专利名称：气体压力自动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种气体压力自动控制装置，特别是适用于焦炉煤气压力的自动调节。
背景技术：
常规炼焦工艺的炉型主要是间歇式生产的水平室式炼焦炉。在炼焦生产过程中，这种炉型必须在高温下频繁开启炉门、装煤、出焦、熄焦等生产操作，污染较为严重。以4.3m高炭化室为例，由于装煤，荒煤气泄出不畅，炭化室中荒煤气的压力高达400Pa以上。因压力过大，荒煤气的收集和疏导相当困难，炉顶、炉门跑烟冒火，大量污染物排向大气，对环境的污染是相当严重的。
装煤完毕后，炭化室压力仍居高不下，即使炉门密封很严，也难免造成跑烟冒火。随着结焦过程的延续，炭化室压力逐渐减小。若集气槽压力控制不当，则到结焦末期炭化室内将出现负压，冷空气从炉门的缝隙进入炭化室，燃烧掉部分焦碳，其剩余灰份中铁质在高温下易与耐火材料中的SiO2化合，影响耐火材料寿命；而且空气进入还会导致煤气裂解，产生大量游离碳集聚在炭化室、上升管、桥管、集气槽以及吸气管等部位，造成气流不畅，更加剧了炉门、炉顶的跑烟冒火现象。为避免炭化室出现负压，常通过提高集气槽压力的方法来保证结焦末期炭化室为正压，但这样又会直接造成装煤烟尘过大，结焦中早期炉顶、炉门跑烟冒火严重等问题。由此可见单纯调节集气槽压力难以解决上述问题。
为了解决装煤过程中荒煤气压力过大的问题，常见做法是装煤时在桥管内使用高压氨水的射流产生吸力，利用其高压氨水射流产生的吸力将煤气吸入集气槽。但这种办法能耗高，即相对效率很低，一般仅5％左右，最高也不超过10％，严重造成能源浪费(按现代观点，高能耗亦属污染范畴)。
为了保障在结焦末期炭化室底部压力为微正压，常用的调节手段是调节集气槽压力。但这种调节方法无法同时满足不同炭化室在不同阶段的不同压力要求，因此会顾此失彼，无法从根本上解决装煤初期与结焦末期炭化室压力变化之间的矛盾。
由于结焦过程的各时间段产生煤气量存在较大差异，并且各炭化室之间的结焦进程又必须保持时间间隔，从而使全炉生产保持稳定。要稳定炭化室内煤气压力，其关键问题在于必须对各炭化室压力进行单独调节。
发明内容
本发明是提供一种气体压力自动控制装置。目的在于实现在结焦过程中每孔炭化室底部压力始终保持微正压，解决装煤阶段严重的烟尘污染和过量荒煤气难于疏导和收集的问题，消除炉顶、炉门的跑烟冒火现象。
为实现本发明的目的，本发明提供的一种气体压力自动控制装置，它由压力传感器、气体流量调节器或液位调节器、自动控制器及动作装置构成。
其基本工作原理是压力传感器将采集到的压力数据传送到自动控制器；自动控制器将数据与设定值比对后向动作装置发出动作指令；动作装置根据自动控制器的指令做出相应动作，通过调整气体流量调节器内的阀芯或液位调节器内的液面位置来控制或改变气流通道的截面积，从而控制通过液位调节器的气体流量，实现控制液位调节器气体入口处的压力的目的。
根据不同的应用条件及使用功能，本发明可由三种方案实现。
附图1气体压力自动控制装置方案1示意图附图2气体压力自动控制装置方案2示意图附图3气体压力自动控制装置方案3示意图具体实施方式
方案1参照附图1，方案1由压力传感器4、自动控制器5、动作装置7、气体流量调节器9构成。气体1经进气管道2进入气体流量调节器9，通过气体流量调节器9的外壳10上的导气孔12进入排气管道8。液体6由管道3进入气体流量调节器9的外壳10，通过外壳10上的导气孔12或者外壳10上的旁通液封管11流出。压力传感器4在线采集进气管道2内的压力数据并将数据传输至自动控制器5，自动控制器5对压力数据进行处理后，对动作装置7发出动作指令，动作装置7带动阀芯13上下动作调整阀芯13在外壳10内的位置。随着阀芯13位置的变化，被阀芯13封闭的导气孔12的数量和面积也随之发生变化，从而改变了由进气管道2进入排气管道8的通道截面积和气体流量。旁通液封管11内的液体封闭住气体流量调节器9内气体，使气体不会从旁通液封管11外泄。当阀芯13向下滑动至最低位置时，外壳10上的导气孔12全部被打开，气体1通过进气管道2和气体流量调节器9快速进入排气管道8。当阀芯向上滑动至最高位置时，外壳10上的导气孔12全部被封闭，来自管道3的液体6不断注入气体流量调节器9，从外壳10上的旁通液封管11流出，完全阻断气体1从进气管道2进入排气管道8。旁通液封管11由一根“U”形管道构成，管道内有液体封闭，使管道两端的气体既不能流通，又能使内部液体顺畅排出。
