CN113072965A - 炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法，涉及化工技术领域。所述压力调节阀装置包括双圆筒调节阀和执行机构，双圆筒调节阀采用同轴内外嵌套的两个圆筒体结构，内圆筒体设置有开孔，外圆筒体设置有与内圆筒体开孔相覆盖的遮挡部及相应的连接筋，执行机构驱动外圆筒体绕内圆筒体自由转动，通过与内圆筒体的开孔配合改变气体流通截面面积，实现对煤气流量大小的调节。本申请调节阀装置结构简单、制造方便、控制精度高、使用安全，应用于炭化室压力单调***中其无烟装煤效果显著，可在改善焦炉生产操作环境的同时将装煤产生的荒煤气全部回收，具有良好的环境效益、经济效益和推广应用价值。

Description

炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法

技术领域

本发明实施例涉及化工技术领域，具体来说涉及一种炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法。

背景技术

焦炉炭化室压力是炼焦过程中的重要工艺控制参数。炭化室压力过高会导致大量有害荒煤气外泄，不仅污染环境、造成能源浪费，还会导致大量的粗煤气串漏到燃烧室，损坏焦炉设备；压力过低则会由于空气进入炭化室引起焦炭燃烧、灰分增加、降低焦炭品质，甚至还会同炉体建筑材料发生化学反应，导致炉体剥蚀，缩短炉体使用寿命。

现有技术中，通常采用焦炉炭化室压力调节***进行炭化室压力调控。目前的炭化室压力调节***主要有德国伍德公司的焦炉炭化室压力单调***、法国PW公司的焦炉炭化室压力单调***，以及国内的焦炉桥管翻板压力单调***。前二者调节***存在着控制复杂、造价太高的问题，国内的调节***虽然控制简单，造价便宜，但存在着调节精度差的问题，因为桥管翻板本来是一个切断阀，用作压力调节装置其精度不高，单炭化室压力无法根据结焦过程进行匹配控制。

基于上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法，解决现有国内焦炉炭化室压力调节中存在的精度低的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种炭化室压力调节阀装置、压力调节***及压力调节方法，通过改变气体流通截面面积的大小，实现对煤气流量大小的调节，结构简单，调节精度高。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

本发明一方面提供了一种炭化室压力调节阀装置，所述装置包括双圆筒调节阀和执行机构，双圆筒调节阀包括同轴内外嵌套的两个圆筒体，内圆筒体设置有开孔，外圆筒体设置有与内圆筒体开孔相覆盖的遮挡部及加强结构受力的连接筋，执行机构用于驱动外圆筒体绕内圆筒体自由转动，通过与内圆筒体的开孔配合改变气体流通截面面积，实现对煤气流量大小的调节。

基于上述装置，进一步的，所述执行机构包括气动执行装置和自动调节器，气动执行装置与外圆筒体连接驱动外圆筒体转动，自动调节器根据炭化室压力调节外圆筒体的转动角度。

作为优选，所述气动执行装置包括气缸，气缸与外圆筒体之间设置有连接杆，连接杆通过键槽与外圆筒体连接，气缸通过气泵向气缸主体内加压使气缸杆伸出，通过连接杆带动外圆筒体转动，从而部分挡住内圆筒体的开孔，改变燃气流通管道的截面积。

进一步的，所述自动调节器与压力变送器连接，压力变送器测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至自动调节器，自动调节器接收压力信号后进行负反馈调节，通过控制气缸气泵的运行时间调节气缸杆的伸出长度，进而控制外圆筒体转过的角度。

进一步的，所述自动调节器接收压力信号后进行负反馈调节，包括：当测压点的压力值高于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置开大双圆筒调节阀；当测压点的压力值低于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置关小双圆筒调节阀。

本发明另一方面提供一种炭化室压力调节***，包括集气管、上升管、桥管、切断阀，该***还包括如第一方面所述的炭化室压力调节阀装置及压力变送器，所述压力调节阀装置安装在切断阀上部，具***于上升管桥管下方、桥管承插口上方的位置，且压力调节阀装置与压力变送器连接。

基于上述炭化室压力调节***，进一步的，所述桥管上设置有测压点，压力变送器在测压点处测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至压力调节阀装置，压力调节阀装置接收压力信号并进行自动调节，当测压点的压力值高于设定值时，双圆筒调节阀开大；当测压点的压力值低于设定值时，双圆筒调节阀关小。

