SK287340B6 - Zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore koksárenskej pece - Google Patents

Abstract

Zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore koksárenskej pece je vyrobené s ponornou miskou (4), do ktorej sa privádza voda, a s ponornou rúrkou (6), ktorá je spojená s plynovým priestorom koksovacej komory (1) a končí v ponornej miske (4). Ponorná miska (4) má prepad (8) a uzatvárateľný odtok (9). Ponorná rúrka (6) je vytvorená s koncovou časťou (10), ktorej voľný prierez na výstup plynu je závislý od hladiny (11) kvapaliny v ponornej miske (4). Na reguláciu hladiny (11) kvapaliny je upravená odtoková rúrka (13) na vodu, ktorej vstupný koniec zasahuje do ponornej rúrky (6) a ktorá má v plášti vstupné otvory (14) na prívod vody. Vnútri odtokovej rúrky (13) je usporiadaný posúvač (15) otvorený na oboch čelných stranách, ktorý uzatvára vstupné otvory (14) odtokovej rúrky (13) podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere a tvorí zvisle prestaviteľný prepad na vodu prúdiacu do odtokovej rúrky (13). Vstupný koniec odtokovej rúrky (13) je obklopený sifónovou rúrkou (16), ktorá odtokovú rúrku (13) na hornej strane uzatvára a ktorá tvorí prstencový kanál na prívod vody ústiacej do ponornej misky (4) pod ponornou rúrkou (6).

Description

Vynález sa týka zariadenia na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore koksárenskej pece, s ponornou miskou, do ktorej sa privádza voda, a s ponornou rúrkou, ktorá je spojená s plynovým priestorom koksovacej komory a končí v ponornej miske, pričom ponorná miska má prepad a uzatvárateľný odtok, a pričom ponorná rúrka je vytvorená s koncovou časťou, ktorej voľný prierez na výstup plynu je závislý od hladiny kvapaliny v ponornej miske.

Doterajší stav techniky

Také zariadenie je známe zo spisu EP 0 649 455 BI. Zmenou hladiny kvapaliny v ponornej miske je možné regulovať tlak plynu v priradenej koksovacej komore v závislosti od zavádzania plynu. Zmena hladiny kvapaliny v ponornej miske sa uskutočňuje priamo riadením prietoku vody a odtoku vody. Pritom sa nastavujú rovnovážne stavy vody, ktoré sú závislé od statického tlaku vodného stĺpca v ponornej miske, ako aj od voľného prierezu výstupného otvoru, a menia sa pri kolísaní privádzaného množstva alebo odtekajúceho množstva. Pri technickej poruche na jednom zo zariadení na riadenie prívodu vody alebo odtoku vody existuje nebezpečenstvo, že rovnovážny stav vody sa nekontrolovane zmení a tlak v koksovacej komore alebo príliš rýchlo stúpne, alebo príliš rýchlo klesne. Pri zvýšení tlaku môžu cez uzávery pece vystupovať emisie. Pri poklese tlaku existuje nebezpečenstvo prudkého vniknutia vzduchu do koksovacej komory, čo môže spôsobiť prehriatie. Nevýhodou je ďalej to, že pre každú koksovaciu komoru jednej koksovacej batérie je potrebná nákladná regulácia na pevné stanovenie a dávkovanie prívodov a odtokov v priebehu procesu karbonizácie.

V alternatívnom uskutočnení opísanom v spise EP 0 649 455 BI (obr. 10) má ponorná rúrka teleskopický predĺžiteľný koncový kus. Regulácia tlaku v koksovacej komore sa uskutočňuje rôznym ponáraním tohto koncového kusa do záchytky predlohy surového plynu ponornej misky. Vzhľadom na veľké rozmery ponornej rúrky vedúcej plyn je na prestavovanie koncového kusa potrebná nákladná mechanika. Problematickým je ďalej utesnenie medzi teleskopický predĺžiteľným koncovým kusom a ponornou rúrkou.

Úlohou vynálezu je vytvoriť zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore, ktoré umožní priamu a presnú reguláciu hladiny kvapaliny v ponornej miske. Toto zariadenie by tiež malo mať jednoduchú konštrukciu a malo by zaisťovať z hľadiska regulácie jednoduchú a bezpečnú prevádzku koksovacej komory.

