КОНТРОЛЛЕР СТАЦИОНАРНОЙ НЕ ПОДВЕРЖЕННОЙ РАСШИРЕНИЯМ ДВЕРИ ПЕЧИ ДЛЯ БАТАРЕИ КОКСОВЫХ ПЕЧЕЙ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ТЕПЛА
CONTROLLER FOR STATIONARY BATTERY OF COKE FURNACES WITH HEAT RECOVERY, NOT SUSCEPTIBLE TO FURNACE DOOR EXTENSION

[0001] Изобретение относится к контроллеру стационарной не подверженной расширениям двери печи для батареи коксовых печей с утилизацией тепла, при помощи которого представляется возможным вертикальное открывание дверей камеры коксовой печи без применения пульта управления коксовой печи, при котором можно избежать отклонений натяжных элементов контроллера двери печи от исходных конфигураций в результате расширений передающих устройств и нежелательного увеличения тягового усилия, которое возникает из-за различий в силах прилипания двери камеры коксовой печи во время закрытия, при использовании передающих устройств и натяжных элементов с низким коэффициентом расширения. Изобретение также относится к способу эксплуатации стационарной не подверженной расширениям двери печи батареи коксовых печей с утилизацией тепла с применением жестких натяжных элементов и передающих устройств, не подверженных расширениям, для автоматического открытия и закрытия двери камеры коксовой печи.
[0002] Производство кокса обычно происходит циклически, при этом сначала уголь загружают в камеру коксовой печи для коксования, уголь превращается в кокс, а затем изготовленный кокс извлекают из камеры коксовой печи. Для осуществления этого циклического способа производства дверь камеры коксовой печи должна быть открыта после загрузки и снова закрыта после извлечения. Так как эта процедура занимает много времени, а температуры, применяемые во время коксования, определены с точки зрения безопасности, существует несколько современных технологий, которые механически осуществляют процесс открытия и закрытия двери камеры коксовой печи.
[0003] Обычно процедура открытия двери камеры коксовой печи выполняется механизмом для извлечения из коксовой печи, который отводит дверь и перемещает ее от коксовой печи в горизонтальном направлении перед началом процедуры извлечения. После выгрузки и загрузки камеры коксовой печи дверь камеры коксовой печи установлена обратно в предусмотренное отверстие. Недостатком этой процедуры является то, что существует требование к большому пространству перед дверью камеры коксовой печи для пульта управления коксовой печи, который выполняет процедуру подъема и повторной установки двери для обеспечения горизонтального передвижения двери камеры коксовой печи.
[0004] По этой причине существует несколько современных способов обеспечивающих открытие двери камеры коксовой печи прямым вертикальным подъемом. Следовательно, перед дверью камеры коксовой печи не требуется пространства для устройств открывания и закрывания устройств.
[0005] В документе WO 01/18150 А2 описана система камер коксовой печи, помещений вторичного нагрева, каналов охлаждающего воздуха под камерами коксовой печи, каналов подачи воздуха, регулирующих устройств для забора воздуха в каналы подачи воздуха, каналов сбора отработавших газов, механизмов для загрузки угля, загружаемого с крыши камер коксовой печи, механизмов для извлечения, извлекающих кокс с одной стороны камер коксовой печи, и тушильных тележек, которые подбирают кокс с противоположной стороны камер коксовой печи, двери камеры коксовой печи, механизмов открывания и закрывания двери, устройств для хранения кокса, тушильной башни и каналов сбора отработавших газов к котельным. Этот принцип показывает механизм открывания и закрывания дверей камеры коксовой печи, который вертикально открывает двери при помощи силы натяжения блока гидропривода, в результате чего сила натяжения передается по тросам, преобразуется в горизонтальную силу натяжения посредством натяжных роликов, так что натяжное устройство может перемещать трос в горизонтальном направлении, несмотря на противовес. Ссылка на автоматический привод дверей камеры коксовой печи, при помощи которого возможно отдельное срабатывание двери камеры коксовой печи и безопасное открывание и закрывание отдельной двери камеры коксовой печи в батарее, отсутствует.
