Спосіб регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї і пристрій для здійснення способу

1. Спосіб регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї, згідно з яким регулювання здійснюють шляхом занурення встановленого під коліном стояка патрубка з прорізами на його кінцевій частині в чашу, що наповнюється водою з можливістю переливу в газозбірник, який відрізняється тим, що занурення патрубка у воду здійснюють за допомогою регульованого зворотнопоступального переміщення по вертикалі чаші залежно від співвідношення заданого тиску газу до фактичного в печі коксової батареї. 2. Пристрій для регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї, що містить дросельний C2 2 (19) 1 3 забезпечені контрвантажами і пружинами, кінці яких взаємодіють з отворами в дисках. Останні встановлені на певній відстані один від одного на загальному валу, який встановлений уздовж фронту коксових печей і кінематично сполучений з тихохідним редуктором, що надає валу один зворот за весь цикл коксування. Перед завантаженням камери вугільною шихтою кінець пружини входить в отвір диска на валу, клапан відкривається і запилений газ надходить в газозбірник. У міру провертання вала з диском, клапан під дією контрвантажу повільно закривається, виконуючи, таким чином, роль дросельного органа. При закінченні процесу коксування клапан закривається, а пружина від'єднується від диска (див. опис винаходу до патенту US №3.243.360, МПК С10В 27/06, опубл. 29.03.66). Недолік цього відомого способу і пристрою для його здійснення полягає в тому, що регулювання всіх коксових печей однієї батареї можливе лише відповідно до заданої геометрії отворів в диску, який є органом, що управляє. Таким чином, індивідуальне регулювання тиску в камері, залежне від фактичного газовиділення в кожній коксовій печі, неможливо здійснити. Відомий спосіб регулювання тиску газу в батареї коксових печей і пристрій для його здійснення, які усувають недолік вищеописаного способу і пристрою і є найбільш близькими до способу і пристрою, що заявляються, по технічній суті, розв'язувальної задачі і сукупності загальних істотних ознак. У відомому способі регулювання тиску газу здійснюють для кожної окремої коксової печі за допомогою заповненого водою дросельного органа, виконаного у вигляді чаші, в якій розташований занурений патрубок, стаціонарно встановлений в коліні стояка коксової печі. Дроселювання для кожної окремої печі здійснюють шляхом регулювання висоти рівня води в чаші дросельного органа. При цьому залежно від бажаного тиску газу в камері коксування висоту рівня води встановлюють шляхом відтоку води в газозбірник і припливу води в чашу дросельного органа. Крім того, дроселювання можна здійснювати як в зоні максимальної висоти занурення, так і в зоні мінімального занурення у воду зануреного патрубка. Відомий також пристрій, в якому реалізований вищеописаний спосіб. Пристрій цей містить встановлений в газозбірнику дросельний орган, виконаний у вигляді чаші, в якій розташований занурений патрубок. Останній стаціонарно встановлений в коліні стояка і забезпечений прорізами, виконаними на його зануреній кромці. Чаша дросельного органа виконана поворотною, а її дно має одне або декілька отворів для відтоку води в газозбірник. Для припливу води в чашу коліно стояка забезпечене патрубком, який через керований клапан сполучений з магістраллю води. Для повороту чаші в горизонтальне або вертикальне положення пристрій забезпечений системою тяги і важелів, сполучених з сервоприводом, керованим через регулятор обчислювальною машиною. 97204 4 Крім того, для управління роботою і регулювання тиску газу в кожній коксовій печі на газозбірнику, стояку і в камері коксової печі встановлені датчики виміру тиску, які через перетворювачі тиску приєднані до обчислювальної машини, що управляє клапаном на магістралі води за допомогою регулятора і сервоприводу (див. опис винаходу до патенту UA №43832, МПК С10В 27/06, опубл. 