一种焦炉装煤烟尘控制装置及方法与流程

本发明涉及捣固焦炉生产技术领域的一种焦炉装煤烟尘控制装置，还涉及一种焦炉装煤烟尘控制方法。

背景技术：

在捣固焦炉生产中，配合煤经摇动给料机将煤不断的从煤塔中卸下，落入捣固煤槽中，经捣固机捣固成煤饼。捣固煤槽为长方形结构，由底部的托煤底板、两侧的活动壁、前挡板、后挡板构成。煤饼捣固完成装入炭化室前，煤槽两侧活动壁向两侧移动，前挡板打开，托煤底板及后挡板在链条传动的动力下将煤饼、托煤底板、后挡板送入炭化室，到位后，后挡板顶住煤饼，托煤底板后退，到限位后，后挡板开始后退，到限位停止，装煤车移走，由推焦车安上炉门，装煤结束。装煤过程中随着托煤底板及煤饼进入高温炭化室，煤饼遇到高温炭化室壁逐渐由小量到大量的产生含煤气的烟尘，产生的烟尘一部分由炉顶的消烟除尘车抽至相邻炭化室，一部分炉头烟由炉头收尘罩吸走，另一部分烟尘依靠高压氨水在桥管内高速喷射形成负压吸力抽至集气管。高压氨水泵依靠变频器控制，不装煤时保持最低转速，装煤时保持高转速。

在现有技术中，焦炉即将装煤时，由装煤车司机发信号给导烟除尘车司机，导烟除尘车司机打开高压氨水通往桥管的三通阀，同时控制高压氨水泵变频器由低速转向高速运行，提高氨水压力。在高压氨水的喷射下部分装煤烟尘依靠高压氨水喷射形成的负压吸至煤气集气管内，以保持焦炉装煤过程中不冒烟；在装煤结束后，导烟除尘车司机关闭三通阀，控制高压氨水泵变频器降低高压氨水泵的转速。

但是，由于信号传输依靠人工操作，存在高压氨水泵提速的提前及延后现象，从而使得装煤烟尘有时不能被吸走，逸散到大气中对环境产生影响，同时由于控制烟尘不外溢高压氨水泵而延长高压运行时间，导致高压氨水泵耗电增加、煤气中氧含量增加的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的问题，本发明提供一种焦炉装煤烟尘控制装置及方法，解决了装煤烟尘有时不能被吸走，逸散到大气中对环境产生影响，同时高压氨水泵耗电增加、煤气中氧含量增加的问题。

本发明采用以下技术方案实现：一种焦炉装煤烟尘控制装置，其包括：

底板，其托住煤饼，并用于将所述煤饼送入焦炉的炭化室内；

驱动电机，其通过联轴器驱动底板伸入或者拉出所述炭化室；

至少一个喷头，其安装在焦炉的桥管上，并用于将氨水喷射到所述桥管内，以产生抽吸底板进出所述炭化室所产生烟尘的负压；

氨水泵，其用于将氨水加压后输送至喷头；

变频器，其电性连接氨水泵，并用于调节氨水泵的转速；

其中，根据底板相对所述炭化室的行程x与底板进出所述炭化室所产生的烟尘量的对应关系一，相应预设出所述行程x与喷头喷射出氨水的压力f的对应关系二；所述焦炉装煤烟尘控制装置还包括：

行程采集单元，其用于记录联轴器正转或者反转的转数，并相应产生所述行程x；以及

控制单元，其根据所述行程x以及所述对应关系二，通过变频器相应调节氨水泵的转速，以使所述行程x与所述压力f满足所述对应关系二。

作为上述方案的进一步改进，所述行程采集单元包括正转计数模块和反转计数模块，所述正转计数模块包括发射器一和正转计数器，所述反转计数模块包括发射器二和反转计数器；发射器一和发射器二均安装在联轴器上，发射器一与正转计数器相对设置，发射器二与反转计数器相对设置；

其中，驱动电机正转并带动联轴器转动，正转计数器通过累计发射器一通过的次数而产生联轴器正转的转数；驱动电机反转并带动联轴器转动，反转计数器通过累计发射器二通过的次数而产生联轴器反转的转数。

作为上述方案的进一步改进，所述行程采集单元包括磁铁、感应器和行程计数器；所述磁铁安装在联轴器的边缘上；所述感应器靠近联轴器的边缘，且在所述磁铁通过时产生一个相应的脉冲信号，并将所述脉冲信号传输至所述行程计数器；所述行程计数器用于统计一个预设时间内的脉冲信号的数量，并相应产生联轴器转动的转数。

