Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Горизонтальная коксовая печь, включающая печные камеры и расположенные между ними обогревательные простенки, состоящие из попарно сгруппированных отопительных каналов, образованных вертикальными сплошными стенками печных камер перпендикулярными к ним перегородками, соединенных с каналами для подвода газа и регенераторами, отличающаяся тем, что на равном расстоянии между вертикальными сплошными стенками печных камер выполнена дополнительная вертикальная стенка, снабженная перевальными вверху и рециркуляционными внизу окнами, расположенными между перегородками.

Текст

Дивитися

Горизонтальная коксовая печь, включающая печные камеры и расположенные между ними обогревательные простенки, состоящие из попарно сгруппированных отопительных каналов, образованных вертикальными сплошными стенками печных камер ^перпендикулярными к ним перегородками, соединенных с каналами для подвода газа и регенераторами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что на равном расстоянии между вертикальными сплошными стенками печных камер выполнена дополнительная вертикальная стенка, снабженная перевальными вверху и рециркуляционными внизу окнами, расположенными между перегородками. vj О ON 00 Изобретение относится к коксохимической промышленности, в частности к конструкции отопительной системы горизонтальных коксовых печей системы ПВР - печей со спаренными вертикальными отопительными каналами. Одним из основных направлений развития коксового производства, обусловливаемым причинами экономического характера, являлось и является увеличение по лезного объема коксовых печей, то есть производительности батареи. В основном это увеличение полезного объема шло за счет увеличения длины (с 9-11 до 17-18 м) и высоты (с 3,5-3,8 до - 8 м) и, в меньшей степени, за счет увеличения ширины печной камеры (с 400 до 550-600 мм), так как последняя является основным конструктивным размером, влияющим на параметры технологического режима коксования. Объем печ О 27068 ной камеры вырос с 12-16 м 3 (30-е годы) до 40-60 м 3 в настоящее время. При этом в России, на Украине и в дальнем зарубежье в настоящее время ведутся интенсивные разработки коксовых батарей с печными камерами объемом 80-150 м 3 . Более чем полувековой отечественный и зарубежный опыт эксплуатации горизонтальных коксовых печей с обогревательными простенками, состоящими из объединенных попарно вертикальных отопительных каналов, показал, что продолжительность эксплуатации батареи тем больше, чем меньше объем камеры коксования (ее длина и высота). Так, печи с объемом камер - 2 0 м 3 эксплуатируются без капитального ремонта 25-30 лет, с объемом камер - 3 0 м 3 - 15-18 лет, с объемом камер - 4 0 м 3 - 8 - 1 2 лет. Это объясняется тем, что с увеличением длины и высоты печной камеры резко снижается механическая устойчивость обогревательных простенков к термомеханическим нагрузкам в процессе коксования и выгрузки готового кокса. Попытки повышения механической устойчивости простенка за счет увеличения его ширины, применения новых видов огнеупорных изделий для кладки простенка в большеемких коксовых печах не принесли заметного увеличения эксплуатационного периода. Экономический выигрыш от использования высокопроизводительных (до 1,5 млн тонн кокса в год) коксовых батарей с печами большего объема оказался существенно меньше ожидаемого в связи с уменьшением срока эксплуатации батарей и ростом затрат на текущие и капитальные ремонты. Поэтому создание высокопроизводительной коксовой батареи с печными камерами большого объема и увеличение (сверх 10 лет) периода эксплуатации будет возможно при существенном увеличении прочности простенка и иной его конструкции. Регламентом работы коксовых печей предусматривается подача в крайний отопительный канал простенка в 1,5-2,0 раза большего количества газа (и воздуха) для компенсации теплопотерь в окружающую среду. Поскольку крайний отопительный канал соединен с предкрайним и количества поступающих в него газа и воздуха определяются суммарным гидравлическим сопротивлением тракта "крайний отопительный канал - предкрайний отопительный канал", то имеет место следующее. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 После перемены направления газовых потоков в отопительной системе на противоположное подачу газа и воздуха ведут уже в предкрайний отопительный канал, в который (по регламенту работы) нужно подавать в 1,5-2,0 раза меньше, чем в крайний, количества газа и воздуха. А поскольку гидравлическое сопротивление тракта "крайний отопительный канал - предкрайний отопительный канал" равно гидравлическому сопротивлению тракта "предкрайний отопительный канал крайний отопительный канал" (так как эти тракты симметричны), то мы вынуждены подавать в предкрайний отопительный канал те же увеличенные в 1,5-2,0 раза количества газа и воздуха. В результате имеет место перегрев кокса напротив предкрайнего отопительного канала, что обеспечивает ухудшение качества производимого кокса и уменьшение выработки металлургического кокса, то есть уменьшение производительности батареи. Кроме этого, имеет место более быстрое разрушение кладки простенка напротив предкрайнего отопительного канала, что сокращает период работы батареи до капитального ремонта и снижает ее производительность. Известна горизонтальная коксовая печь, включающая камеру коксования, обогревательные простенки, состоящие из вертикальных отопительных каналов, соединенных попарно посредством перевальных и рециркуляционных окон внутри каждой пары, при этом каждая крайняя пара отопительных каналов обогревательного простенка снабжена торцевым дополнительным каналом, соединенным с ним в верхней части их разделительной стенки посредством перевального окна, а также каналы для подвода отопительного газа из распределительных коллекторов в отопительные каналы, при этом вертикальные отопительные каналы крайней пары снабжены индивидуальными соединительными ходами, соединенными со смежными регенераторами, каждый торцевой дополнительный отопительный канал выполнен с соединительным ходом, размещенным в кладке с возможностью сообщения с атмосферой, и соединен с двумя смежными распределительными коллекторами посредством одного или двух каналов для подвода отопительного газа, основание торцевого дополнительного отопительного канала размещено над основанием смежного отопительного канала на 0,05 - 0,15 высоты последнего, а разделительная стенка между дополнительным и смеж 27068 ным отопительными каналами в своей нижней части выполнена сплошной (патент Украины № 4187). Недостатком печи указанной конструкции является невысокая прочность 5 конструкции огнеупорной кладки обогревательных простенков, не позволяющая увеличивать полезный объем печной камеры и, в итоге, увеличивать производи10 тельность коксовой батареи. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой конструкции печи является горизонтальная коксовая печь, включающая печные камеры и расположенные между 15 ними обогревательные простенки, состоящие из попарно сгруппированных отопительных каналов, образованных вертикальными сплошными стенками печных камер v\ перпендикулярными к ним перегородка- 20 ми, соединенных с каналами для подвода газа и регенераторами. Каждая пара смежных вертикалов соединена вверху перевальным окном, а внизу - окном для рециркуляции части про- 25 дуктов горения из нисходящего в восходящий вертикал [1]. Недостатками конструкции печи по прототипу являются невысокая прочность конструкции огнеупорной кладки простен- 30 ков, что является ограничением для увеличения объема печной камеры и производительности коксовой батареи, а также сложность обогрева торцевых частей камер коксования, обусловленная попарным 35 группированием отопительных каналов вдоль камеры коксования, что не позволяет осуществлять подачу разных количеств^ газа и воздуха (когда это необходимо) в отопительные каналы пары. В 40 результате имеет место ухудшение качества производимого кокса и снижается выработка батареей металлургического кокса. Задачей предлагаемого изобретения 45 является усовершенствование конструкции горизонтальной коксовой печи путем разработки конструкции обогревательного простенка с повышенной механической прочностью и за счет этого обеспечение 50 существенного увеличения габаритных размеров (длина и высота) камер коксования, повышение производительности коксовой батареи при равномерном обогреве коксуемой угольной загрузки. 