SK7302003A3 - Method for operating a coke-oven battery - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu prevádzky koksovacej batérie koksárenskej pece s väčším počtom rovnakých koksovacich komôr, s predlohou surového plynu a so škrtiacimi zariadeniami usporiadanými v predlohe surového plynu pre individuálnu reguláciu tlaku plynu v koksovacich komorách, pričom škrtiace zariadenia do ktorej je privádzaná pričom koksovacie komory spojené plynovým vedením, v ponorných miskách škrtiacich zariadení.

obsahujú vždy jednu ponornú misku, voda, s uzavierateľným odtokom, sú s predlohou surového ktoré ako ponorné trubky plynu konči

Doterajší stav techniky

Takéto škrtiace zariadenia sú 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 na odvod plynu. Zmena hladiny kvapaliny v ponornej miske sa prevádza priamo riadením prietoku vody a odtoku vody. Pritom sa nastavujú rovnovážne stavy vody, ktoré sú závislé na statickom tlaku vodného stĺpca v ponornej miske, ako i na voľnom prierezu výstupného otvoru a menia sa pri kolísaní privádzaného množstva alebo odtekajúceho množstva. Pre každú koksovaciu komoru koksovej batérie koksárenskej pece je potreba nákladná regulácia, aby sa pevne stanovil prívod vody a odtok vody v priebehu procesu koksovania. Pritom všetky koksovacie komory musia byť vybavené meracími zariadeniami pre meranie tlaku v koksovacích komorách. Ďalej musia byť na škrtiacich zariadeniach upravené zariadenia pre meranie prietoku a regulačné zariadenie, a to ako v prívode vody, tak i v odtoku vody. Náklady na túto reguláciu sú pre automatizovanú prevádzku koksovacej batérie koksárenskej pece vysoké.

Úlohou vynálezu je vytvoriť spôsob, ktorý z regulačné technického hladiska umožní bezpečnú prevádzku koksovacích komôr koksovacej batérie koksárenskej pece.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje spôsob koksovacej batérie koksárenskej pece s väčším počtom rovnakých koksovacích komôr, s predlohou surového plynu a so škrtiacimi zariadeniami usporiadanými v predlohe surového plynu pre individuálnu reguláciu tlaku plynu v koksovacích komorách, pričom škrtiace zariadenia obsahujú vždycky jednu ponornú misku, do ktorej je privádzaná voda, s uzavierateľným odtokom a pričom koksovacie komory sú s predlohou surového plynu spojené plynovým vedením, ktoré ako ponorné trubky končia v ponorných miskách škrtiacich zariadení, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že

1.1) sa použijú škrtiace zariadenia, ktoré majú prepad zvislo prestaviteľný servopohonom pre reguláciu hladiny kvapaliny v ponornej miske,

1.2) pre koksovaciu komoru, ku ktorej je priradené regulačné zariadenie tlaku s meracím zariadením tlaku v koksovacej komore a s čidlom polohy pre riadenie servopohonu, sa zaznamenávajú regulačné signály pre servopohon, priradené časovému priebehu tlaku pri koksovaní uhlia na koks, vo forme krivky závislosti polohy na času,

1.3) podľa krivky závislosti polohy na času sa riadia servopohony škrtiacich zariadení, ktoré sú priradené koksovacim komorám bez regulačných zariadení tlaku.

