Установка для розподілу речовини за допомогою пневматичного транспортування, що містить пристрій для скидання тиску в резервуарі, що знаходиться під тиском, у якому зберігається ця речовина

Реферат: Установка для розподілу зернистого або порошкоподібного матеріалу за допомогою пневматичного транспортування, що містить щонайменше один роздавальний бункер (3) для проміжного зберігання зернистого або порошкоподібного матеріалу, причому роздавальний бункер виконаний для змінного підвищення тиску для спорожнювання роздавального бункера й скидання тиску для забезпечення можливості його заповнення, і пристрій для скидання тиску в роздавальному бункері. Пристрій для скидання тиску містить трубопровід (12) скидання тиску, з'єднаний з роздавальним бункером, рукавний фільтр (11), що має максимальну робочу витрату, з'єднаний із трубопроводом скидання тиску, і пристрої (15) регулювання витрати для регулювання витрати в трубопроводі скидання тиску через рукавний фільтр. Рукавний фільтр (11) є фільтром, виконаним для роботи під тиском, а пристрої (15) регулювання витрати розташовані на трубопроводі (12) скидання тиску нижче за потоком від рукавного фільтра (11), і UA 112125 C2 (12) UA 112125 C2 виконані для забезпечення витрати, щонайбільше рівної максимальній витраті рукавного фільтра. Застосування, насамперед, в установці для вдування вугілля в доменну піч. UA 112125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область винаходу Даний винахід стосується установки для розподілу зернистого або порошкоподібного матеріалу за допомогою пневматичного транспортування, наприклад, такого, як установка для вдування вугілля в доменну піч, що містить щонайменше один роздавальний бункер для проміжного зберігання зернистого або порошкоподібного матеріалу. Тиск у роздавальних бункерах підвищують для спорожнювання, а для забезпечення їхнього заповнення тиск у них необхідно скидати. Насамперед, винахід стосується пристроїв, що дозволяють скидати тиск у роздавальному бункері перед його завантаженням. Передумови винаходу Вдування зернистих або порошкоподібних матеріалів, насамперед вугільного пилу, у доменну піч відоме, наприклад, з публікацій ЕР 0 079 444 або ЕР 0 212 296. Звичайно ці матеріали транспортуються пневматично. Як правило, у доменній печі вугільний пил може вдуватися на рівні кожної фурми або щонайменше в кілька фурм. Така установка транспортування й вдування показана на фіг. 1, де, для спрощення креслення, показана одинична роздавальна лінія до фурм, однак зрозуміло, що може U бути кілька таких ліній, з'єднаних нижче за потоком від одиничного основного накопичувального бункера 1. Вугілля подається з основного накопичувального бункера 1, що знаходиться під атмосферним тиском і розподіляються по окремих точках вдування за допомогою пневматичної роздавальної лінії 2, що поруч із доменною піччю розділяється на кілька живильних ліній, кожна з яких з'єднана із точкою вдування. Вугілля також може транспортуватися за допомогою роздавальної лінії до іншого резервуару, що знаходиться під постійним тиском, також відомого як "живильний бункер", розташованого поруч із доменною піччю. Тоді живильні лінії з'єднані з живильним бункером. Установки транспортування й вдування звичайно містять резервуари проміжного зберігання, що знаходяться під тиском, або роздавальні бункери, виконані для вмісту зазначеного матеріалу, тиск у яких створюється транспортуючим газом, наприклад, азотом. Цей газ дозволяє псевдозріджувати порошкоподібний матеріал і транспортувати його до місця його використання, звичайно розташованого у фурмі. Уже відоме регулювання сумарної витрати відправленої до доменної печі вугілля за допомогою вимірювання витрати й регулювального клапана, при якому окремі потоки на різні фурми не регулюються, навіть якщо задіяні різні міри для забезпечення рівномірного розподілу між всіма фурмами. Також є установки, на яких регулюється загальна витрата разом з окремими витратами. Установки транспортування й вдування призначені, з одного боку, для забезпечення можливості регулювання витрати матеріалу, що вдувається, а з іншого боку - для забезпечення безперервної подачі порошкоподібного матеріалу. Із цією метою, як показано на фіг. 1, на кожній транспортувальній лінії звичайно використовується апарат щонайменше із двох роздавальних бункерів 3, паралельно розташованих у транспортувальній лінії й обладнаних запірними клапанами 4, 5, що забезпечують керування заповненням і спорожнюванням кожного бункера. Роздавальні бункери 3 використовуються змінно, коли один спорожнюється для подачі вугілля у фурму доменної печі, інший заповнюється з основного накопичувального бункера. Крім того, кожний роздавальний бункер обладнаний пристроєм зважування 6, що дозволяє визначати кількість вугільного пилу, завантажену при кожному заповненні, тим самим забезпечуючи можливість регулювання кількості вдутого вугілля. При заповненні роздавального бункера з основного бункера щоб уникнути надмірного тиску, що може заважати безперешкодному перетіканню вугілля, газ, що є присутнім у роздавальному бункері, відводиться до верхньої частини основного бункера через трубопровід вирівнювання тисків, обладнаний відсічним клапаном 16, відкритим при заповненні. Так як трубопровід перекривається клапаном 16 відразу після завершення заповнення роздавального бункера, він залишається заповненим вологим газом, що містить вугільний пил. Щоб уникнути ризиків конденсації й злипання вугілля або навіть можливої закупорки лінії, ці трубопроводи ізольовані й оснащені підігрівом. Для спорожнювання кожного роздавального бункера за допомогою пневматичного транспортування вугільного пилу дані бункери забезпечуються стисненим газом за допомогою трубопроводу, оснащеного клапаном 7, що дозволяє підтримувати необхідний для транспортування тиск протягом усього часу спорожнювання. Тому тиск у роздавальних бункерах, що утримуються під час використання під тиском, необхідно періодично скидати щоразу перед їхнім заповненням з основного накопичувального бункера. Газ, що виходить з бункера під час скидання тиску, неминуче захоплює із собою деяку кількість порошкоподібного продукту, усе ще присутнього в бункері. Для запобігання викиду разом зі стисненим газом 1 UA 112125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 значних кількостей вугільного пилу в атмосферу під час скидання тиску звичайно використовуються рукавні фільтри. Як правило, кожний роздавальний бункер за допомогою оснащеного клапаном 8 трубопроводу скидання тиску з'єднаний з рукавним фільтром 9, розташованим на основному накопичувальному бункері 1, що дозволяє повертати затриманий рукавним фільтром вугільний пил безпосередньо в основний бункер, викидати газ, у відповідності зі стрілкою F, в атмосферу або повертати його куди-небудь ще. Через те, що основний бункер знаходиться під атмосферним тиском, фільтр також знаходиться під атмосферним тиском, що виникає через втрату навантаження між роздавальним бункером 3 і рукавним фільтром 9 падіння тиску може регулюватися клапаном 8 скидання тиску, розташованим на з'єднуючому бункер і фільтр трубопроводі. Тиск у роздавальному бункері під час скидання знижується поступово. Крім того, рукавні фільтри дозволяють забезпечити максимальну об'ємну витрату, обумовлену площею фільтруючої поверхні фільтра. Тому для оптимізації скидання тиску бажано підтримувати максимально постійну об'ємну витрату через фільтр протягом усього скидання тиску, що дозволяє мінімізувати необхідну фільтруючу поверхню й, таким чином, габаритні розміри фільтрів і їхню вартість. Регулювання витрати, забезпечуване клапаном 8, розташованим на трубопроводі між роздавальним бункером 3 і рукавним фільтром 9, дозволяє забезпечити необхідну постійність витрати. Один недолік таких систем полягає в тому, що внаслідок цього регулювальний клапан 8 неминуче впливає на потоки газу, що містять порошкоподібний матеріал. Інший недолік обумовлений тим, що в типовій доменній печі кілька живильних ліній, кожна з яких містить два або навіть три дозуючих бункера, з'єднаних з єдиним рукавним фільтром низького тиску й, таким чином, перепади тиску в трубопроводі, що з'єднує роздавальний бункер з фільтром, під час скидання тиску можуть