Способ и система динамической загрузки коксовой печи - RU2018123311A

1. Система загрузки угля, содержащая:

коксовую печь, содержащую отверстие машинной стороны, отверстие коксовой стороны напротив отверстия машинной стороны, противоположные боковые стенки и дно печи, ограниченное отверстием машинной стороны, отверстием коксовой стороны и противоположными боковыми стенками;

загрузочную штангу, имеющую ближнюю концевую часть, дальнюю концевую часть и противоположны стороны, определяющие длину загрузочной штанги, выполненную с возможностью перемещения по меньшей мере от отверстия машинной стороны в направлении отверстия коксовой стороны;

конвейерную систему, функционально соединенную с загрузочной штангой, и выполненную с возможностью загрузки угля в печь, причем указанная конвейерная система в процессе работы испытывает давление загрузки; и

систему управления, соединенную с загрузочной штангой, причем указанная система управления выполнена с возможностью автоматического перемещения загрузочной штанги по меньшей мере между отверстием машинной стороны и отверстием коксовой стороны так, что автоматическое перемещение загрузочной штанги определено по меньшей мере частично давлением цепи, испытываемым конвейерной системой.

2. Система загрузки угля по п. 1, дополнительно содержащая механизм блокировки, выполненный с возможностью удержания загрузочной штанги в начальном положении загрузки.

3. Система загрузки угля по п. 2, отличающаяся тем, что система управления выполнена с возможностью автоматического освобождения механизма блокировки и перемещения загрузочной штанги в направлении отверстия коксовой стороны после достижения предварительно установленного давления блокировки загрузки угля, причем система управления дополнительно выполнена с возможностью поддержания рабочего давления цепи в пределах предварительно установленного рабочего диапазона.

4. Система загрузки угля по п. 3, отличающаяся тем, что предварительно установленное давление блокировки загрузки составляет более 1700 фунтов на квадратный дюйм (1195218 кгс/м²).

5. Система загрузки угля по п. 3, отличающаяся тем, что указанный предварительно установленный рабочий диапазон составляет от 2000 до 3500 фунтов на квадратный дюйм (от 1406139 до 2460743 кгс/м²).

6. Система загрузки угля по п. 3, отличающаяся тем, что указанный предварительно установленный рабочий диапазон составляет от 2300 до 2900 фунтов на квадратный дюйм (от 1617060 до 2038902 кгс/м²).

7. Система загрузки угля по п. 1, отличающаяся тем, что перемещение загрузочной штанги от отверстия машинной стороны в направлении отверстия коксовой стороны представляет собой горизонтальное перемещение в первом направлении.

8. Система загрузки угля по п. 7, отличающаяся тем, что загрузочная штанга выполнена с возможностью горизонтального перемещения во втором направлении между противоположными боковыми стенками, так что система управления выполнена с возможностью автоматического перемещения загрузочной штанги в направлении по меньшей мере одной из противоположных боковых стенок печи.

9. Система загрузки угля по п. 1, отличающаяся тем, что давление загрузки представляет собой давление цепи.

10. Система загрузки угля, содержащая:

коксовую печь, содержащую отверстие машинной стороны, отверстие коксовой стороны напротив отверстия машинной стороны, противоположные боковые стенки и дно печи, ограниченное отверстием машинной стороны, отверстием коксовой стороны и противоположными боковыми стенками;

загрузочную штангу, имеющую ближнюю концевую часть, дальнюю концевую часть и противоположны стороны, определяющие длину загрузочной штанги, выполненную с возможностью горизонтального перемещения от отверстия машинной стороны в направлении отверстия коксовой стороны и вертикального перемещения в направлении от дна печи;

конвейерную систему, функционально соединенную с загрузочной штангой, и выполненную с возможностью загрузки угля в печь, причем указанная конвейерная система в процессе работы испытывает давление загрузки; и

систему управления, соединенную с загрузочной штангой, причем указанная система управления выполнена с возможностью автоматического перемещения загрузочной штанги по горизонтали в направлении отверстия коксовой стороны и по вертикали в направлении от дна печи, причем автоматическое перемещение загрузочной штанги определено по меньшей мере частично давлением загрузки, испытываемым конвейерной системой.

