焦炭上限料位检测装置和干熄焦设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及焦炭上限料位检测装置和干熄焦设备，其中，焦炭上限料位检测装置，其用于检测投入到干熄焦设备预存室中的红焦上限料位，具有：可沿所述上限料位移动的杆；驱动所述杆的驱动装置；用于对所述杆达到所述预存室内部的前行极限位置进行检测的前行极限传感器；用于对所述杆达到所述预存室外部的后行极限位置进行检测的后行极限传感器；和在使所述杆从所述后行极限位置向所述前行极限位置伸长时，根据因所述杆的前端部触及到红焦而产生的所述驱动装置的过负荷信息，而判定为红焦达到所述上限料位的判定部。
【专利说明】焦炭上限料位检测装置和干熄焦设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及在对红焦进行熄焦的干熄焦设备中检测焦炭上限料位的检测装置等。
【背景技术】
[0002]干熄焦设备(O)Q:Coke Dry Quenching equipment)对由焦炉干懼后的红焦进行熄焦，并回收该红焦所保持的显热，利用废热回收锅炉变换为蒸气能，以进行有效利用。
[0003]在此，从干熄焦设备的装入盖装入并堆积在预存室内的红焦的库中料位(以下，称为“焦炭料位”)时时刻刻发生变动。焦炭料位变动对排热回收效率等带来影响，因此，现有技术中即在干熄焦设备中设置有用于监视焦炭料位的监视装置。
[0004]在专利文献I中公开了如下所述红焦上限料位的检知装置，其利用红焦投入信号使料位检知装置的检测器前进，若与炉内红焦接触，则发送ON信号，若红焦下降不与检测器接触，则发送OFF信号，使检测器后退。另外，作为检测器公开了静电容式料位计。
[0005]然而，在采用静电容式料位计时，不得不利用特殊的材质形成前端，并形成满足热、机械强度的大型的专门特殊装置。另外，必须匹配该特殊的静电容式料位计的安装形状对腔室铁皮、腔室耐火砖进行结构设计。
[0006]专利文献1:日本发明公开第2003 — 183663号公报实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于简化对红焦熄焦的干熄焦设备中用于检测焦炭上限料位的检测装置的结构。为了达到上述目的，本实用新型(I)的用于检测投入到干熄焦设备预存室中的红焦上限料位的焦炭上限料位检测装置，其特征在于具有:可沿所述上限料位移动的杆；驱动所述杆的驱动装置；用于对所述杆达到所述预存室内部的前行极限位置进行检测的前行极限传感器；用于对所述杆达到所述预存室外部的后行极限位置进行检测的后行极限传感器；和在使所述杆从所述后行极限位置向所述前行极限位置伸长时，根据因所述杆的前端部触及到红焦而产生的所述驱动装置的过负荷信息，而判定为红焦达到所述上限料位的判定部。
[0008](2)在上述(I)所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:具有对所述杆的移动时间进行计时的定时器，所述判定部在规定时间内未由所述前行极限传感器检测到所述前行极限位置，且所述规定时间内检测到过负荷时，判定为红焦达到所述上限料位。
[0009](3)在上述(2)所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述规定时间大于在红焦未达到所述上限料位的状态下，所述杆从所述后行极限位置移动到所述前行极限位置的移动时间。
[0010](4)在上述(I)或⑵所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述杆的所述前端部由耐热材料构成。
[0011](5)在上述(4)所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述耐热材料为耐热砖。
[0012](6)在上述(I)?(3)中任一项所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述驱动装置包括电机和将所述电机的旋转力传递给所述杆的传动机构，所述判定部在所述电机的电流超过规定电流值时，判定为所述驱动装置过负荷。
[0013](7)在上述(I)?(3)中任一项所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述驱动装置包括，将压力流体的能量变换为所述杆的直线运动的汽缸，和向所述汽缸供给压缩流体的流体供给部，所述判定部在所述汽缸的内部压力超过规定压力值时，判定为所述驱动装置过负荷。
