ОТОПИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ КОКСОВОЙ ПЕЧИ
COKE KILN HEATING FLUE

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к конструкции отопительных каналов коксовых печей.
Увеличение теплопередачи через стены отопительных каналов к угольной загрузке коксовых печей без нарушений технологического режима коксования достигается, в основном, за счет увеличения площади тепловоспринимающей поверхности огнеупорных изделий, из которых сложен отопительный канал, и уменьшения средней толщины теплопередающей стенки.
В процессе коксования температура со стороны факела горения газов в отопительном канале значительно выше, чем со стороны печной камеры, куда загружается угольная шихта.
Огнеупорные изделия для стен отопительных каналов коксовых печей на внутренней стороне, обращенной внутрь отопительного канала, испытывают значительные термические напряжения от факела горения отопительных газов.
На внешней стороне, обращенной внутрь камеры коксования, изделия испытывают значительные нагрузки от воздействия давления распирания, напряжения на изгиб и резких циклических колебаний температуры, вызывающих большие термические напряжения.
Воздействие этих факторов приводит к образованию трещин и разрушению кладки теплопередающих стенок отопительных каналов.
Опыт эксплуатации показывает, что устройство специальных пазов на огнеупорных изделиях для стенок отопительных каналов коксовых печей приводит к локализации термических напряжений. При этом выполнение пазов должно быть простым и экономичным, а производство огнеупорных изделий - унифицированным.
Известны огнеупорные изделия, из которых сложены стены камеры коксования коксовой печи. На их поверхности, обращенной в камеру коксования, выполняют вертикальные или наклонные к горизонтальной оси пазы (см. а.с. СССР №760702, С10В 29/02, 10.05.78).
При этом пазы расположены на стороне, обращенной в камеру коксования. Они уменьшают внутренние напряжения, которые возникают в огнеупорных изделиях, но не влияют на теплопередачу через стенку отопительного канала от факела горения к шихте. Эти пазы не увеличивают площадь тепловоспринимающей поверхности огнеупорных изделий для кладки стенок отопительных каналов и не влияют существенно на их толщину.
Известны отопительные каналы коксовой печи, в которых огнеупорные изделия на поверхности, обращенной внутрь отопительного канала, имеют пазы в форме эллиптической полуцилиндрической поверхности. При этом конфигурация пазов имеет вид ломаной линии, симметричной относительно горизонтальной оси этой поверхности, а глубина пазов обеспечивает толщину огнеупорного изделия в местах их расположения не более 80 мм (см. патент Украины №68762, С10В 29/02, 22.10.03).
Такие конфигурация и месторасположение пазов увеличивают сбалансированность давлений коксования на внешнюю и внутреннюю стенки отопительных каналов, увеличивают теплопередачу через стенки за счет уменьшения средней толщины огнеупорных изделий для стенок отопительных каналов и увеличения их тепловоспринимающей поверхности, уменьшают образование трещин, что сокращает период коксования, увеличивает производительность коксовой батареи и срок ее службы.
Это изобретение является наиболее близким по технической сущности, и выбрано в качестве прототипа.
Однако недостатком этого устройства является сложность выполнения такой конфигурации пазов на огнеупорных изделиях для стенок отопительных каналов.
В основу изобретения положена задача создать унифицированные, экономичные и простые в изготовлении огнеупорные изделия для стенок отопительных каналов.
Для этой цели в отопительном канале коксовой печи, включающем соединенные между собой огнеупорные изделия, в том числе имеющие поверхность, обращенную внутрь отопительного канала, на ней пазы в форме эллиптической полуцилиндрической поверхности, с глубиной пазов, которая обеспечивает толщину огнеупорного изделия в местах их расположения не более 80 мм, с конфигурацией пазов в виде ломаной линии, эти пазы выполнены наклонно к горизонтальной оси, а ломаная конфигурация пазов в кладке достигается соединением в смежных рядах кладки стенки отопительного канала огнеупорных изделий с наклоном пазов в противоположные стороны.
Отличительным признаком заявляемого устройства является:
- пазы выполнены наклонно к горизонтальной оси, а ломаная конфигурация пазов в кладке достигается соединением в смежных рядах кладки стенки отопительного канала огнеупорных изделий с наклоном пазов в противоположные стороны.
Исходя из описанного уровня техники вытекает, что указанное отличие является новым.
Количество пазов для динасового огнеупорного изделия ограничено требованием выдержать расстояние от крайней точки первого и последнего паза до края огнеупорного изделия не менее 30 мм, а расстояние между крайними точками соседних пазов не менее 20 мм. Это продиктовано прочностной характеристикой динасового огнеупорного изделия.
При этом в кладке могут использоваться огнеупорные изделия с пазами, наклоненными в разные стороны. Количество пазов в одном огнеупорном изделии может варьироваться в зависимости от общих размеров самого огнеупорного изделия. Концы пазов огнеупорных изделий в одном ряду могут не совпадать с началом пазов огнеупорных изделий другого ряда кладки. Сохраняется общий рисунок ломаных пазов такой формы по всей кладке стенок, обращенных внутрь отопительных каналов, а процесс изготовления огнеупорных изделий значительно упрощается.
Полученная таким образом неровная поверхность кладки стенки отопительного канала способствует турбулизации потоков газов, проходящих вблизи этой поверхности, увеличивает ее тепловоспринимающую поверхность и, в итоге, приводит к более эффективной теплопередаче. Этому способствует и уменьшение толщины огнеупорного изделия в месте расположения паза.
Расположение таких пазов по всей кладке стенки отопительного канала позволит увеличить сбалансированность давлений коксования на внешнюю и внутреннюю стенки отопительного канала, уменьшит образование на них трещин, увеличит срок службы коксовой батареи.
При этом огнеупорные изделия для отопительных каналов с такой конфигурацией пазов более просты и экономичны в изготовлении, и позволяют унифицировать их производство.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен поперечный разрез огнеупорной кладки отопительного канала коксовой печи.
На фиг.2 изображена кладка стенки отопительного канала коксовой печи по разрезу 1-1.
На фиг.3 представлен общий вид огнеупорного изделия с наклонными пазами.
Теплопередающая стенка 1 отопительного канала 2 состоит из огнеупорных изделий, соединяющихся между собой в ряду и между рядами. Теплопередача через стенку 1 отопительного канала 2 от факела горения к угольной загрузке в камере коксования 3 увеличивается за счет увеличения площади тепловоспринимающей поверхности огнеупорных изделий 4, 5, 6, 7 и уменьшения за счет пазов средней толщины теплопередающей стенки 1. Расположение наклонных эллиптических полуцилиндрических пазов в огнеупорных изделиях смежных рядов сохраняет общий рисунок ломаных пазов такой формы по всей кладке стенок, обращенных внутрь отопительных каналов.
Устройство работает таким образом.
Угольная шихта загружается в камеру коксования коксовой печи 3. Газ и воздух поступают по всем отопительным каналам и сгорают в них. Тепло передается через теплопередающие стенки отопительного канала к угольной шихте, нагревая ее. В дальнейшем, под воздействием температуры, угольная шихта превращается в кокс.
После выдачи кокса из печи процесс повторяется.
Технико-экономические преимущества заявляемого изобретения по сравнению с прототипом состоят в создании унифицированных, экономичных, простых в изготовлении огнеупорных изделий для кладки отопительных каналов.