Podstata vynálezu

Uvedenú úlohu spĺňa zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore koksárenskej pece, s ponornou miskou, do ktorej sa privádza voda, a s ponornou rúrkou, ktorá je spojená s plynovým priestorom koksovacej komory a končí v ponornej miske, pričom ponorná miska má prepad a uzatvárateľný odtok, a pričom ponorná rúrka je vytvorená s koncovou časťou, ktorej voľný prierez na výstup plynu je závislý od hladiny kvapaliny v ponornej miske, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že na reguláciu hladiny kvapaliny je upravená odtoková rúrka na vodu, ktorej vstupný koniec zasahuje do ponornej rúrky, a ktorá má v plášti vstupné otvory na prívod vody, že vnútri odtokovej rúrky je usporiadaný posúvač otvorený na oboch čelných stranách, ktorý uzatvára vstupné otvory odtokovej rúrky podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere a tvorí zvislo prestaviteľný prepad na vodu prúdiacu do odtokovej rúrky, a že vstupný koniec odtokovej rúrky je obklopený sifónovou rúrkou, ktorá odtokovú rúrku na hornej strane uzatvára, a ktorá tvorí prstencový kanál na prívod vody ústiaci do ponornej misky pod ponornou rúrkou.

Pri zariadení podľa vynálezu definuje príslušná poloha horného okraja posúvača výšku hladiny vody vnútri ponornej misky. Stavacími pohybmi posúvača je možné priamo a veľmi presne regulovať hladinu vody. Regulácia sa uskutočňuje vnútri ponornej rúrky, a preto na prívodnej strane plynu, kde môže dochádzať len na malé zvirovanie hladiny vody. Na rozdiel od hladiny vody mimo ponornú rúrku, kde dochádza k silnému zvirovaniu stúpajúcimi plynovými bublinami vystupujúceho plynu, umožňuje pomerne pokojná hladiny vody vnútri ponornej rúrky veľmi presné nastavenie a reguláciu hladiny. Sifónová rúrka usporiadaná na vstupnom konci odtokovej rúrky, ktorá uzatvára odtokovú rúrku na hornej strane, a ktorá tvorí prstencový kanál na prívod vody ústiaci pod ponornou rúrkou do ponornej misy, bráni tomu, aby plyn nevystupoval odtokovou rúrkou a negatívne neovplyvňoval reguláciu. Plyn je usporiadaním sifónovej rúrky nútený k tomu, aby prúdil po dráhe z ponornej rúrky vodným uzáverom s nastaviteľnou výškou, prípadne - pri neúmyselnom ponorení - voľným prierezom ponornej rúrky. Dĺžka sifónovej rúrky je závislá od požadovaného regulačného rozsahu na nastavenie hladiny kvapaliny. Je zrejmé, že dolný okraj sifónovej rúrky sa neprestajne musí nachádzať pod hladinou vody nastavenou v ponornej miske, aby sa zabránilo prierazu plynu.

Ponorná miska sa môže zaplaviť tým, že posúvač sa premiestni do svojej najvyššej polohy, čím sa celkom uzatvoria výstupné otvory v plášti odtokovej rúrky. Vnútri ponornej misky sa nastaví vodný stĺpec, ktorý je pevne stanovený prepadom ponornej misky. Tento vodný stĺpec má takú veľkosť, aby dráha plynu medzi plynovým priestorom koksovacej komory a predlohou surového plynu na výstupnej strane zariadenia bola prerušená. V tejto prevádzkovej polohe môže byť koksovacia komora otvorená a skarbonizovaný koks vytlačený von.

Ponorná miska sa môže tiež celkom vyprázdniť tým, že odtok z ponornej misky sa otvorí. Pri vyprázdnenej ponornej miske je plynový priestor koksovacej komory bez škrtenia prúdenia plynu spojený s predlohou surového plynu na výstupnej strane zariadenia, takže plyny môžu byť odčerpané podtlakom panujúcim v predlohe surového plynu. Táto funkčná poloha je potrebná na to, aby sa koksovacia komora čerstvo naplnená uhlím zavesila na predlohu surového plynu koksovacej batérie.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu je odtoková rúrka ako pohyblivý stavači element pripojená k uzatváracej zátke priradenej odtoku ponornej misky, pričom voda odtekajúca odtokovou rúrkou prúdi vodným kanálom uzatváracej zátky utesňujúcim ponornú misku. Uzatváracia zátka je zdvihovým pohybom odtokovej rúrky premiestniteľná do otváracej polohy a uvoľní odtok z ponornej misky. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je na posúvač pripojená regulačná tyč. Zdvihovým pohybom tejto regulačnej tyče sa posúvač premiesťuje k dorazu odtokovej rúrky a unáša odtokovú rúrku s pevne pripojenou uzatváracou zátkou.

