Файл: Применение радиоизотопной техники в коксохимическом производстве..pdf

Прибор «Сандрекс» прошел испытания и нашел приме­ нение в качестве экспресс-анализатора и анализатора в потоке на ряде заводов ФРГ [56; 95]. При этом величина стандартного отклонения определений колебалась от 0,3 до 0,87% в зависимости от содержания минеральных при­ месей в углях.

Радиоизотопные измерители содержания минеральных примесей могут быть использованы для следующих це­ лей: 1) разделение поступающих на коксохимические за­ воды углей с различным содержанием минеральных при­ месей и распределение их по емкостям при складировании; 2) определение и регулирование содержания минераль­ ных примесей в углях в процессе их обогащения; 3) конт­ роль и регулирование содержания минеральных примесей в угольной шихте для коксования и в коксе.

Глава III

ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОИЗОТОПНОЙ ТЕХНИКИ

ВКОКСОВЫХ ЦЕХАХ

§1. БЕСКОНТАКТНАЯ БЛОКИРОВКА

ИСИНХРОНИЗАЦИЯ РАБОТЫ КОКСОВЫХ МАШИН

Для нормальной и безаварийной выдачи кокса из пе­ чей необходима строго согласованная работа всех коксовых машин: коксовыталкивателя, двересъемной машины и электровоза с тушильным вагоном. Для синхронизации работы используются устройства блокировки и связи между коксовыми машинами [98], которые сигнализируют о соосной установке тушильного вагона и направляющей клети двересъемной машины; контролируют соосностъ

82

Для обеспечения правильности установки коксовытал­ кивателя и двересъемной машины относительно печи при­ меняется у-лучевая блокировка, которая обеспечивает также пуск штанги коксовыталкивателя только после съема двери на коксовой стороне печи. Система блокиров­ ки состоит из блока излучения и блока приемника.

В блоке излучения находится источник у-излучения — изотоп кобальт-60. Коллимационное отверстие контейнера с источником перекрывается шторкой, которая вращается на двух наружных подшипниках и приводится в движение гидравлическим толкателем через несложную систему пе­ редачи.

Блок приемника состоит из счетчика Гейгера и узла управления. Блок приемника выполнен в виде пылезащи­ щенного кожуха с диаметром 100 мм и длиной 380 мм, в ко­ тором установлены четыре счетчика Гейгера. Узел управ­ ления представляет собой пылезащищенный алюминие­ вый кожух, в котором помещены усилитель сигналов на полупроводниках, узел питания счетчиков Гейгера с на­ пряжением 240—500 В и механическая блокировка, отклю­ чающая цепи питания при открытии дверцы прибора.

Блок приемника устанавливается на двересъемной ма­ шине на одной оси с локом излучения. Последний мон­ тируется на коксовыталкивателе, ниже свода коксовой печи по ее центральной оси на 100— 120 мм. Между блоком излучения и печью не должно быть никаких металлоконструк ий. Правильная установка блоков излучения и при­ емника обусловливает надежную работу системы блоки­ ровки. Схемой предусматривается блокировка, отключаю­ щая печь питания электродвигателя для передвижения двересъемной машины на время включения у-излучателя.

Сигнальная система устанавливается в кабине маши­ ниста коксовыталкивателя в положении, удобном для наблюдения во время движения штанги.

Перед выдачей кокса с печи снимаются двери, коксо­ выталкивающая и двересъемная машины располагаются

84

на одной оси. Машинист двересъемной машины на коксо­ вой стороне посредством кнопочной станции управляет механизмом открывания шторки блока излучения. Одно­ временно на двересъемной машине зажигается зеленая лампочка и табло «шторка открыта». Если машины уста­ новлены правильно, у-излучение попадает на блок прием­ ника, в кабине машиниста коксовыталкивателя зажига­ ется зеленая лампочка, указывающая, что можно присту­ пать к выдаче кокса. При неправильном расположении машин у-блокировка не дает сигнала для выдачи кокса.

Если во время выдачи кокса обнаруживаются какиелибо осложнения или нарушения, машинист двересъемной машины может прекратить выдачу кокса. При этом он одновременно автоматически закрывает ш орку блока из­ лучения и прекращает движение выталкивающей штанги.

В системе блокировки предусмотрена сигнализация о неисправности какого-либо узла системы. При выходе из строя какого-либо узла системы во время выдачи кокса гаснет сигнальная лампочка в кабине машиниста коксо­ выталкивателя, и штанга останавливается. До устранения неисправности системы блокировки выдачу кокса можно закончить включением аварийного выключателя на блоке управления.

Описанная система показала себя надежной в техно­ логических условиях коксового цеха, пригодной для дли­ тельной нормальной эксплуатации. Аналогичная система блокировки и синхронизации работы коксовых машин разработана БОКИЛ МЧМ УССР на базе серийно выпус­ каемых отечественной промышленностью у-реле.

§ 2. КОНТРОЛЬ ЗАГРУЗКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕЗНОГО ОБЪЕМА КАМЕР КОКСОВАНИЯ

Увеличение производительности существующих коксо­ вых печей является важным технологическим вопросом.

