Горизонтальна коксова піч

Настоящее изобретение относится к конструкциям горизонтальных коксовых печей, в частности, к конструктивному выполнению отопительной системы торцевой, придверной зоны печи и может найти применение в коксохимической промышленности. Известна горизонтальная коксовая печь, оборудованная устройством для дифференцированной подачи воздуха и газа в вертикальные отопительные каналы, содержащая секции регенератора, подовый канал, колосниковую решетку, установленную между подовым каналом и секциями регенератора, металлическую разделительную перегородку, установленную в подовом канале между крайней и остальными секциями регенератора и заслонку для регулирования подачи воздуха или газа, расположенную в подовом канале и соединенную с приводом кантовочного механизма [1]. Недостатком данной коксовой печи является сложность эксплуатации, обусловленная как температурными воздействиями, нарушающими герметичность перегородки, так и углеродистыми отложениями на оси вращения заслонки, которые выводят ее из строя. Известна горизонтальная коксовая печь, включающая камеру коксования, обогревательные простенки, состоящие из вертикальных отопительных каналов, соединенных попарно посредством перевальных и рециркуляционных окон внутри каждой пары, при этом каждая крайняя пара отопительных каналов обогревательного простенка снабжена торцевым дополнительным каналом, соединенным с ними в верхней части их разделительной стенки посредством перевального окна, а также каналы для подвода отопительного газа из распределительных коллекторов и соединительные ходы для подвода воздуха из регенераторов в отопительные каналы. Коксовая печь, принятая в качестве прототипа, не обеспечивает равномерный обогрев торцевой части угольной загрузки и устранения обвалов кокса при выдаче печей по той причине, что при постоянном проходном сечении отопительного канала увеличение подачи в него газа и воздуха интенсифицирует процесс горения. А это обусловливает возрастание неравномерности обогрева по высоте печи, повышает вероятность обвалов кокса при выдаче, то есть ухудшает эксплуатацию. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования горизонтальной коксовой печи путем подсоединения к крайней паре отопительных каналов простенка дополнительного торцевого отопительного канала, соединенного с двумя смежными газовыми коллекторами посредством одного или двух дюзовы х каналов для отопительного газа и с атмосферой посредством соединительного хода, что обеспечивает равномерный обогрев торцевой части камеры коксования и устранение обвалов кокса при выдаче печей и за счет этого уменьшаются вредные выбросы в атмосферу при выдаче печей, улучшаются условия тр уда при их обслуживании. Поставленная задача решается тем, что в горизонтальной коксовой печи, включающей камеру коксования, обогревательные простенки, состоящие из вертикальных отопительных каналов, соединенных попарно посредством перевальных и рециркуляционных окон внутри каждой пары, при этом каждая крайняя пара отопительных каналов обогревательного простенка снабжена торцевым дополнительным каналом, соединенным с ними в верхней части их разделительной стенки посредством перевального окна, а также каналы для подвода отопительного газа из распределительных коллекторов и соединительные ходы для подвода воздуха из регенераторов в отопительные каналы, согласно изобретению, вертикальные отопительные каналы крайней пары снабжены индивидуальными соединительными ходами, соединенными со смежными регенераторами, каждый торцевой дополнительный отопительный канал выполнен с соединительным ходом, размещенным в кладке с возможностью сообщения с атмосферой и соединен с двумя смежными распределительными коллекторами посредством одного или двух каналов для подвода отопительного газа, основание торцевого дополнительного отопительного канала размещено над основанием смежного отопительного канала на 0,05-0,15 высоты последнего, а разделительная стенка между дополнительным и смежным отопительными каналами в своей нижней части выполнена сплошной. Наличие у вертикальных отопительных каналов крайней пары индивидуальных соединительных каналов, соединенных со смежными регенераторами и наличие у торцевого дополнительного отопительного канала соединительного хода, размещенного в кладке с возможностью сообщения с атмосферой обусловливает полную автономность подвода воздуха к дополнительному торцевому отопительному каналу в любой момент времени. При такой автономности облегчается регулирование подачи воздуха в торцевой