РЕГУЛИРУЕМОЕ ЗАКРЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЗАГРУЗОЧНОГО ЛЮКА ДЛЯ ЗАГРУЗКИ КАМЕРЫ КОКСОВОЙ ПЕЧИ КОКСОВОЙ БАТАРЕИ
ADJUSTABLE CHARGEHOLE CLOSURE TO CHARGE COKE OVEN CHAMBERS OF A COKE OVEN BATTERY

[0001] Изобретение относится к устройству, выступающему в качестве закрывающего устройства загрузочного люка коксовой батареи, причем указанное устройство выполнено как внутренняя рама для закрывающей крышки, причем эта рама вращается как относительно закрывающей крышки, так и относительно внешней рамы, и где рама имеет асимметричную конструкцию относительно вертикальной плоскости таким образом, что крышка загрузочного люка сдвигается в горизонтальной плоскости вдоль продольной оси при повороте внутренней рамы. Таким образом, положение отверстия загрузочного люка и закрывающей крышки, содержащейся там, может изменяться наверху камеры коксовой печи без необходимости проводить структурные работы наверху камеры коксовой печи. Это представляет особенное преимущество с точки зрения приспосабливания положения крышки загрузочного люка к точному положению загрузочного механизма при загрузке, и поэтому не вызывает отклонений от определенного положения загрузочного механизма при загрузке, которые при стандартной работе в соответствии с существующим уровнем техники вызывают повышенные выбросы грязного коксового газа из коксовой печи.
[0002] Карбонизацию угля обычно проводят циклами. Соответственно, карбонизацию угля проводят так, что пригодную для карбонизации угля камеру коксовой печи загружают углем, затем закрывают, и уголь карбонизуют путем нагрева до его превращения в кокс, а полученный кокс выталкивают из камеры коксовой печи. В некоторых вариантах камеры коксовых печей загружают через отверстия в дверях камер коксовых печей. В других вариантах загрузку производят через верх камеры коксовой печи. Выбор соответствующего варианта обычно является прерогативой операционного эксперта.
[0003] Варианты загрузки камер коксовых печей, предназначенных для карбонизации, углем через верх достаточно хорошо известны из существующего уровня техники. Патент DE 19743868 A1 описывает угольный загрузочный вагон для загрузки камер коксовых печей коксовой батареи, включающий воронкообразное нижнее выпускное отверстие, горизонтальный шнековый конвейер под нижним выпускным отверстием и поднимающее крышку устройство для открывания и закрывания крышек загрузочных люков камер коксовых печей. Согласно данному изобретению корпус шнекового конвейера может передвигаться горизонтально в нижней части угольного загрузочного вагона и движение осуществляется с помощью приводного двигателя между исходным положением и положением при загрузке при том, что местонахождение загрузочного вагона продолжает меняться. В исходном положении наконечник выпускного отверстия направлен вбок в сторону загрузочного люка.
[0004] Благодаря загрузке через верх устраняют затраты на оборудование, которое было бы необходимо при загрузке с торца камеры коксовой печи. При торцевой загрузке через отверстие в двери камеры коксовой печи, обычно требуются загрузочные механизмы, которые сложны из-за своих габаритов и которые требуют соответствующего пространства перед камерой коксовой печи. Эти затраты можно избежать, применяя операцию загрузки через верх, но операция загрузки через верх требует точного расположения угольного загрузочного механизма над загрузочным люком.
[0005] Для изолирования камеры коксовой печи загрузочные люки обычно выполняют с малым поперечным сечением с целью минимизировать потерю тепла из камеры коксовой печи через верх камеры коксовой печи. Загрузочные люки меньшего размера наверху камеры коксовой печи могут также способствовать поддержанию низкого уровня выбросов. С помощью структурных средств, например облицовки огнеупорным материалом, загрузочные люки прочно входят в структуру верха камеры коксовой печи. Однако, поскольку структуры свода верха камер коксовых печей подвержены жесткой тепловой нагрузке, вследствие этого происходят изменения в размерах зазоров всей установки в ходе работы из-за влияния производственных факторов, влияния окружающей среды, разниц температур и проникновения загрязнителей в места соединений. Это приводит к изменению положения загрузочных люков вверху камер коксовых печей таким образом, что усложняется автоматизация операции загрузки угля. Поэтому механизмы, предназначенные для загрузки угля, должны компенсировать изменения в положении загрузочных люков.