11. Система загрузки угля по п. 10, дополнительно содержащая систему привода, соединенную с системой управления, причем указанная система привода функционально соединена с загрузочной штангой, и при этом система управления использует систему привода по меньшей мере для вертикального перемещения загрузочной штанги в третьем направлении.

12. Система загрузки угля по п. 11, отличающаяся тем, что указанная система привода представляет собой по меньшей мере один из гидравлического привода, электрического привода или винтовой пары.

13. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что загрузочная штанга выполнена с возможностью горизонтального перемещения в направлении по меньшей мере одной из противоположных боковых стенок, причем система управления выполнена с возможностью автоматического перемещения загрузочной штанги в направлении по меньшей мере одной из противоположных боковых стенок печи.

14. Система загрузки угля по п. 10, дополнительно содержащая систему сканирования, закрепленную на загрузочной штанге, и соединенную с системой управления.

15. Система загрузки угля по п. 14, отличающаяся тем, что указанная система сканирования выполнена с возможностью сканирования печи для определения по меньшей мере одного из профиля дна печи или профиля печи.

16. Система загрузки угля по п. 15, отличающаяся тем, что система управления выполнена с возможностью автоматического перемещения загрузочной штанги в вертикальном направлении от дна печи в зависимости от определенного профиля дна печи или профиля печи.

17. Система загрузки угля по п. 14, отличающаяся тем, что система сканирования представляет собой по меньшей мере одно из камеры, лазера или радара.

18. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что каждая из противоположных сторон загрузочной штанги содержит внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, загрузочная штанга дополнительно содержит:

множество горизонтально ориентированных поперечных опорных кронштейнов, механически соединенных с противоположными сторонами загрузочной штанги; и

множество ребер жесткости, механически соединенных по меньшей мере с частью из множества поперечных опорных кронштейнов, причем каждое ребро жесткости расположено между поперечными опорными кронштейнами и противоположными сторонами загрузочной штанги так, что обращенная наружу поверхность каждого ребра жесткости прилегает к внутренней поверхности каждой из противоположных сторон загрузочной штанги, а обращенная внутрь поверхность каждого ребра жесткости прилегает к одному из поперечных опорных кронштейнов.

19. Система загрузки угля по п. 18, дополнительно содержащая опорный элемент, механически соединенный с ребром жесткости и поперечным опорным кронштейном.

20. Система загрузки угля по п. 19, отличающаяся тем, что указанный опорный элемент расположен на нижней части поперечного опорного кронштейна, причем опорный элемент содержит первую и вторую поверхности, расположенные приблизительно перпендикулярно друг другу, первая поверхность опорного элемента соединена с обращенной внутрь поверхностью ребра жесткости, а вторая поверхность опорного элемента соединена с нижней частью поперечного опорного кронштейна.

21. Система загрузки угля по п. 18, отличающаяся тем, что множество поперечных опорных кронштейнов полые и содержат отверстие полости в нижней части поперечного опорного кронштейна, выполненное с возможностью слива жидкости из отверстия полости.

22. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что противоположные стороны загрузочной штанги содержат верхнюю часть и нижнюю часть, система загрузки угля дополнительно содержит:

первое множество роликов, закрепленных на верхней части противоположных сторон загрузочной штанги, и

второе множество роликов, закрепленных на нижней части противоположных сторон загрузочной штанги.

23. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что дальняя концевая часть загрузочной штанги выполнена с возможностью проникновения в вертикальную плоскость отверстия машинной стороны печи, система загрузки угля дополнительно содержит:

вертикально ориентированную загрузочную головку, функционально соединенную с дальней концевой частью загрузочной штанги, причем указанная загрузочная головка содержит плоский корпус, расположенный в пределах плоскости загрузочной головки, нижнюю крайнюю часть, верхнюю крайнюю часть напротив нижней крайней части, переднюю поверхность и заднюю поверхность напротив передней поверхности, причем указанная задняя поверхность ориентирована в направлении ближней концевой части загрузочной штанги; и

толкательную пластину, функционально соединенную с задней поверхностью загрузочной головки, имеющую нижнюю поверхность зацепления угля, ориентированную в направлении назад и вниз по отношению к загрузочной головке.

24. Система загрузки угля по п. 23, отличающаяся тем, что толкательная пластина дополнительно содержит верхнюю отклоняющую поверхность, ориентированную в направлении назад и вверх по отношению к загрузочной головке, поверхность зацепления угля и отклоняющую поверхность, функционально соединенные друг с другом с другом, образующие остроконечный гребень, направленный назад в направлении от загрузочной головки.

25. Система загрузки угля по п. 23, отличающаяся тем, что система управления выполнена с возможностью поддержания рабочего давления загрузки в пределах предварительно установленного рабочего диапазона от 2000 до 3500 фунтов на квадратный дюйм (от 1406139 до 2460743 кгс/м²).

26. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что дальняя концевая часть загрузочной штанги выполнена с возможностью проникновения в вертикальную плоскость отверстия машинной стороны печи, система загрузки угля дополнительно содержит:

вертикально ориентированную загрузочную головку, функционально соединенную с дальней концевой частью загрузочной штанги, причем указанная загрузочная головка содержит плоский корпус, расположенный в пределах плоскости загрузочной головки, нижнюю крайнюю часть, верхнюю крайнюю часть напротив нижней крайней части, переднюю поверхность и заднюю поверхность напротив передней поверхности, причем указанная задняя поверхность ориентирована в направлении ближней концевой части загрузочной штанги; и при этом загрузочная головка дополнительно содержит пару противоположных крыльев на нижней концевой части загрузочной головки, каждое крыло имеет свободную концевую часть, расположенную на расстоянии от загрузочной головки, причем каждое из указанных противоположных крыльев образует открытое пространство, проходящее от внутренней поверхности противоположного крыла через плоскость загрузочной головки.

27. Система загрузки угля по п. 26 отличающаяся тем, что каждое крыло содержит первую поверхность, смежную с плоскостью загрузочной головки, и вторую поверхность, проходящую от первой поверхности в направлении свободной концевой части, причем первая поверхность расположена под углом к плоскости загрузочной штанги в направлении смежных сторон загрузочной штанги, а вторая поверхность расположена в пределах плоскости крыла, параллельной плоскости загрузочной головки.

28. Система загрузки угля по п. 10, отличающаяся тем, что давление загрузки представляет собой давление цепи.

29. Система загрузки угля по п. 10, дополнительно содержащая множество отверстий вертикальных труб внутри печи, причем каждое из указанных отверстий вертикальных труб расположено напротив дна печи, и при этом система управления выполнена с возможностью изменения толщины угля внутри печи для максимизации количества угля, загружаемого в печь, так что первая толщина угля, прилегающего к отверстиям вертикальных труб, больше второй толщины угля, не прилегающего к отверстиям вертикальных труб.

30. Способ динамической загрузки угольной системы, включающий этапы, в которых:

размещают загрузочную штангу в начальном положении загрузки коксовой печи, причем печь содержит отверстие машинной стороны, отверстие коксовой стороны напротив отверстия машинной стороны, противоположные боковые стенки и дно печи, ограниченное отверстием машинной стороны, отверстием коксовой стороны и противоположными боковыми стенками, и при этом начальное положение загрузки смежное с отверстием машинной стороны;

загружают уголь в печь в начальном положении загрузки с помощью конвейерной системы, функционально соединенной с загрузочной штангой, причем конвейерная система в процессе работы испытывает давление загрузки;

используют систему управления, автоматически перемещающую загрузочную штангу при одновременной загрузке угля в печь с помощью конвейерной системы; и

поддерживают давление загрузки в пределах предварительно установленного рабочего диапазона, пока печь не будет загружена.