进一步地，所述感应器为霍尔式转速传感器。

作为上述方案的进一步改进，所述行程采集单元包括光电传感器和行程计数器；所述光电传感器的发射器安装在联轴器的边缘上，所述光电传感器的接收器相对所述发射器设置；联轴器通过转动带动所述发射器旋转，所述光电传感器在所述接收器接收到所述发射器发射的红外线时产生一个脉冲信号，并将所述脉冲信号传输至所述行程计数器；所述行程计数器用于统计一个预设时间内的脉冲信号的数量，并相应产生联轴器转动的转数。

作为上述方案的进一步改进，喷头的数量为多个，且多个喷头等间距固定在所述桥管的侧壁上。

作为上述方案的进一步改进，所述焦炉装煤烟尘控制装置还包括：

数据传输单元，其包括信号发射模块和信号接收模块；所述行程采集单元通过信号发射模块将所述行程x对应的数据信号发送至信号接收模块，信号接收模块将所述行程x对应的数据传输至所述控制单元。

作为上述方案的进一步改进，所述焦炉装煤烟尘控制装置还包括：

压力表，其用于显示氨水泵输送至喷头的氨水的压力值。

作为上述方案的进一步改进，定义所述行程x的极大值为max，极小值为min；其中，所述对应关系二为：

当min＜x＜0.5max时，所述压力f与所述行程x具有抛物线式的变化关系；

当0.5max≤x≤max时，所述压力f与所述行程x具有正比例的变化关系。

本发明的焦炉装煤烟尘控制装置，其驱动电机通过联轴器将底板送入或者拉出焦炉的炭化室，使得底板上煤饼能够在炭化室进行炭化，而通过氨水泵以及喷头，在炭化室内形成负压，以防止烟尘外逸，防止烟尘逸散而污染环境。在本发明中，行程采集单元能够记录联轴器转动的转数，并相应产生底板相对炭化室的行程，这样就可实时监测底板相对炭化室的位置。并且，控制单元根据底板行程与喷头喷射出氨水的压力之间的关系，相应调节氨水泵的转速，从而对喷头喷射出氨水的压力进行实时的调节，使得氨水压力能够按照预设的对应关系进行变化，避免了人工传输信号的时间误差，减少人工干预，实现氨水泵的自动控制，达到高效吸走装煤烟尘的同时实现氨水泵的节能运行。

本发明还提供一种焦炉装煤烟尘控制方法，其应用于上述任意所述的焦炉装煤烟尘控制装置中，其包括以下步骤：

根据底板相对所述炭化室的行程x与底板进出所述炭化室所产生的烟尘量的对应关系一，相应预设出所述行程x与喷头喷射出氨水的压力f的对应关系二；

通过记录联轴器正转或者反转的转数，相应产生所述行程x；

根据所述行程x以及所述对应关系二，通过变频器相应调节氨水泵的转速，以使所述行程x与所述压力f满足所述对应关系二。

本发明的焦炉装煤烟尘控制方法，其有益效果与本发明的焦炉装煤烟尘控制装置的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明实施例1的焦炉装煤烟尘控制装置的结构示意图；

图2为图1中的焦炉装煤烟尘控制装置的驱动电机处的结构示意图；

图3为本发明实施例1的对应关系一的坐标图；

图4为本发明实施例1的对应关系二的坐标图。

符号说明：

1驱动电机11信号发射模块

4氨水泵12联轴器

5变频器13发射器一

6信号接收模块14正转计数器

7喷头15发射器二

8焦炉16反转计数器

10底板

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以及图2，本实施例提供了一种焦炉装煤烟尘控制装置，其包括底板10、驱动电机1、喷头7、氨水泵4、变频器5、行程采集单元以及控制单元，还可包括数据传输单元和压力表。本实施例的这种焦炉装煤烟尘控制装置，其可用于在向焦炉8装煤时，防止装煤产生的烟尘外逸，并起到节能环保的作用。

底板10托住煤饼，并用于将煤饼送入焦炉8的炭化室内。底板10可与其他结构围成放置煤饼的捣固槽，如采用可活动的侧板以及端板进行组装，这样，就可以直接在捣固槽内将原煤捣固成煤饼，并将侧板和其中一个端板拆卸移动，利用底板10将煤饼送入炭化室内。在将煤饼送入炭化室的过程中，底板10相对炭化室的位置发生改变，这里可以将炭化室的位置设定为固定的背景位置，而底板10相对炭化室改变的距离即为底板10相对炭化室的行程，记为x。在本实施例中，底板10为矩形板，并且捣固槽呈长方体结构，而在其他一些实施例中，捣固槽和底板10的形状可根据煤饼的实际形状做出相应的调整。而且，底板10需采用耐高温的材料制成，可选用现有的托媒底板的材料制成。

