WO2006089612A1 - Kokslöschfahrzeug und verfahren zur bestimmung der in den koksbehälter des kokslöschfahrzeuges eingefüllten koksmenge - Google Patents

Kokslöschfahrzeug und verfahren zur bestimmung der in den koksbehälter des kokslöschfahrzeuges eingefüllten koksmenge Download PDF

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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B41/00—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke
    • C10B41/02—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke for discharging coke
    • C10B41/04—Safety devices, e.g. signalling or controlling devices for use in the discharge of coke for discharging coke by electrical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/14—Cars

Definitions

  • the invention relates to a coke-fire vehicle in which a container which can be filled with coke is arranged with a support frame on a chassis.
  • the coke oven batteries each consisting of a plurality of furnaces are charged with coking coal. After a given cooking time, the finished coke fires from the individual ovens are pushed out by means of a push rod. The coke is pressed through the cake guide of a Koksüberleitmaschine in the coke box of a fire truck, which is positioned below the Koksüberleitmaschine.
  • Coke fire truck drives under the glowing coke under a quenching tower. There the coke is extinguished with water. After the extinguishing process, the extinguished coke is dumped from the fire truck at a coke ramp, and the fire truck travels to the Koksüberleitmaschine for receiving a new coke fire.
  • the invention is therefore based on the object to provide a coke-fire vehicle, in which the amount of coke charged into its coke tank can be determined directly.
  • a strain gauge is applied to the support frame at at least one location where elastic strains can be used for loading the container with coke for the task, whose resistance is measured by a measuring device. and evaluated and evaluated as a measure of the weight of the filled into the container coke amount and displayed.
  • the weight of the coke fire is important to determine the correct amount of water for the optimal extinguishment of the coke. This allows a more optimal adjustment of the quality parameter coking wetness.
  • deletion process it is possible to observe the deletion process with the weight detection. By determining the amount of water supplied, the deletion process can be monitored or controlled.
  • a temperature compensation is preferably provided.
  • a possibility consists in that the first strain gauge, a second strain gauge at the same measuring position or a temperature-like measuring station on the support frame is connected in a Wheatstone bridge, wherein the first strain gauge in the direction of the largest elastic strain and the second
  • Strain gauge is oriented towards the smallest elastic strain.
  • the coke fire truck according to the invention with "integrated" detection of the coke weight also makes it possible to observe and control the different phases during extinguishing, in particular to automate them.
  • a further proposal of the invention provides that the water supply is controlled during the deletion on the basis of the indicated filling weight and, after the deletion and possibly also during the discharge, the filling weight is determined.
  • Fig. 2 is a circuit diagram of a measuring and evaluation
  • Fig. 3 is a diagram for the strain change of arranged at different locations of the support frame of the Kokslöschschschenses strain gauges over the time of loading, unloading and unloading.
  • the coke-fire vehicle shown in FIG. 1 has a container 1 which can be filled with coke and which is carried on a bridge-type support frame 2 of two respectively two-axle chassis 3, 4. Above the chassis 3, 4 cabins 5, 6, 7 are arranged with various facilities for operating the fire truck. In such a cabin, for example in the electric cab 5, also measuring and evaluation devices for detecting the filling weight of the container 1 can be arranged.
  • the support frame 2 is elastically deformed by the weight of the coke in the container 1.
  • gauges can be arranged at locations with usable elastic strains. Such places are identified in the exemplary embodiment with Mi, M 2 and M 3 .
  • the largest elastic strain is expected to take place at the measuring location of the strain gauge strip M 3 approximately in the middle of the bridge-like support frame 2, while the strains at the measuring locations Mi and M 2 at the ends of the bridge-like support frame 2 are expected lower, sometimes considerably lower.
  • each strain gauge is associated with a second strain gauge, which is connected to the first strain gauge in a Wheatstone bridge.
  • this strain gauge corresponds to that of the first, that is, it is attached to the same or with respect to the temperature load similar location. While the first strain gauge is arranged in the direction of the greatest strain, the second is arranged in the direction of the smallest strain, ie, as a rule offset by 90 °.
  • a Wheatstone full bridge is provided, which is located at a voltage source V.
  • the resistance value of the strain gauge in the direction of the greatest elastic strain through the resistor R3 and the associated strain gauge arranged at the same or a similar location with the lowest elastic strain is denoted by R3 *.
  • the measured values for the elongation shown in FIG. 3 are the temperature-compensated values. As the different curves show, they do not differ in principle, but only in size. While the graph shows the strains, the strain changes could also correspond to the weight as the strain changes are calibrated with known weights. Therefore, it is possible to monitor the different phases according to the diagram during loading, deleting and emptying. When filling the Löschwagens with coke it comes to significant strain changes. In addition, the curve shows that during the journey from the coke battery to the extinguishing tower, the strain level or the weight fluctuates. This can be explained by the movement of the extinguisher. In the extinguishing tower rise with the beginning of the deletion process (level 1) the Strains clearly.
  • Stage 2 of the deletion process leads to a further increase in strain with heavy weight fluctuations. These weight fluctuations can be explained by the steam thrown up by the coke. By supplying the amount of water this process can be controlled. At the end of the deletion process, the amount of water supplied flows again. Thereafter, the dripping phase begins. Here only a small amount of water drips off. As a result, the weight remains substantially constant until the beginning of the unloading process. About the strain change during the unloading process, the coke weight can be determined in the wet state.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Gewichtserfassung eines Kokslöschfahrzeuges und die Steuerung des anschließenden Löschvorganges. Um das Gewicht des mit Koks beladenen Behälters des Kokslöschfahrzeuges feststellen zu können, ist an seinem Tragrahmen (2) an mindestens einem Ort (M1, M2, M3), an dem beim Beladen des Behälters (1) mit Koks verwertbare elastische Dehnungen auftreten, mindestens ein diese Dehnungen erfassender Dehnungsmessstreifen appliziert, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfasst und als Maß für das Gewicht der in den Behälter (1) eingefüllten Koksmenge ausgewertet und zur Anzeige gebracht wird. Über die Erfassung des Gewichtes der Koksmenge lässt sich die Entladung des Kokses an der Koksrampe überwachen und im Fehlerfall eine Doppelbeladung des Löschfahrzeuges verhindern. Weiter kann die zum Löschen benötigte Wassermenge optimal gesteuert werden. Auch kann am Ende des Löschvorganges das Gewicht des zu entladenden feuchten Kokses festgestellt werden.