15.01.2002 р.). Проте, у відомому способі і пристрої для його здійснення в кожній камері коксування печі використовують дороге регулювання тиску газу, яка виконується шляхом регульованого припливу води з магістралі в чашу дросельного органа і відтоку її в газозбірник, що значно збільшує витрати на автоматизацію кожної печі коксової батареї. Крім того, використання такого способу регулювання тиску газу в кожній камері коксової печі вимагає великих витрат води. Все це в цілому збільшує капітальні і експлуатаційні витрати при будівництві і експлуатації коксових батарей. У основу групи винаходів, що заявляється, поставлено задачу удосконалити відомі способи регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї і пристрій для його здійснення, які дозволили б шляхом зміни конструкції дросельного органа і способу його роботи спростити систему автоматичного регулювання тиску газу в кожній коксовій печі, а також значно зменшити при цьому витрату води і, як наслідок, скоротити капітальні і експлуатаційні витрати при будівництві і експлуатації коксових батарей. Для вирішення поставленої задачи у відомому способі регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї, згідно з яким регулювання здійснюють шляхом занурення, стаціонарно встановленого під коліном стояка патрубка з прорізами на його кінцевій частині в чашу, що наповнюється водою з можливістю переливу в газозбірник, згідно зі способом, що заявляється, занурення патрубка у воду здійснюють за допомогою регульованого зворотно-поступального переміщення по вертикалі чаші залежно від співвідношення заданого тиску газу до фактичного в печі коксової батареї. Пропонований спосіб регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї в порівнянні з відомим способом дозволяє знизити використання води з магістралі і, як наслідок, скорочує витрати при експлуатації коксової батареї. Досягається це шляхом занурення патрубка з прорізами у воду за допомогою зворотно-поступального переміщення по вертикалі чаші, що наповнюється водою з форсунки стояка, яка зрошує внутрішню поверхню коліна стояка коксової печі. Для вирішення поставленої задачі у відомому пристрої для регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї, що містить дросельний орган, виконаний у вигляді стаціонарно встановленого під коліном стояка патрубка з прорізами на його кінцевій частині і розташованої під патрубком чаші, що наповнюється водою з можливістю переливу в газозбірник, згідно з винаходом, що заявляється, чаша забезпечена засобами зворотно 5 поступального переміщення по вертикалі для регульованого занурення патрубка в чашу з водою. Згідно з винаходом засоби для зворотнопоступального переміщення по вертикалі чаші виконані у вигляді двох сполучених посудин, одна з яких встановлена усередині газозбірника під патрубком і є камерою з рухливо встановленим в ній поплавцем, виконаним спільно з чашею, що наповнюється водою з можливістю переливу в газозбірник, а друга є встановленою зовні на газозбірнику трубою, яка виконана поворотною у вертикальній площині приблизно на кут ±90° за допомогою керованого сервоприводу, і забезпечена переливною трубою для відтоку води в газозбірник, а також сполучена з магістраллю подачі води через зворотний клапан. Пропонований пристрій для регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї в порівнянні з відомим пристроєм дозволяє спростити систему регулювання тиску коксового газу в кожній печі батареї, скоротити при цьому витрати на техніку регулювання для автоматизації коксової батареї і, як наслідок, зменшити капітальні витрати при будівництві коксових батарей. Досягається це за рахунок занурення патрубка з прорізами у воду за допомогою регульованого зворотно-поступального переміщення