руйнівно впливати на вагове устаткування роздавальних бункерів, насамперед на роздавальний бункер, у цей момент виробляючий живлення. Інший недолік обумовлений тим, що під час скидання тиску певна кількість вугільного пилу вертається з потоком газу, що скидається, до рукавного фільтра, а потім далі, до основного накопичувального бункера. Точно визначити цю кількість неможливо. Внаслідок цього фактична кількість вугілля, вдутого у фурми, не тільки менше кількості, вимірюваного при зважуванні роздавального бункера, але й зазначена кількість взагалі точно невідома. Ще один недолік виникає в результаті того, що трубопроводи між клапанами скидання тиску й рукавним фільтром досить довгі й великого діаметра, що збільшує вартість устаткування. Мета винаходу Метою даного винаходу є вирішення зазначених вище проблем і усунення або, щонайменше, обмеження недоліків, пов'язаних з установками, відомими з рівня техніки. Загальний опис винаходу З огляду на ці цілі винахід пропонує установку для розподілу зернистого або порошкоподібного матеріалу за допомогою пневматичного транспортування, що містить щонайменше один роздавальний бункер для проміжного зберігання зернистого або порошкоподібного матеріалу, причому роздавальний бункер виконаний для змінного підвищення тиску для спорожнювання роздавального бункера й скидання тиску для забезпечення можливості його заповнення, і пристрій для скидання тиску в роздавальному бункері, що містить: - трубопровід скидання тиску, з'єднаний з роздавальним бункером, - рукавний фільтр, що має максимальну робочу витрату, з'єднаний із трубопроводом скидання тиску, тобто або розташований послідовно на трубопроводі, або з'єднаний безпосередньо з роздавальним бункером вище за потоком від трубопроводу, і - пристрої регулювання витрати для регулювання витрати в трубопроводі скидання тиску через рукавний фільтр. Відповідно до винаходу установка відрізняється тим, що рукавний фільтр являє собою фільтр, виконаний для роботи під тиском, а пристрої регулювання витрати розташовані на трубопроводі скидання тиску нижче за потоком від рукавного фільтра й виконані з можливістю забезпечення витрати, що максимально дорівнює максимальній витраті рукавного фільтра. Однією перевагою є те, що через пристрої регулювання витрати, які тоді розташовані нижче за потоком від фільтра, проходить знепилений потік газу, і вони не піддані ризикам абразивного зношування, засмічення й зменшення площі поперечного переріза й, таким чином, зменшення витрати, що може відбутися внаслідок цього. Відповідно до одного конкретного варіанта здійснення винаходу установка містить основний накопичувальний бункер і кілька роздавальних бункерів, з'єднаних з основним накопичувальним бункером для періодичного заповнення зернистим або порошкоподібним матеріалом за 2 UA 112125 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 допомогою пневматичного транспортування з основного бункера, а кожний роздавальний бункер містить свій власний пристрій скидання тиску з рукавним фільтром, що знаходиться під тиском, установленим безпосередньо на кожному роздавальному бункері. У порівнянні з відомими пристроями, що використовують рукавний фільтр, що працює при атмосферному тиску, встановлений на основному накопичувальному бункері, варіант здійснення відповідно до даного винаходу демонструє ряд переваг: Більше немає необхідності ні в трубопроводах скидання тиску великого діаметра, звичайно ND 400, ні в трубопроводах вирівнювання тиску, звичайно діаметра ND 200, між роздавальним бункером і рукавним фільтром, що, у випадку типової доменної печі, може забезпечити зниження ваги порядку 4 тонн на роздавальний бункер. Крім того, із цієї причини більше немає ризику закупорки трубопроводів вирівнювання тиску й більше немає необхідності в теплоізоляції цих трубопроводів або контролю їхньої температури. Так як затриманий рукавним фільтром з кожного роздавального бункера вугільний пил вертається безпосередньо в даний бункер, а не в основний накопичувальний бункер, результати визначення фактичної маси вдутого вугілля більше не спотворюються. Скидання тиску в