[0006] Типичный способ и устройство для загрузки через верх коксовых печей коксовой батареи включая изменение положения загрузочных люков раскрыты в патенте DE 10145431 C2. Эта теория заявляет способ загрузки коксовых печей коксовой батареи, в котором угольный загрузочный вагон движется по верху печи вдоль продольной оси коксовой батареи и располагается в заранее определенных положениях для загрузки коксовых печей, где горизонтальные отклонения в положениях рам загрузочных люков относительно основного положения измеряют в продольном и поперечном направлениях, а затем сохраняют, и где рабочий узел, включающий загрузочный телескоп, поднимающее крышку устройство и очиститель рамы и подвижно и регулируемо соединенный с угольным загрузочным вагоном, передвигают в положение, отведенное для действительного положения рам загрузочных люков в соответствии с сохраненными данными, и где поднимающее крышку устройство, очиститель рамы и загрузочный телескоп передвигают из этого положения в их соответствующее рабочее положение. Эта теория таким образом компенсирует отклонения от изначального положения загрузочного люка, происходящие в результате работы камеры коксовой печи путем изменяемого расположения загрузочного механизма во время операции загрузки.
[0007] Однако стоимость такого подхода высока. По этой причине часто применяемый подход состоит не в изменении положения загрузочного механизма, а в изменении положения загрузочного люка и установления его вновь в изначальном расположении. С этой целью загрузочный люк необходимо вынимать из отверстия в структуре верха камеры коксовой печи и обрабатывать материал верха камеры коксовой печи. Обычно это возможно только в перерывах в работе, таким образом, вызывая повышение стоимости эксплуатации и понижая экономическую эффективность способа.
[0008] Поэтому в настоящее время активно ищут способы изменения положения загрузочных люков, которые бы компенсировали смещение этих загрузочных люков вследствие теплового расширения, чтобы угольный загрузочный механизм мог выполнять свои периодические и повторяющиеся загрузочные циклы через один загрузочный люк, постоянно находящийся в одном положении. Это можно выполнить только в том случае, если загрузочный люк является подвижным в своем положении таким образом, что смещение загрузочного люка вследствие изменения размеров зазоров во время длительного времени работы может быть скомпенсировано.
[0009] Поэтому в настоящее время целью данного изобретения является предоставить способ, который позволяет сдвигать точное положение загрузочных люков в горизонтальном направлении наверху камеры коксовой печи, посредством чего смещение загрузочных люков в камерах коксовых печей вследствие теплового расширения может быть скомпенсировано, и который не требует структурных средств наверху камеры коксовой печи.
[0010] Настоящее изобретение решает эту задачу путем предоставления регулируемых вставок загрузочных люков для вставки в загрузочное отверстие для загрузки камер коксовых печей коксовой батареи, причем указанная вставка загрузочного люка включает загрузочные отверстия, закрывающее устройство загрузочного люка и крышку загрузочного люка, и закрывающее устройство загрузочного люка состоит из внутренней рамы и внешней рамы, и где крышка загрузочного люка опирается на соответствующую структуру во внутренней раме закрывающего устройства загрузочного люка, и где внутренняя рама закрывающего устройства загрузочного люка может поворачиваться как относительно внешней рамы, так и относительно крышки загрузочного люка, и где внутренняя рама имеет асимметричную конфигурацию таким образом, чтобы устроенное во внутренней раме отверстие, предназначенное для крышки загрузочного люка, самостоятельно сдвигалось в горизонтальном направлении при повороте внутренней рамы.
[0011] Асимметричности внутренней рамы крышки загрузочного люка можно обычно добиться путем обеспечения того, что она не имеет абсолютно круглой формы. Внутренней раме придана такая форма, что внешняя окружность внутренней рамы асимметрично сдвинута относительно внутренней окружности внутренней рамы, при этом их соответствующие окружности не совпадают с их геометрическими центрами. Отклонение рамы от круглой формы затем принимает круглую крышку загрузочного люка таким образом, что она смещается при повороте внутренней рамы. Хотя это смещение обычно составляет несколько сантиметров, этого достаточно для компенсации сдвига во время следующего периода работы.
