一种凸台式水封阀盘结构单孔炭化室压力调节系统及方法与流程

本发明涉及冶金焦化技术领域，尤其是涉及一种凸台式水封阀盘结构单孔炭化室压力调节系统及方法。

背景技术：

在冶金焦化技术领域，单孔炭化室压力调节系统是为进一步减少大型焦炉装煤和结焦过程中产生的污染物排放而研发的技术，该技术可以减小或消除装煤初期焦炉的冒烟、冒火现象，防止结焦末期由于炭化室负压而吸入空气。目前，单孔炭化室压力调节系统国外常用的有德国的proven系统、意大利的sopreco系统，国内有cps系统和opr系统。实践证明，这些系统在实际应用中普遍存在着这样那样的问题：

1)proven、opr系统结构复杂，流通面积线性调节，灵敏度较高。

2)proven、opr系统调节执行机构复杂，投资高，故障多，维修困难。

3)sopreco、cps系统结构相对简单，流通面积非线性调节，灵敏度差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种凸台式水封阀盘结构单孔炭化室压力调节系统及方法，采用更加简单的结构型式，通过改变荒煤气的有效流通断面即可稳定炭化室内的压力，投资少，故障率低，无需检修。本发明流通面积也为非线性调节，但通过测压系统的压力测量采用模糊控制方式，单孔炭化室压力调节也能达到理想效果。本发明不改变现有水封阀的外形及接口尺寸，特别适应现有装置的升级改造。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种凸台式水封阀盘结构单孔炭化室压力调节系统，包括桥管、高压氨水喷嘴、低压氨水喷嘴、变径水封阀、凸台式水封阀盘、测压系统；所述变径水封阀中导气管为上部断面大、下部断面小的锥形管，水封阀盘上设有可改变荒煤气有效流通管断面的锥形凸台，并安装在变径水封阀的底部；通过水封阀盘的转动调节锥形凸台插入变径水封阀中变径管的深度，改变荒煤气的有效流通断面，进而稳定炭化室内压力。

所述水封阀盘与变径水封阀铰接，可绕铰接轴旋转60°。

所述变径水封阀、凸台式水封阀盘与测压系统的测量值连锁控制。

一种单孔炭化室压力调节方法，包括以下步骤：

1)装煤时焦炉产生的荒煤气量最大，荒煤气自桥管进入变径水封阀中的变径管后向下流动，进入压力恒定的集气管；此时凸台式水封阀盘处在全开的位置，水封阀盘上的锥形凸台未插入变径水封阀中的变径管的有效流通断面为最大。

2)结焦过程中，根据焦炉产生的荒煤气在整个结焦过程中的发生量是由大变小的，为了稳定炭化室内的压力，荒煤气的流通阻力必须随着荒煤气产生量的变化而由小变大的原理，通过安装在变径上部的测压系统测定的压力值，及时自动调节凸台式水封阀盘的开启角度，调节水封阀盘上锥形凸台插入变径水封阀中的变径管的深度，调整变径管的有效流通断面，改变荒煤气的流通阻力，以稳定炭化室内的压力。

3)结焦末期，凸台式水封阀盘处在全关的位置，水封阀盘上的锥形凸台完全插入变径水封阀中的变径管，变径管的有效流通断面为最小，同时水封阀盘中的氨水形成水封，切断荒煤气的通道，即切断集气管与大气的联通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)结构简单，投资小，不增加额外的驱动装置，故障率低；

2)流通面积非线性调节配合测压系统的压力测量，采用模糊控制方式，单孔炭化室压力调节也能达到理想效果。

3)不改变现有水封阀的外形及接口尺寸，特别适应现有装置的升级改造。

附图说明

图1是本发明结构示意及工艺原理图。

图中：1-桥管2-高压氨水喷嘴3-低压氨水喷嘴4-变径水封阀5-凸台式水封阀盘6-测压系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

如图1所示，一种凸台式水封阀盘结构单孔炭化室压力调节系统，包括桥管1、高压氨水喷嘴2、低压氨水喷嘴3、变径水封阀4、凸台式水封阀盘5、测压系统6。

变径水封阀4中导气管为上部断面大、下部断面小的锥形管，水封阀盘5上设有可改变荒煤气流通管断面的锥形凸台，并安装在变径水封阀4的底部。通过水封阀盘5的转动，调节锥形凸台插入变径水封阀4中变径管的深度，改变荒煤气的有效流通断面，达到稳定炭化室内压力的目的。

凸台式水封阀盘5可绕转轴旋转60°，当水封阀盘5旋转60°处在全开位置时，荒煤气的流通断面最大，保证单孔碳化室装煤初期大量荒煤气的顺利导出。

通过安装在桥管1上部的测压系统6测定的压力值，编制出单孔炭化室荒煤气流量、压力与结焦时间的曲线图，采用模糊控制方式，按单孔炭化室所处的结焦时间点，阶段性调节水封阀盘5的开启角度，改变荒煤气流通管的有效断面，调节荒煤气的流通阻力，达到稳定单孔炭化室压力的目的。

单孔碳化室处在结焦中后期时，产生的荒煤气量大幅减少，此时可减小凸台式水封阀盘5的开启角度，使凸台式水封阀盘5上的锥形凸台插入变径水封阀4中的变径管中，随着水封阀盘5的开启角度不断减小，水封阀盘上的锥形凸台插入变径管的深度不断增加，荒煤气的有效流通断面在不断减小。

结焦末期产生的荒煤气量很少，此时水封阀盘5旋转到0°全关位置，通过水封切断单孔炭化室与焦炉集气管的连通，避免吸入空气。

一种单孔炭化室压力调节的方法，包括以下步骤：

1)装煤时焦炉产生的荒煤气量最大，荒煤气自桥管1进入变径水封阀4中的变径管后向下流动，进入压力恒定的集气管。此时凸台式水封阀盘5处在全开的位置，水封阀盘5上的锥形凸台未插入变径水封阀4中的变径管，变径管的有效流通断面为最大。

桥管1上的高压氨水喷嘴2喷出高压氨水，产生的负压有利于荒煤气的导出，同时降低荒煤气的温度。装煤结束或装煤导烟车u型导烟管撤离后，即可关闭高压氨水喷嘴2，打开低压氨水喷嘴3。

2)结焦过程中，焦炉产生的荒煤气在整个结焦过程中的发生量是由大到小变化的，为稳定炭化室内的压力，荒煤气的流通阻力必须随着荒煤气产生量的变化由小到大变化，采用模糊控制方式，按单孔炭化室所处的结焦时间点，阶段调节凸台式水封阀盘5的开启角度，调节水封阀盘5上锥形凸台插入变径水封阀4中的变径管的深度，调整变径管的有效流通断面，调节荒煤气的流通阻力，以稳定炭化室内的压力。

3)结焦末期为了清除炭化室顶部及上升管根部的石墨，需要将上升管盖打开，此时凸台式水封阀盘5处在全关的位置，水封阀盘5上的锥形凸台完全插入变径水封阀4中的变径管，变径管的有效流通断面为最小，同时水封阀盘5中的氨水形成水封，切断荒煤气的通道，即切断集气管与大气的联通。

本发明采用更加简单的结构型式，通过改变荒煤气的有效流通断面即可稳定炭化室内的压力，投资小，故障率低；不改变现有水封阀的外形及接口尺寸，特别适应现有装置的升级改造。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。