Spôsob podľa vynálezu využíva skutočnosti, že koksovanie v koksovacích komorách je cyklickým procesom prevádzaným v dávkach a vytvárania plynov v priebehu koksovanía má vo všetkých koksovacích komorách rovnaký predvídateľný priebeh. To umožní riadenie stavu kvapaliny v ponornej miske podľa krivky závislosti polohy na času, ktorá je uložená v počítači, ktorý riadi tento proces. Krivka závislosti polohy na času sa pritom prenáša ako regulačné signály z tohto počítača do servopohonov škrtiacich zariadení, ktorá podľa týchto regulačných signálov odpovedajúcim spôsobom nastaví príslušný prepad. Podľa spôsobu podľa vynálezu je dostačujúce, keď je iba jedna alebo niekoľko málo koksovacích komôr koksovacej batérie vybavených regulačným zariadením tlaku. Toto regulačné zariadenie tlaku obsahuje meracie zariadenie tlaku v koksovacej komore a čidlo polohy, ktoré z hodnôt tlaku a požadovaných hodnôt vytvára regulačné signály pre servopohon zvisle prestaviteľného prepadu. Prenášané regulačné signály sa pre jeden alebo každý cyklus vytvárania plynov uloží do pamäti ako krivka závislosti polohy na času a potom môžu byť pri budúcom cykle alebo pri neskorších cykloch vytvárania plynov použité ako regulačné signály na miesto regulačných signálov prichádzajúcich priamo z regulačného zariadenia tlaku. Podľa vynálezu sa krivka závislosti polohy na čase rovnako využije pre prevádzku koksovacich komôr, ktoré nemajú žiadne regulačné zariadenia tlaku.

Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu sa tlak meria v predlohe surového plynu a k funkčným hodnotám krivky závislosti polohy na času sa pridajú korekčné hodnoty vtedy, keď sa tlak v predlohe pre surový plyn líši od referenčnej hodnoty zmerané pri zaznamenávaní krivky závislosti polohy na čase. Kolísanie tlaku na strane odvodu plynu sa tým kompenzuje a na prevádzku .koksovacich komôr sa nepôsobí nevýhodne. Poruchové veličiny na strane prívodu plynu, prípadne vytvárania plynu, sú spravidla známe a sú spôsobené zmenami prevádzkových parametrov, napríklad zmenou doby koksovania alebo teploty topného ťahu. V takýchto prípadoch sa krivka závislosti polohy na čase zaznamená nanovo.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie uskutočnenie vynálezu spôsobu podľa vynálezu sú predmetom ďalej uvedených nárokov 3 - 5 a budú v nasledujúcom bližšie objasnené na jedinom príkladnom uskutočnení podľa priložených výkresov, na ktorých schematicky obr. la a lb znázorňujú v rôznych funkčných polohách časť koksovacej batérie koksárenskej pece so škrtiacim zariadením usporiadaným v dráhe plynu medzi koksovacou komorou a predlohou surového plynu, obr. 2 pozdĺžny rez škrtiacim zariadením vo zväčšenom meriatku proti obr. la a lb, obr. 3 a 4 inej funkčnej polohy zariadenia znázorneného na obr. 2.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález	sa týka spôsobu prevádzky koksovacej batérie
koksárenskej	pece, ktorá obsahuje väčší počet komôr 1,
predlohu 2	surového plynu a škrtiace zariadenie pre
individuálne	regulovanie tlaku plynu v koksovacích komorách

1- Na obr. la a lb je znázornená jedna z koksovacích komôr 1 s priradeným škrtiacim zariadením a s časťou predlohy 2. surového plynu.

Škrtiace zariadenie je usporiadané vo vnútri predlohy 2 surového plynu koksovacej batérie a prostredníctvom stúpacej rúry 3. je spojené s plynovým priestorom koksovacej komory X koksárenskej pece (obr. la a lb) . K základnému uskutočneniu škrtiaceho zariadenia ďalej patrí ponorná miska 4, do ktorej sa stále privádza voda 5., ako i ponorná rúrka 6, ktorá je prostredníctvom kolena 7 spojená so stúpacou rúrkou 3. a ktorá končí v ponornej miske 4. Ponorná miska 4 má prepad 8 a uzatvoritelný odtok 9,. Ponorná rúrka 6. je vytvorená s koncovou časťou 10, ktorej voľný prierez pre výstup plynu je závislý na hladine 11 kvapaliny v ponornej miske 4 . U znázorneného príkladného uskutočnenia sú v plášti koncovej časti 10 uskutočnené vybrania 12 vo forme zárezov (obr. 2) . Dolný okraj môže byť ďalej profilovaný alebo zošikmený.