本发明还提供一种炭化室压力调节方法，可应用于第一方面所述的炭化室压力调节阀装置，以及另一方面所述的炭化室压力调节***，所述方法包括以下步骤：

在集气管负压状态时，为每个炭化室安装配置一套压力调节阀装置；

当装煤时，执行机构将双圆筒调节阀完全打开，炭化室与负压集气管连通形成负压环境，通过集气管将炭化室内产生的荒煤气抽走；

装煤结束后，压力调节阀装置根据压力变送器传送的炭化室压力信号，控制双圆筒调节阀的开度进行压力自动调节，实现不同结焦时期的桥管压力控制。

进一步的，所述炭化室压力调节方法还包括：在推焦作业时，执行机构将双圆筒调节阀完全关闭，进行集气管和炭化室隔断。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本申请实施例提供的一种炭化室压力调节阀装置，包括双圆筒调节阀和执行机构，双圆筒调节阀采用同轴内外嵌套的两个圆筒体结构，内圆筒体设置有开孔，外圆筒体设置有与内圆筒体开孔相覆盖的遮挡部及相应的连接筋，执行机构驱动外圆筒体绕内圆筒体自由转动，通过与内圆筒体的开孔配合改变气体流通截面面积，实现对煤气流量大小的调节。本发明的压力调节阀装置应用于炭化室压力单调***中，通过控制调节阀开度大小调节不同结焦时期的桥管压力，其无烟装煤效果显著，可在改善焦炉生产操作环境的同时，将装煤产生的荒煤气全部回收，具有良好的环境效益、经济效益和推广应用价值。此外，本调节阀装置结构简单、制造方便、控制精度高、使用安全，很好的弥补了现有国内焦炉炭化室压力调节装置存在的不足。

本申请实施例提供的炭化室压力调节***及压力调节方法，可采用上文所述的炭化室压力调节阀装置，并取得上文所述的技术效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种炭化室压力调节阀装置结构示意图；

图2为图1中炭化室压力调节阀装置的正视外部结构图；

图3为图2中炭化室压力调节阀装置的A-A向剖视图；

图4为图2中炭化室压力调节阀装置的B-B向剖视图；

图5为本申请实施例提供的一种炭化室压力调节方法流程示意图。

附图标记：

1-内圆筒体，2-外圆筒体，3-气缸，31-气缸主体，32-气缸杆，4-连接器，41-短轴，5-负重轮。

具体实施方式

为使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

图1至图4示出了本发明实施例提供的一种炭化室压力调节阀装置结构示意图。

结合图1至图4所示，本实施例的炭化室压力调节阀装置，包括有双圆筒调节阀和执行机构。所述双圆筒调节阀包括内圆筒体1和外圆筒体2，内圆筒体1和外圆筒体2同轴内外嵌套设置，内圆筒体1上设置有开孔，外圆筒体2设置有与内圆筒体1开孔相覆盖的部分及加强结构受力的连接筋，外圆筒体2可以自由转动，与内圆筒体1开孔配合，通过改变流通截面积的大小，实现对煤气流量调节的目的。所述压力调节阀装置的执行机构包括自动调节器和气动执行装置，执行机构用于驱动外圆筒体2转动，从而部分挡住内圆筒的开孔，内、外圆筒体配合改变燃气流通管道的截面积。

具体来说，气动执行装置可采用气缸3，气缸3通过连接杆4与外圆筒体2连接。参照图2所示，调节阀装置通过法兰盘4与燃气管道紧密连接固定后，通过气泵往气缸主体31内通气加压，使气缸杆32伸出，克服负重轮5的重力后，带动连接杆4的短轴41转动，进而带动与短轴41通过键槽配合的外圆筒体2转动，外圆筒体4转过一定角度后，可以部分挡住内圆筒体1的开孔，内、外圆筒体相互配合改变燃气流通管道的截面积，从而实现对燃气流量调节的目的。

所述压力调节阀装置的执行机构还具有自动调节功能。在桥管上设置测压点，通过压力变送器测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至自动调节器，自动调节器接收压力信号后进行负反馈调节，通过控制气泵的运行时间调节气缸杆32的伸出长度，进而控制外圆筒体2转过的角度。具体的，当测压点的压力值高于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置开大调节阀；当测压点的压力值低于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置关小调节阀，实现测压点处压力值与***设定值一致。

在安装时，本实施例的压力调节阀装置可加装在现有设备中切断阀的上部，具体可安装在上升管桥管下方、桥管承插口上方的位置。压力调节阀装置占用大约700mm高度的安装位置，上升管的高度要做相应的提高。

使用时，在装煤过程中，压力调节阀装置的执行机构把双圆筒调节阀完全打开，炭化室与负压集气管联通(集气管的压力为-200—-300Pa)，形成负压环境，集气管将炭化室内产生的荒煤气抽走，实现无烟装煤；在装煤结束后，测量变送器测量桥管压力，然后通过自动调节器调节每个炭化室调节阀开度，以控制在不同结焦时期的桥管压力，保持炭化室底部在整个结焦过程中微正压。

应当说明的是，本发明的压力调节阀装置，其结构简单、制造方便、控制灵活及精确度高，不仅适用于老焦炉的改造，还可应用于其它相关的气相压力调节中，如风机的出口、煤气管道的压力调节等。

基于如上所述的一种炭化室压力调节阀装置，本实施例还提供一种炭化室压力调节***，该***包括如上所述的炭化室压力调节阀装置，还包括压力变送器、集气管、上升管、桥管及切断阀，所述压力调节阀装置安装在切断阀上部，具***于上升管桥管下方、桥管承插口上方的位置，且压力调节阀装置与压力变送器连接。