[0006] В документе DE 144947 С описано устройство для подъема и опускания дверей камеры коксовой печи, в частности коксовых печей, при помощи силового цилиндра, автоматически соединенного со стержнем, рамой или устройством подобного типа, и натяжного устройства на роликах, присоединенного к дверям печи, при этом подвижный стержень или подобный элемент перед печью оснащен несколькими натяжными устройствами таким образом, чтобы можно было одновременно поднимать несколько дверей печей при необходимости. Это устройство также имеет недостаток в том, что автоматическая работа всей площадки коксовых печей с отдельными камерами коксовых печей невозможна, так как исполнительный механизм для отдельного механизма силовой передачи отсутствует, и передача силы натяжения происходит при помощи одного единственного кабеля.
[0007] В документе DE 98545 С описано устройство для открывания и отпускания дверей камеры коксовой печи, при помощи которого поднятие и опускание дверей камеры коксовой печи происходит механически и из сочлененной позиции, в котором лебедка, перемещаемая в направлении вперед, установлена на площадке коксовых печей или батарее коксовых печей над дверями камер коксовой печи, натяжные устройства которых, с одной стороны, являются установленным источником питания, а с другой, могут быть присоединены к одним из дверей камер коксовых печей с целью поднятия каждой отдельной двери смежных дверей из одной точки. Изобретение не обеспечивает автоматическое срабатывание отдельной двери камеры коксовой печи, а обеспечивает только ручное срабатывание отдельных дверей камеры коксовой печи. Поэтому автоматическое управление всей площадкой коксовых печей с отдельными камерами коксовых печей невозможно. Другой проблемой является то, что применена система механического привода, которая не отвечает техническим требованиям современного механизма открывания двери камеры коксовой печи.
[0008] В документе WO 2009068183 А1 описан приводной механизм для вертикального открывания и закрывания дверей камеры коксовой печи и горизонтальных камер коксовой печи, который поднимает двери в открытое положение при помощи цепи или троса, а трос или цепь присоединена к пусковому рычагу через натяжные ролики, так чтобы трос или цепь тянулась в горизонтальном направлении, а двери вертикально поднимались посредством натяжных роликов, при этом пусковой рычаг соединен с тяговым ухом, которое пролезает в зажимной кулачок зажимной тележки после срабатывания пускового рычага, а зажимная тележка перемещается с помощью натяжения троса, дверь приведена в открытое положение после срабатывания пускового рычага и также зафиксирована в открытом положении посредством соответствующего механизма. Механизм, однако, не обеспечивает срабатывание механизма перемещения с точностью до сантиметра, так как применяемые цепи или тросы могут быть растянуты и растягиваются во время срабатывания в связи с высокими силами натяжения. Зажимной кулачок, применяемый на зажимной тележке, также подвержен высоким силам натяжения.
[0009] Вертикальное открывание и закрывание дверей камеры коксовой печи обеспечено этими изобретениями, при помощи которых можно позиционировать двери камеры во время извлечения и загрузки через проем двери камеры коксовой печи. Открывание и закрывание происходит при помощи гибких тросов, которые подвержены высоким силам натяжения и растяжения. Это вызывает изменение длины тросов в зависимости от приложенной силы натяжения и коэффициента расширения примененного материала троса. Поэтому определить точное положение двери на протяжении всего использования нельзя из-за изменения длины тросов. Часто это приводит к трудностям во время управления процедурой открытия. К тому же, тросы могут порваться из-за высоких сил натяжения, что представляет большую опасность для рабочего персонала. Поэтому проход тросов должен быть тщательно защищенным соответствующими защитными ограждениями. Также двери камеры коксовой печи прилипают во время процесса коксования из-за отложений продуктов коксования на дверях, так что для их открытия требуется высокая сила натяжения, которая отличается в зависимости от степени прилипания. Это требует применения соответствующих крепких тросов, что, следовательно, обуславливает большие капиталовложения и эксплуатационные расходы.
[0010] Поэтому предпочтительно обеспечить передачу силы натяжения для вертикального открывания и закрывания дверей камеры коксовой печи, которые больше не подвержены расширениям и не могут разрываться в результате сил расширения. Это обеспечивает точные расчеты протекания процесса натяжения и ослабления для открывания и закрывания дверей камеры коксовой печи и помогает избежать дополнительных усилий в управлении установками. Также нет необходимости в ограждениях для рабочего персонала для защиты от разрыва кабеля. Наконец, устройства передачи силы натяжения, не подверженные расширениям, можно спроектировать значительно дешевле и более рационально, что также внесет вклад в оптимизацию экономии всего процесса.