Z obr. 2 sa môže poznať, že pre reguláciu hladiny 11 kvapaliny je upravená odtoková rúrka 13 pre vodu, ktorej vstupný koniec zasahuje do ponornej rúrky 6., pričom v plášti vstupného konca sú vytvorené vstupné otvory 14 pre prípad vody. Vo vnútri odtokovej rúrky 13 je usporiadané šúchadlo 15 otvorené na oboch čelných stranách, ktoré podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere uzatvára vstupné otvory 14 odtokovej rúrky 13, a ktoré tvoria zvisle prestaviteľný prepad pre vodu pritekajúci do odtokovej rúrky 13 . Vstupný koniec odtokovej rúrky 13 je obklopený sifónovou rúrkou 16 , ktorá uzatvára odtokovú rúrku 13 na hornej strane, a ktoré tvoria prstencový kanál pre prívod vody ústiaci do ponornej misky 4__pod ponornou rúrkou 6.. Horný okraj šúchadla 15., definuje výšku hladiny vody vnútri ponornej misky 4. Sifónová rúrka 16 pri tom bráni tomu, aby plyn nemohol prúdiť odtokovou rúrkou 13 a nemohol negatívne ovplyvňovať reguláciu vody.

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

Šúchadlo 15 je pohyblivé prostredníctvom regulačnej tyče 17, vedenej časťou ponornej rúrky 6,. Táto regulačná tyč 17 je vedená smerom von stenou kolena Ί_ stúpacej rúrky 3., ktorého predĺženie tvorí ponorná rúrka 6 a vonku je spojená s vhodným servopohonom 18 (obr. la, lb) . S výhodou sa ako servopohon 18 použije hnací agregát, ktorý pri výpadku energie, ktorá ho poháňa, zostane vo svojej poslednej regulačnej polohe, pretože táto poloha je polohou, v ktorej kombinácia hladina vody/tlak plynu odpovedá definovanému bezpečnému stavu. To má význam predovšetkým u odvedenia surového plynu z koksovacej komory i, pretože v nej tlak nesmie ani príliš prudko stúpnuť ani príliš prudko klesnúť, existuje nebezpečie

Pri nekontrolovanom vzraste tlaku úniku emisií cez uzávery pece a pri poklese tlaku môže dô j sť

1., čo k prudkému vniknutiu by mohlo spôsobiť vzduchu do poškodenie koksovacej komory 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 pre prevádzku pece.

Vo funkčnej polohe zariadenie, znázornené na obr. 3, sú vstupné otvory 14., uskutočnené v plášti odtokovej rúrky 13, ktoré majú napríklad tvar pozdĺžnych zárezov, šúchadlom 15 uzatvorené. Pritekajúcou vodou sa ponorná miska 4 úplne zaplaví. Voda preteká cez prepad 8. ponornej misky 4. Stĺpec b kvapaliny v ponornej rúrke 6. je tak velký, že dráha plynu medzi plynovým priestorom koksovacej komory 1 a predlohou 2 surového plynu je prerušená. Koksovacia komora X 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 staviaci 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 pre vyprázdnenie ponornej misky £. Zariadenie podľa vynálezu zaujme funkčnú polohu znázornenú na obr. 4 vtedy, keď sa priradená koksovacia komora X čerstvo plní uhlím. Plyny, ktoré pri tom vznikajú, sú pod tlakom panujúcim v predlohe 2. surového plynu neškrtene odsávané do predlohy 2. surového plynu.

Zariadením podľa vynálezu je možné riadiť prípadne regulovať celý prevádzkový cyklus koksovacej komory χ. Pre plnenie koksovacej komory X uhlím sa ponorná miska 4 úplne vyprázdni, aby plyny ktoré pri tom vznikajú, mohli byť pod tlakom panujúcim v predlohe 2. surového plynu neškrtene odsávané do predlohy 2 surového plynu. V priebehu koksovania, čiže vysokoteplotnej karbonizácie sa tlak v koksovacej komore 1 reguluje reguláciou hladiny 11 kvapaliny v zariadení podľa vynálezu podľa napred stanovenej hodnoty. Pre vytlačenie skarbonizovaného koksu z koksovacej komory 1 sa dráha plynu preruší zaplavením ponornej misky 4., takže do predlohy 2 surového plynu sa nemôže dostať nijaký vzduch.