Ako pohon na ovládanie regulačnej tyče sa výhodne použije servopohon, ktorý pri výpadku energie, ktorá ho poháňa, zotrváva v poslednej regulačnej polohe, pretože táto regulačná poloha je vždy polohou, pri ktorej kombinácia hladina vody/tlak plynu zodpovedá definovanému bezpečnému prevádzkovému stavu koksovacej komory. Pretože pri zariadení podľa vynálezu môže byť každej regulačnej polohe servopohonu ovládacieho posúvača bezprostredne a priamo priradený stav vody v ponornej rúrke, tento stav vody sa pri technickej poruche servopohonu alebo po výpadku energie nezmení. Táto skutočnosť má význam predovšetkým pri odvádzaní surového plynu z koksovacej komory, pretože tu nesmie tlak ani príliš prudko stúpnuť ani príliš prudko klesnúť. V prvom prípade môžu cez uzávery pece vystupovať emisie a v druhom prípade existuje nebezpečenstvo prudkého vniknutia vzduchu do koksovacej komory a tým možné poškodenie v dôsledku prehriatia. Hladina vody, ktorá bola nastavená pred výpadkom servopohonu, predstavuje súčasne pre tento stav bezpečnú polohu na prevádzku pece.

Ďalšie výhodné uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu spočívajú v tom, že regulačná tyč je vedená časťou ponornej rúrky, a že v plášti koncovej časti ponornej rúrky sú vytvorené vybrania, ktoré sa v pozdĺžnom smere rozkladajú na úseku, ktorého dĺžka je prispôsobená rozsahu nastavenia posúvača vnútri odtokovej rúrky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej bližšie objasnený na jedinom príkladnom uskutočnení podľa priložených výkresov, na ktorých schematicky:

obr. la a lb znázorňujú zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore, ktoré je usporiadané v dráhe plynu medzi koksovacou komorou a predlohou surového plynu a to v rôznych funkčných polohách, obr. 2 vo zväčšenom meradle oproti obr. la a lb pozdĺžny rez zariadením podľa vynálezu, obr. 3 a 4 ďalšie funkčné polohy zariadenia znázorneného na obr. 2.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie znázornené na obrázkoch slúži na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore 1 koksovacej batérie koksárenskej pece. Toto zariadenie je usporiadané vnútri predlohy 2 surového plynu koksovacej batérie a prostredníctvom stúpajúcej rúrky 3 je spojené s plynovým priestorom koksovacej komory 1 (obr. la, lb). K základnému uskutočneniu zariadenia ďalej patrí ponorná miska 4, do ktorej sa stále privádza voda 5, ako aj ponorná rúrka 6, ktorá je prostredníctvom kolena 7 spojená so stúpajúcou rúrkou 3, a ktorá končí v ponornej miske 4. Ponorná miska 4 má prepad 8 a uzatvárateľný odtok 9. Ponorná rúrka 6 je vytvorená s koncovou časťou 10, ktorej voľný prierez na výstup plynu je závislý od hladiny 11 kvapaliny v ponornej miske 4. Pri znázornenom príkladnom uskutočnení sú v plášti koncovej časti 10 vyrobené vybrania 12 vo forme zárezov (obr. 2). Dolný okraj môže byť ďalej profilovaný alebo zošikmený.

Z obr. 2 je možné rozpoznať, že na reguláciu hladiny 11 kvapaliny je upravená odtoková rúrka 13 na vodu, ktorej vstupný koniec zasahuje do ponornej rúrky 6, pričom v plášti vstupného konca sú vytvorené vstupné otvory 14 na prívod vody. Vnútri odtokovej rúrky 13 je usporiadaný posúvač 15 otvorený na oboch čelných stranách, ktorý podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere uzatvára vstupné otvory 14 odtokovej rúrky 13, a ktorý tvorí zvislo prestaviteľný prepad na vodu vtekajúcu do odtokovej rúrky 13. Vstupný koniec odtokovej rúrky 13 je obklopený sifónovou rúrkou 16, ktorá uzatvára odtokovú rúrku 13 na hornej strane, a ktorá tvorí prstencový kanál na prívod vody ústiacej do ponornej misky 4 pod ponornou rúrkou 6. Horný okraj posúvača definuje výšku hladiny vody vnútri ponornej misky 4. Sifónová rúrka 16 pritom bráni tomu, aby plyn nemohol prúdiť odtokovou rúrkou 13 a nemohol negatívne ovplyvňovať reguláciu hladiny vody.