55 Поставленная задача решается тем, что в горизонтальной коксовой печи, включающей печные камеры и расположенные — между ними обогревательные простенки, состоящие из попарно сгруппированных отопительных каналов, образованных вертикальными сплошными стенками печных камер и перпендикулярными к ним перегородками, соединенных с каналами для подвода газа и регенераторами, на равном расстоянии между вертикальным! і сплошными стенками печных камер выполнена дополнительная продольная вертикальная стенка, снабженная перевальными вверху и рециркуляционными внизу окнами, расположенными между перегородками. Выполнение между вертикальными сплошными стенками на равном расстоянии от них вертикальной дополнительной стенки обеспечивает увеличение механической прочности конструкции простенка, повышает его устойчивость к нагрузкам, создаваемым угольной загрузкой при коксовании и выдаче готового кокса. Благодаря этому обеспечивается возможность увеличения размеров камеры коксования и повышается срок службы батареи. В итоге появляются резервы увеличения производительности коксовой батареи. Выполнение в дополнительной вертикальной стенке перевальных вверху и рециркуляционных внизу окон между вертикальными перегородками обеспечивает ориентирование попарно сгруппированных вертикальных отопительных каналов не вдоль камеры коксования, а вдоль батареи. Благодаря этому крайний и предкрайний отопительные каналы становятся изолированными один от другого и регулирование количеств газа и воздуха в любом из них не влияет на поступление газа и воздуха в остальные отопительные каналы. В результате обеспечивается правильный прогрев загрузки в зоне крайнего и предкрайнего отопительных каналов, происходит стабилизация качества производимого кокса, замедляются процессы разрушения торцевых участков обогревательных простенков и, в итоге, увеличивается срок службы печей и производительность коксовой батареи. Выполнение всех вертикальных перегородок сплошными обеспечивает увеличение механической прочности простенка и, особенно, вверху и внизу его (в зонах перевальных и рециркуляционных окон), что также повышает устойчивость простенков к термомеханическим нагрузкам, создаваемым угольной загрузкой при коксовании и выдаче кокса, и ведет, в итоге, к увеличению производительности коксовой батареи. На фиг. 1 изображен простенок, раз 7. 27068 рез; иа фиг. 2 - разрез вдоль батареи (разрез А~А на фиг.1); на фиг. 3 - вид в плане (разрез Б-Б на фиг. 1). Горизонтальная коксовая печь включает печные камеры 1, между которыми расположены обофевательные простенки 2, которые состоят из сгруппированных попарно отопительных каналов 3 и 4. Отопительные каналы 3 и 4 образуются вертикальными сплошными стенками 5 печных камер 1, соединенными с этими стенками 5, и перпендикулярными к ним вертикальными перегородками 6. Отопительные каналы 3 и 4 соединены с каналами 7,8 для подвода газа соответственно и каналами 9,10 с регенераторами 11 и 12. На равном расстоянии между вертикальными сплошными стенками 5 печных камер 1 выполнена дополнительная продольная вертикальная стенка 13, снабженная перевальными 14 вверху и рециркуляционными 15 внизу окнами, расположенными между перегородками 6. Вертикальные отопительные каналы 3 каналами 9 соединены с регенератором 11 и каналами 7 - е коллектором отопительного газа 16. Вертикальные отопительные каналы 4 каналами 10 соединены с регенератором 12 и каналами 8 - е коллектором отопительного газа 17. Устройство работает следующим образом. Периодически, в отдельном порядке осуществляется выдача готового кокса из печных камер 1 и производится их загрузка угольной шихтой. Угольная шихта в печной камере 1 в течение 17-30 часов нагревается без доступа воздуха до температуры -1000-1100°С. Нагрев угольной загрузки осуществляется за счет тепла, образуемого при сгорании отопительного газа в отопительных каналах 3 и 4 обогревательных простенков 2. При обогреве горизонтальной коксовой печи используется принцип периодического (через равные промежутки времени) изменения направления газовых потоков в отопительной системе с прямого на обратное. Обогрев печи осуществляется следующим образом. При прямом направлении газовых по-, токов воздух через газовоздушный клапан (не показан; отверстие для воздуха открыто, отверстие для дымовых газов закрыто), регенератор 11, где нагревается до ~1000°С, и