[0014](8)上述(I)?(3)中任一项所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:从所述后行极限位置到所述前行极限位置的距离为100?150mm。
[0015](9)上述(I)?(3)中任一项所述焦炭上限料位检测装置中，其特征在于:所述后行极限位置设置于形成在所述预存室壁部的贯通炉径向的插入开口部的内部。
[0016](10)的具有上述(I)?(3)中任一项所述焦炭上限料位检测装置的干熄焦设备，其特征在于:具有向所述预存室投入红焦的装入装置，在检测到所述驱动装置过负荷时，禁止所述装入装置投入红焦。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1表示干熄焦设备的概略结构。
[0018]图2是检知装置的概略图(第I实施方式)。
[0019]图3是用于说明检知装置的动作的流程图(第I实施方式)。
[0020]图4是用于说明检知装置的动作的流程图(第2实施方式)。
[0021]图5是检知装置的概略图(第3实施方式)。
[0022]图6是设置有检知装置的干熄焦设备的一部分的结构简图(参考例)。
[0023]符号说明
[0024]I装入装置
[0025]2熄焦塔
[0026]4 烟道
[0027]5第I除尘机
[0028]6热回收设备
[0029]7循环风机
[0030]8检知装置
[0031]11 吊机
[0032]12 焦罐
[0033]21预存室
[0034]21a焦炭装入口
[0035]21b短料斗
[0036]21c小烟道
[0037]21d插入开口部
[0038]22冷却室
[0039]22a焦炭排出口
[0040]22b焦炭排出装置
[0041]81 杆
[0042]81a耐火砖
[0043]81b分隔壁
[0044]82驱动装置
[0045]82a 电机
[0046]82b传动机构
[0047]82c正反转开关
[0048]82d热继电器
[0049]83前行极限传感器
[0050]83a 撞针
[0051]83b极限位开关
[0052]84后行极限传感器
[0053]84b极限位开关
[0054]85判定部
[0055]86电流上升检测器
[0056]87定时器
[0057]91 汽缸
[0058]91a,91b 区室
[0059]92内部压力传感器
[0060]93流体供给部
[0061]100干熄焦设备
【具体实施方式】
[0062]结合图1说明干熄焦设备的简要结构。干熄焦设备100具有装入红焦的装入装置I和熄焦塔2。熄焦塔2具有预存室21和与预存室21下端侧连接设置的冷却室22。装入装置I包括吊机11和接受由焦炉(未图示)干馏后的红焦的焦罐12。吊机11能够在箭头方向上往复移动，将焦罐12搬送至预存室21的正上方。在焦罐12底部形成有用于将所接受的红焦批量装入预存室21内部的开闭闸门。
[0063]在预存室21上端部形成有焦炭装入口 21a，在该焦炭装入口 21a设置短料斗(short hopper) 21bo当到达预存室21上方的焦罐12的开闭闸门开启时,利用自重使红焦投入到短料斗21b，而装入预存室21。而且，在预存室21的壁面形成有用于将检知装置8插入到预存室21内部的插入开口部21d。关于检知装置8的详细结构将在后面进行说明。
[0064]装入到预存室21的红焦逐渐下降，进入冷却室22。进入到冷却室22的红焦逐渐下降，并利用冷却气体冷却，并利用设置于焦炭排出口 22a的焦炭排出装置22b连续排出。
[0065]在预存室21的圆筒竖直本体部以环形形成小烟道21c，该小烟道21c与烟道4连接，该烟道4经第I除尘机5与热回收设备6连接。因冷却红焦而升温至800°C以上的冷却气体，从小烟道21c排出到烟道4。排出到烟道4的冷却气体中包含从焦炭剥离的小直径的粉尘，该粉尘的一部分在通过第I除尘机5时被去除。通过从冷却气体去除粉尘，能够抑制设置于热回收设备6的导热管发生摩擦损耗。
[0066]流入热回收设备6的冷却气体与从热回收设备6下侧流入的水进行热交换，由此冷却至200°C以下。此时，通过与冷却气体进行热交换使水气化，生成发电用的能量。在热回收设备6下游侧设置循环风机7。可通过使循环风机7做旋转动作，而使冷却气体在熄焦塔2内外循环。而且，在热回收设备6和循环风机7之间设置未图示的第2除尘机。