Z porovnania vyobrazenia na obrázkoch je vidieť, uzatvorenie a otvorenie dráhy plynov že regulovanie, sa uskutočňuje usmerneným pohybom šúchadla 15. Staviacimi pohybmi šúchadla je možné regulovať hladinu 11 kvapaliny (obr. 2) . Ďalším staviacim pohybom šúchadla je odtokovej rúrky 13 (obr.

možné uzatvoriť vstupné otvory

3) . Šúchadlo 15 je pohyblivé k dorazu, napríklad k hornému viečku 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 uskutočnení funkčných krokov sú potrebné staviace pohyby regulačnej tyče 17 malé, takže tieto funkčné kroky môžu byť uskutočnené rýchlo.

Pri prevádzke koksovacej batérie spôsobom podľa vynálezu sa pre jednu koksovaciu komoru 1., ktorej je priradené regulačné zariadenie s meracím zariadením tlaku v koksovacej komore X a s čidlom polohy pre riadenie servopohonu .18., sa zaznamenávajú regulačné signály pre servopohon 18 vo forme krivky závislosti polohy na čase, a to pre celý koksovací proces. Podľa tejto krivky závislosti polohy na čase sa riadia servopohony 18 škrtiacich zariadení, ktoré sú zariadené koksovacími komorami i bez regulačných zariadení tlaku. U spôsobu podľa vynálezu je dostačujúce, keď je len jedna alebo niekoľko málo koksovacích komôr i koksovacej batérie vybavené regulačným zariadením tlaku. Škrtiacie zariadenie ostatných koksovacích komôr 1 sú riadené podľa uloženej krivky závislosti polohy na čase, ktorá platí pre všetky koksovacie komory 1.. Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia spôsobu podľa vynálezu sa meria tlak v predlohe 2 surového plynu a k funkčným hodnotám krivky závislosti polohy na čase sa pridajú korekčné hodnoty vtedy, keď sa tlak v predlohe 2 pre surový plyn líši od referenčnej hodnoty zmeranej pri zaznamenávaní krivky v závislosti polohy na čase.

Zo znalosti polohy servopohonu 18., teda šúchadla 15., sa zisťuje volná plocha pre priechod plynov nad hladinou 11 kvapaliny, tvorená vybranými 12, uskutočnenými v plášti 10 ponornej rúrky 6 napr. vo tvare zárezov. Z tejto voľnej plochy pre priechod plynov, ako aj z rozdielu tlaku medzi zmeraným tlakom v koksovacej komore 1 a zmeraným tlakom v predlohe 2. surového plynu, sa vyráta teoretický objemový prúd surového plynu. Tento teoretický objemový prúd surového plynu sa uloží v pamäti ako porovnávací, dobu. Pre riadenie celú karbonizačnú karbonizačnú dobu komore 1. po celú karbonizačnej cesty uloženej krivky závislosti objemového prúdu čase a rozdielu tlaku medzi napred tlaku v koksovacej priebehu skoršej prípadne v inej peci, sa pomocou pamäti surového plynu na stanoveným tlakom v koksovacej komore 1 (požadovaná hodnota) a zmeraným tlakom v predlohe 2. surového plynu vyráta volná plocha pre priechod plynov vybranie 12 uskutočnených v plášti koncovej časti 10 ponornej rúrky 6_ vo forme zárezov, potrebná pre nastavenia požadovaného tlaku v koksovacej komore1. Z tejto hodnoty sa priamym priradením zistí poloha šúchadla 15, rešpekt. servopohonu .18., ktorá sa potom nastaví. U popísaného postupu neudáva krivka závislosti (teoretického) objemového prúdu surového plynu na čase, skutočný objemový prúd surového plynu pre karbonizačnú dobu, ale normovanú, od rozdielu tlaku medzi koksovacou komorou 1. a predlohou 2 surového plynu očistenú hodnotu, ktorá platí pre polohu servopohonu 18, prípadne šúchadla 15.