31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что автоматическое перемещение загрузочной штанги включает автоматическое перемещение загрузочной штанги как в горизонтальном первом направлении, так и в горизонтальном втором направлении, причем горизонтальное первое направление параллельно оси z в направлении отверстия коксовой стороны печи, и причем горизонтальное второе направление параллельно оси x в направлении одной из противоположных боковых стенок печи.

32. Способ по п. 30 отличающийся тем, что автоматическое перемещение загрузочной штанги дополнительно включает автоматическое перемещение загрузочной штанги в вертикальном третьем направлении вдоль оси y от дна печи.

33. Способ по п. 32, дополнительно включающий использование системы привода для автоматического перемещения загрузочной штанги в вертикальном третьем направлении, причем указанная система привода представляет собой по меньшей мере один из гидравлического привода, электрического привода или винтовой пары.

34. Способ по п. 30, отличающийся тем, что автоматическое перемещение загрузочной штанги дополнительно включает автоматическое перемещение загрузочной штанги во вращательном четвертом направлении вокруг оси z.

35. Способ по п. 30, отличающийся тем, что автоматическое перемещение загрузочной штанги дополнительно включает автоматическое перемещение ближнего конца загрузочной штанги во вращательном пятом направлении вокруг оси x, так что когда загрузочная штанга перемещена в указанном пятом направлении, загрузочная штанга наклонена вверх или вниз, а ближний конец загрузочной штанги находится ниже или выше дальнего конца загрузочной штанги.

36. Способ по п. 32, отличающийся тем, что загрузочная штанга дополнительно содержит ближнюю концевую часть, дальнюю концевую часть и противоположные стороны, определяющие длину загрузочной штанги, причем начальное положение загрузки включает начальную высоту загрузки, указанный способ дополнительно включает:

поддержание дальней концевой части загрузочной штанги на начальной высоте загрузки во время перемещения загрузочной штанги в направлении отверстия коксовой стороны.

37. Способ по п. 30, отличающийся тем, что начальное положение загрузки включает начальную высоту загрузки, причем автоматическое перемещение загрузочной штанги дополнительно включает автоматическое перемещение загрузочной штанги в вертикальном третьем направлении для поддержания указанной начальной высоты загрузки.

38. Способ по п. 30, отличающийся тем, что полностью загруженная коксовая печь содержит угольный слой, имеющий в целом постоянную толщину.

39. Способ по п. 30, отличающийся тем, что печь дополнительно содержит множество отверстий вертикальных труб, расположенных в непосредственной близости к противоположным боковым стенкам печи, указанный способ дополнительно включает:

загрузку угля в печь в первой зоне для создания первого слоя угля, имеющего первую толщину; и

загрузку угля в печь во второй зоне для создания второго слоя угля, имеющего вторую толщину, большую первой толщины;

причем первая зона смежная по меньшей мере с одним из множества отверстий вертикальных труб, а вторая зона находится на расстоянии от множества отверстий вертикальных труб.

40. Способ по п. 30, отличающийся тем, что полностью загруженная коксовая печь содержит угольный слой, имеющий в целом равномерную плотность.

41. Способ по п. 30, дополнительно включающий этапы, в которых:

блокируют загрузочную штангу в начальном положении загрузки до достижения предварительно установленного давления загрузки.

42. Способ по п. 30, дополнительно включающий этап, в котором:

сканируют печь для определения по меньшей мере одного из профиля печи или профиля дна печи.

43. Способ по п. 42, отличающийся тем, что сканирование дна печи происходит перед загрузкой угля в печь в начальном положении загрузки, указанный способ дополнительно включает:

отведение загрузочной штанги из печи после загрузки печи; и

повторное сканирование печи после загрузки угля в печь и загрузку дополнительного угля в печь.

