Гидравлический режим коксовых печей

Инженером Р.3. Лернером в 1937−1939 гг. разработаны следующие основные принципы гидравлического режима:

1. Давление в нижней части камеры к концу коксования должно быть положительным.
2. Давление в нижней части камеры к концу коксования должно быть больше давления в верхней части регенератора с восходящим потоком во всех случаях эксплуатации коксовых печей (нормальная работа, изменение периода коксования, остановка выдачи и остановка обогрева).
3. Распределение давления по высоте огневой системы должно быть постоянным в пределах одного периода коксования.

Гидравлический режим поддерживается таким, чтобы обеспечить в случае образования трещин в кладке постоянство перетоков газа из печных камер в отопительную систему в течение всего периода коксования и избежать перетоков продуктов сгорания из атмосферы и из отопительной системы в камеру.

Такое направление потока газа обеспечивает герметичность кладки в результате отложений в трещинах и в порах графита, образующегося при пиролизе углеводородов парогазовых продуктов коксования.

Многолетний опыт, специальные исследования и расчеты специалистов Коксохимической станции позволили выделить основные параметры, характеризующие правильный гидравлический режим коксовых печей:

1. Давление газа в камерах коксования от начала загрузки до отключения от газосборника должно быть всегда выше, чем в любой точке сопряженных с ними элементов отопительной системы и выше атмосферного давления.
2. Давление газов в камере в течение периода коксования является переменной величиной: резко колеблется и может в течение короткого промежутка времени непосредственно после загрузки повыситься до 980−1000 Па и более.
3. К концу периода коксования в камере может возникнуть разрежение. Это связано с условиями газовыделения (выход летучих из шихты обычно до 30%, а из готового кокса в пределах 1%). Однако оно должно поддерживаться положительным.
4. Перед выдачей кокса из печей перед отключением печи от газосборника давление газа у стены камер на уровне их пода должно быть не ниже 5 Па и не выше 20 Па. Для обеспечения положительного давления в камере коксования устанавливают соответствующее давление в газосборниках, которое автоматически поддерживают постоянным и регулируют. Обычно давление в камерах с полезной емкостью 21,6 нм3 составляет 120−140 Па, а в печах большой емкости и выше.
5. Давление газа в отопительной системе на восходящем потоке должно быть ниже, чем в любой точке сопряженной с ними камеры коксования. Для этого вверху вертикалов на восходящем потоке под крышками смотровых лючков должно поддерживаться давление 2 Па с колебаниями не более ±1 Па.

Указанные параметры являются одинаковыми для коксовых печей всех систем независимо от периода коксования, рода отопительного газа и времени года.

Увеличение или уменьшение разрежения в отдельных участках отопительной системы коксовых печей соответственно изменяет поступление газа и воздуха. Например, увеличение тяги в боровах и разрежения в наднасадочном пространстве («на глазках») регенераторов на нисходящем потоке без изменения размеров сечений для прохода газа и воздуха обусловливает поступление большего количества воздуха и частично газа. Таким образом изменение гидравлического режима в отопительной системе влияет на расход газа и, следовательно, на температурный режим печей. Поэтому для определенного периода коксования устанавливают и поддерживают постоянным разрежение в контрольных точках отопительной системы.

Полное уплотнение кладки камер вновь введенных в эксплуатацию батарей вследствие отложений графита в возможных неплотностях наступает обычно через 4−5 месяцев после пуска батареи. Для этой цели в этот период давление в газосборниках устанавливается на 30−50 Па выше необходимого. Характерными точками отопительной системы для оценки гидравлического режима являются газовоздушный клапан, «глазок» регенератора и верх вертикала (под крышкой смотрового лючка).

На восходящем потоке движение газов происходит от точек обогревательной системы с меньшим давлением к точкам с большим давлением. Такое направление движения обусловлено гидростатическим напором воздуха и бедного газа, подогретых в регенераторах и имеющих высокую температуру продуктов сгорания газа в вертикалах. На нисходящем потоке движущей силой является разрежение, создаваемое дымовой трубой.