через каналы 9 поступает в отопительные каналы 3. Отопительный газ через коллектор 16 (поступление газа в коллектор 17 перекрыто) и канал 7 пос 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 тупает в отопительные каналы 3, где сгорает и отдает тепло через вертикальную стенку 5 в части угольной загрузки, примыкающие к каналам 3. Дымовые газы из каналов 3 через перевальные окна 14 в вертикальной стенке 13 поступают в смежные отопительные каналы 4, из которых через каналы 10, регенератор 12, смежный газовоздушный канал (не показан; отверстие для воздуха закрыто, отверстие для дымовых газов открыто), боров и дымовую трубу (не показаны) выбрасываются в атмосферу. При обратном направлении газовых потоков воздух через смежный газовоздушный клапан (отверстие для воздуха открыто, отверстие для дымовых газов закрыто) через регенератор 12 и каналы 10 поступает в отопительные каналы 4. Отопительный газ через коллектор 17 (поступление газа в коллектор 16 перекрыто) и каналы 8 также поступает в смежные отопительные каналы 4, где сгорает. Дымовые газы из каналов 4 через перевальные окна 14 поступают в отопительные каналы 3, из которых через каналы 9, регенератор 11, газовоздушный клапан (отверстие для воздуха закрыто, отверстие для дымовых газов открыто), боров и дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. Рециркуляционные окна 15 в вертикальной стенке 13 служат для рециркуляции части дымовых газов в отопительные каналы, в которых осуществляется горение газа. Рециркулирующие дымовые газы снижают концентрацию кислорода и, газа в горючей смеси, замедляя тем самым процесс горения и обеспечивая более равномерный прогрев загрузки по высоте печи за счет увеличения длины факела горения. Результаты проектных проработок заявляемой горизонтальной коксовой печи представлены в таблице. Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что прочность простенка заявляемой горизонтальной коксовой печи (величина предельно допускаемой нагрузки на простенок) в 2-2,5 раза выше, чем у простенка печи по прототипу. Благодаря этому появляется возможность резкого (с - 4 0 до -100-150 м3) увеличения объема камеры коксования, что в сочетании с несколько большей (чем у прототипа) продолжительностью эксплуатации батареи.до капитального ремонта обеспечит более чем двукратное увеличение выработки кокса из одной камеры за межремонтный период. 27068 Таким образом, предлагаемая горизонтальная коксовая печь в сравнении с известной обеспечивает увеличение прочности простенка, что позволяет су Характеристика печи 10 щественно увеличить размеры камеры коксования, межремонтный период и, в итоге, производительность коксовой батареи. Ьаявляемая 1 Типовая (по прототипу) Размеры камеры коксования: длина, м ширина, мм высота, м 18 - 20 16 - 17 6U0 - 1000 450 - 550 8 - 10 7 - 5,5 Период коксования, ч. 24 - 30 17 - 18 Усилие на простенок от коксуемой загрузки, М а П 30 - 40 25-30 Предельно допускаемые нагрузки на птюстенок. Ш1а Продолжительность работы батареи до капитального ремонта, лет Выработка *окса одной камерой до капитального ремонта, млн.тонн 170 - 150 15 - 10 0,24 - 0,30 НО 8 - 10 0,11 27068 /6 /7 H f2 Б З 797 8/0 5 4 /А З Ю to і Ю В 3 /3 фиг. З Упорядник Техред М. Келемеш Коректор А.Маковська Замовлення 550 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Horizontal coke furnace

Автори англійською

Sheptovytskyi Mark Solomonovych, Vasyliev Yurii Semenovych, Kaufman Semen Illich, Kononenko Vasyl Semenovych, Minasov Oleksandr Mykolaiovych, Ostrovskyi Zinovii Vasyliovych, Rudyka Viktor Ivanovych, Starovoit Anatolii Hryhorovych, Fidchunov Leonid Mykolaiovych, Shulha Ihor Volodymyrovych

Назва патенту російською

Горизонтальная коксовая печь

Автори російською

Шептовицкий Марк Соломонович, Васильев Юрий Семенович, Кауфман Семен Ильич, Кононенко Василий Семенович, Минасов Олександр Миколайович, Островский Зиновий Васильевич, Рудыка Виктор Иванович, Старовойт Анатолий Григорьевич, Фидчунов Леонид Николаевич, Шульга Игорь Владимирович

МПК / Мітки

МПК: C10B 5/00

Мітки: піч, коксова, горизонтальна

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/8-27068-gorizontalna-koksova-pich.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Горизонтальна коксова піч</a>

Подібні патенти