Vybrania 12 v koncovej časti 10 ponornej rúrky 6, ktoré sú vyrobené napríklad vo forme zárezov v plášti koncovej časti 10, sa rozkladajú v pozdĺžnom smere na úseku a, ktorého dĺžka je prispôsobená rozsahu nastavenia posúvača 15 vnútri odtokovej rúrky 13.

Posúvač 15 je pohyblivý prostredníctvom regulačnej tyče 17, vedenej časťou ponornej rúrky 6. Táto regulačná tyč 17 je vedená smerom von stenou kolena 1 stúpajúcej rúrky 3, ktorého predĺženie tvorí ponorná rúrka 6, a vonku je spojená s vhodným servopohonom 18 (obr. la, lb). Výhodne sa ako servopohon 18 použije hnací agregát, ktorý pri výpadku energie, ktorá ho poháňa, zotrvá v svojej poslednej regulačnej polohe, pretože táto poloha je polohou, v ktorej kombinácia hladina vody/tlak plynu zodpovedá definovanému bezpečnému stavu. To má význam predovšetkým pri odvádzaní surového plynu z koksovacej komory 1, pretože v nej nesmie tlak ani príliš prudko stúpnuť ani príliš prudko klesnúť. Pri nekontrolovanom vzraste tlaku existuje nebezpečenstvo úniku emisií cez uzávery pece a pri poklese tlaku môže dôjsť k prudkému vniknutiu vzduchu do koksovacej komory 1, čo by mohlo spôsobiť poškodenie v dôsledku prehriatia. Posledná regulovaná hladina vody pred výpadkom hnacej energie servopohonu 18, prípadne pred inou poruchou servopohonu 18, predstavuje súčasne pre tento stav bezpečnú polohu na prevádzku pece.

Vo funkčnej polohe zariadenia, znázornenej na obr. 3, sú vstupné otvory 14 vyrobené v plášti odtokovej rúrky 13, ktoré majú napríklad tvar pozdĺžnych zárezov, posúvačom 15 uzavreté. Pritekajúcou vodou sa ponorná miska 4 celkom zaplatí. Voda preteká cez prepad 8 ponornej misky 4. Stĺpec b kvapaliny v ponornej rúrke 6 je taký veľký, že dráha plynu medzi plynovým priestorom koksovacej komory 1 a predlohou 2 surového plynu je prerušená. Koksovacia komora 1 môže byť otvorená a skarbonizovaný koks vytlačený von. Zariadenie podľa vynálezu bráni tomu, aby vzduch nemohol vnikať do predlohy 2 surového plynu.

Odtoková rúrka 13 je ako pohyblivý stavači element pripojená k uzatváracej zátke 19 priradenej odtoku 9, pričom voda odtekajúca odtokovou rúrkou 13 odteká vodným kanálom v uzatváracej zátke 19 utesňujúcej ponornú misku 4 (obr. la a 2) Uzatváracia zátka 19 je zdvihovým pohybom odtokovej rúrky 13 premiestniteľná do otváracej polohy znázornenej na obr. 4 a uvoľní odtok 9 ponornej misky 4 na vyprázdnenie ponornej misky 4. Zariadenie podľa vynálezu zaujíma funkčnú polohu znázornenú na obr. 4 vtedy, keď sa priradená koksovacia komora 1 čerstvo plní uhlím. Plyny, ktoré pritom vznikajú, sú podtlakom panujúcim v predlohe 2 surového plynu neškrtene odčerpávané do predlohy 2 surového plynu.

