HK1122061B - 用於一次空气和二次空气的中心控制的炼焦炉通风系统 - Google Patents

Description

用于一次空气和二次空气的中心控制的炼焦炉通风系统

本发明涉及一种为使焦炉煤气燃烧而向炼焦炉的炼焦室内供给助燃空气的装置和方法，该炼焦炉建成平式结构，并且配置成炼焦炉组形式，用于所谓的无回收(non-recovery)或热回收(heat-recovery)处理。此装置至少包括用于各炼焦室的通风口以及用于将二次空气供给热烟道(heating flue)的通风口，所述炼焦室的通风口贯穿对应的焦炉炉门或炉门周围的炉壁。对各通风口配置自由支撑的关闭件。

所有关闭件与至少一个由中心位置控制和驱动的调节件机械连接。根据炼焦室内对助燃空气的需求，调节件连续地驱动关闭件。可以单独操作各单个的关闭件与中心调节件的机械连接，其中，特别地，在相关炼焦室的炼焦处理的初期，能独立于相邻的炼焦室的其它关闭件，单独调节各独立关闭件的起始位置。

通常利用炼焦时所释放气体的燃烧对热回收炉进行加热。以这样的方式控制燃烧，利用一次空气烧掉炼焦室内煤料上方的部分煤气(gas)。这些已部分燃烧的煤气通过管道(也称作“下导管”)输送到炼焦室底端的热烟道，并且，通过进一步添加被称为二次空气的助燃空气，使这些部分燃烧的煤气在热烟道内完全燃烧。

通过这种方式，热量直接从顶部和间接从底部供给煤料(coal charge)，因此，对炼焦速率产生积极影响，从而，对炼焦炉的产率产生积极影响。为了实现这种方法，需要在整个炭化期间内以精确的速率供给一次空气和二次空气，并可变地控制供给的一次空气和二次空气，整个炭化期间会花费20-96个小时。在现有技术公开的内容中，广泛地描述了平式结构的热回收和无回收的炼焦炉。例如，参考文献US4,344,820，US4,287,024，US5,114,542，GB1 555 400或CA2 052 177C。

根据本技术领域中的常规情况，一次空气通过炉门上的口从周围空气中吸入。二次空气从接近底部的口吸入，并且通过通道将二次空气导入热烟道，该热烟道大部分在炼焦炉室下面水平地延伸。用于一次空气和二次空气的通气口或者是常开的形式，或者是配置有调节吸入空气量的口盖。

由于焦炉组非常昂贵，以及，由于这里经常具有非常高的温度，以及因为会严重地产生灰尘，在现有技术中仅仅披露了可手动调节通风盖。美国专利5,928,476描述了一种炼焦炉组，其中，在各焦炉炉门上配置三个可手动操作的口，各焦炉炉门上或炉门前配置一个板或圆盘，各板或圆盘与口的截面相适应以及由中心轴支撑。可通过操作杆手动改变这些口盖的位置。

实际上，无论上述何种方法，显然是在完全孤立或隔离的情况下，利用手动调节操作整个炭化期间对一次空气和二次空气需求量的变化，因此，到目前为止还未获得理想的随时间变化的调节。此外，手动操作给操作者的健康带来严重的负担。

因此，目前本发明的目的就是用有效而经济的方法克服上述不足，以及，保证最优化方式供给一次空气和/或二次空气。特别因为通常为高温和有大量混杂物，因此必须保证操作安全。

为实现了本发明的目的，本发明提供了一种用于使焦炉煤气燃烧而向炼焦炉的炼焦室供给助燃空气的装置，该炼焦炉建成平式结构，并配置成炼焦炉组形式，其中，通风装置由各炼焦室的至少一个通风口组成，所述通风口贯穿对应的焦炉炉门或炉门周围的炉壁，以及，其中，为各通风口配置自由支撑的关闭件，其中

这些通风口的所有关闭件与由中心位置控制和动作的至少一个调节件机械方式连接，

根据炼焦室内对助燃空气的需求，通过所述调节件驱动关闭件，

可以单独操作各单个关闭件与中心调节件的机械连接，其中，特别地，在有关炼焦室的炼焦处理的初期，独立于相邻炼焦室的其他关闭件，可单独调节各单个关闭件的起始位置。

应该理解，下文使用的在关闭件和调节件之间的连接意味着两个元件可以通过连接元件以可分离方式相互连接，连接元件例如操作杆、滑绳、链条、操作杆臂等等，以及这些元件的组合。

优选实施例提供如转动链条或钢索的调节件的配置。用螺杆(screw spindle)作为调节件是另一个适合的实施例。所有这些调节件允许在一个移动方向持续动作，这有利于在整个处理过程中的连续性。

此外，实施本发明的装置可以设置成安装关闭板用做关闭件，所述关闭板以这样的一种方式支撑，当通过连接元件动作关闭板时，关闭板基本上平行于炉门移动。

对于一次空气的定向流动，采用旋转对称形状的通风口是有利地。因此，优选使用的关闭件设置为直立的关闭板，以及，以绕中心轴竖直或水平可旋转方式支撑。

本发明提供所述通风装置的进一步改进实施例，由至少两个叠置并相互可滑动的面(reciprocally slideable facettes)组成关闭件，理想的是，当关闭件不完全打开时，该面露出多边形并且点对称的截面或接近圆形的截面。因此，在通风口处吸入的空气不改变方向，以及，因为流速较高，吸入的空气更深地导入焦炉炉腔。