驱动电机1通过联轴器12驱动底板10伸入或者拉出炭化室。联轴器12的两端分别连接驱动电机1和驱动底板10做直线运动的驱动机构，而驱动机构可采用曲柄滑块机构、凸轮机构、连杆机构、偏心轮、滚珠丝杆、链条中的一种结构。驱动电机1可以驱动底板10做往返运动，在一定的时间内，使底板10伸入中，而此时底板10上的煤饼在炭化室内高温炭化成煤气和烟尘，而需要将底板10撤出时，使驱动电机1反转即可。

喷头7安装在焦炉8的桥管上，并用于将氨水喷射到桥管内，以产生抽吸底板10进出炭化室所产生烟尘的负压。喷头7的数量可以为一个，也可以为多个。在仅采用一个喷头7时，喷头7可采用多喷射口的喷头，而在喷头7的数量为多个时，多个喷头7等间距固定在桥管的侧壁上。喷头7喷射氨水后，可使部分烟尘依靠高压氨水喷射形成的负压吸入煤气集气管中，使得焦炉8在装煤的过程中始终不冒烟。

氨水泵4用于将氨水加压后输送至喷头7，这样喷头7喷射出的氨水即可具有较大的压力，形成高压氨水。氨水泵4与变频器5电性连接，而变频器5用于调节氨水泵4的转速。在氨水泵4与喷头7之间，也可设置阀门，以实现调节喷头7喷射出氨水的压力大小。在实际应用中，由于焦炉8内产生的烟尘量随着底板10相对炭化室的行程x的变化而变化，在未将底板10伸入炭化室内时，若喷头7还是在喷射氨水，这样会造成氨水的浪费，增加煤饼炭化的成本，因此，使用人员可通过变频器5控制氨水泵4的转速，从而控制喷头7喷射出氨水的压力和喷射量，提高氨水的利用率，减少氨水浪费。

请参阅图3以及图4，为了能够最大利用氨水，本实施例根据底板10相对炭化室的行程x与底板10进出炭化室所产生的烟尘量的对应关系一，相应预设出行程x与喷头7喷射出氨水的压力f的对应关系二。其中，可定义行程x的极大值为max，极小值为min。则，对应关系二为：当min＜x＜0.5max时，压力f与行程x具有抛物线式的变化关系；当0.5max≤x≤max时，压力f与行程x具有正比例的变化关系。在本实施例中，min为0，而max为16。可以看出，煤饼产生的烟尘量随着行程x的增加逐渐增大，并且具有呈抛物线式的变化规律，而压力f总体上随着行程x的增加而增大，但是具有两段变化规律。在装煤的前段，此时压力f的增大趋势明显，与行程x呈抛物线式的变化规律，而在装煤的后段，压力f增大趋势逐渐放缓，可避免氨水的过度浪费。

行程采集单元用于记录联轴器12正转或者反转的转数，并相应产生行程x。在本实施例中，行程采集单元包括正转计数模块和反转计数模块，正转计数模块包括发射器一13和正转计数器14，反转计数模块包括发射器二15和反转计数器16。发射器一13和发射器二15均安装在联轴器12上，并且发射器一13与正转计数器14相对设置，发射器二15与反转计数器16相对设置。其中，驱动电机1正转并带动联轴器12转动，正转计数器14通过累计发射器一13通过的次数而产生联轴器12正转的转数。而驱动电机1反转并带动联轴器12转动，反转计数器16通过累计发射器二15通过的次数而产生联轴器12反转的转数。在装煤结束后延迟一定时间，即安装炉门的时间，可将氨水泵4降至待机低转速。

控制单元根据行程x以及对应关系二，通过变频器5相应调节氨水泵4的转速，以使行程x与压力f满足对应关系二。比如，若产生的行程x为4，根据压力f的随行程x变化的曲线，可相应找到对应的压力值，此时控制单元通过变频器5调节氨水泵4的转速，使得喷头7喷射出氨水的压力f达到所需的压力值。如此，行程x与压力f的变化始终按照对应关系二进行变化，可极大地提高氨水的利用率，还能够使氨水泵4最大化利用电能，避免电能的浪费。