[0067]下面，结合图1和图2说明红焦上限料位的检知装置(以下，称为“检知装置”)。图2是检知装置的概略图。检知装置8包括杆81，驱动该杆81的驱动装置82，前行极限传感器83,后行极限传感器84和判定部85。在杆81前端安装有耐火砖81a。耐火砖81a向杆81的径向外侧鼓出。也可以取代耐火砖81a，而使用其它耐热材料。即，也可以使用受红焦的热而不会溶融等的其它耐热材料，来形成杆81的前端部。
[0068]利用驱动装置82驱动杆81，使其沿点划线(参照图1)所示红焦的上限料位向炉径向移动。即，能够使形成在杆81前端的耐火砖81a在设于预存室21壁面上的插入开口部21d的后行极限位置，和预存室21内部的前行极限位置之间伸缩。在红焦的装填料位达到上限料位的状态下，在从后行极限位置向前行极限位置送出杆81时，耐火砖81a会与红焦抵接，因此阻碍杆81的送出动作。其结果是，驱动装置82的负荷上升，可通过检测该负荷上升，判断装填料位达到上限料位。
[0069]在此，前行极限位置与后行极限位置的距离，也就是，杆81的冲程长度可设定为能够高精度检测上限料位的适宜的长度(例如100?150mm)。即，如图2所示，在预存室21壁面附近形成有不存在红焦的间隙，若杆81的冲程长度小，则存在不能正确检测上限料位的可能。另外，若冲程长度大，则存在传动机构82b、汽缸91 (参照实施方式3)大型化，杆81受到来自预存室21内部的热影响的可能。
[0070]可利用前行极限传感器83判断耐火砖81a是否达到前行极限位置。前行极限传感器83包括固定在杆81外周面的撞针83a，和设置在与前行极限位置相对应的位置上的极限位开关83b。在杆81向炉径向内侧移动时，通过使撞针83a撞击极限位开关83b，使极限位开关83b切换。通过使极限位开关83b切换，能够生成驱动装置82的停止信号，使驱动装置82停止。
[0071]可利用后行极限传感器84判断耐火砖81a是否达到后行极限位置。后行极限传感器84包括上述撞针83a，和设置在与后行极限位置相对应的位置上的极限位开关84b。在杆81从炉径向内侧向外侧退出时，通过使撞针83a撞击极限位开关84b,使极限位开关84b切换。通过使极限位开关84b切换，能够生成用于使驱动装置82停止的停止信号，使驱动装置82停止。
[0072]驱动装置82包括电机82a、传动机构82b、正反转开关82c和热继电器82d。传动机构82b将电机82a的旋转力变换为用于使杆81向炉径向伸缩的直线行进力。正反转开关82c通过进行开关动作，来切换电机82a的旋转方向。即，通过使正反转开关82c从一方切换为另一方，能够切换杆81的移动方向。在施加于电机82a的负荷超过容许水平时，热继电器82d切断供给至电机82a的电力，保护电机82a。而且，上述容许水平大于后述过负荷状态下的规定电流值。
[0073]在电机82a的电流超过规定电流值时，电流上升检测器86向判定部85输出负荷上升信号。即，在向着前行极限位置移动的耐火砖81a撞击红焦时，杆81的送出动作受到阻碍，电机82a电流值超过规定电流值。接着，从电流上升检测器86向判定部85输出负荷上升信号(过负荷信息)。判定部85可以由CPU、MPU等构成。
[0074]下面结合图3的流程图详细说明检知装置的动作(判定部85所执行的处理)。在初始状态下，耐火砖81a在后行极限位置待机。在焦罐12打开，完成将所接受的红焦投入到预存室21的投入处理后(步骤S101)，处理进入到步骤S102。在步骤S102中，送出杆81，使耐火砖81a向前行极限位置移动。另外，在杆81的送出动作开始的同时，启动定时器87 (步骤S103)，进而，开始检测驱动装置82过负荷(步骤S104)。
[0075]在步骤S105中，判断杆81是否达到前行极限位置，在达到时(步骤S105中的Y)进入步骤S106，在未达到时(步骤S105中的N)进入步骤S107。
[0076]在步骤S106中，使定时器87停止，进入步骤S111。在步骤Slll中，判断为红焦的装填料位未达到上限料位，进入步骤S112。在步骤S112中，使杆81向后行极限位置退出，进入步骤S113。在步骤S113中，维持禁止投入焦炭指令为关闭状态，表示应继续批量投入红焦，并返回步骤S101。
