przyklad gaz koksowniczy z powietrzem doprowadza sie do palnika 10 w ko¬ morze spalan 12, gdzie po spaleniu powstaja gora¬ ce gazy spalinowe.Czujnik temperatury 3 przekazuje sygnal do re¬ gulatora 5, który poprzez zawór 7 dostosowuje do¬ plyw paliwa do palnika 10 w celu utrzymania wy¬ maganej temperatury wedlug czujnika temperatu¬ ry 3, na wybranym wstepnie poziomie mieszcza¬ cym sie normalnie w granicach temperatur 260° — 300PC. Zespól czujników (nie pokazanych) i regu¬ latorów (nie pokazanych) reguluje automatycznie . doplyw powietrza do palnika 10, proporcjonalnie de ilosci doplywajacego paliwa do palnika 10. Tym samym wydajnosc cieplna palnika 10 jest dostoso¬ wana do utrzymywania temperatury wymaganej dla urzadzen grzewczych, zgodnie z odczytem czuj¬ nika temperatury 8. Gorace gazy spalinowe z ko¬ mary spalan 18 przechodza przez zwezke Ventu- riego 8 i stykaja sie z weglem w komorze suszaciej 6. Przy podgrzewaniu odparowuje przewazajaca 4 czesc powierzchniowej wilgotnosci wegla, przy czym otrzymuje sie czesciowo wysuszony i podgrzany wegiel. Czesciowo wysuszony wegieU wprowadza sie do urzadzenia rozdrabniajaco-dyspergujacego 14 gdzie wirujac w postaci rozrzedzonej zawiesiny jest dalej osuszany i podgrzewany, po czym przez strefe odpylarida 16 i kanal weglowy 18 jest poda¬ wany do cyklonów 20. Nastepnie wegiel przechodzi przez obrotowy dozownik lopatkowy £2 itkib przez przewody zasilajace 23 do zsypu rozdzielczego 25, skad poprzez skrzynie zaladowcze 26 i rurociagi 28, zmieszany z przegrzana para wodna, prowadzo¬ ny jest do pieców koksowniczych.Urzadzenie do ogrzewania wstepnego~29, sklada sie miedzy innymi z komory spalan 12 z palnikiem 1% zwezki Venturiego 8, koynory suszacej £, Urza¬ dzenia do rozdrabniania i dyspergowania 14, strefy odpylania 16, kanalu weglowego 19 i eyklonów 20.Podczas przerw w dostarczaniu wegla przez tran- m sporter slimakowy 4, urzadzenia podgrzewajace sa utrzymywane w ustalonych warunkach procesu, w zadanej dla pracy urzadzen grzewczych tempe¬ raturze.W rozwiazaniu wed&ig fig. 1 i 2 zródlem cicpla i5 jest palnik 10, stanowiacy czesc komory spalan 12.Korzystnie wydajnosc cieplna zródla ciepla, pod¬ czas przerw w zasilaniu w wegiel utrzymuje sie przy dolnej granicy normalnego zakresu, przykla¬ dowo w przyblizeniu 1,5 miliona W przy 40 tonach na godzine, w przyblifcemu 6 milionów przy 100 tonach na godzine i w przyblizeniu 9 milionów W przy 150 tonach wegla na godzine jednostki grzej¬ nej. Poniewaz w czasie przerw w zasilaniu w we¬ giel zródlo ciepla jest jeszcze w pelnym ruchu, w normalnym zakresie wydajnosci cieplnej, praca urzadzen grzewczych moze byc latwo i dogodnie wznowiona bez wylaczania z ruchu zródla ciepla.Sztuczne obciazenie cieplne korzystnie doprowa¬ dza sie przez rure 90 pomiedzy zwezka Venturie- 40 go 8, zródlem ciepla 1% i urzadzeniem rozdrabnia¬ jace-dyspergujacym 14, na przyklad tak jak to przedstawiono na fig. 1, albo do komory suszacej 6 jak to przedstawiono na fig. 2, albo bezposrednio powyzej urzadzenia rozdrabniajaco-dyspergujace- 45 go 14. Dla sygnalizacji temperatury w urzadzeniu ogrzewajacym wegiel 2$ czujnik temperatury 24 moze byc umieszczony ponizej urzadzenia rozdrab- niajaco^dyspergujacego 14, lub w strefie odpylania 16 jak przedstawia fig. 1, albo w kanale weglowym 50 18 urzadzenia ogrzewajacego 29, po strefie odpy¬ lania 16 jak to przedstawia fig. 2.Znany