Description

Kokslöschfahrzeug und Verfahren zur Bestimmung der in den Koksbehälter des Kokslöschfahrzeuges eingefüllten Koksmenge
Die Erfindung betrifft ein Kokslöschfahrzeug, bei dem ein mit Koks füllbarer Behälter mit einem Tragrahmen auf einem Fahrgestell angeordnet ist.
Bei der Herstellung von Koks in Kokereien werden die jeweils aus einer Vielzahl von Öfen bestehenden Koksofenbatterien mit Kokskohle beschickt. Nach einer vorgegebenen Garungszeit wird der fertige Koksbrand aus den einzelnen Öfen mittels einer Druckstange herausgedrückt. Der Koks wird dabei durch die Kuchenführung einer Koksüberleitmaschine in den Koksbehälter eines Löschfahrzeuges gedrückt, das unterhalb der Koksüberleitmaschine positioniert ist. Das
Kokslöschfahrzeug fährt mit dem glühenden Koks unter einen Löschturm. Dort wird der Koks mit Wasser abgelöscht. Nach dem Löschvorgang wird der gelöschte Koks an einer Koksrampe aus dem Löschfahrzeug abgekippt, und das Löschfahrzeug fährt zur Aufnahme eines neuen Koksbrandes zur Koksüberleitmaschine .
Obwohl es für den Produktionsablauf sinnvoll wäre, die im Koksbehälter befindliche Koksmenge zu kennen, hat man bis heute keine Lösung für die Bestimmung dieser Koksmenge entwickelt. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kokslöschfahrzeug zu schaffen, bei dem die in seinen Koksbehälter eingefüllte Koksmenge unmittelbar bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kokslöschfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass am Tragrahmen an mindestens einem Ort, an dem beim Beladen des Behälters mit Koks für die Aufgabe verwertbare elastische Dehnungen auftreten, ein Dehnungsmessstreifen appliziert ist, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfasst und als Maß für das Gewicht der in den Behälter eingefüllten Koksmenge ausgewertet und zur Anzeige gebracht wird.
Untersuchungen an verschiedenen Orten des Tragrahmens an einem Kokslöschfahrzeug haben gezeigt, dass die jeweils erfasste Dehnung eine Funktion des Füllgewichtes des Behälters mit Koks ist. Bei entsprechender Kalibrierung mit bekannten Gewichten ist es deshalb möglich, das aktuelle Gewicht des in den Behälter eingefüllten Kokses zu bestimmen.
Hierdurch sind mehrere Vorteile gegeben:
1. Es ist hiermit möglich, ein effektives Ausbringen zu bestimmen, d.h. das Verhältnis der Kokserzeugung eines Ofens zur eingefüllten Kokskohlenmenge.
2. Durch die Gewichtserfassung ist es möglich, das vollständige Entleeren des Koksbehälters nach dem Löschvorgang an der Koksrampe zu überwachen. Dadurch kann eine für die Anlage schädliche Doppelbefüllung des Koksbehälters vermieden werden, zu der es kommen könnte, wenn in Unkenntnis des Inhaltes des Koksbehälters dieser an der Koksrainpe nicht oder nicht vollständig entleert würde. Durch eine entsprechende Signalisierung für das Bedienungspersonal bzw. durch eine elektronische Verriegelung lassen sich solche Schäden zuverlässig vermeiden.
3. Neben anderen Parametern ist das Gewicht des Koksbrandes wichtig, um die richtige Wassermenge für das optimale Ablöschen des Kokses zu bestimmen. Dadurch ist eine optimalere Einstellung des Qualitätsparameters Koksnässe möglich.
4. Außerdem ist es möglich, mit der Gewichtserfassung den Löschvorgang zu beobachten. Durch die Ermittlung der zugeführten Wassermengen kann der Löschvorgang überwacht bzw. gesteuert werden.
Gute Messergebnisse konnten mit einer Applikation des Dehnungsmessstreifens etwa in der Mitte des brückenartigen Tragrahmens unterhalb des Behälters oder an den beiden Enden des Tragrahmens seitlich des Behälters erzielt werden. Während die Dehnung des Tragrahmens in der Mitte am größten ist, ist sie an den Enden des Tragrahmens kleiner. Allerdings sind in der Mitte des Tragrahmens die mechanischen und thermischen Belastungen des Dehnungsmessstreifens auch am größten.
Um den verfälschenden Einfluss der Temperatur auf den Dehnungsmessstreifen zu berücksichtigen, ist vorzugsweise eine Temperaturkompensation vorgesehen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass mit dem ersten Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen an der gleichen Messposition oder einem temperaturmäßig gleichartigen Messplatz am Tragrahmen in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet wird, wobei der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten elastischen Dehnung und der zweite
Dehnungsmessstreifen in Richtung der kleinsten elastischen Dehnung orientiert ist.