[0012] Заявляется, в частности, регулируемое закрывающее устройство загрузочного люка для вставки в загрузочное отверстие для загрузки камер коксовой печи коксовой батареи, причем устройство включает
- одно или несколько загрузочных отверстий, которые не менее чем по одному устроены наверху камеры коксовой печи коксовой батареи, и которые представляют собой отверстие в структурной поверхности конструкции верха печи,
- одно или несколько закрывающих устройств загрузочного люка, которые прочно встраивают в верх камеры коксовой печи с использованием структурных средств наверху камеры кокосовой печи коксовой батареи, и которые сконструированы как расширяющиеся по окружности рамы со шпингалентым или приемным запорным устройством для крышки загрузочного люка,
- крышку загрузочного люка, которая состоит из расширяющихся по окружности овальных вставочных участков, продолжающихся вертикально вниз по направлению вовнутрь или состоит из вставляемого устройства, поддерживаемого в приемном запорном устройстве для плотной вставки в закрывающее устройство загрузочного люка, и где крышка загрузочного люка может поворачиваться относительно закрывающего устройства загрузочного люка, где
- закрывающее устройство загрузочного люка состоит из внутренней расширяющейся по окружности рамы и внешней расширяющейся по окружности рамы, и где
- внутреннюю раму вставляют через овальные вставочные участки, продолжающиеся вертикально вниз по направлению вовнутрь, или через вставляемое устройство, поддерживаемое в приемном запорном устройстве, и где
- внешнюю раму можно поворачивать относительно внутренней рамы, а внутренняя рама может поворачиваться относительно крышки загрузочного люка,
и которое отличается тем, что
- внутренняя рама загрузочного люка асимметрична относительно плоскости вертикального сечения так, что эта асимметричность приводит к сдвигу загрузочного отверстия и вставляемой крышки загрузочного люка в горизонтальной плоскости при повороте внутренней рамы.
[0013] Материал компонентов устройства может быть любого состава, но он должен быть соответствующего типа, чтобы выдерживать высокие температуры, преобладающие наверху камеры коксовой печи. В одном варианте осуществления изобретения внешнюю раму выполняют из огнеупорного минерального материала. Внутреннюю раму также выполняют из огнеупорного минерального материала в одном варианте осуществления изобретения. В одном варианте осуществления изобретения огнеупорный минеральный материал представляет собой керамику или огнеупорный кирпич. В другом варианте осуществления изобретения внешнюю или внутреннюю раму или обе рамы выполняют из чугуна или жаропрочной стали.
[0014] Жаропрочная сталь или чугун должны быть устойчивы к температурам не ниже 800°C. Это относится ко всей конструкции закрывающего устройства загрузочного люка и окружающим структурным средствам, а также крышке загрузочного люка. Выбор материала предоставляется ответственному специалисту, причем предполагается, что этот специалист не выберет такой материал, который не в состоянии выдержать условий, преобладающих наверху камеры коксовой печи. Например, ответственный специалист поэтому не выберет материал, который уже размягчается или становится хрупким при 800°C. Материал должен быть соответствующего типа с тем, чтобы выдерживать высокие температуры, преобладающие наверху камеры коксовой печи, и чтобы обеспечить поворот крышки загрузочного люка относительно внутренней рамы, а также поворот внутренней рамы относительно внешней рамы.
[0015] Внешняя рама предпочтительно содержит огнеупорный блок. Внешняя рама предпочтительно прочно встроена в верх камеры коксовой печи. Встраивание ее с помощью, например, известкового раствора представляет собой структурные средства.
[0016] Поворачиваемые крышки в качестве отверстий загрузочных люков вверху камер коксовых печей известны из существующего уровня техники. Патент DE 2942805 A1 описывает крышку для плотного закрывания отверстия, ведущего в коксовую печь, причем указанная крышка включает внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность с уплотняющим краем, размещенным на корпусе крышки, указанный уплотняющий край может быть скошен по краю крышки, при этом образуя первичное уплотнение для крышки. Патент DE 2732245 B1 описывает закрывающее устройство для загрузочного люка камеры коксовой печи, в котором крышка загрузочного люка вставлена в раму, где структурные компоненты крышки и рамы, и крышки, которая скрепляет их друг с другом, изолированы друг от друга с помощью перемещаемого порошкообразного материала.
[0017] Однако упомянутые выше устройства не раскрывают средства, которые позволяют сдвигать крышку в горизонтальном направлении путем простой технологической операции.