i stosowany jest system ostrzegawczy do zabezpieczania urzadzen grzewczych w czasie przerw w zasilaniu w wegiel przed wzrostem tem- 55 peratury na niebezpiecznie wysoki poziom. Taki system ostrzegawczy dziala automatycznie, przy czym w systemie tym wykorzystuje sie rurociag dostarczajacy wode. Taki sam rurociag dostarcza¬ jacy wode moze byc stosowany w sposobie wedlug 60 wynalazku. W znanym sposobie stosuje sie zawór 32 umieszczony na rurociagu dostarczajacym wode i taki sam zawór moze byc zastosowany w sposo¬ bie wedlug wynalazku.W przeciwienstwie do znanego sposobu zawór do 65 regulacji przeplywu 32 reguluje doplyw wody nie5 w warunkach zagrozenia. W systemie ostrzegaw¬ czym stosuje sie czujnik albo serie czujników tem¬ peratury. Korzystnie stosuje sie dodatkowy oddziel¬ ny czujnik temperatury 24.W rozwiazaniu przedstawionym na fig. 1 sztucz¬ ne obciazenie cieplne dostarcza sie do zwezki Ven- turiego 8. Fig. 3 przedstawia typowy aparat, który stosuje sie do wtryskiwania sztucznego obciazenia cieplnego takiego jak woda do zwezki Venturiego 8. Duza ilosc przewodów takich jak rurki 36 za¬ pewnia doprowadzenie sztucznego obciazenia ciepl¬ nego do zwezki Venturiego 8.Korzystnie kazdy z przewodów 36 znajduje sie pod katem w przyblizeniu 45° do poziomu 38. Korzyst¬ nie wewnetrzna koncówka kazdego przewodu 36 jest zaopatrzona w dysze 40 znajdujaca sie wew¬ natrz zwezki Venturiegb 8, w celu wtryskiwania sztucznego obciazenia cieplnego poprzecznie do strumienia goracych gazów spalinowych, przecho¬ dzacych z duza predkoscia przez zwezke Ventur- lego 8. Dysze rozpylajace 40 ulozone sa w formie stozka o kacie ustawienia w przyblizeniu 45°.Sztuczne obciazenie cieplne moze byc doprowadzo- -. ne przez przewody 36 bez zastosowania dysz, je¬ sli zastosuje sie dostateczna ilosc przewodów by maksymalna szybkosc wtryskiwania nie przekra¬ czala okolo 22 litrów na minute.Aparat przedstawiony na fig. 3 moze byc stoso¬ wany do wtryskiwania sztucznego obciazenia ciepl¬ nego do komory suszacej 6, zgodnie z rozwiazaniem przedstawionym na fig. 2, albo w innej czesci urza¬ dzenia ogrzewajacego. Stwierdzono, ze przy dopro¬ wadzeniu wody do urzadzen ogrzewajacych odpo¬ wiednie sa rurki o srednicy 1,27 cm. Zgodnie z fig. 3 korzystnie kazdy z przewodów 36 zaopatrzony jest w srodki 42 do przeplukiwania gazem w celu umozliwienia czyszczenia przewodów 36 z pylu, na przyklad przez wdmuchiwanie powietrza, gdy prze¬ wody 36 nie sa wlaczone do pracy. Kazdy z prze¬ wodów 36 moze byc ewentualnie zaopatrzony w zawór 46, co ulatwia obsluge.Etap dostarczania sztucznego obciazenia cieplne¬ go, takiego jak woda, moze byc prowadzony mniej lub bardziej skomplikowanym sposobem. Zgodnie z fig. 1 i 2 mozna stosowac proste urzadzenie na przyklad zawór doplywowy 32 typu otwarte-zam- kniete. Ustalona z góry ilosc sztucznego obciaze¬ nia cieplnego doprowadza sie z miejsca dostawy 44 w stalej, odmierzonej ilosci z ustalona z góry szybkoscia przeplywu.Wylacznik temperatury TS 35 steruje automatycz¬ nie regulatorem przeplywu 34 dla otwierania i za¬ mykania doplywu wody za pomoca zaworu prze¬ plywowego 32, odpowiednio do temperatury w urza¬ dzeniach grzewczych 29, czynnosc ta moze byc wy¬ konana recznie przez obslugujacego pracownika.Na schemacie fig. 4 przedstawiono bardziej skomplikowany uklad, w którym pracownikowi wolno nastawic doplyw sztucznego obciazenia cie¬ plnego