Popísaným postupom sa kompenzujú výchylky tlaku na strane odvádzania plynu. Poruchové veličiny na strane prívodu plynu prípadne vytváranie plynu, sú spravidla známe a nastávajú predovšetkým len vtedy, keď sa prevádzajú zmeny prevádzkových parametrov, napríklad karbonizačná doba alebo teplota topného ťahu. Takéto zmeny sa môžu zohľadniť tým, že krivka závislosti polohy na čase sa pre riadenie servopohonu nove zisťuje v pravidelných odstupoch, aspoň však pri závažných zmenách prevádzkových parametrov.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ

   1. Spôsob prevádzky koksovacej s väčším počtom rovnakých koksovacích surového plynu a so škrtiacim zariadením plynu pre individuálnu reguláciu tlaku komorách, pričom ponornú misku, do batérie koksárenskej pece komôr s predlohou v predlohe surového odtokom, a pričom plynu v koksovacích škrtiace zariadenia obsahujú vždy jednu ktorej je privádzaná voda, s uzatvoriteľným koksovacie komory sú s predlohou surového plynu spojené plynovým vedením, ktoré ako ponorné rúrky končia v ponorných miskách škrtiacich zariadení, značujúci sa tým, že

   1.1) sa použijú škrtiace zariadenia, ktoré majú prepad zvisle prestaviteľný servopohonom pre reguláciu hladiny kvapaliny v ponornej miske,

   1.2) pre koksovaciu komoru, zariadenie ku ktorej

   1.3) tlaku s meracím je priradené regulačné zariadením tlaku v koksovacej servopohonu komore a s čidlom polohy pre riadenie sa zaznamenávajú regulačné signály pre priradené časovému priebehu servopohon, koksovaní uhlia na koks, vo forme krivky tlaku pri závislosti polohy na čase, podľa krivky závislosti polohy servopohony škrtiacich zariadení, koksovacím komorám bez regulačných na čase ktoré sú sa radia priradené zariadení tlaku.
2. 2. Spôsob podlá nároku 1, tým, že sa meria tlak v funkčným vyznačujúci sa priradia hodnotám krivky korekčné hodnoty predlohe surového plynu, pričom závislosti polohy na čase sa vtedy, keď plynu líši od referenčnej zaznamenávaní krivky závislosti polohy na čase.

   surového sa tlak v predlohe hodnoty zmerané pri
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že po koksovani v jednej koksovacej komore sa zvisle prestaviteľný prepad škrtiaceho zariadenia priradeného k tejto koksovacej komore uzatvorí a ponorná miska sa zaplaví vodou až po svoj prepad, pred tým, než sa z koksovacej komory vytlačí koks.
4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1-3, vyznačujú c i sa t ý m, že pred naplnením koksovacej komory uhlím sa ponorná miska priradeného škrtiaceho zariadenia vyprázdni, aby sa pod tlakom panujúcim v predlohe surového plynu neškrtene odsali emisie vzniklé pri plnení uhlím.
5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1-4, vyznačuj úc i sa t ý m, že servopohonom sa ovláda šúchadlo v odtokovej rúrke, otvorenej na oboch čelných stranách, ktoré podľa svojej polohy v pozdĺžnom smere uzatvoria vstupné otvory v plášti odtokovej rúrky zasahujúcej až do ponornej rúrky, a ktoré tvoria prepad, pričom vstupný koniec odtokovej rúrky je obklopený sifónovou rúrkou, ktorá odtokovú rúrku na hornej strane uzatvára, a ktorá tvorí prstencový kanál pre prívod vody ústiaci do ponornej misky pod ponornou rúrkou, pričom odtoková rúrka je ako pohyblivý staviaci element pripojená k uzatváracej zátke priradenej odtoku ponornej misky a voda odtekajúca odtokovou rúrkou odteká vodným kanálom uzatváracej zátky utesňujúcej ponornú misku, a pričom sa zdvihovými pohybmi šúchadla v priebehu koksovania reguluje hladina kvapaliny v ponornej miske, po skončení procesu koksovania sa vstupné otvory uzatvoria, aby sa ponorná miska zaplavila, pričom sa potom otvorí uzatváracia zátka, aby sa ponorná miska vyprázdnila pred naplnením koksovacej komory čerstvým uhlím.