方案2参照附图2，方案2由压力传感器4、自动控制器5、动作装置7、液位调节器15、竖向调节器18构成。气体1经进气管道2进入液位调节器15的内筒14，通过内筒14上的导气孔12进入液位调节器15的外筒16，然后从外筒16的上口导出进入排气管道8。液体6由管道3进入液位调节器15的内筒14和外筒16，从竖向调节器18的内管17顶部溢流进入排气管道8，在外筒16和内筒14内形成液面。压力传感器4在线采集进气管道2内的压力数据并将数据传输至自动控制器5，自动控制器5对压力数据进行处理后，对动作装置7发出动作指令，动作装置7带动竖向调节器18的内管17在外管19内上下滑动调整液面位置。随着液面位置的变化，被液体浸没的导气孔12的数量和面积也随之发生变化，从而改变了由进气管道2进入排气管道8的通道截面积和气体流量。当内管17下降至最低位置时，排液阀20被内管17顶开，液位调节器15内的液体被排空，气体1通过进气管道2和液位调节器15快速进入排气管道8。当内管17上升到最高位置时，液位调节器15内的液体将导气孔12全部封闭，完全阻断气体1从进气管道2进入排气管道8。
方案3参照附图3，方案3由压力传感器4、自动控制器5、动作装置7、液位调节器15、旋转调节器22构成。气体1经进气管道2进入液位调节器15的内筒14，通过内筒14上的导气孔12进入液位调节器15的外筒16，然后从外筒16的上口导出，进入排气管道8。液体6由管道3进入液位调节器15的内筒14和外筒16，从旋转调节器22的溢流口21流出，在外筒16和内筒14内形成液面。压力传感器4在线采集进气管道2内的压力数据并将数据传输至自动控制器5，自动控制器5对压力数据进行处理后，对动作装置7发出动作指令，动作装置7带动旋转调节器22以旋转中心线24为轴进行旋转，调整液面位置。随着旋转调节器22的旋转角度发生变化，改变了溢流口21的高度，外筒16和内筒14内的液面位置也随之改变，被液体浸没的导气孔12的数量和面积也随之发生变化，从而改变了由进气管道2进入排气管道8的通道截面积和气体流量。当溢流口21旋转至最低位置时，液位调节器15内的全部液体被排空，气体1通过进气管道2和液位调节器15快速进入排气管道8。当溢流口21旋转到最高位置时，液位调节器15内的液体将导气孔12全部封闭，完全阻断气体1从进气管道2进入排气管道8。旋转调节器22转动时与其支撑体之间保持密封，打开清扫孔23可对积留物进行清扫。
方案1结构简单，适用于在气体压力自动控制装置的气体入口和出口压力差较大的条件下使用。方案2结构相对复杂，调节精度高，适用于电源有保障(如双电源)的条件下使用。方案3结构比较复杂，调节精度高，适用于在经常停电、电源没有保障的条件下使用。三种方案中的导气孔可设计成多种形状，当采用圆形或椭圆形导气孔时，具有较高的水力半径，可产生较高的气流阻力，能够提高气体压力自动控制装置的调节灵敏度。三种方案可依据应用条件及使用功能选择使用。
权利要求
1.本发明是一种气体压力自动控制装置，其特征在于它由压力传感器、气体流量调节器或液位调节器、自动控制器及动作装置构成，压力传感器在线采集气体入口前端的压力数值并传输至自动控制器，经与预先设定数值比对后向动作装置发出动作指令，通过调整气体流量调节器内的阀芯或液位调节器内的液面位置来控制或改变气流通道的截面积，从而控制气体流量，实现控制液位调节器气体入口处压力的目的。根据不同的应用条件及使用功能，本发明有三种方案，方案1、方案2和方案3。