Das erfindungsgemäße Kokslöschfahrzeug mit "integrierter" Erfassung des Koksgewichtes erlaubt es auch, die verschiedenen Phasen beim Löschen beobachtbar zu machen und zu steuern, insbesondere zu automatisieren. So sieht ein weiterer Vorschlag der Erfindung vor, dass die Wasserzufuhr beim Löschen anhand des angezeigten Füllgewichtes gesteuert und nach dem Löschen und gegebenenfalls auch beim Entladen das Füllgewicht festgestellt wird.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 ein Löschfahrzeug in Seitenansicht,
Fig. 2 ein Schaltschema eines Mess- und Auswertegerätes und
Fig. 3 ein Diagramm für die Dehnungsänderung von an verschiedenen Orten des Tragrahmens des Kokslöschfahrzeuges angeordneten Dehnungsmessstreifen über die Zeit des Lade-, Lösch- und Entladevorganges. Das in Fig. 1 dargestellte Kokslöschfahrzeug weist einen mit Koks füllbaren Behälter 1 auf, der auf einem brückenartigen Tragrahmen 2 von zwei jeweils zweiachsigen Fahrgestellen 3, 4 getragen ist. Oberhalb der Fahrgestelle 3, 4 sind Kabinen 5, 6, 7 mit verschiedenen Einrichtungen zur Bedienung des Löschfahrzeuges angeordnet. In einer solchen Kabine, z.B. in der Elektrokabine 5, können auch Mess- und Auswertegeräte für die Erfassung des Füllgewichtes des Behälters 1 angeordnet sein.
Der Tragrahmen 2 wird durch das Gewicht des Kokses im Behälter 1 elastisch verformt. An Orten mit verwertbaren elastischen Dehnungen können Messstreifen angeordnet werden. Solche Orte sind im Ausführungsbeispiel mit Mi, M2 und M3 gekennzeichnet. Die größte elastische Dehnung findet erwartungsgemäß am Messort des Dehnungsmess-Streifens M3 etwa in der Mitte des brückenartigen Tragrahmens 2 statt, während die Dehnungen an den Messorten Mi und M2 an den Enden des brückenartigen Tragrahmens 2 erwartungsgemäß niedriger, zum Teil erheblich niedriger sind. Um den Einfluss der temperaturbedingten Widerstandsänderung der Dehnungsmessstreifen zu kompensieren, ist jedem Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen zugeordnet, der mit dem ersten Dehnungsmessstreifen in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet ist. Die örtliche Anordnung dieses Dehnungsmessstreifens entspricht der des ersten, d.h. er ist am selben oder einem bezüglich der Temperaturbelastung gleichartigen Ort angebracht. Während der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten Dehnung angeordnet ist, ist der zweite in Richtung der kleinsten Dehnung, d.h. in der Regel dazu um 90° versetzt angeordnet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schaltschema für ein Mess- und Auswertegerät ist eine Wheatstonesche Vollbrücke vorgesehen, die an einer Spannungsquelle V liegt. In der Wheatstoneschen Vollbrücke wird der Widerstandswert des Dehnungsmessstreifens in Richtung der größten elastischen Dehnung durch den Widerstand R3 und der zugeordnete Dehnungsmessstreifen, der am selben oder einem gleichartigen Ort mit geringster elastischer Dehnung angeordnet ist, mit R3* bezeichnet. Ändert sich das Brückengleichgewicht aufgrund eines größeren Widerstandswertes von R3, dann wird dies im Messgerät 8 festgestellt und ausgewertet. Eine Signalverdopplung kann durch eine zusätzliche Verschaltung der Widerstände Ro und Ro* erreicht werden. Entsprechend der Auswertung wird dann im Anzeigegerät 9 nach einer vorher durchgeführten Kalibrierung das Gewicht der Beladung des Behälters mit Koks angezeigt.
Die in Fig. 3 dargestellten Messwerte für die Dehnung sind die temperaturkompensierten Werte. Wie die verschiedenen Kurven zeigen, unterscheiden sie sich nicht prinzipiell, sondern nur der Größe nach. Während das Diagramm die Dehnungen zeigt, könnten die Dehnungsänderungen auch dem Gewicht entsprechen, wenn die Dehnungsänderungen mit bekannten Gewichten kalibriert werden. Deshalb ist es möglich, nach dem Diagramm die verschiedenen Phasen beim Beladen, beim Löschen und Entleeren zu überwachen. Beim Befüllen des Löschwagens mit Koks kommt es zu deutlichen Dehnungsänderungen. Außerdem zeigt der Kurvenverlauf, dass während der Fahrt von der Koksbatterie zum Löschturm das Dehnungsniveau bzw. das Gewicht schwankt. Dies kann durch die Bewegung des Löschwagens erklärt werden. Im Löschturm steigen mit Beginn des Löschvorganges (Stufe 1) die Dehnungen deutlich an. Die Stufe 2 des Löschvorganges führt zu einem weiteren Dehnungsanstieg mit starken Gewichtsschwankungen. Diese Gewichtsschwankungen können mit dem durch Dampf hochgeschleuderten Koks erklärt werden. Über die Zufuhr der Wassermenge kann dieser Vorgang gesteuert werden. Am Ende des Löschvorganges fließt die zugeführte Wassermenge wieder ab. Danach beginnt die Phase des Abtropfens . Hier tropft nur noch eine geringfügige Wassermenge ab. Dadurch bleibt das Gewicht im Wesentlichen bis zum Beginn des Entladevorganges konstant. Über die Dehnungsänderung beim Entladevorgang kann das Koksgewicht im feuchten Zustand festgestellt werden.