[0077]在步骤S107中(为检测到前行极限位置时)，根据定时器87的计时结果，判断是否经过了规定时间。在未经过规定时间时(步骤S107中的N)，返回步骤S105，重复进行判断耐火砖81a是否达到前行极限位置的处理。
[0078]在此，规定时间可以是大于杆81在通常动作下从后行极限位置达到前行极限位置的时间，也就是，可以是大于在红焦的装填料位未达到上限料位的状态下，使杆81从后行极限位置移动至前行极限位置的移动时间。由此，能够可靠地检测上限料位，并对检测时间加以制限。
[0079]另一方面，在经过了规定时间时(步骤S107中的Y)，并且在步骤S104中检测到过负荷，因此，在步骤S108中判断为红焦的装填料位达到上限料位。即，在耐火砖81a达到前行极限位置之前，驱动装置82已呈过负荷状态，因此，可以视为杆81的送出动作因触及红焦而受到阻碍。
[0080]在步骤S109中，通过输出禁止投入焦炭的信号，来禁止批量装入红焦。在步骤SllO中，使耐火砖81a向后行极限位置退出，并返回步骤S102。
[0081]如上所述，根据本实施方式的结构，能够根据从后行极限位置向前行极限位置送出杆81时驱动装置82的过负荷，来进行红焦上限料位检测。仅通过从后行极限位置向前行极限位置送出杆81，并监视驱动装置82的负荷状态，就能够检测红焦的上限料位，因此可以简化检知装置的结构。
[0082]另外，仅在预存室21的壁部形成用于插入杆81的插入开口部21d即可，因此，不必如静电容式检测装置那样，匹配装置的安装形状对腔室铁皮、腔室耐火砖进行结构设计。因而，容易对预存室21中所使用的砖进行制作和施工。
[0083](实施方式2)
[0084]在上述实施方式中使用了定时器87，但本实用新型并不限于此。结合图4的流程图说明本实施方式的检知装置的动作(判定部85进行的处理)。而且，在初始状态下，耐火砖81a在后行极限位置待机。在打开焦罐12，完成将所接受的红焦投入到预存室21的投入处理后(步骤S201)，处理进入到步骤S202。在步骤S202中，送出杆81，使耐火砖81a向前行极限位置移动。另外，在步骤S203中，在杆81的送出动作开始的同时，开始检测驱动装置82过负荷。
[0085]在步骤S203中，在检测到过负荷(步骤S203中的Y)时，视为耐火砖81a触及到红焦，在步骤S204判断为红焦的装填料位达到上限料位。在步骤S205中，禁止向预存室投入红焦的投入处理。在步骤S206中，使杆81向后行极限位置退出，并返回步骤S202。
[0086]在步骤S203中，在未检测到过负荷(步骤S204中的N)时，进入步骤S207。在步骤S207中，判断耐火砖81a是否达到前行极限位置，在达到前行极限位置时(步骤S207中的Y)，进入步骤S208，在未达到前行极限位置时(步骤S207中的N)，返回步骤S203。
[0087]在步骤S208中，判定部85判断为红焦的装填料位未达到上限料位。也就是说，耐火砖81a未触及到红焦，而达到前行极限位置，因此，可以判断为红焦的装填料位未达到上限料位。
[0088]在步骤S209中，使杆81从前行极限位置向后行极限位置退出。在步骤S210中，继续向预存室21批量装入红焦的处理，并且处理返回步骤S201。
[0089]根据本实施方式，能够得到与上述实施方式I相同的效果。另外，通过省去定时器87，可进一步使检知装置结构简化。
[0090](实施方式3)
[0091]图5是本实施方式的检知装置的概略图，与图2对应。在本实施方式的检知装置中，其驱动装置的结构与实施方式I不同。以下，主要说明与实施方式I的不同之处。而且，对于与实施方式I功能相同的结构添加相同符号。
[0092]如该图所不，汽缸91被设置在杆81基端部的分隔壁81b分隔为两个区室91a、91b。如虚线箭头所示,从流体供给部93向一方区室91a供给流体,并从另一方区室91b排出流体，由此能够向预存室21侧推压分隔壁81b，而使杆81向前行极限位置送出。
[0093]如实线箭头所示，从流体供给部93向另一方区室91b供给流体，并从一方区室91a排出流体，由此能够向离开预存室21的方向推压分隔壁81b，而使杆81向后行极限位置退出。汽缸91也可以是空气汽缸，也可以是油压汽缸。在为空气汽缸时，使用空气作流体。在为油压汽缸时，使用油作流体。