[0011] Поэтому стоит задача обеспечить способ или механизм, который может надежно управлять механизмами запирания дверей камер коксовой печи, и в котором не применяют растяжимые тросы для передачи сил натяжения, и растяжимые или подверженные разрывам тросы следует заменить не только для тяги тяговой тележки, но также для передачи силы натяжения тяговой тележки к двери камеры коксовой печи. Наконец, тяговая тележка должна быть спроектирована так, чтобы в подверженных повреждениям зажимных кулачках не было необходимости.
[0012] Изобретение решает эту задачу при помощи устройства, которое вертикально открывает или закрывает двери камеры коксовой печи, запирая камеры коксовой печи спереди натяжным элементом, который оснащен устойчивым к износу и растяжениям тяговым крюком, при этом тяговая тележка, которая перемещается в горизонтальном направлении на направляющем устройстве вдоль передней части камеры коксовой печи, через передающее устройство, которое прочно присоединено к тяговой тележке, соединена через соединяющий механизм с натяжным элементом по запросу, а тяговая тележка с передающим устройством прочно соединена через натяжные ролики с дверями камеры коксовой печи, а натяжной элемент, так же как и передающее устройство, является жестким и не подвержен расширениям, так что двери камеры коксовой печи открываются или закрываются вертикально при горизонтальном перемещении натяжного элемента по запросу соединяющего механизма. Этот запрос может происходить вручную, однако предпочтительно это делать автоматически посредством дистанционного управления.
[0013] Натяжной элемент, как правило, представляет собой жесткий стальной натяжной стержень. Цепь в основном применяют как передающее устройство, сегменты которого характеризуются малым коэффициентом расширения, при этом закаленная сталь особенно подходит для производства этих сегментов. Натяжной стержень в качестве натяжного элемента является устойчивым на разрыв, а цепь, выполненная из стальных сегментов с низким коэффициентом расширения, больше не подвержена растяжению. Поэтому управление процессом открывания и закрывания можно выполнить намного легче.
[0014] В частности, контроллер стационарной не подверженной расширениям двери печи для батареи коксовых печей с утилизацией тепла содержит:
- площадку коксовых печей или батарею коксовых печей с рядом камер коксовых печей на одной линии;
- двери камеры коксовой печи, перемещаемые вертикально и закрывающие камеры коксовой печи спереди;
- передвижной в горизонтальном направлении натяжной элемент, который перемещается вдоль передней части камеры коксовой печи, по меньшей мере, частично и оснащен блоком привода и по меньшей мере одним тяговым крюком;
- тяговую тележку, которая перемещается вдоль передней части камеры коксовой печи, по меньшей мере, частично и в горизонтальном направлении;
- устройство передачи, которое прочно прикреплено к тяговой тележке и двери камеры коксовой печи через натяжные ролики, и которое должно быть, по меньшей мере, временно должно быть присоединено к жесткому натяжному элементу через тяговую тележку,
и отличается тем, что
- натяжной элемент является жестким и не подвержен расширениям, и
- передающее устройство является малорастяжимым, и
- соединительный механизм по запросу соединяет тяговую тележку с жестким натяжным элементом.
[0015] Устройство предпочтительно применено с обеих сторон передней части камеры коксовой печи, что означает не только с машинной стороны, но и с коксовой стороны. Жесткий натяжной элемент предпочтительно является натяжным стержнем. Передающее устройство является малорастяжимым или почти не подвержено расширениям в предпочтительном варианте. Малорастяжимое передающее устройство предпочтительно является цепью, выполненной из стальных сегментов с низким коэффициентом расширения. Низкий коэффициент расширения означает, что полная длина цепи меняется всего лишь на несколько миллиметров в процессе открывания или закрывания.
[0016] Соединительный механизм, который соединяет тяговую тележку с натяжным элементом по запросу для передачи силы натяжения, может быть любого типа. Он может переходить из положения покоя в рабочее положение, например, при помощи наклона, поворота или подъема.