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E
1. Kokslöschfahrzeug, bei dem ein mit Koks füllbarer Behälter mit einem Tragrahmen auf einem Fahrgestell angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragrahmen an mindestens einem Ort, an dem beim Beladen des Behälters mit Koks verwertbare elastische Dehnungen auftreten, mindestens ein diese Dehnungen erfassender Dehnungsmessstreifen appliziert ist, dessen ohmscher Widerstand von einem Mess- und Auswertegerät erfasst und als Maß für das Gewicht der in den Behälter eingefüllten Koksmenge ausgewertet und zur Anzeige gebracht wird.
2. Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Messwert des ohmschen Widerstandes des Dehnungsmessstreifens eine Temperaturkompensation vorgesehen ist.
3. Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem ersten
Dehnungsmessstreifen ein zweiter Dehnungsmessstreifen an demselben oder einem temperaturmäßig gleichartigen Ort des Tragrahmens in einer Wheatstoneschen Brücke verschaltet ist, wobei der erste Dehnungsmessstreifen in Richtung der größten elastischen Dehnung und der zweite Dehnungsmessstreifen in Richtung der kleinsten elastischen Dehnung orientiert ist.
4. Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gegenüberliegenden Seite des Tragrahmens ebenfalls die elastischen Dehnungen ermittelt werden.
5. Kokslöschfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle vier Widerstände der Wheatstoneschen Messbrücke direkt am Messort verschaltet sind.
6. Verfahren zur Bestimmung des Füllgewichtes des
Behälters des Kokslöschfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Füllgewicht des Kokses im Behälter das Ausbringen eines Koksofens bestimmt wird.
7. Verfahren zur Bestimmung des Füllgewichtes des Behälters des Kokslöschfahrzeuges nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder bei dem Entleeren des Behälters das Gewicht des abgelöschten Kokses bestimmt wird.
8. Verfahren' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Löschen die Wasserzufuhr anhand des Füllgewichtes des Behälters gesteuert wird.
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