Zariadením podľa vynálezu je možné riadiť, prípadne regulovať, úplný prevádzkový cyklus koksovacej komory 1. Na plnenie koksovacej komory 1 uhlím sa ponorná miska 4 celkom vyprázdni, aby plyny, ktoré pritom vznikajú, mohli byť podtlakom panujúcim v predlohe 2 surového plynu neškrtene odčerpávané do predlohy 2 surového plynu. V priebehu koksovania, čiže vysokotepelnej karbonizácie, sa tlak v koksovacej komore 1 reguluje reguláciou hladiny 11 kvapaliny v zariadení podľa vynálezu podľa vopred stanovenej hodnoty. Na vytlačenie skarbonizovaného koksu z koksovacej komory 1 sa dráha plynu preruší zaplavením ponornej misky 4, takže do predlohy 2 surového plynu sa nemôže dostať žiaden vzduch. Z porovnania vyobrazení na obrázkoch je vidieť, že regulovanie, uzatváranie a otváranie dráhy plynov sa uskutočňuje usmerneným pohybom posúvača 15. Stavacími pohybmi posúvača 15 je možné regulovať hladinu 11 kvapaliny (obr.

2) . Ďalším stavacím pohybom posúvača 15 je možné uzatvoriť vstupné otvory 14 odtokovej rúrky 13 (obr.

3) . Posúvač 15 je pohyblivý k dorazu, napríklad k hornému vrchnáku odtokovej rúrky 13, a pri ďalšom zdvihovom pohybe unáša odtokovú rúrku 13 s pevne pripojenou uzatváracou zátkou 19, pričom odtok 9 ponornej misky 4 sa otvorí (obr. 4). Pri uskutočňovaní funkčných krokov sú potrebné stavacie pohyby regulačnej tyče 17 malé, takže tieto funkčné kroky môžu byť uskutočňované rýchlo.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. Zariadenie na reguláciu tlaku plynu v koksovacej komore koksárenskej pece, s ponornou miskou (4), na privádzanie vody a s ponornou rúrkou (6), ktorá je spojená s plynovým priestorom koksovacej komory (1) a končí v ponornej miske (4), pričom ponorná miska (4) má prepad (8) a uzatvárateľný odtok (9), a pričom ponorná rúrka (6) je vytvorená s koncovou časťou (10), ktorej voľný prierez na výstup plynu je závislý od hladiny (11) kvapaliny v ponornej miske (4), vyznačujúce sa tým, že na reguláciu hladiny (11) kvapaliny je upravená odtoková rúrka (13) na vodu, ktorej vstupný koniec zasahuje do ponornej rúrky (6), a ktorá má v plášti vstupné otvory (14) na prívod vody, pričom vnútri odtokovej rúrky (13) je usporiadaný posúvač (15) otvorený na oboch čelných stranách, ktorý uzatvára vstupné otvory (14) odtokovej rúrky (13) podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere a tvorí zvislo prestaviteľný prepad na vodu prúdiacu do odtokovej rúrky (13), a pričom vstupný koniec odtokovej rúrky (13) je obklopený sifónovou rúrkou (16), ktorá odtokovú rúrku (13) na hornej strane uzatvára, a ktorá tvorí prstencový kanál na prívod vody ústiaci do ponornej misky (4) pod ponornou rúrkou (6).

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že odtoková rúrka (13) je ako pohyblivý stavači element pripojená k uzatváracej zátke (19), priradenej odtoku (9) ponornej misky (4), ktorá obsahuje vodný kanál na vodu odtekajúcu v odtokovej rúrke (13), pričom táto uzatváracia zátka (19) je určená na uzatváranie v uzatváracej polohe a uvoľňovanie v otváracej polohe odtoku (9) ponornej misky.

5

3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že k posúvaču (15) je pripojená regulačná tyč (17), ktorej zdvihovým pohybom sú uzatvárateľné vstupné otvory (14) odtokovej rúrky (13), a pričom posúvač (15) je ďalším zdvihovým pohybom regulačnej tyče (17) premiestniteľný k dorazu odtokovej rúrky (13) a unáša odtokovú rúrku (13) s pevne pripojenou uzatváracou zátkou (19).

4. Zariadenie podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že regulačná tyč (17) je vedená čas10 ťou ponornej rúrky (6).

5. Zariadenie podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že v plášti koncovej časti (10) ponornej rúrky (6) sú vytvorené vybrania (12), ktoré sa v pozdĺžnom smere rozkladajú na úseku (a), ktorého dĺžka je prispôsobená rozsahu nastavenia posúvača (15) vnútri odtokovej rúrky (13).