44. Способ по п. 42, отличающийся тем, что сканирование дна печи для определения профиля печи происходит после полной загрузки печи, причем профиль печи включает толщину или высоту загруженной печи.

45. Способ по п. 32, дополнительно включающий этапы, в которых:

сканируют дно печи для определения профиля дна печи;

в результате сканирования дна печи определяют положение для любого углеродного материала, включенного в профиль печи; и

автоматически регулируют загрузочную штангу в вертикальном третьем направлении.

46. Способ по п. 45, отличающийся тем, что автоматическое регулирование загрузочной штанги включает регулирование загрузочной штанги в вертикальном третьем направлении для достижения в целом постоянной толщины по всей печи.

47. Способ по п. 30, отличающийся тем, что загрузка угля в печь в начальном положении загрузки включает загрузку угля в печь на начальной высоте загрузки, указанный способ дополнительно включает:

автоматически регулируют загрузочную штангу в вертикальном направлении для поддержания начальной высоты загрузки.

48. Способ по п. 30, дополнительно включающий этап, в котором:

толкают по меньшей мере часть угля, загружаемого в печь, зацепляя порции угля толкательной пластиной, функционально соединенной с загрузочной штангой так, чтобы указанные порции угля сжимались под поверхностью зацепления угля толкательной пластины.

49. Способ по п. 30, дополнительно включающий этапы, в которых:

отводят загрузочную штангу из печи после загрузки печи; и

используют систему управления, автоматически перемещающую загрузочную штангу во время отведения в вертикальном третьем направлении вдоль оси y от дна печи.

50. Система загрузки угля, содержащая:

коксовую печь, содержащую отверстие машинной стороны, отверстие коксовой стороны напротив отверстия машинной стороны, противоположные боковые стенки и дно печи, ограниченное отверстием машинной стороны, отверстием коксовой стороны и противоположными боковыми стенками;

загрузочную штангу, включающую ближнюю концевую часть, дальнюю концевую часть и противоположны стороны, определяющие длину загрузочной штанги, выполненную с возможностью перемещения по меньшей мере между отверстием машинной стороны и отверстием коксовой стороны, указанная загрузочная штанга дополнительно содержит конвейерную систему, выполненную с возможностью загрузки угля в печь; и

энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, исполняемый одним или большим количеством процессоров, заставляющий компьютер выполнять:

сканирование печи для определения по меньшей мере одного из профилей печи;

загрузку угля в печь с помощью загрузочной штанги;

автоматическое перемещение загрузочной штанги в ответ на профиль печи при одновременной загрузке угля в печь, причем указанная загрузочная штанга выполнена с возможностью (1) горизонтального перемещения вдоль оси x, (2) горизонтального перемещения вдоль оси z и (3) вертикального перемещения вдоль оси y.

51. Система загрузки угля по п. 50, отличающаяся тем, что печь дополнительно содержит множество отверстий вертикальных труб, расположенных в непосредственной близости к противоположным боковым стенкам печи, причем загрузка угля в печь создает толщину угля внутри печи, указанные один или большее количество процессоров дополнительно заставляют компьютер выполнять:

изменение толщины угля внутри печи на основании профиля печи для максимизации количества угля, загружаемого в печь, так что толщина угля, прилегающего к отверстиям вертикальных труб, больше толщины угля, расположенного на расстоянии от отверстий вертикальных труб.

52. Машиночитаемый носитель данных, содержащий исполняемые компьютером команды, заставляющие устройство обработки данных выполнять способ автоматической загрузки угольной системы, включающий этапы, в которых:

получают заданное значение, соответствующее желаемому давлению загрузки, поддерживаемому угольной системой во время загрузки угольной системы;

получают текущее значение фактического давления загрузки, соответствующее давлению, передаваемому в устройство обработки данных из угольной системы;

если текущее значение выше заданного значения, передают команды на перемещение угольной системы из первого положения во второе положение, приводящее к падению указанного текущего значения ниже заданного значения;

если текущее значение не выше заданного значения, передают команды на удержание угольной системы в первом положении.