当然，在本实施例中，还可在炭化室的内设定触动装置，在底板10进入并触动这个触动装置时，触动装置使控制单元开始工作，同时打开氨水泵4和变频器5，使喷头7喷射高压氨水。这样，在底板10没进入炭化室前，其他结构都不会工作，并会产生能量消耗和资源消耗，可降低相应的成本。其中，触动装置可以为触发开关，其与控制单元、氨水泵4和变频器5串联后再接入电源或者电源电路。

数据传输单元包括信号发射模块11和信号接收模块6。行程采集单元通过信号发射模块11将行程x对应的数据信号发送至信号接收模块6，信号接收模块6将行程x对应的数据传输至控制单元。这样，行程采集单元与控制单元之间就可以进行数据的无线传输，可避免采用线缆进行连接造成的意外发生，如线缆断裂等情况。

压力表用于显示氨水泵4输送至喷头7的氨水的压力值，以便于使用人员及时查看相应的氨水压力大小。由于装置在实际运行过程中，或多或少可能存在一些故障，而使用人员可以通过压力表及时查看到氨水的压力值，可避免及时发现装置可能存在的问题，从而做出相应的处理。

综上所述，相较于现有的焦炉装煤烟尘控制装置，本实施例的焦炉装煤烟尘控制装置具有以下优点：

本实施例的焦炉装煤烟尘控制装置，其驱动电机1通过联轴器12将底板10送入或者拉出焦炉8的炭化室，使得底板10上煤饼能够在炭化室进行炭化，而通过氨水泵4以及喷头7，在炭化室内形成负压，以防止烟尘外逸，防止烟尘逸散而污染环境。在本实施例中，行程采集单元能够记录联轴器12转动的转数，并相应产生底板10相对炭化室的行程，这样就可实时监测底板10相对炭化室的位置。并且，控制单元根据底板10行程与喷头7喷射出氨水的压力之间的关系，相应调节氨水泵4的转速，从而对喷头7喷射出氨水的压力进行实时的调节，使得氨水压力能够按照预设的对应关系进行变化，避免了人工传输信号的时间误差，减少人工干预，实现氨水泵4的自动控制，达到高效吸走装煤烟尘的同时实现氨水泵4的节能运行。

实施例2

本实施例提供了一种焦炉装煤烟尘控制装置，其与实施例1的焦炉装煤烟尘控制装置相似，区别在于行程采集单元的结构不同。在本实施例中，行程采集单元包括磁铁、感应器和行程计数器，感应器可采用霍尔式转速传感器。磁铁安装在联轴器12的边缘上。感应器靠近联轴器12的边缘，且在磁铁通过时产生一个相应的脉冲信号，并将脉冲信号传输至行程计数器。行程计数器用于统计一个预设时间内的脉冲信号的数量，并相应产生联轴器12转动的转数。在本实施例中，由于底板10在将煤饼送入炭化室的过程中，装煤的时间是在一个预定的范围内的，而底板10拉出时，时间也是一定的，故通过记录预设时间联轴器12转动的转数，即可相应产生底板10的行程。而且，驱动电机1正转与反转是交替进行的，故可以统一进行转数的记录，将正转的转数记录为正值，将反转的转数记录为负值，这样可以减少结构的设置，方便行程x的监测。

实施例3

本实施例提供了一种焦炉装煤烟尘控制装置，其与实施例1的焦炉装煤烟尘控制装置相似，区别在于行程采集单元的结构不同。在本实施例中，行程采集单元包括光电传感器和行程计数器。光电传感器的发射器安装在联轴器12的边缘上，光电传感器的接收器相对发射器设置。联轴器12通过转动带动发射器旋转，光电传感器在接收器接收到发射器发射的红外线时产生一个脉冲信号，并将脉冲信号传输至行程计数器。行程计数器用于统计一个预设时间内的脉冲信号的数量，并相应产生联轴器12转动的转数。这里需要说明的是，本实施例的行程采集单元与实施例2的行程采集单元的效果相同。

实施例4

本实施例提供了一种焦炉装煤烟尘控制方法，其应用在实施例1-3中任意一个实施例中的焦炉装煤烟尘控制装置中，该方法包括以下步骤：

1、根据底板10相对炭化室的行程x与底板10进出炭化室所产生的烟尘量的对应关系一，相应预设出行程x与喷头7喷射出氨水的压力f的对应关系二；

2、通过记录联轴器12正转或者反转的转数，相应产生行程x；

3、根据行程x以及对应关系二，通过变频器5相应调节氨水泵4的转速，以使行程x与压力f满足对应关系二。

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。