по вертикалі чаші, що наповнюється водою, а також можливості вживання для автоматизації процесу регулювання тиску коксового газу в печі простих і надійних засобів управління, зокрема датчиків тиску газів, контролерів, позиційних перетворювачів, сервоприводів, зворотних клапанів і інших засобів. Група винаходів, що надалі заявляється, пояснюється детальними описами переважних варіантів їх здійснення із посиланнями на графічні матеріали, що додаються, де: • на Фіг.1 зображений загальний вигляд пристрою, що заявляється, для регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї, встановленого в коробі коліна стояка, подовжній розріз при відкритому положенні чаши дросельного органа; • на Фіг.2 - те ж, вид А на Фіг.1; • на Фіг.3 - те ж, подовжній розріз пристрою при проміжному зануренні чаші дросельного органа і вид збоку; • на Фіг.4 - те ж, подовжній розріз пристрою при закритому положенні чаші дросельного органа і вид збоку; Група винаходів, що заявляється, а саме спосіб регулювання тиску коксового газу в печі коксової батареї і пристрій для його здійснення, була реалізована таким чином. Згідно зі способом (див. Фіг.1, 3 і 4) регулювання тиску коксового газу, що заявляється, в кожній коксовій печі здійснюють таким чином. Стаціонарно встановлений під коліном 6 стояка патрубок 10 з прорізами 11 на його кінцевій частині занурюють в чашу 12 з водою шляхом регульованого зворотно-поступального переміщення її по вертикалі залежно від співвідношення фактичного тиску коксового газу в печі 3 із заданим в контролері РІС при автоматичному режимі роботи пристрою. 97204 6 Спосіб регулювання тиску коксового газу, що заявляється, був реалізований в стояках коксових печей батареї. У початковий період коксування чаша 12 дросельного органа знаходиться в крайньому нижньому положенні, забезпечуючи при цьому вільний прохід газів завантаження з печі 3 через корпус 1, коліно 6 стояка і патрубок 10 в газозбірник 9 (див. Фіг.1). Надалі, після закінчення завантаження коксової печі 3, протікає процес коксування вугільної шихти, при якому виділяється коксовий газ. Для підтримки заданого мінімального тиску коксового газу в печі 3 здійснюють його регулювання в автоматичному режимі, яке полягає в наступному. Датчик тиску РТ, встановлений в нижній частині корпусу 1 стояка, направляє аналоговий сигнал в контролер РІС, який порівнює цей сигнал із заданим і визначає розузгодження. Далі сигнал перетворюється у вихідний аналоговий сигнал, який через електронний блок PU і електричний перетворювач PY управляє роботою виконавчого механізму PZ, тобто сервоприводу 16. Останній (див. Фіг.3 і 4) змінює положення труби 15, яка наповнюється водою з магістралі 19 через зворотний клапан 18 до певного рівня (на кресленні Фіг.3 і 4 показаний пунктирною лінією). Одночасно камера 13 також наповнюється водою до вказаного рівня і плавно при цьому переміщає поплавець 14 з чашею 12 вгору до занурення патрубка 10 з прорізами 11 в чашу 12, наповнену водою з форсунки 7. У міру регулювання тиску коксового газу в печі 3 чаша 12, як викладено вище, переміщається вгору до повного занурення патрубка 10 з прорізами 11 в чашу 12, що наповнюється водою з можливістю переливу в газозбірник 9 (див. Фіг.4). При закінченні процесу коксування дно чаші 12, стикаючись з кінцевою частиною патрубка 10, закриває прохід газу з камери печі 3 через патрубок 10 в газозбірник 9. Потім за допомогою гідроприводу 5 відкривають кришку 4 стояка і дають команду на видачу коксу з печі 3 (див. Фіг.4). Пристрій, що заявляється, для регулювання тиску коксового газу в печі може бути використаний в стояках коксових печей батареї. Стояк (див. Фіг.1) містить корпус 1, нижня частина якого закріплена в кладці 2 печі 3, а верхня частина забезпечена кришкою 4 з гідроприводом 5 для її відкривання (закривання), коліно 6, яке сполучене з корпусом 1 і