Файл: Автоматизация переработки каменноугольной смолы..pdf

Одновременная двусторонняя загрузка

Сущность этого метода загрузки заключается в том, что пек подают в печь одновременно с машинной и кок­ совой сторон. Поток пека делят на одинаковые части, каждая из которых равна половине общего расхода. При двусторонней загрузке снижение температуры в местах подачи пека в камеру коксования оказывает одинаковое влияние на распределение температур в го­ ловочных зонах печи. Температура по оси пекококсового пирога в головочных зонах после резкого спада в на­ чале загрузки длительное время держится на уровне 450—470° С и лишь на 12- и 14-м часу коксования на­ чинает расти (кривые 1 и 5, рис. 123, ж, з).

Несмотря на то, что перепад температур между го­ ловочными зонами невелик, центральная область печи прогрета значительно сильнее. Распределение темпера­ тур по оси пекококсового пирога вдоль печи — неравно­ мерное: в центре камеры температура на 200—210 град выше, чем в головках (рис. 123, ж, з, кривые 1, 3, 5).

Аналогичное распределение температур наблюдает­ ся на поверхности стен кладки (рис. 124, ж, з, и). В этом случае особенно большой перепад температур меж­ ду головочными зонами и центром наблюдается на уров­ не 0,4 м от пода (рис. 124, ж, кривые 1, 3, 5). Начиная с 10-го часа коксования t центра превышала t головочных зон в среднем на 50 град, а к концу коксования этот пере­ пад увеличился до 250 град. Температура стен в голов­ ках с обеих сторон практически одинакова, но в среднем на 180—200 град ниже, чем в центре камеры.

Из рис. 126, а, б наглядно видно, что при двусторон­ нем методе загрузки температуры головочных зон с машинной и коксовой сторон практически одинаковые, а центр пирога значительно перегрет. Неравномерность прогрева по высоте пирога такая же, как и при попере­ менной загрузке — верх недогрет по сравнению с низом на 120—150 град по оси пирога (рис. 126, б) и на 150— 200 град у стен камеры.

Загрузка по центру камеры

Этот метод характеризуется загрузкой пека в печи по одному загрузочному патрубку, расположенному в центре камеры коксования. При загрузке по центру, как и при одностороннем методе, температура по оси пеко­ коксового пирога в головочных зонах практически оди-

283

макова (рис. 123, к, л, м, и рис. 124, к, л, м) и па 80— 100° С выше температуры при двусторонней загрузке.

Сопоставляя графики температур стен камеры (рис. 124, к, л, м) и по оси пирога (рис. 123, к, л, м) при за­ грузке по центру с аналогичными графиками, получен­ ными при исследовании двустороннего и попеременного методов, видим, что загрузка по центру отличается на­ иболее кучным расположением температурных кривых. Это свидетельствует о наилучшем распределении тем­ ператур вдоль камеры в течение всего периода коксова­ ния. На рис. 127,а, б показано распределение конечных температур по длине стен камеры и по оси пекококсового пирога при загрузке по центру.

Из рис. 127, а видно, что температуры стен машинной и коксовой сторон камеры коксования отличаются всего на 30—40 град. Равномерность конечного прогрева пекококсового пирога (рис. 127, б) довольно велика. Тем­ пература центральной зоны пирога выше температуры головочных зон на 75—85 град. Температуры головок отличаются всего на 20—30 град. Распределение темпе­ ратур вдоль стен камеры и по оси пекококсового пирога на высоте 2,5 м от пода мало зависит от метода загрузки. Это объясняется охлаждением верха камеры коксования паром, подаваемым на обезграфичивание подсводового пространства в течение всего периода коксования.

Сравнительная оценка различных методов загрузки

Для сопоставления различных методов загрузки взяты усредненные величины трех значений конечных температур по высоте пекококсового пирога для одного расстояния от головочных зон печи (рис. 128, а и б).

Рассмотрим средние конечные температуры по длине стен камеры (рис. 128, а). Анализ графика показывает, что при попеременной загрузке средняя температура в центре камеры коксования одинакова для загрузки с машинной и коксовой сторон, но на 50 град ниже, чем при двусторонней загрузке. Средняя температура у го­ ловок печи со стороны загрузки ниже, чем с противо­ положной стороны, на 50—80 град и на 150 град ниже, чем в центре камеры.

При двусторонней загрузке средняя температура стен у головок с машинной и коксовой сторон одинако­ ва, но в центральной зоне камеры она выше, чем в го­ ловочных зонах, иа 180 град. При загрузке по центру

284

камеры средняя температура головочных зон практи­ чески одинакова и выше, чем при попеременной загруз­ ке, на 70—100 град.

Анализ средних конечных температур по оси пекококсового пирога позволяет сделать следующие выво­ ды. При попеременной загрузке средняя температура по оси пекококсового пирога в головочных зонах со сто­ роны загрузки ниже, чем с противоположной стороны, на 60—100 град и на 180—200 град ниже, чем в центре камеры. При двусторонней загрузке температура в го­ ловочных зонах практически одинакова, однако раз­ ность между температурами центра и головок достига­ ет 200—220 град. При загрузке по центру средняя тем­ пература по оси пирога в головочных зонах одинакова с обеих сторон и ниже температуры центра на 80° С.

Сравнительная оценка кривых распределения темпе­ ратур, представленных на рис. 128, б, показывает, что при загрузке по центру камеры наиболее равномерное распределение температур наблюдается по оси пеко­ коксового пирога вдоль камеры. Средняя температура в центре камеры практически такая же, как и при остальных методах загрузки, а в головочных зонах вы­

температуры кладки в средней части камеры при загруз­ ке компенсируется повышенным притоком тепла в эту зону, что обусловлено конструктивными особенностями пекококсовых камерных печей.