2.根据权利要求1所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述方案1由压力传感器(4)、自动控制器(5)、动作装置(7)、气体流量调节器(9)构成。
3.根据权利要求2所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述气体流量调节器(9)内的阀芯(13)与外壳(10)之间相对滑动可以改变导气孔(12)开放或关闭的数量和面积。
4.根据权利要求3所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述外壳(10)外侧带有由一根“U”形管道构成的旁通液封管(11)，管道内有液体封闭，使管道两端的气体既不能流通，又能使内部液体顺畅排出。
5.根据权利要求1所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述方案2由压力传感器(4)、自动控制器(5)、动作装置(7)、液位调节器(15)、竖向调节器(18)构成。
6.根据权利要求1所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述方案3由压力传感器(4)、自动控制器(5)、动作装置(7)、液位调节器(15)、旋转调节器(22)构成。
7.根据权利要求5、6所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述液位调节器(15)由外筒(16)、内筒(14)构成。
8.根据权利要求5、6所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述的液位调节器(15)内的液面位置变化能够改变被液体浸没的导气孔(12)的数量和面积。
9.根据权利要求3、7所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述外壳(10)和内筒(14)上带有圆形或椭圆形结构的导气孔，以使其具有较高的水力半径，可产生较高的气流阻力，能够提高气体压力自动控制装置的调节灵敏度。
10.根据权利要求5所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述竖向调节器(18)由截面尺寸不同的外管(19)、内管(17)和排液阀(20)构成，通过外管(19)与内管(17)之间的相对滑动以及排液阀(20)开启或关闭能够改变液位调节器(15)内的液面位置，排液阀(20)可在外管(19)或内管(17)做相对滑动时被自动顶开或关闭。
11.根据权利要求6所述的气体压力自动控制装置，其特征在于所述旋转调节器(22)是一条弯曲的管道，它与支撑体之间设置有能够以旋转中心线(24)为轴进行转动并保持密封的机构，旋转调节器(22)进行旋转时通过改变溢流口(21)的高度，可改变液位调节器(15)内的液面位置。
12.根据权利要求6所述的旋转调节器(22)，其特征在于旋转调节器(22)设有清扫孔(23)，可对积留物进行清扫。
全文摘要
本发明是一种气体压力自动控制装置，它由压力传感器、气体流量调节器或液位调节器、自动控制器、动作装置构成。压力传感器在线采集气体入口前端的压力数值并传输至自动控制器，经与预先设定数值比对后向动作装置发出动作指令，通过调整气体流量调节器内的阀芯或液位调节器内的液面位置来控制或改变气流通道的截面积，从而控制通过液位调节器的气体流量，实现控制液位调节器气体入口处的压力的目的。本发明主要目的是实现对焦炉荒煤气压力进行动态调节，保障各炭化室底部压力在结焦各阶段始终保持微正压，解决装煤阶段严重的烟尘污染和过量荒煤气难于疏导和收集的问题，消除炉顶、炉门的跑烟冒火现象。
文档编号G05D16/00GK1924749SQ20061010825
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月2日 优先权日2006年8月2日
发明者程相魁 申请人:程相魁