забезпечено форсункою 7 для зрошування внутрішньої поверхні коліна 6 і короб 8, який змонтований на газозбірнику 9 і рухливо сполучений з коліном 6. Для регулювання тиску коксового газу в кожній окремій печі (див. Фіг.1, 2, 3 і 4) в коробі 8 стояка під коліном 6 встановлений дросельний орган, виконаний у вигляді патрубка 10, кінцева частина якого забезпечена подовжніми прорізами 11, і чаші 12, що наповнюється водою з форсунки 7 з можливістю переливу в газозбірник 9. Для регульованого занурення патрубка 10 в чашу 12, остання забезпечена засобами зворотно-поступального переміщення по вертикалі. Засоби ці виконані у вигляді двох сполучених посудин. Одна посудина встановлена усередині газозбірника 9 під патрубком 10 і є камерою 13 з 7 рухливо встановленим в ній поплавцем 14, виконаним спільно з чашею 12. Інша посудина є встановленою зовні на газозбірнику 9 трубою 15, яка виконана поворотною у вертикальній площині приблизно на кут ±90° за допомогою керованого сервоприводу 16. Труба 15 також забезпечена переливною трубою 17 для відтоку води в газозбірник 9, а також зворотним клапаном 18, сполученим з магістраллю 19 подачі води. Для роботи пристрою в автоматичному режимі воно забезпечене датчиком тиску РТ коксового газу, сполученим з контролером РІС, який у свою чергу через електронний блок PU і електричний перетворювач PY сполучений з виконавчим механізмом PZ, тобто сервоприводом 16. Пристрій працює таким чином. У вихідному положенні (див. Фіг.1) кришка 4 стояка закрита, чаша 12 з поплавцем 14 знаходиться в камері 13 в нижньому крайньому положенні, а труба 15 з переливною трубою 17 (див. Фіг.2) розташовані під гострим кутом до горизонталі. Таке положення чаші 12 забезпечує вільний прохід газів завантаження з печі 3 через корпус 1, коліно 6 стояка і патрубок 10 в газозбірник 9. Надалі, після закінчення завантаження камери печі 3, починається процес коксування шихти з виділенням коксового газу, тиск якого необхідно підтримувати на заданому рівні, тобто на мінімальному рівні в печі 3 при розрідженні в газозбірнику 9. Для цього пристрій в автоматичному режимі здійснює регулювання тиску коксового газу в печі 3 таким чином. Датчик тиску РТ при зміні заданого рівня 97204 8 тиску газу в печі 3 направляє аналоговий сигнал в контролер РІС, який порівнює цей сигнал із заданим і визначає розузгодження. Далі сигнал перетвориться у вихідний аналоговий сигнал, який через електронний блок PU і електричний перетворювач PY управляє роботою виконавчого механізму PZ, тобто сервоприводу 16. Останній (див. Фіг.3 і 4) плавно повертає проти годинникової стрілки трубу 15 і сполучену з нею переливну трубу 17. При цьому труба 15 наповнюється водою з магістралі 19 через зворотний клапан 18 до верхнього краю (на кресленнях Фіг.3 і 4 показаний пунктирною лінією). Одночасно камера 13, що сполучається з трубою 15, також наповнюється водою до цього рівня, а надлишок води через переливну трубу 17 скидається в газозбірник 9. При цьому поплавець 14 з чашею 12, що наповнюється водою з форсунки 7, плавно переміщаються вгору. Патрубок 10 з прорізами 11 занурюється в чашу 12 з водою, змінюючи при цьому розміри прохідних перерізів прорізів 11 і регулює, таким чином, тиск коксового газу печі 3. У міру зміни тиску коксового газу в печі 3 чаша 12, як викладено вище, переміщається вгору до повного занурення патрубка 10 з прорізами 11 в чашу 12 з водою і при закінченні процесу коксування вона закриває прохід газів з камери печі 3 в газозбірник 9. Потім за допомогою гідроприводу 5 відкривають кришку 4 стояка і дають команду на видачу коксу з печі 3 (див. Фіг.4). Після видачі коксу з печі 3 і черговому її завантажуванні вугільною шихтою процес роботи пристрою повторюється. 9 97204 10 11 97204 12 13 Комп’ютерна верстка А. Рябко 97204 Підписне 14 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601