更进一步的改进为，将关闭件设置为锥状，当置入关闭件时，锥体的顶端朝向炉内。本实施例还可以以这样的方式进一步优化，即，与相关的锥状关闭件相比，通风口的孔径角为相等或更大。在本发明装置中采用此种关闭件的实施方式中，吸入的空气在通风口区域以及在关闭件区域为最低限度旋转，以及，煤气火焰成形不受暴露截面的大小的影响(与暴露截面的大小无关)。

由于通风口的圆锥角度的尺寸和关闭件的圆锥角度的尺寸不同，可以保证通风口处积累的杂质不会阻碍通风口完全封闭。在通风口纵向方向上通过操作杆结构和/或轴杆使圆锥形关闭件移动，因此，当关闭件不完全打开时会露出圆环形缝隙。

对通风装置可以进一步改进，即改进调节件与关闭件的连接方式，当调节件在终点位置以及当通风口完全关闭时，使关闭件自动与调节件脱离。

本发明进一步包括用于给炼焦炉供给助燃空气的方法，其中使用如前所述的本发明通风装置的一种变化实施例，所述方法包括如下步骤：

a)在腾空和再装填炼焦室后，关闭件移至初始位置，初始位置表示通风口完全或接近完全打开，以及，其中，将关闭件与中心调节件连接。

b)在炭化期间，中心调节件使关闭件连续方式并且基本上以相同的中等速度或驱动频率动作，使通风口连续方式关闭。

c)在炼焦室炭化期间的最后，关闭件使炼焦室的通风口完全关闭，并且，关闭件与调节件脱开。

d)腾空和再装填后，所述方法从(a)步骤再次重新开始。

此方法的进一步改进实施例为，在终点位置关闭件自动与调节件脱开。

在本发明方法实施例的另一个改进实施例中，配置至少两个中心调节件，其中，一个中心调节件驱动一次空气关闭件，以及，其中另一个中心调节件驱动二次空气关闭件。在整个炭化期间，可完全彼此独立地对两个中心调节件进行控制。

连续方式以及基本上以相同速度或驱动频率使一个中心调节件动作是有利的。

本发明还包括对上文描述的多种变化实施例的通风装置的应用，用于向炼焦炉的炼焦室内供给助燃空气的方法，该炼焦炉建成平式结构并且配置为炼焦炉组形式。

通过图1至图3示出的三个示例性的不同的实施例描述本发明，本发明并不局限于这些实施例。图1示出炼焦炉1的正视图。在炼焦炉前面，炼焦炉1具有焦炉炉门2，在焦炉炉门2上设置两个一次空气的通风口3。热烟道4在焦炉炉腔下方延伸，位于所述焦炉炉门2下面，并由虚线示出。在所述热烟道4下方的靠近底部处设置向热烟道4供给二次空气的通风口5。

此外，图1示出用于供给一次空气的所述通风口3的关闭件6，以及，用于供给二次空气的所述通风口5的关闭件7。各关闭件主要由关闭板9和操作杆臂10组成，以及，各关闭件由轴8支撑，关闭件能绕着轴8旋转方式移动。关闭件6的操作杆臂10以可分离方式与转动链条11连接，以及，关闭件7的操作杆臂10以可分离方式与转动链条12连接。

通过链条11和链条12分别连续运动，关闭件6逆时针方向转动α角，关闭件7顺时针方向转动β角。链条分别由中心调节件13和14驱动。

图2示出表示主炼焦炉组的两个炼焦炉1的正视图，通过两个箭头I和II表示两个炼焦炉组。此两个炼焦炉1是在煤炭化的不同阶段。在右侧示出的炼焦炉1是在煤炭化的初始阶段，因此，关闭件6几乎没有与通风口3重叠。本实施例中，操作杆臂10通过小链条15与转动链条11连接。用于二次空气在通风口5的区域内的设置是类似的。其中，关闭件7以及它们的操作杆臂10分别通过小链条16与转动链条12连接。

向示出于左侧的炼焦炉1的空气供给已经完全停止，以及，操作杆臂10和链条15已分别从转动链条11脱开。用于控制左侧示出的炼焦炉1的二次空气的关闭件7在刚要关闭的阶段，但还没有完全关闭。因此，容易理解，尽管采用共同的中心控制，也能对各炼焦炉1完全单独进行控制。

图3示出关闭件6和7的特殊变化实施例。在这个截面图中示出的是具有锥台状封闭塞17的旋转对称关闭件6，圆柱形导向杆18固定于封闭塞17。导向杆与固定于焦炉炉门2上的弹簧桥19牢固连接。导向杆18由导向管20引导，并由小链条15将导向杆后端与转动链条11连接。在炭化期间初期，通过拉伸使弹簧桥19的弹簧处于预受力状态，因此，通风口3很大程度打开。通过转动链条11的移动，弹簧桥19松开，关闭件6向焦炉炉门2的方向移动，以及，封闭塞17插入圆锥形的通风口3。应选择预受力状态使得通风口3在链条15和弹簧桥19松开后完全关闭。

