一种焦炉上升管水封补水装置及其焦化装置及补水方法与流程

本发明涉及焦化生产设备技术领域的一种焦炉上升管水封补水装置，尤其涉及一种焦化装置，还涉及一种焦炉上升管水封补水方法。

背景技术：

在焦化生产企业，配合煤经捣固机捣固成煤饼后装入炭化室，在高温密闭条件下将煤饼加热，形成焦炭的同时高温煤气析出，经上升管至桥管，在桥管内经循环氨水喷洒降温后，进入集气管，集气管上部为煤气，下部为焦油氨水混合物，最后通过管道送至化产车间净化处理。

上升管顶部为水封槽+水封盖板结构，水封槽内注入水，封住煤气，不使煤气外溢。正常运行时盖板处于封闭状态，清理上升管内粘连的杂物、结焦末期需打开上升管盖板。因上升管水封槽部位温度较高，对水封槽内的水不断进行蒸发，因此需经常补水，保证水封槽液位能封住煤气，同时为了节水减少外溢水量。每个上升管的水封槽用水通过补水支管进行补水，每个补水支管上安装阀门，通过阀门控制进水量，每个补水支管与给水总管连接。但是，在实际运行中需经常检查水封液位情况，及时调节补水阀门开度，巡检频繁工作量大，而且水封槽易出现缺水、满水外溢的现象。

技术实现要素：

针对现有的技术问题，本发明提供一种焦炉上升管水封补水装置及其焦化装置及补水方法，解决了现有的焦炉补水装置需经常检查水封液位情况，及时调节补水阀门开度，巡检频繁工作量大，而且水封槽易出现缺水、满水外溢的问题。

本发明采用以下技术方案实现：一种焦炉上升管水封补水装置，其用于向多个焦炉上升管的水封槽补水，其包括：

补水总管；

多根补水支管，其分别与多个水封槽对应；每根补水支管的一端连通补水总管，另一端连通对应的水封槽；

水箱，其用于储水，且液面与所述水封槽的液面位于同一水平面上；补水总管的端部与水箱连通，并位于水箱的液面以下；

给水总管，其用于向水箱供水；

电磁阀，其安装在给水总管上，并用于打开或者关闭给水总管；以及

补水开关机构，其包括触点开关和控制器；触点开关的两个触点设置在水箱内，控制器电性连接触点开关；在至少一个触点位于水箱内的液面以上时，触点开关处于断开状态，并通过控制器驱动电磁阀打开，使给水总管向水箱注水；在两个触点均位于水箱内的液面以下时，两个触点由水的导电性而导通，触点开关通过控制器驱动电磁阀关闭，使给水总管停止向水箱注水。

作为上述方案的进一步改进，所述焦炉上升管水封补水装置还包括：

隔板，其设置在水箱内，并将水箱内的空间分隔成相通的两个储液槽；所述触点位于其中一个储液槽内，补水总管连通其中一个储液槽，给水总管的给水端位于其中另一个储液槽内。

进一步地，两个储液槽的体积相同，隔板与水箱的底壁具有一段距离。

作为上述方案的进一步改进，，所述焦炉上升管水封补水装置还包括：

多个补水阀门，其分别与多根补水支管对应；每个补水阀门安装在对应的补水支管上，并用于打开或者关闭对应的补水支管。

作为上述方案的进一步改进，两个触点所在的平面与水箱内的液面平行，且位于补水总管的上方。

作为上述方案的进一步改进，补水总管的端部连接在水箱的侧壁上，且位于所述水封槽的底壁的上方。

本发明的焦炉上升管水封补水装置，其通过补水总管和多根补水支管将水箱的水输送至水封槽中，从而对水封槽进行补水，而且本发明利用连通器原理，使得水箱内的液面始终与水封槽的液面齐平，使得通过调节水箱内的液面即可实现对多个水封槽的液面位置的调节，减少人工频繁调节的工作强度，省时省力。在本发明中，补水开关机构的两个触点设置在水箱内，在水箱内的水体未将两个触点均淹没时，两个触点之间未电连接，即触点开关处于断开状态，而此时控制器驱动电磁阀打开，使得给水总管向水箱注水，从而实现对水箱的自动补水，进而对水封槽进行自动补水。而当两个触点均被水箱内的水体淹没时，由于水具有导电性，因此，两个触点通过水电连接，即触点开关处于闭合状态，而此时控制器驱动电磁阀关闭，使得给水总管停止向水箱注水，防止水箱和水封槽内水体外溢，减少水资源的浪费。这样，所有水封槽内的液面始终位于一个合适的平面，而无需人工进行补水，实现焦炉的无人值守运行，节约焦炉用水。

本发明还提供一种焦化装置，其包括上升管和盖板；上升管设置在焦炉的上方，且顶部开设水封槽；盖板安装在上升管上，且底端插在所述水封槽内；所述焦化装置还包括上述任意所述的焦炉上升管水封补水装置；