[0018] Как внешняя рама, так и внутренняя рама в соответствии с настоящим изобретением состоят из запорных приспособлений, с помощью которых внутренняя рама может быть вставлена во внешнюю раму. Например, такие приспособления представляют собой срезанные на конус округлые участки в виде расширяющихся по кругу краев рам, причем один такой округлый участок представляет собой скошенное на конус внутреннее округление внешней рамы и устроено таким образом, чтобы расширяться по направлению вверх в раму, а другой округлый участок представляет собой скошенное на конус внутреннее округление внутренней рамы и устроено таким образом, чтобы увеличиваться в направлении вовне. Эти участки вдавливаются друг в друга при вставлении внутренней рамы.
[0019] Крышка загрузочного люка также может произвольно опираться на внешнюю раму. Например, они представляют собой скошенные на конус округлые участки в виде расширяющихся по окружности края рам, один округленный участок скошен на конус во внутреннем округлении внешней рамы и устроен таким образом, чтобы расширяться по направлению вверх в раму, а другой округлый участок скошен на конус во внешнем округлении внутренней рамы и устроен таким образом, чтобы увеличиваться по направлению вовне. Эти участки вдавливаются друг в друга при вставлении крышки загрузочного люка. Запорное приспособление, однако, может быть любой произвольной конструкции. Например, оно может быть в виде кольца с разрезом, входящего в кольцевой канал, как описано в патенте DE 2732245 B1. Таким же образом это может быть применено в отношении крепления внутренней рамы относительно внешней рамы.
[0020] Заявлен способ регулирования закрывающего устройства загрузочного люка при загрузке камер коксовой печи коксовой батареи, где
- закрывающее устройство загрузочного люка камеры коксовой печи состоит из внутренней расширяющейся по окружности рамы и внешней расширяющейся по окружности рамы;
- внешняя рама может поворачиваться относительно внутренней рамы; и который характеризуется тем, что
- внутренняя рама асимметрична относительно плоскости вертикального сечения таким образом, что сдвиг загрузочного отверстия в горизонтальной плоскости происходит, когда внутренняя рама поворачивается так, чтобы
- загрузочное отверстие для загрузки коксовой печи через верх может быть правильно размещено.
[0021] Путем поворота внутренней асимметричной рамы загрузочное отверстие вверху камеры коксовой печи сдвигается таким образом, чтобы его можно было сдвинуть только простым поворотом рамы, и, таким образом, отверстие загрузочного люка остается доступным для загружающего уголь механизма без какого-либо нового размещения. Поворот внутренней рамы можно производить как вручную, так и с помощью механизма. Крышка загрузочного люка вновь вставляется во внутреннюю раму по завершении операции загрузки.
[0022] В одном варианте осуществления настоящего изобретения внешняя и внутренняя рамы могут быть изолированы друг от друга. Внутренняя рама загрузочного люка так же, как и крышка загрузочного люка, могут быть изолированы друг от друга посредством уплотнительного материала. Например, уплотнительный шнур или уплотнительный мат можно использовать в качестве уплотнительного материала. Но также возможно использовать заполняющее или намазываемое уплотнительное вещество. Например, это может быть песок. Заполнение рамы или крышки загрузочного устройства уплотнительным материалом, например, можно выполнять вручную. Но это также может быть сделано с помощью заполняющего механизма как тот, который описан, например, в патенте ЕР 1002850 B1.
[0023] Данное изобретение применимо для любого типа камер коксовых печей. Предлагаемое устройство может быть использовано один раз или несколько раз или даже в сочетании с загрузочными отверстиями, известными в уровне техники. Предлагаемое устройство может быть применено в камерах коксовых печей, которые расположены в блоках коксовых печей типа „Heat-Recovery” или „Non-Recovery”, но его также можно применять в камерах коксовых печей, которые находятся в коксовой батарее традиционного типа.
[0024] Изобретение обладает преимуществом, обеспечивающим регулирование загрузочного отверстия для угля, устроенного вверху камеры коксовой печи, таким образом, что отклонение от изначального расположения загрузочного отверстия, которое произошло в процессе рабочего периода из-за воздействий внешней среды и в результате проникновения загрязнителей из камеры коксовой печи, путем простого поворота компонента. Поэтому не требуется новое положение угольного загрузочного механизма в качестве коррекции отклонения загрузочного отверстия(ий) относительно исходного положения, или отклонения загрузочного отверстия могут быть лучше скорректированы с помощью обслуживающего механизма коксовой печи.