отопительный канал, что способствует улучшению эксплуатации. Наличие у торцевого дополнительного отопительного канала одного или двух каналов для подвода отопительного газа, соединенных с двумя смежными распределительными коллекторами, обусловливает непрерывное поступление газа на обогрев в торцевой дополнительный отопительный канал либо из одного, либо (в следующем цикле обогрева) из смежного распределительного коллектора. Благодаря этому, а также непрерывному подводу воздуха, в торцевом отопительном канале осуществляется постоянное горение газа, что требует уменьшенных на 50-100% количеств газа и воздуха, что способствует упрощению регулирования, улучшает равномерность обогрева торцевой части камеры коксования, способствует устранению обвалов кокса при выдаче печей и в итоге улучшает эксплуатацию печей. Выполнение основания торцевого дополнительного отопительного канала над основанием смежного отопительного канала на 0,05-0,15 высоты последнего улучшает равномерность обогрева торцевой части камеры коксования по высоте, уменьшает риск обвалов кокса и способствует улучшению эксплуатации печи. При этом выполнение основания торцевого дополнительного отопительного канала над основанием смежного меньше, чем 0,05 высоты последнего, даст перегрев кокса в низу торцевой части камеры коксования, то есть ухудшит равномерность обогрева, увеличит опасность обвалов кокса при выдаче печи и, в итоге, ухудшит эксплуатацию печей. С другой стороны, выполнение основания торцевого дополнительного отопительного канала над основанием смежного больше, чем 0,15 высоты последнего, даст недогрев кокса в низу торцевой части камеры коксования, увеличит опасность обвалов кокса при выдаче печи и ухудши т эксплуатации печей. Выполнение разделительной стенки между торцевым дополнительным и смежным отопительными каналами в нижней части сплошной обусловливает отсутствие рециркуляционного окна, что исключает всякую возможность "короткого замыкания" факела горения в дополнительном торцевом отопительном канале. То есть исключает возможность ухудшения равномерности обогрева торцевой части камеры коксования по высоте, устраняет эту причину обвалов кокса при выдаче печи, устраняет риск оплавления соединительных ходов и насадки регенератора (что требует немедленного ремонта) и способствует улучшению эксплуатацию печи. Следовательно, каждый из признаков способствуе т, а вся совокупность обеспечивает достижение требуемого технического результата и таким образом решается поставленная задача. На фиг. 1 изображен продольный разрез по обогревательному простенку, регенераторам и соединительным ходам. На фиг. 2 изображен горизонтальный разрез печи на уровне рециркуляционных окон - разрез I-І на фиг. 1. На фиг. 3 изображен вертикальный разрез печи по батарее - разрезы ІІ-ІІ; IІІ-IІІ; ІV-ІV и V-V на фиг. 1. Предлагаемое устройство включает камеру коксования 1 (фиг. 2 и 3), обогревательные простенки 2, состоящие из вертикальных отопительных каналов 3. Каналы 3 перевальными 4 и рециркуляционными 5 окнами соединяются попарно. Крайняя пара отопительных каналов 6 и 7 простенка 2 снабжена торцевым дополнительным отопительным каналом 8, который соединен с каналами 6 и 7 перевальным окном 4. Для подвода в отопительные каналы 3, 6, 7 и 8 отопительного газа из распределительных коллекторов 9 и 10 имеются каналы 11 и 12 (фиг. 2 и 3). Для подвода в отопительные каналы 3, 6 и 7 воздуха имеются соединительные ходы 13 и 14, соединяющие каналы 3, 6, 7 с регенераторами 15 и 16. При этом отопительный канал 6 соединен с регенератором 15 ходом 13, а отопительный канал 7 (фиг. 3) соединен с регенератором 16 ходом 14. В дополнительный отопительный канал 8 воздух поступает через соединительный ход 17, выходящий в пространство под печью 18. Отопительный газ в дополнительный отопительный канал 8 поступает через канал 19, который соединен с обоими распределительными коллекторами 9 и 10 простенка. Один из коллекторов (9) соединен также со всеми нечетными отопительными каналами 3, и каналом 6, а второй (10) -четными отопительными каналами 3 и каналом 7. Основание 20 дополнительного отопительного канала 8 приподнято над основанием смежного отопительного канала 6 на 0,05-0,15 высоты канала 6. Разделительная стенка 21 между каналами 6 и 8 в своей нижней части выполнена сплошной (окно рециркуляции отсутствует). Схема движения потоков воздуха, отопительного газа и продуктов горения в отопительной системе предлагаемой горизонтальной коксовой печи следующая. Отопительный газ и воздух на его горение