其中，多根补水支管分别与多个水封槽对应；每根补水支管的一端连通补水总管，另一端连通对应的水封槽；水箱内的液面与所述水封槽的液面位于同一水平面上。

作为上述方案的进一步改进，所述焦化装置还包括回水主管；上升管的侧壁开设与所述水封槽相通的溢流口，回水主管与溢流口连通。

作为上述方案的进一步改进，所述焦化装置还包括桥管和集气管；所述焦炉产生的煤气通过上升管进入所述桥管，并在所述桥管内径循环氨水喷洒降温后进入所述集气管。

本发明还提供一种焦炉上升管水封补水方法，其应用于上述任意所述的焦炉上升管水封补水装置中，其包括以下步骤：

通过给水总管向水箱内注水，使所述水封槽内的液面与水箱内的液面位于同一平面；

在至少一个触点位于水箱内的液面以上时，驱动电磁阀打开，使给水总管向水箱注水；

在两个触点均位于水箱内的液面以下时，驱动电磁阀关闭，使给水总管停止向水箱注水。

附图说明

图1为本发明实施例1的焦炉上升管水封补水装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2的焦炉上升管水封补水装置的结构示意图；

图3为本发明实施例4的焦炉上升管水封补水装置的结构示意图。

符号说明：

1补水阀门8水箱

2盖板9隔板

3上升管10触点开关

4溢流口11控制器

5补水支管12电磁阀

6补水总管13给水总管

7回水主管

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供了一种焦炉上升管水封补水装置，其用于向多个焦炉上升管3的水封槽补水。其中，本实施例的焦炉上升管水封补水装置包括补水总管6、补水支管5、水箱8、给水总管13、电磁阀12以及补水开关机构，还可包括补水阀门1。

在本实施例中，补水总管6为一根单管，并单独设置，而在其他实施例中，补水总管6可与补水支管5一体成型。补水总管6可采用钢管，也可采用塑料管道，还可采用水泥制成的管道。补水总管6可接收外部输送的水，并将水输送至补水支管5。在本实施例中，补水总管6的内径可根据补水支管5的数量和内径进行设定，以保证向补水支管5提供足够流量的水，从而对水封槽进行补水。

补水支管5的数量为多根，并多根补水支管5分别与多个水封槽一一对应。其中，每根补水支管5的一端连通补水总管6，另一端连通对应的水封槽。补水支管5可直接焊接在补水总管6，也可与补水总管6一体成型。补水支管5可直接从上升管3的侧壁插入，并伸入在水封槽内。在水封槽内缺水时，补水支管5可通过补水总管6将外部的水送入，从而保证水封槽内液面高度始终不低于补水支管5另一端的高度。这里需要说明的是，补水支管5可与补水总管6选用同种材料，也可选用其他材料，以便于补水支管5的安装和拆卸。

水箱8用于储水，并且其液面与水封槽的液面位于同一水平面上。具体而言，补水总管6的端部与水箱8连通，并位于水箱8的液面以下。具体地，补水总管6的端部可连接在水箱8的侧壁上，且位于水封槽的底壁的上方。这样，水封槽与水箱8通过补水总管6与补水支管5构成连通器结构，使得水封槽与水箱8两者内的液面始终位于同一平面上。这样，在水封槽内水体蒸发而缺乏时，即可通过在水箱8内加水即可实现对水封槽内液面的调节，而且可统一调节多个水封槽内的液面，快速便捷，省时省力，节省人力成本。

给水总管13用于向水箱8供水，其将通过水泵等设备将外部的水输送至水箱8中。给水总管13的端部可位于水箱8内，并可通过其他固定结构进行固定，如采用支撑架进行固定。给水总管13内的水流量可根据补水总管6的水流量进行设定，以保证能够为补水总管6提供充足的水。

电磁阀12安装在给水总管13上，并用于打开或者关闭给水总管13。电磁阀12不仅可以控制给水总管13内水流的启闭，还可控制水流的流速，从而可以控制水箱8的进水量。在本实施例中，电磁阀12安装在给水总管13靠近水箱8的一端处，以便于快速地控制给水总管13向水箱8注水。

在本实施例中，补水开关机构包括触点开关10和控制器11。触点开关10具有两个触点，且这两个触点设置在水箱8内，控制器11电性连接触点开关10。优选地，两个触点所在的平面可与水箱8内的液面平行，且位于补水总管6的上方。其中，两个触点与水箱8内的液面存在以下两种情况。

第一种情况是，在至少一个触点位于水箱8内的液面以上时，两个触点之间断开，触点开关10处于断开状态，使得触点开关10通过控制器11驱动电磁阀12打开，使给水总管13向水箱8注水。控制器11可根据触点开关10的通断产生相应的开关信号，以对电磁阀12进行控制。如此，两个触点的位置即为补水的预设位置，当需要向水封槽补水时，即水封槽内的液面位于其中一个触点的下方时，电磁阀12打开使水总管13向水箱8注水，以实现对水封槽进行自动补水。