[0017] Соединительный механизм предпочтительно прикреплен скобами к тяговой тележке через шарнир, и по запросу может быть повернут при помощи рычага, посредством чего тяговый крюк натяжного стержня входит в зацепление с держателем, выполненным в скобе, при движении натяжного стержня, что обеспечивает безопасное передвижение тягового крюка, когда скоба не повернута.
[0018] Однако соединительный механизм также может быть затвором, который прикреплен к тяговой тележке через подшипник, так что может быть перемещен поперечно к направлению движения тяговой тележки, и который по запросу может быть выдвинут посредством рычага, при помощи которого тяговый крюк натяжного стержня входит в отверстие, предусмотренное для этой цели по запросу, при перемещении натяжного стерженя или прижимания тягового крюка к выступу затвора. Поэтому скоба больше не требуется. Следовательно, тяговый зажимной кулачок, как указано в уровне техники, с потенциально разрушаемым крюком больше не нужен.
[0019] Предпочтительно обеспечить тяговую тележку соответственно для каждой камеры коксовой печи с открываемыми дверями камеры коксовой печи. На противоположной стороне камеры коксовой печи с управляемыми дверями камеры коксовой печи предпочтительно обеспечить дополнительную тяговую тележку, толкаемую соответствующим натяжным стержнем, так чтобы обеими дверями противоположной камеры коксовой печи можно было управлять независимо и одновременно.
[0020] Натяжной стержень содержит блок привода любого типа. В зависимости от блока привода натяжной стержень или натяжной элемент перемещен в горизонтальном направлении вдоль передней части камеры коксовой печи. Блок привода предпочтительно оснащен гидравлическим цилиндром по меньшей мере на одном конце. Привод осуществляется гидравлическим насосом гидравлической установки. В дополнительном предпочтительном варианте натяжной стержень оснащен по меньшей мере на одном конце узлом редукторного двигателя. Этот блок привода может быть расположен в любом месте при условии, что возможна надежная передача силы натяжения натяжному стержню. Если это узел редукторного двигателя, то он предпочтительно расположен на крыше камеры коксовой печи рядом с натяжным элементом. Это обеспечивает короткий путь передачи силы.
[0021] Натяжной стержень или натяжной элемент может быть оснащен любыми тяговыми крюками или выступами для передачи силы натяжения. Тяговые крюки могут, например, быть регулируемыми горизонтально в продольном направлении в подвешенном положении на натяжном элементе. Натяжной стержень, как правило, смонтирован на роликах для улучшения мобильности.
[0022] Механизм запроса для скобы или затвора может иметь любую конструкцию. Он может быть оснащен обычным рычагом для постоянного или вспомогательного управления вручную. Однако предпочтительно он оснащен автоматическим механизмом, при помощи которого скоба или затвор перемещают в положение, необходимое для силы натяжения.
[0023] Также показан способ управления стационарной не подверженной расширениям двери печи для батареи коксовых печей с утилизацией тепла, в котором:
- двери камеры коксовой печи площадки или батареи коксовых печей с рядом камер коксовых печей на одной линии следует периодически открывать и закрывать, и
- тяговая тележка, которая оснащена соединительным механизмом, подвижным вдоль передней части камеры коксовой печи через направляющее устройство, остается в положении покоя без запроса,
и отличающийся тем, что
- жесткий и не подверженный расширениям элемент, который оснащен тяговым крюком, перемещается по запросу в продольном направлении вдоль передней части камеры коксовой печи, и
- соединительный механизм соединяет тяговую тележку и натяжной элемент по запросу через тяговый крюк, так что тяговую тележку с натяжным элементом перемещают вдоль передней части камеры коксовой печи, и
- тяговая тележка открывает дверь камеры коксовой печи через малорастяжимое передающее устройство и закрывает дверь камеры коксовой печи по возвращении тяговой тележки.