do urzadzen podgrzewajacych, na podsta¬ wie wydajnosci cieplnej zródla, dostarczajacego cieplo do urzadzen podgrzewajacych 29. W tym bardziej skomplikowanym ukladzie pracownik mo¬ ze na przyklad zmniejszyc doplyw sztucznego obciazenia cieplnego podczas rozgrzewania sie urza- 850 6 dzen. Wolno równiez pracownikowi nastawic sztucz¬ ne obciazenie cieplne poza zakres wychodzacy poza zakres normalnej wydajnosci zródla ciepla, gdyby to bylo konieczne na przyklad dla sprawdzenia równomiernosci spalania przy róznych szybkos¬ ciach przeplywu. W sposobie tym stosuje sie czuj¬ nik temperatury 24, jednostke wskazujaca z regu¬ latorem temperatury 48, przeplywomierz z regula¬ torem natezenia przeplywu 50, zawór nastawczy do io regulacji przeplywu 52 oraz czujnik natezenia prze- ^ plywu 54. Czujnik natezenia przeplywu kontroluje przeplyw sztucznego obciazenia cieplnego. Prze¬ plyw sztucznego obciazenia cieplnego reguluje sie za pomoca odpowiedniego zaworu do regulacji przeplywu 52. Czujnik natezenia przeplywu prze¬ kazuje sygnal do wskaznika i regulatora natezenia przeplywu 50. W wyniku tego przeplywomierz z re¬ gulatorem natezenia przeplywu 50 dostosowuje za¬ wór regulacyjny przeplywu 52 do pozadanej szyb- kosci przeplywu sztucznego obciazenia cieplnego.Czujnik temperatury 24 kontroluje temperature w urzadzeniach podgrzewajacych, przy czym tempe¬ ratura ta jest rejestrowana w jednostce wskazuja¬ cej z regulatorem temperatury 48.W obu metodach, prostej i skomplikowanej czujni¬ kiem temperatury moze byc termopara. Na ogól natezenie przeplywu wynosi 19 — 376 litrów na minute.Korzystnie natezenie przeplywu sztucznego obcia- zenia cieplnego winno stanowic obciazenie cieplne okolo 20% — 50% normalnej wydajnosci cieplnej zródla ciepla, takiego jak palnik 10 w urzadzeniu podgrzewania 29. Potrzebne natezenie przeplywa mozna ustalic nastepujaco przyjmujac, ze wydaj'- nosc cieplna zródla ciepla wynosi na przyklad 17,5 miliona W, nalezaloby stosowac natezenie przeply¬ wu obciazenia cieplnego takiego aby zuzyc 5,9 do 8,8 miliona watów, korzystnie 7,3 miliona watów.Gdy jako sztuczne obciazenie cieplne stosuje sie 40 wode, woda wyparowuje, a wytworzona para ule¬ ga przegrzaniu do okolo 260°C, przy cisnieniu atmo¬ sferycznym, (urzadzenia do suszenia i podgrzewania wegla zazwyczaj pracuja przy cisnieniu atmosfe¬ rycznym). Dla tych warunków kazdy kg wody po- 45^ biera okolo 2,9 MJ, zuzycie wody wynosi 90800 kg/godzine (±20%), to jest okolo 180 litrów na mi¬ nute (±20%).Wiekszosc wody wtryskiwanej do urzadzenia ogrzewajacego 29 wyparowuje przed osiagnieciem 50 strefy odpylania 16. Przez utrzymywanie zródla ciepla, takiego jak palnik 10 w normalnym zakre sie pracy, atmosfera w urzadzeniach do podgrze¬ wania 29 jest utrzymywana w bezpiecznych, rtie- wybuchowych warunkach. Dzieki regulacji atmos- 55 lery w urzadzeniach cieplnych 29 zapobiega sie wiec niebezpiecznemu utlenianiu podgrzewanego wegla, przez utrzymanie malego stezenia tlenu.Utrzymujac zawartosc tlenu ponizej 5% eliminuje sie mozliwosc wybuchu ze wszystkich mozliwych 60 zródel.Zawartosc tlenu utrzymuje sie normalnie ponizej 1% w celu zmniejszenia do minimum ewentualne¬ go pogorszenia wlasciwosci koksujacych wegla, który jest bardzo wrazliwy na szkodliwe utlenia- 65 nie. Dla pewnosci nie powinno sie rozpoczynac za-97 7 silania urzadzen do podgrzewania w wegiel przed zredukowaniem zawartosci tlenu w urzadzeniach do wartosci ponizej 5°/o. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utrzymywania urzadzen ogrzewajacych wegiel, zaopatrzonych w elementy grzewcze stano¬ wiace zródlo ciepla, w ustalonych warunkach na zadanym poziomie temperatury, w czasie przerw w zasilaniu w wegiel, znamienny tym, ze w zalez¬ nosci od wskazan temperatury przez przyrzady kontrolno-ostrzegawcze w urzadzeniu grzewczym (29), w czasie przerw w zasilaniu w wegiel wpro¬ wadza sie sztuczne obciazenie cieplne urzadzen grzewczych, które absorbuje w zasadzie cale cieplo normalnie absorbowane ze zródla ciepla (10) przez wprowadzany wegiel, przy czym reguluje sie ilosc dostarczanego sztucznego obciazenia cieplnego przy utrzymaniu wydatku ciepla ze zródla ciepla w nor¬ malnym zakresie.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w czasie przerw w dostawie wegla wydatek ciepla ze zródla ciepla nastawia sie na poziomie przy dol¬ nej granicy normalnego wydatku ciepla ze zródla ciepla.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze sztuczne obciazenie cieplne wprowadza sie do urzadzenia grzewczego w miejscu pomiedzy zródlem ciepla a urzadzeniem do zgniatania i roz¬ drabniania wstepnie ogrzanego wegla.
4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako sztuczne obciazenie cieplne w urzadzeniach grzewczych doprowadza sie plyn na drodze wtrys¬ kiwania.
5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze sztuczne obciazenie cieplne w urzadzeniach grzew- 850 8 czych doprowadza sie do zwezki Venturiego (8).
6. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze sztuczne obciazenie cieplne w urzadzeniach grzew¬ czych doprowadza sie do komory suszenia (6). 5
7. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze w urzadzeniach grzewczych stosuje sie czujnik temperatury (24), który umieszcza sie bezposrednio powyzej urzadzenia do zgniatania i rozdrabniania (14). 10
8. Sposób wedlug zastrz. 4 albo 5 albo 6 albo 7, znamienny tym, ze plyn chlodzacy dostarcza sie do urzadzen grzewczych rurociagiem.
9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze jako plyn stanowiacy sztuczne obciazenie cieplne !5 stosuje sie wode.
10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze do regulacji doplywu cieczy do urzadzen grzew¬ czych stosuje sie nastawny zawór regulacyjny (32).
11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 20 doplyw sztucznego obciazenia cieplnego do urza dzen grzewczych dostosowuje sie do natezenia przeplywu wedlug normalnej wydajnosci cieplnej zródla ciepla, co powoduje, ze wydajnosc zródla ciepla dostarczajacego cieplo do urzadzen grzew- 25 czych miesci sie w normalnym zakresie jego pracy.
12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze regulacje kontrolno-ostrzegawcza temperatury pro¬ wadzi sie za pomoca czujnika temperatury (211 usytuowanego w urzadzeniach grzewczych ponizej 30 miejsca do którego dostarczane jest sztuczne obcia¬ zenie cieplne.
13. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze czujnik temperatury umieszcza sie w kanale we¬ glowym (18) urzadzen grzewczych za strefa odpy- 35 lania (16).
14. Sposób wedlug zastrz. 12, znamienny tym, ze czujnik temperatury umieszcza sie w strefie odpy¬ lania urzadzen grzewczych.97 850 \ l6^\ 3^ fe-J®-.-, \ i*~* I.V™T ! yhrrn' I i4x k. ) &S -ST * FIG. 1 «-i FIC 2 24-M i4-Jmm TiUAi3 12 , f I -V 32 30 FIG. 3 Q3 ,"- FIG. 4 PL