而第二种情况是，在两个触点均位于水箱8内的液面以下时，两个触点由水的导电性而导通，触点开关10通过控制器11驱动电磁阀12关闭，使给水总管13停止向水箱8注水。相应地，控制器11此时根据触点开关10的通断状态判断水箱8内的液面位置，从而避免水箱8的水量过多，防止给水总管13向水箱8注水过多而造成的水体外溢，避免水资源的浪费。这样，这两种情况相结合后，实现对多个焦炉上升管3的水封槽的自动补水。

补水阀门1的数量为多个，其具体的数量可与补水支管5相同，即多个补水阀门1分别与多根补水支管5一一对应。每个补水阀门1安装在对应的补水支管5上，并用于打开或者关闭对应的补水支管5。这样，使用人员也可通过控制补水阀门1，实现对单个补水支管5的水流的控制。在一些实际应用中，一些水封槽可能存在无需使用的情况，而此时向水封槽补水就会造成水资源的浪费，因此通过将对应的补水阀门1关闭后，就可以不对这些水封槽进行补水，可大大节约水资源，降低焦炉的用水成本。

综上所述，相较于现有的补水装置，本实施例的焦炉上升管水封补水装置具有以下优点：

本实施例的焦炉上升管水封补水装置，其通过补水总管6和多根补水支管5将水箱8的水输送至水封槽中，从而对水封槽进行补水，而且本实施例利用连通器原理，使得水箱8内的液面始终与水封槽的液面齐平，使得通过调节水箱8内的液面即可实现对多个水封槽的液面位置的调节，减少人工频繁调节的工作强度，省时省力。在本实施例中，补水开关机构的两个触点设置在水箱8内，在水箱8内的水体未将两个触点均淹没时，两个触点之间未电连接，即触点开关处于断开状态，而此时控制器11驱动电磁阀12打开，使得给水总管向水箱8注水，从而实现对水箱8的自动补水，进而对水封槽进行自动补水。而当两个触点均被水箱8内的水体淹没时，由于水具有导电性，因此，两个触点通过水电连接，即触点开关处于闭合状态，而此时控制器11驱动电磁阀12关闭，使得给水总管13停止向水箱8注水，防止水箱8和水封槽内水体外溢，减少水资源的浪费。这样，所有水封槽内的液面始终位于一个合适的平面，而无需人工进行补水，实现焦炉的无人值守运行，节约焦炉用水。

实施例2

请参阅图2，本实施例提供了一种焦炉上升管水封补水装置，其在实施例1的基础上增加了隔板9。隔板9设置在水箱8内，并将水箱8内的空间分隔成相通的两个储液槽。触点位于其中一个储液槽内，补水总管6连通其中一个储液槽，给水总管13的给水端位于其中另一个储液槽内。而且，两个储液槽的体积相同，隔板9与水箱8的底壁具有一段距离，使得两个储液槽的底部相通，以减少由于液面的频繁波动而造成触点开关10反复启停而产生的干扰和损伤，同时保护电磁阀12，减少装置的无动力消耗，实现无人值守。

实施例3

本实施例提供了一种焦化装置，其包括上升管3、盖板2以及实施例1或2中的焦炉上升管水封补水装置。上升管3设置在焦炉的上方，且顶部开设水封槽。盖板2安装在上升管3上，且底端插在水封槽内。其中，多根补水支管5分别与多个水封槽对应。每根补水支管5的一端连通补水总管6，另一端连通对应的水封槽。水箱8内的液面与水封槽的液面位于同一水平面上。该焦化装置还可包括焦炉的本体，而焦炉产生的高温煤气可通过上升管3和盖板2进行排放。本实施例的这种焦化装置，其具有的优点与对应的焦炉上升管水封补水装置相同，可方便实际的生产需要，降低了生产成本。

实施例4

请参阅图3，本实施例提供了一种焦化装置，其在实施例3的基础上增加了回水主管7、桥管和集气管。上升管3的侧壁开设溢流口4，溢流口4与水封槽相通，回水主管7与溢流口4连通。在水封槽内的水体过多时，水体会从溢流口4流入回水主管7并排放，防止水体外溢，还能够回收水资源。焦炉产生的煤气通过上升管3进入桥管，并在桥管内径循环氨水喷洒降温后进入集气管，再通过管道送至化产车间净化处理，防止煤气直接排放所造成的空气污染。

实施例5

本实施例提供了一种焦炉上升管水封补水方法，其应用在实施例1或实施例2中的焦炉上升管水封补水装置中，该方法包括以下步骤：

1、通过给水总管13向水箱8内注水，使水封槽内的液面与水箱8内的液面位于同一平面；

2、在至少一个触点位于水箱8内的液面以上时，驱动电磁阀12打开，使给水总管13向水箱8注水；

3、在两个触点均位于水箱8内的液面以下时，驱动电磁阀12关闭，使给水总管13停止向水箱8注水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。