[0024] Натяжной элемент или натяжной стержень может содержать привод любого типа для горизонтального перемещения, применяемый как сила после смещения в вертикальном направлении для открывания и закрывания дверей камеры коксовой печи. Натяжной элемент может, например, быть перемещен при помощи гидравлического цилиндра с приводом от гидравлического насоса гидравлической установки. Натяжной элемент также может быть перемещен при помощи узла редукторного двигателя, расположенного на конце натяжного стержня, и который, например, передает силу натяжения и тяговое движение на натяжной стержень при помощи шестеренчатого или цевочного редуктора. Гидравлический элемент или редукторный двигатель могут иметь любую конструкцию. Они могут работать, например, от двигателя внутреннего сгорания, электромотора или пара. Блоки привода могут быть расположены, например, на конце натяжного стержня, где они передают тяговое усилие и тяговое движение на натяжной стержень.
[0025] Малорастяжимое передающее устройство или предпочтительно не подвержено расширениям, что выражается в изменении длины только на несколько миллиметров во время открывания и закрывания. Это можно замерить, прежде всего, на установке избыточного хода гидравлического цилиндра на натяжном элементе, которая настроена, например, на максимальный избыточный ход, равный 150 мм. Этот избыточный ход компенсирует не только разный подъем двери, но также расширение цепи.
[0026] Блок привода может работать временно и постоянно, в зависимости от продолжительности процесса коксования и количества работающих камер коксовой печи. Если он работает временно, то может, например, получать запрос или запускаться при помощи механизма дистанционного управления. Также он может работать постоянно и подключаться для процедуры перемещения.
[0027] Соединительный механизм также может запрашиваться при необходимости. Это может происходить вручную или дистанционно. Поэтому возможно, что соединительный механизм запрашивается радиотелеуправлением. Дистанционное управление через кабель также возможно. В одном варианте изобретения также возможно управлять соединительным механизмом из пульта управления коксовой печи, как, например, механизмом извлечения кокса.
[0028] Процесс, который относится к изобретению, применяют предпочтительно не только на площадках коксовых печей без утилизации, но и с утилизацией тепла. Но все типы установок коксовых печей, в которых применяют двери камер коксовых печей с вертикальным открыванием и закрыванием, подходят для этого.
[0029] Устройство и способ, которые относятся к изобретению, имеют преимущество в том, что двери камеры коксовой печи площадки или батареи коксовой печи могут открываться или закрываться отдельно, не требуя места перед камерой коксовой печи, при этом растяжимые тросы, которые могут снижать точность в процессе открывания и закрывания, не использованы для передачи движущей силы. Благодаря устройству, которое относится к изобретению, также больше не требуется обеспечивать ограждения для обычно используемых тросов, как защиту от разрыва троса. Это способствует улучшению производительности всего процесса.
[0030] Технологический процесс, относящийся способу согласно изобретению, более подробно описан на основе пяти чертежей, при этом способ, относящийся к изобретению не ограничен этими вариантами. На фиг. 1 показана площадка коксовых печей с шестью камерами коксовых печей, которые оснащены устройством согласно изобретению для подъема и опускания дверей камеры коксовой печи. На фиг. 2 показан вид сверху площадки коксовой печи с шестью камерами коксовой печи. На фиг. 3 показан вид сбоку соединительного механизма типа скобы согласно изобретению. На фиг. 4 показан вид спереди соединительного механизма типа скобы согласно изобретению. На фиг. 5 показан вид спереди соединительного механизма типа затвор согласно изобретению.
[0031] На фиг. 1 показана площадка (1) коксовых печей с шестью камерами (2a-f) коксовых печей, которые оснащены передними дверями (3a-f) камер коксовой печи, при этом двери (3a-f) открыты вертикальным поднятием, так что камеры (2) коксовой печи готовы к загрузке, и закрыты вертикальным опусканием. Двери (3a-f) камер коксовой печи соединены цепью (4), выполненной из сегментов (4a) с низким коэффициентом расширения, которые в свою очередь соединены с тяговой тележкой (5). Тяговая тележка (5) состоит из самой тележки, которая закреплена на натяжном стержне (6), расположенном над ней с прокатываемым подвесом (7), и соединительного механизма (8), который соединен с тяговой тележкой (5). По запросу соединительный механизм (8) закрывается, так что тяговая тележка (5) механически прочно присоединена к натяжному стержню (6). Натяжной стержень (6) перемещен в горизонтальном направлении (в данном случае вправо), так что левая дверь (3a) камеры коксовой печи открыта поднятием. При этом коксовый пирог (9) в камере коксовой печи остается открытым. Также можно увидеть блок (10) привода для натяжного стержня (6), который состоит из гидравлического цилиндра (10a). Соединительный механизм (8) состоит из скобы (8a), которая при складывании и замыкании входит в выступ (11) или тяговый крюк натяжного стержня (6), таким образом захватывая или ослабляя натяжной стержень (6) во время горизонтального перемещения.