附图标号一览表

1炼焦炉

2焦炉炉门

3通风口(一次空气)

4热烟道

5通风口(二次空气)

6关闭件(一次空气)

7关闭件(二次空气)

8铰链(轴)

9关闭板

10操作杆臂

11链条(一次空气)

12链条(二次空气)

13调节件

14调节件

15链条

16链条

17封闭塞

18导向杆

19弹簧桥

20导向管

Claims (18)

1.一种为使焦炉煤气燃烧向炼焦炉的炼焦室内供给一次空气和二次空气的通风装置，所述炼焦炉建成平式结构并且配置为炼焦炉组形式，其中，所述通风装置由每个炼焦室的至少一个供给一次空气的通风口组成，所述供给一次空气的通风口贯穿对应的焦炉炉门或炉门周围的炉壁，所述通风装置进一步包括每个炼焦室的至少一个供给二次空气的通风口，以及，其中至少部分的所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口配置自由支撑的关闭件，

其特征在于，

至少部分的所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口的所述关闭件机械连接于由中心位置控制和驱动的调节件，取决于炼焦室内对助燃空气的需求，可通过所述调节件使所述关闭件动作，

各单个的关闭件与所述调节件的机械连接能单独作用。

2.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，

在相关炼焦室的炼焦过程的初期，可独立于相邻的炼焦室的其它关闭件，单独调节各单个的关闭件的起始位置。

3.根据权利要求1所述的通风装置，

其特征在于，

将至少部分用于一次空气的所述关闭件与所述调节件机械连接，以及，其中，将至少部分用于二次空气的所述关闭件与另一个所述调节件机械连接。

4.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，其特征在于，

所述调节件和所述关闭件由作为连接元件的转动链条机械连接。

5.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，

其特征在于，

所述调节件是螺杆。

6.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，

其特征在于，

所述关闭件是关闭板，以下述方式对所述关闭板进行支撑，当连接元件使所述关闭板动作时，所述关闭板基本上平行于炉门移动。

7.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，

其特征在于，

所述关闭件是直立的关闭板，绕中心轴竖直或水平可旋转方式支撑。

8.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，

其特征在于，

所述关闭件由至少两个叠放的并相互可滑动的面组成，其中，当所述关闭件不完全打开时，该面最好露出多边形且点对称的横截面或接近圆形的横截面。

9.根据上述权利要求1-3的任一项权利要求所述的通风装置，

其特征在于，

所述关闭件是锥状的，当置入所述关闭件时，其顶端指向所述焦炉内部。

10.根据权利要求9所述的通风装置，

其特征在于，

与相关的所述锥状关闭件相比，所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口具有相同的孔径角或更大的孔径角。

11.根据上述权利要求9所述的通风装置，

其特征在于，

所述锥状关闭件可以在所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口的纵向移动，因此，当所述锥状关闭件不完全打开时，所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口露出圆环形缝隙。

12.根据上述权利要求1所述的通风装置，

其特征在于，

所述关闭件与所述调节件连接，使得当所述关闭件在终点位置时并且当所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口已完全关闭时，所述关闭件自动与所述调节件脱开。

13.一种为使焦炉煤气燃烧而向炼焦炉的炼焦室内供给助燃空气的方法，所述炼焦炉建成平式结构并配置成炼焦炉组形式，

其特征在于，

至少使用根据权利要求1-12中的一种装置，其中

a)在腾空和再装填炼焦室后，将所述关闭件移至初始位置，该初始位置表示所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口完全或接近完全打开，以及，其中，所述关闭件与所述调节件连接，以及，其中进行下一步骤

b)在炭化期间，所述调节件使所述关闭件动作，使得所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口逐渐关闭，以及，其中进行下一步骤

c)在相关炼焦室的炭化期间的最后，所述炼焦室的所述关闭件达到其终点位置，并且关闭件与所述调节件脱开，以及，其中

d)所述方法从(a)步骤再次重新开始。

14.根据权利要求13所述的方法，

其特征在于，

所述供给一次空气的通风口和/或所述供给二次空气的通风口完全关闭后，自动操作使所述关闭件与所述调节件脱开。

15.根据上述权利要求13或权利要求14的任一项权利要求所述的方法，

其特征在于，

在整个炭化期间，使所述调节件连续并基本上以相同的中等速度或驱动频率动作。

16.根据上述权利要求13-14的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，

对一次空气的所述关闭件设置至少一个调节件，以及，对二次空气的所述关闭件设置至少一个调节件。

17.根据权利要求16所述的方法，

其特征在于，

一次空气的所述调节件和二次空气的所述调节件在整个炭化期间持续动作，以及基本上是以相同的中等速度或驱动频率动作。

18.根据权利要求1-12所述装置的应用，用于向炼焦炉的炼焦室内供给助燃空气的方法，所述炼焦炉建成平式结构并配置成炼焦炉组形式。