Для определения глубины охлаждения пода камеры в месте загрузки измеряли его температуру в двух точ­ ках: через центральный люк и через люк с коксовой стороны при двусторонней загрузке и загрузке по цент­ ру камеры. Результаты измерений даны на рис. 129.

Из графиков видно, что минимальная температура на поду в месте загрузки (люк коксовой стороны) при двустороннем методе на 100 град превышает температу­ ру в центре камеры при загрузке по центру. При дву­ сторонней загрузке температура на поду значительно

коксования она составляет 1150—1170° С. Сравнивая конечные температуры на поду с температурами, полу-

285

Рис. 129. Изменение температур на поду камеры за период коксования при двусторонней загрузке и загрузке по центру камер:

/ — центр камеры, загрузка по центру; 2 — то же, люк коксовой сто* роны; 3 — загрузка двусторонняя, люк коксовой стороны; 4 — то же, центр камеры

ценными в процессе исследовании теплового распреде* ления в пекококсовом пироге (рис. 128, б), видим, что при загрузке по центру камеры пекококсовый пирог прогревается более равномерно, чем при остальных ме­ тодах загрузки.

Исследования различных методов показывают, что загрузка по центру обеспечивает наиболее равномерный прогрев пирога по его длине. Проведенный анализ по­ зволяет рекомендовать загрузку по центру камеры как наиболее рациональную, обеспечивающую равномерный прогрев стен и коксового пирога по длине печи, особен­ но у головок, что улучшает качество пекового кокса и удлиняет срок службы пекококсовых установок. Необ­ ходимо отметить, что расположение оборудования при загрузке по центру камеры — наиболее компактное и простое. Система автоматического управления требует в этом случае меньшего числа приборов и обслуживаю­ щего персонала, более надежна.

286

НОВЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Опыт эксплуатации показал, что при загрузке пекококсовых печей необходимо обеспечить оптимальный расход пека, при котором исключаются выбросы его из камер и недогрузка печей. При больших расходах пека возможны пожары и аварии на верху пекококсовых пе­ чей. При слишком малых расходах возникают перего­ родки из успевшего прококсоваться пека. Это приводит к переполнению одной части камеры коксования, в то время как другая остается пустой.

Следовательно, для обеспечения максимальной про­ изводительности печей, исключения случаев перегрузки и недогрузки необходима аппаратура, которая позволит автоматически регулировать расход пека и переключать подачу его с одной печи на другую. Задача усложняется тем, что высокоплавкий каменноугольный пек, поступа­ ющий на загрузку, представляет собой жидкость с тем­ пературой 320—240° С, имеющую твердые включения с размером до 15 мм.

Аппаратура, необходимая для системы програм­ мной автоматической загрузки пекококсовых печей, раз­ работана Научно-исследовательским и опытно-конструк­ торским институтом автоматизации черной металлур­

устройство, дозатор с переключателями расхода, щеле­ вой расходомер и распределительные устройства для пе­ реключения подачи пека с одной печи на другую. Гене­ ратор импульсов предназначен для выдачи синхронных электрических сигналов длительностью 1—2с с периодом квантования 10 мин. Импульсы генератора поступают на вход программирующего задатчика, служащего для автоматической отработки команд на переключение расхода пека по заданной программой загрузке.

Схема задатчика и его конструкция дают возмож­ ность обслуживающему персоналу оперативно изменять программу в соответствии с технологической ситуацией в цехе. Дискретность набора программы определяется периодом квантования генератора импульсов и, следо­ вательно, равна 10 мин. Это вполне удовлетворяет тре­ бованиям технологии загрузки пекококсовых печей.

287

Логическое устройство воспринимает информацию программного задатчика, сигнализаторов положения, пе­ реключателей расхода и семиходовых кранов н в необ­ ходимые моменты времени автоматически выдает ко­ манды на изменение расхода пека, переключение его подачи с одной печи на другую в соответствии с задан­ ной серийностью выдачи.

Расход пека, загружаемого в печи, контролируется дважды. Постоянный уровень в дозаторе и калиброван­ ные отверстия в переключателе обеспечивают стабили­ зацию расхода, а щелевой расходомер, оборудованный специальной пневмоприставкой для дистанционной пе­ редачи показаний на вторичный регистрирующий при­ бор, обеспечивает запись и контроль величины расхода пека в операторной кабине. Подробно устройство ще­ левого расходомера дано в V главе.

Дозатор с переключателем расхода

Дозатор и работающий в комплекте с ним переклю­ чатель расхода предназначены для регулирования и ступенчатого изменения расхода пека, загружаемого в печь [88]. Конструктивно дозатор (см. рис. 130) пред­ ставляет собой емкость, в которой при помощи поплав­ кового регулятора прямого действия поддерживается постоянный уровень пека. Пек истекает из дозатора че­ рез одно из нескольких калиброванных отверстий, каж­ дое из которых рассчитано на определенный расход. Не­ обходимое отверстие для истечения пека устанавливается переключателем расхода. Ниже приведен расчет диамет­ ров выходных отверстий. В основу расчета положена зависимость: при свободном истечении жидкости через сосредоточенное отверстие расход ее при прочих неиз­ менных условиях определяется уровнем жидкости в до­ заторе и площадью сливного отверстия. Величина объем­ ного расхода при свободном истечении

288