[0025] Предлагаемое устройство объяснено с помощью четырех графических материалов, причем эти графические материалы представляют только практические примеры конструкции и устройства предлагаемого устройства.
[0026] На ФИГ. 1 показан вид в разрезе регулируемого закрывающего устройства загрузочного люка, вид сбоку. На ФИГ. 2 показано то же устройство после поворота крышки на 180°. На ФИГ. 3 показано предлагаемое устройство, вид сверху вертикально. На ФИГ. 4 показано то же устройство после поворота крышки на 180°, вид сверху вертикально.
[0027] На ФИГ. 1 показано регулируемое закрывающее устройство (1) загрузочного люка для вставки в загрузочное отверстие (2) для загрузки камеры коксовой печи (3) коксовой батареи, указанное закрывающее загрузочное устройство содержит внешнюю раму (4), которая, например, структурно встроена с помощью известкового раствора в верх (5) камеры коксовой печи. Внешняя рама (4) образует компонент закрывающего устройства загрузочного люка. Другим компонентом закрывающего устройства загрузочного люка является внутренняя рама (6), которая может поворачиваться относительно внешней рамы (4). Внутренняя рама (6) имеет такую форму, что внешняя окружность внутренней рамы (6) асимметрично сдвинута относительно внутренней окружности, вследствие чего их соответствующие окружности не совпадают с их геометрическим центром. Крышка загрузочного люка (7) размещена во внутренней раме (6). Камера коксовой печи (3) здесь расположена под закрывающим устройством загрузочного люка. Крышка загрузочного люка (7) состоит из центральной вертикальной оси вращения (7а), вокруг которой может вращаться крышка загрузочного люка (7). Кроме того, крышка загрузочного люка (7) содержит уплотнительную поверхность (7b) или похожим образом устроенное приспособление, с помощью которого крышка загрузочного люка (7) в основном заизолирована относительно внутренней рамы (6). Внутренняя рама (6) здесь заизолирована с помощью уплотнительного вещества(8) относительно внешней рамы (4).
[0028] На ФИГ. 2 показана та же крышка (7) после поворота внутренней рамы (6) вокруг вертикальной центральной оси. При повороте внутренней рамы (6) на угол α° вертикальная ось (7c) крышки загрузочного люка сдвигается на величину Δ (по сравнению с ФИГ. 1). Посредством чего она снова становится досягаемой для загрузочного механизма. Если крышка (7) лежит в отверстии (2), тогда ее положение сдвигается на ту же величину.
[0029] На ФИГ. 3 показано регулируемое закрывающее устройство загрузочного люка для вставки в загрузочное отверстие (2) для загрузки камеры коксовой печи (3) коксовой батареи, это показано в вертикальном виде сверху. Здесь показаны верх (5) камеры коксовой печи (3), внешняя рама (4), внутренняя рама (6), и крышка загрузочного люка (7). Внутренняя рама 6) сформована асимметрично посредством сдвига геометрических центров (6а) внешней окружности и внутренней окружности.
Крышка загрузочного люка (7), которая может вращаться относительно центральной вертикальной оси (7а), заизолирована во внешней раме (6). Также здесь показаны воображаемые оси (9а, 9b), которые показывают положение крышки загрузочного люка (7) в горизонтальной плоскости.
[0030] На ФИГ. 4 показано то же закрывающее устройство (1) загрузочного люка, внутренняя рама (6) которой повернута на 180°. Внутренняя рама (6) изобретательно вращается вокруг центральной вертикальной оси (7а). Путем поворота рамы (6) крышка (7) сдвигается во внутренней раме (6) на сдвиг (6а) так, чтобы таким образом можно было скорректировать изменения положения и искривления в загрузочном отверстии (2).
[0031] Список ссылочных позиций
1 Закрывающее устройство загрузочного люка
2 Загрузочное отверстие
3 Камера коксовой печи
4 Внешняя рама
5 Верх камеры коксовой печи
6 Внутренняя рама
6а Сдвиг геометрических центров внешней окружности и внутренней окружности внутренней рамы
7 Крышка загрузочного люка
7а Центральная вертикальная ось вращения
7b Уплотнительная поверхность
7c Центральная вертикальная ось крышки загрузочного люка
8 Уплотняющее вещество
9а Воображаемая ось, параллельная верху камеры коксовой печи
9b Воображаемая ось, параллельная верху камеры коксовой печи
10 Направление вращения внутренней рамы.