поступают в дополнительный отопительный канал 8 через канал 19 и соединительный ход 17 в количестве 70-100% от количества газа и воздуха, поступающи х в смежный отопительный канал 6. В остальные нечетные отопительные каналы 3 и канал 6 отопительный газ поступает из распределительного коллектора 9 через каналы 11 (коллектор 10 в рассматриваемом кантовочном цикле отключен от газопровода). Воздух в нечетные отопительные каналы 3 и канал 6 подают из регенератора 15 через соединительные ходы 13. Продукты горения, образующие в дополнительном отопительном канале 8 и отопительном канале 6 через перевальные окна 4 поступают в отопительный канал 7, из которого через соединительный ход 14, регенератор 16, боров и дымовую тр убу (на чертеже не показаны) выбрасываются в атмосферу. Образующиеся в нечетных о топительных каналах 3 продукты горения через перевальные окна 4 поступают в четные отопительные каналы 3, из которых также через соединительные ходы 14, регенератор 16. боров и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. В следующем кантовочном цикле (после реверсии газовых потоков) направление движения газа, воздуха и продуктов горения меняется на обратное везде, кроме дополнительного отопительного канала 8. Как и в рассмотренном выше кантовочном цикле, газ и воздух в данном кантовочном цикле продолжают поступать в дополнительный отопительный канал 8 через канал 19 и соединительный ход 17 в тех же количествах. Отопительный газ поступает в четные отопительные каналы 3 и отопительный канал 7 из распределительного коллектора 10 через каналы 12 (коллектор 9 от газопровода отключен). Воздух в четные отопительные каналы 3 и отопительный канал 7 подают из регенератора 16 через соединительные ходы 14. Продукты горения, образующиеся в дополнительном отопительном канале 8 и отопительном канале 7 через перевальные окна 4 поступают в отопительный канал 6, из которого через соединительный ход 13, регенератор 15, боров и дымовую тр убу выбрасываются в атмосферу. Образующиеся в четных отопительных каналах 3 продукты горения через перевальные окна 14 поступают в нечетные отопительные каналы 3, из которых через соединительные хода 13, регенератор 15, боров и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Пример 1. Обоснование правомерности выбора размеров дополнительного отопительного канала. В таблице 1 приведены сравнительные данные теплотехнического режима крайнего и предкрайнего (1-го и 2-го) отопительных каналов заявляемой коксовой печи для различных значений расстояния между основаниями этих каналов. Данные этой таблицы получены расчетом с использованием результатов гидравлического моделирования процесса смещения газа с воздухом на модели отопительной системы заявляемой печи. Из данных таблицы 1 следует, что в заявляемом интервале расстояния между основаниями крайнего и предкрайнего отопительных каналов, равном 0,05-0,15 высоты предкрайнего, обеспечивается минимальный (не более 30°С) перепад температур в загр узке между вер хом и низом и в зонах между крайним и предкрайним каналами. Такая равномерность прогрева угольной загрузки в зоне крайнего и предкрайнего отопительных каналов обеспечивает монолитность коксового пирога достаточную для исключения обвалов кокса при выдаче печей и улучшения эксплуатации. При увеличении расстояния между основаниями крайнего и предкрайнего отопительных каналов вверх 0,15, или уменьшении ниже 0,05 высоты предкрайнего перепады температур в загрузке между верхом и низом резко возрастают до 50-100°С. В этих условия х монолитность коксового пирога ухудшается, что обусловит резкое увеличение количества обвалов кокса при выдаче печей и ухудшение эксплуатации. Пример 2. Сопоставительный анализ работы предлагаемой конструкции коксовой печи и печи по прототипу. Ниже в таблице 2 приведены сравнительные данные теплотехнического режима крайних (торцевых), предкрайних и смежных с ними отопительных каналов объекта-прототипа (базовый объект) и предлагаемой горизонтальной коксовой печи. Данные таблицы получены расчетным путем с использованием результатов исследования процесса смешения газа и воздуха на гидравлических моделях отопительных систем печи по прототипу и предлагаемой печи. Из приведенных данных следует, что изменение в заявляемой печи системы обогрева дополнительного и соединенной с ним пары отопительных каналов обеспечивает существенное улучшение равномерности обогрева угольной загрузки в торцевой части камеры коксования, что должно устранить обвалы кокса при выдаче печей и улучшить и х эксплуатацию.