роздавальному бункері більше не впливає на систему зважування іншого роздавального бункера. Це обумовлено тим, що у відомих системах, що використовують рукавний фільтр, розташований зверху основного накопичувального бункера і що є загальним для декількох роздавальних бункерів, всі роздавальні бункери з'єднані за допомогою їхніх відповідних трубопроводів скидання тиску, що ведуть до фільтра. Внаслідок цього скидання тиску в одному з роздавальних бункерів впливає на системи зважування інших роздавальних бункерів у результаті протитиску рукавного фільтра, що впливає на клапани скидання тиску інших роздавальних бункерів. Дана проблема усувається за допомогою використання одного рукавного фільтра на роздавальний бункер. Відповідно до першого варіанта здійснення винаходу пристрої регулювання витрати містять пластину із прохідним отвором заздалегідь заданого поперечного переріза, виконану для забезпечення проходження максимальної об'ємної витрати, меншої або рівної максимально припустимій витраті рукавного фільтра. Відповідно до іншого кращого варіанта здійснення винаходу пристрої регулювання витрати містять сопло Лаваля заздалегідь заданого поперечного переріза й форми, що виконане для забезпечення проходження максимальної об'ємної витрати, меншої або рівної максимально припустимій витраті рукавного фільтра. За умови, що розширення суміші газу йпорошкоподібного продукту в прохідному отворі або соплі Лаваля залишається критичним, останнє створює постійну робочу об'ємну витрату через розташований вище за потоком рукавний фільтр у тому випадку, якщо падіння тиску відбувається при по суті постійній температурі. Якщо тиск на вході в сопло Лаваля або вище за потоком від прохідного отвору постійно знижується в результаті падіння тиску в бункері, масова витрата суміші газу й порошкоподібного продукту також пропорційно знижується. З іншого боку, масова витрата залишається постійною незалежно від тиску вище за потоком від сопла Лаваля або прохідного отвору за умови, що температура газу вище за потоком підтримується постійною. Таким чином, завдяки використанню статичних засобів регулювання без рухомих елементів, таких, як пластина із прохідним отвором або сопло Лаваля, більше немає необхідності в регульованих клапанах скидання тиску, що є присутніми у відомих пристроях, що може в результаті дати істотну економію з розрахунку на бункер. Короткий опис креслень Інші подробиці й відмітні ознаки винаходу стануть ясні з наведеного нижче опису варіанта здійснення винаходу, для наочності оснащеного посиланням на прикладені креслення, на яких: Фіг. 1: є спрощеною схемою відомої установки для вдування вугілля в доменну піч, що уже є описаною й прокоментованою у вступній частині даного опису; Фіг. 2А і фіг. 2Б: є спрощеними схемами двох варіантів роздавального бункера відповідної установки відповідно до винаходу. Опис кращого варіанта здійснення винаходу У показаному на фіг. 2А і 2Б пристрої відповідно до винаходу роздавальний бункер 3 оснащений рукавним фільтром 11, призначеним для роботи під тиском. Із цією метою корпус рукавного фільтра буде посилений з урахуванням підвищеного тиску, обумовленого тим, що фільтр розташований вище за потоком від пристроїв регулювання витрати й внаслідок цього знаходиться під відносно високим тиском, що може досягати 25 бар. Крім того, корпусу будуть надані розміри з урахуванням утомних навантажень, що виникають у результаті циклічної 3 UA 112125 C2 5 10 15 20 25 роботи, причому тиск у корпусі підвищується й скидається циклами, тривалістю приблизно від 12 до 15 хвилин, тобто, як правило, від 4 до 5 разів у годину протягом багатьох років роботи. Крім того, поверхня, що фільтрує, рукавного фільтра буде вибрана для забезпечення об'ємної 3 витрати через рукави порядку 2-60 м /хвилину. Рукавний фільтр 11 прикріплений безпосередньо до верхньої частини бункера З таким чином, що пилоподібний або порошкоподібний матеріал, затриманий фільтром, може повернутися прямо в бункер. Трубопровід 12 скидання тиску з'єднаний з виходом ІЗ очищеного газу фільтра. На трубопроводі, нижче за потоком від фільтра