85

Основные направления в его решении — увеличение ра­ зовой загрузки камер и интенсификация процесса коксо­ вания [26]. При этом важными факторами являются рав­ номерность и полнота загрузки камер коксовых печей.

Контроль величины разовой загрузки шихты и ее усад­ ки в процессе коксования имеет значение не только для повышения производительности коксовых печей, но и для выбора правильного технологического режима процесса коксования, регулирования выхода и качества летучих продуктов, обеспечения длительной сохранности коксовых батарей [23].

А. Н. Быков [13; 25] предложил принять величину вертикальной усадки угольной шихты при коксовании за объективный показатель постоянства технологического процесса.

М. В. Гофтман [21] указывал на то, что прочность кокса

где К — коэффициент пропорциональности; Сп — спекаемость шихты, оценивается по методу Института горючих ископаемых (ИГИ); к — усадка шихты при коксовании

влабораторных условиях.

Впроизводственных условиях (запыленная, агрес­ сивная среда с повышенной влажностью, большие коле­ бания температур, толчки, вибрация и т. п.) механиче­ ский, электромеханический, емкостный, фотоэлектриче­ ский и другие методы измерения высоты угольной шихты не пригодны для контроля и регулирования процесса за­ грузки камер коксовых печей. Для этих целей могут быть эффективно использованы бесконтактные радиоизотопные измерения.

Известны исследования с применением радиоизотопных измерений, выполненные на полномасштабной металличе­

ской модели камеры коксовой печи [89]. Были установле­ ны некоторые закономерности распределения угольной

86

загрузки в модели камеры при различных режимах про­ цесса загрузки, при различной влажности и других свой­ ствах угольной шихты. В .частности, общим для всех рас­ смотренных способов загрузки было чередование высоких плотностей под загрузочными люками и пониженных меж­ ду люками и у дверей. К аналогичным выводам привели исследования И. Г. Зубилина [27; 28]. Указанные работы послужили предпосылкой для разработки метода радио­ изотопного контроля загрузки камер коксовых печей, предназначенного для использования в производственных условиях. Такой метод разработан совместно БОКИЛ МЧМ УССР, ДМетИ и Днепродзержинским коксохимиче­ ским заводом [84].

С помощью радиоизотопных приборов возможна автома­ тическая регистрация высоты коксового пирога Н при вы­

где h — высота угольной загрузки; у' — усадка уплотне­ ния угольной загрузки; у" — термическая усадка.

Суммарная величина усадки может быть определена как разность между высотой нижней кромки планирной штанги коксовыталкивателя и высотой коксового пирога в его наивысшей точке. При наличии диаграммы высоты коксового пирога и известной величине вертикальной усадки шихты при коксовании можно правильно описать геометрию угольной загрузки по длине камеры коксовой печи. Такой контроль позволяет оптимизировать условия загрузки коксовых печей, установить оптимальный режим обогрева, обеспечить требуемую готовность коксового пи­ рога, т. е. целенаправленно управлять технологическим режимом загрузки и коксования угольной шихты.

Для контроля и регистрации высоты коксового пирога во время его выдачи разработан макет радиоизотопного измерителя высоты (РИВ), который устанавливается на коксонаправляющей клети двересъемной машины.

87

Макет предназначен для работы в агрессивной среде, при вибрациях коксонаправляющей клети с частотой 5—80 Гц и ударах с ускорением до 5 м/с2.

Рис. 41. Схема расположения радиоизотопной ап­ паратуры макета РИВ на двересъемной машине.

Макет РИВ испытывали в условиях Днепродзержин­ ского коксохимического завода. На направляющей клети 3 двересъемной машины (рис. 41) были установлены источ­ ник 4, детектор 2 излучения и электронный блок /; на две­ ресъемной машине 5 — регистрирующий прибор 6.

Были сняты диаграммы высоты более 150 коксовых пирогов, выданных из печей второй коксовой батареи, и более десяти пирогов из печей первой батареи.

На рис. 42 (кривая 1) показана характерная диаграм­ ма полного цикла выдачи коксового пирога (скорость пе-

88

ремещения диаграммы 18 000 мм/ч). Участок кривой аб соответствует рабочему положению источника в случае отсутствия коксового пирога. Точки б и е соответствуют началу и концу прохождения пироГа в контролируемой зоне, точки ж и з — положению верхней кромки башмака

Рис. 42. Характерная диаграмма полного цикла выдачи коксового пирога из печи.

коксовыталкивателя при прямом и обратном ходе, точка u _ моменту вывода источника в нерабочее положение. При автоматическом режиме работы РИВ запись диаграм­ мы осуществляется только на участке бж.

Участкам коксового пирога под загрузочными люками в камере печи соответствуют точки /, II, III и IV. Лома­ ная 2 соединяет их ординаты на диаграмме.

Ломаная 3 построена по результатам контрольных точечных замеров высоты подсводового пространства под

89