[0032] На фиг. 2 показан вид сверху площадки (1) коксовых печей с шестью камерами (2a-f) коксовых печей. Камеры (2a-f) коксовых печей опираются спереди камеры коксовой печи в боковом направлении на опорные стойки (12). Можно увидеть натяжной стержень (6), перемещаемый в горизонтальном направлении. Это предпочтительно происходит через привод (10) гидравлического цилиндра (10a). Посредством горизонтального перемещения натяжного стержня (6) тяговая тележка (5) присоединена к натяжному стержню (6) по запросу, так что тяговая тележка (5) перемещается вместе с ним. Таким образом происходит открывание двери (3) камеры коксовой печи внизу.
[0033] На фиг. 3 показан вид сбоку соединительного механизма (8). Соединительный механизм (8) здесь выполнен в виде скобы (8a), расположенной на кронштейне (13) с шарниром (13a). Скоба (8a) наклонена вперед по запросу, посредством чего скоба (8a) входит в зацепление через пруток (14) с тяговым крюком (11) натяжного стержня (6). В случае горизонтального перемещения натяжного стержня (6) скоба (8a) перемещена вместе с ним. Скоба (8a) в свою очередь соединена с тяговой тележкой (5), так что при горизонтальном перемещении натяжного стержня (6) тяговая тележка (5) также перемещена. Она соединена через цепи (4) с дверью (3) камеры коксовой печи, так что дверь (3) камеры коксовой печи открыта или закрыта посредством горизонтального перемещения. Также можно увидеть наклоненную скобу (8b) с прутком (14a), который обеспечивает прохождение тягового крюка (11).
[0034] На фиг. 4 показан вид того же соединительного механизма (8) вдоль натяжного стержня (6). На тяговой тележке (5), которая смонтирована на роликовом устройстве (5a), установлено (15) несущее устройство, к которому прикреплена скоба (8a) с прутком (14). Она также наклонена и повернута вверх по запросу рычагом (15a), так что тяговый крюк (11), установленный на натяжном стержне (6), может входить в зацепление с прутком (14) скобы (8a). В результате тяговая тележка (5), на которой подвешена цепь (4) с дверью (3) камеры коксовой печи, также перемещается. При оттягивании назад натяжного стержня (6) скоба (8a) ослаблена, так что дверь (3) камеры коксовой печи опущена обратно в проем двери камеры коксовой печи под собственным весом.
[0035] На фиг. 5 показан соединительный механизм (8), который спроектирован как затвор (8c). Он содержит выступ (8d), который прижат при боковом перемещении затвора (8c) к тяговому крюку (11) натяжного стержня (6). При перемещении натяжного стерженя (6) (на фигуре показано вертикально плоскости листа) тяговая тележка (5) перемещена вместе с ним и освобождена, когда натяжной элемент (6) оттянут назад. Это открывает и закрывает двери (3) камеры коксовой печи. Затвор установлен на несущем устройстве (15) и управляется рычагом (15a).
[0036] Перечень обозначений
1 Площадка или батарея коксовых печей
2a-f Камеры коксовых печей
3a-f Двери камер коксовых печей
4 Цепь
4a Сегмент цепи
5 Тяговая тележка
5а Роликовое устройство
6 Натяжной стержень
7 Подвес
8 Соединительный механизм
8а Скоба
8b Наклоненная скоба
8с Затвор
8d Выступ на затворе
9 Коксовый пирог
10 Блок привода
10а Гидравлический цилиндр
11 Кронштейн или тяговый крюк
12 Опорная стойка
13 Кронштейн
13а Шарнир кронштейна
14 Пруток
14а Наклоненный пруток
15 Несущее устройство для скобы или затвора
15а Рычаг на несущем устройстве