встановлений від січний клапан 14 для забезпечення відсічення бункера під час підвищення в ньому тиску для звичайного використання його під час пневматичного транспортування вугільного пилу до фурм або точки вдування на доменній печі. На трубопроводі 12 скидання тиску передбачене сопло 15 Лаваля, нижче за потоком у випадку фіг. 2А або вище за потоком у випадку фіг. 2Б відсічного клапана 14. Геометричні характеристики сопла 15 Лаваля визначають виходячи з номінальної витрати рукавного фільтра, тобто максимально припустимої витрати через рукави фільтра для забезпечення постійної об'ємної витрати через фурму, що по суті дорівнює або небагато менше, ніж номінальна витрата фільтра. Вихід сопла Лаваля може відкриватися прямо в атмосферу, при необхідності через глушник, або може бути з'єднаний з установкою для рециркуляції фільтрованих газів. Крім того слід зазначити, що, при заповненні роздавального бункера клапан 14 буде відкритий для скидання газів, що є присутніми у роздавальному бункері. У цьому випадку це є причиною, через яку більше не потрібні трубопроводи вирівнювання тиску. Таким чином, завдяки винаходу було можливо замінити атмосферний фільтр, що має діючу площу поверхні 75 м, еквівалентними фільтрами [з діючою площею поверхні - рем. 2 перекладача] 10 м , при одночасному невеликому збільшенні навантаження фільтруючої поверхні. Винахід не обмежений варіантом здійснення й конкретним варіантом використання, що стосується вдування вугілля в доменну піч. Він також може використовуватися в інших установках, що містять бункери, що знаходяться під тиском, що містять порошкоподібні матеріали й вимагають періодичне скидання тиску в бункерах через рукавні фільтри. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Установка для розподілу зернистого або порошкоподібного матеріалу за допомогою пневматичного транспортування, що містить щонайменше один роздавальний бункер (3) для проміжного зберігання зернистого або порошкоподібного матеріалу, причому роздавальний бункер виконаний для змінного підвищення тиску для спорожнювання роздавального бункера й скидання тиску для забезпечення можливості його заповнення, і пристрій для скидання тиску в роздавальному бункері, що містить: трубопровід (12) скидання тиску, з'єднаний з роздавальним бункером, рукавний фільтр (11), що має максимальну робочу витрату, з'єднаний із трубопроводом скидання тиску, і пристрої (15) регулювання витрати для регулювання витрати в трубопроводі скидання тиску через рукавний фільтр, яка відрізняється тим, що рукавний фільтр (11) є фільтром, виконаним для роботи під тиском, а пристрої (15) регулювання витрати є статичними пристроями регулювання без рухомих елементів, що розташовані на трубопроводі (12) скидання тиску нижче за потоком від рукавного фільтра (11), і містять пластину із прохідним отвором заздалегідь заданого поперечного перерізу або сопло (15) Лаваля заздалегідь заданого поперечного перерізу й форми, що виконані для забезпечення проходження максимальної об'ємної витрати, меншої або рівної максимально припустимій витраті рукавного фільтра. 2. Установка за п. 1, причому пристрої (15) регулювання витрати розміщені на трубопроводі скидання тиску нижче за потоком від відсічного клапана (14). 3. Установка за п. 1, причому пристрої (15) регулювання витрати розміщені на трубопроводі скидання тиску вище за потоком від відсічного клапана (14). 4. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона використовується для вдування вугільного пилу в доменну піч. 5. Установка за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що вона містить основний накопичувальний бункер і кілька роздавальних бункерів (3), з'єднаних з основним накопичувальним бункером для періодичного заповнення зернистим або порошкоподібним 4 UA 112125 C2 матеріалом за допомогою пневматичного транспортування з основного бункера, і кожний роздавальний бункер містить свій власний пристрій скидання тиску з рукавним фільтром, що знаходиться під тиском, встановленим безпосередньо на кожному роздавальному бункері. 5 UA 112125 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6