进一步的，所述桥管上设置有测压点，压力变送器在测压点处测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至压力调节阀装置，压力调节阀装置接收压力信号并进行自动调节，当测压点的压力值高于设定值时，双圆筒调节阀开大；当测压点的压力值低于设定值时，双圆筒调节阀关小。

图5示出了本发明实施例提供的一种炭化室压力调节方法流程示意图。

参照图5，本实施例的炭化室压力调节方法，可应用于上述实施例中所述的炭化室压力调节阀装置，以及炭化室压力调节***，所述方法包括以下步骤：

S1、在集气管负压状态时，为每个炭化室安装配置一套压力调节阀装置；

S2、当装煤时，执行机构将双圆筒调节阀完全打开，炭化室与负压集气管连通形成负压环境，通过集气管将炭化室内产生的荒煤气抽走，实现无烟装煤；

S3、装煤结束后，压力调节阀装置根据压力变送器传送的炭化室压力信号，控制双圆筒调节阀的开度进行压力自动调节，若测压点的压力值过高则双圆筒调节阀开大，若测压点的压力值过低双圆筒调节阀关小，从而实现不同结焦时期的桥管压力控制，保持炭化室底部在整个结焦过程中微正压；

S4、在推焦作业时，执行机构将双圆筒调节阀完全关闭，进行集气管和炭化室隔断，确保生产安全。

本申请实施例提供的炭化室压力调节***及压力调节方法中未详述的内容，可参照上述实施例中提供的炭化室压力调节阀装置，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下所作的任何修改、改进和等同替换等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种炭化室压力调节阀装置，其特征在于，包括双圆筒调节阀和执行机构，双圆筒调节阀包括同轴内外嵌套的两个圆筒体，内圆筒体设置有开孔，外圆筒体设置有与内圆筒体开孔相覆盖的遮挡部，执行机构用于驱动外圆筒体绕内圆筒体自由转动，通过与内圆筒体的开孔配合改变气体流通截面面积，实现对煤气流量大小的调节。

2.根据权利要求1所述的一种炭化室压力调节阀装置，其特征在于，所述执行机构包括气动执行装置和自动调节器，气动执行装置与外圆筒体连接驱动外圆筒体转动，自动调节器根据炭化室压力调节外圆筒体的转动角度。

3.根据权利要求2所述的一种炭化室压力调节阀装置，其特征在于，所述气动执行装置包括气缸，气缸与外圆筒体之间设置有连接杆，连接杆通过键槽与外圆筒体连接，气缸通过气泵向气缸主体内加压使气缸杆伸出，通过连接杆带动外圆筒体转动，从而部分挡住内圆筒体的开孔，改变燃气流通管道的截面积。

4.根据权利要求3所述的一种炭化室压力调节阀装置，其特征在于，所述自动调节器与压力变送器连接，压力变送器测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至自动调节器，自动调节器接收压力信号后进行负反馈调节，通过控制气缸气泵的运行时间调节气缸杆的伸出长度，进而控制外圆筒体转过的角度。

5.根据权利要求4所述的一种炭化室压力调节阀装置，其特征在于，所述自动调节器接收压力信号后进行负反馈调节，包括：当测压点的压力值高于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置开大双圆筒调节阀；当测压点的压力值低于设定值时，自动调节器发出调节指令，通过气动执行装置关小双圆筒调节阀。

6.一种炭化室压力调节***，包括集气管、上升管、桥管、切断阀，其特征在于，该***还包括如权利要求1至5任一项所述的炭化室压力调节阀装置及压力变送器，所述压力调节阀装置安装在切断阀上部，具***于上升管桥管下方、桥管承插口上方的位置，且压力调节阀装置与压力变送器连接。

7.根据权利要求6所述的一种炭化室压力调节***，其特征在于，所述桥管上设置有测压点，压力变送器在测压点处测定炭化室压力信号，并将测得的压力信号传送至压力调节阀装置，压力调节阀装置接收压力信号并进行自动调节，当测压点的压力值高于设定值时，双圆筒调节阀开大；当测压点的压力值低于设定值时，双圆筒调节阀关小。

8.一种炭化室压力调节方法，应用于权利要求6或7所述的炭化室压力调节***，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在集气管负压状态时，为每个炭化室安装配置一套压力调节阀装置；

当装煤时，执行机构将双圆筒调节阀完全打开，炭化室与负压集气管连通形成负压环境，通过集气管将炭化室内产生的荒煤气抽走；

装煤结束后，压力调节阀装置根据压力变送器传送的炭化室压力信号，控制双圆筒调节阀的开度进行压力自动调节，实现不同结焦时期的桥管压力控制。

9.根据权利要求8所述的一种炭化室压力调节方法，其特征在于，所述方法还包括：在推焦作业时，执行机构将双圆筒调节阀完全关闭，进行集气管和炭化室隔断。

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