[0094]内部压力传感器92检测汽缸91的内部压力，其检测结果发送给判定部85。在所接收的内部压力值超过规定压力值时，判定部85判定为作为驱动装置的汽缸91过负荷。也就是说，在耐火砖81a停止的状态(杆81的送出动作受到阻碍的状态)下，若继续向汽缸91内部导入流体，则汽缸91的内部压力值上升，超过规定压力值。因此，通过监视汽缸91的内部压力值，就能够判断红焦的装填料位达到上限料位。
[0095]根据本实施方式的结构，能够得到与上述实施方式I和2相同的技术效果。
[0096](変形例I)
[0097]在上述各实施方式中，利用包括撞针83a和极限位开关83b (84b)的机械式开关检测前行极限位置(后行极限位置)，但本实用新型不限于此，也可以用磁传感器或光传感器。例如，在为磁传感器时，在达到前行极限位置(后行极限位置)时，开关利用磁力进行切换，从而可以进行位置检测。例如，在为光传感器时，对杆81设置发光元件，并在前行极限位置(后行极限位置)设置受光传感器，从而能够进行位置检测。
[0098](参考例)
[0099] 结合图6说明本实用新型的参考例。图6是设置有本参考例的检知装置的干熄焦设备的部分结构简图。如该图所示，在本参考例的检知装置中，在焦炭装入口 21a设置可在上下方向上伸缩的杆81。通过使杆81触及到位于上限料位的红焦，使电机82a过负荷。由此，可检测红焦的装填料位达到上限料位。
【权利要求】
1.一种焦炭上限料位检测装置，其用于检测投入到干熄焦设备预存室中的红焦上限料位，其特征在于，具有: 可沿所述上限料位移动的杆； 驱动所述杆的驱动装置； 用于对所述杆达到所述预存室内部的前行极限位置进行检测的前行极限传感器； 用于对所述杆达到所述预存室外部的后行极限位置进行检测的后行极限传感器；和在使所述杆从所述后行极限位置向所述前行极限位置伸长时，根据因所述杆的前端部触及到红焦而产生的所述驱动装置的过负荷信息，而判定为红焦达到所述上限料位的判定部。
2.如权利要求1所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 具有对所述杆的移动时间进行计时的定时器， 所述判定部在规定时间内未由所述前行极限传感器检测到所述前行极限位置，且所述规定时间内检测到过负荷时，判定为红焦达到所述上限料位。
3.如权利要求2所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述规定时间大于在红焦未达到所述上限料位的状态下，所述杆从所述后行极限位置移动到所述前行极限位置的移动时间。
4.权利要求1或2所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述杆的所述前端部由耐热材料构成。
5.如权利要求4所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述耐热材料为耐热砖。
6.如权利要求1?3中任一项所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述驱动装置包括电机和将所述电机的旋转力传递给所述杆的传动机构， 所述判定部在所述电机的电流超过规定电流值时，判定为所述驱动装置过负荷。
7.如权利要求1?3中任一项所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述驱动装置包括，将压力流体的能量变换为所述杆的直线运动的汽缸，和向所述汽缸供给压缩流体的流体供给部， 所述判定部在所述汽缸的内部压力超过规定压力值时，判定为所述驱动装置过负荷。
8.如权利要求1?3中任一项所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 从所述后行极限位置到所述前行极限位置的距离为100?150mm。
9.如权利要求1?3中任一项所述焦炭上限料位检测装置，其特征在于: 所述后行极限位置设置于形成在所述预存室壁部的贯通炉径向的插入开口部的内部。
10.一种具有如权利要求1?3中任一项所述焦炭上限料位检测装置的干熄焦设备，其特征在于: 具有向所述预存室投入红焦的装入装置， 在检测到所述驱动装置过负荷时，禁止所述装入装置投入红焦。
【文档编号】C10B39/02GK203960121SQ201420393361
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】福田幸久, 冈本博文, 大谷洋 申请人:新日铁住金工程技术株式会社, Ns机械设备设计株式会社