Кладка камеры сухого тушения кокса

 

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК д НОЕ ПАТЕНТНОЕ

OMCTBO СССР

ПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 (7 ло (5 4

О ,Ю, О!

Изобретение относится к коксохимическому производству, а именно к кладке теплоаык агрегатов. например к кладке камеры

cyx ro тушения кокса, и может быть использовано в кладке тепловых агрегатов, относящиггол к другим отравллм промышленности. об иговым, нагревательным, плавильным идр.

Известна кладка камеры сухого тушения, включающая кладку зоны тушения кокса, цилиндрическую, коническую части камеры-наког ителя кокса и расположенную между ними кладку зоны косых ходов.

20, (54

КО (57 из га ко щи об

Су хо ко ка

) 4822521/05

03.05.90

07.02.93. Бюл. N . 5

Государственный всесоюзный институт проектированию предприятий коксохиеской промышленности

В.С.Кононенко, О.Н.Суренский, Т.А.Воарская, О.В.Илюхин и Л.С.Фролова

Справочник коксохимика, т.2, изд. Мелургия, М„1966 r„c.174, рис.10-2, Журнал Кокс и химия, N. 2, 1989, стр.19КЛАДКА КАМЕРЫуСУХОГО ТУШЕНИЯ

СА

Использование: коксохимическое проодство, а именно кладка тепловых агреов, например камера сухого тушения са, и также тепловые агрегаты, относяся к другим отраслям промышленности: иговым. нагревательным. и др, печам, ность изобретения: кладка камеры суо тушения кокса включает зону тушения са, цилиндрическую, коническую части еры-накопителя кокса, выполненные из еупорного кирпича и расположенную

„„. ЖÄÄ 1792962 А1

>s С 10 В 39/02 // F 27 D 1/00 между ними кладку зоны косых ходов, выполненную из бетонных блоков, кладки камеры в зоне косых ходов выполнены в два ряда по высоте, при этом бетонные блоки уложены вперевязку: в бетонном блоке нижнего ряда выполнен выступ, расположенный по продольной оси блока, соотношение ширины и длины которого составляет 0,4—

0,6, выступ образован двумя смежными выемками, каждая из которых выполнена в боковой грани блока нижнего ряда, нижний ряд кладки выполнен из бетонных блоков с выемками, формирующими газоотводящие каналы при стыковке их боковыми гранями, верхний ряд кладки выполнен из цельноформованных бетонных блоков с газоотводящими каналами в каждом из них, выступы указанных блоков имеют (в плане) прямоугольную форму,т являются перегородками между двумя выемками в боковых гранях и служат опорой для двух блоков верхнего ряда, отношение толщины стенок между двумя смежными косыми ходами нижнего и верхнего рядов соответственно составляет

0,65-0,85. 1 з.п. ф-лы, 8 ил;

Все зоны кладки камеры сухого тушейия кокса выполнены из мелкоштучного огнеупорного фасонного кирпича.

Недостатком кладки такой камеры сухого тушения кокса является недостаточная, 1 строительная прочность и малый срок службы (6 лет).

Основными факторами, влияющими на строительную прочность и продолжительность службы кладки в процессе эксплуатации является высокая температура (до

1050 C), возможные ее колебания, газовая

1792962 коррозия и эрозия кладки, Причиной газовой эрозии кладки является движение газовых потоков в одном направлении.

Механизм разрушения кладки камеры сухого тушения кокса следующий.

Поскольку кладка камеры выполняется из мелкоштучных фасонных огнеупоров на огнеупорном растворе (шамотном мертеле), то в целом она разнородна по структуре и

10 плотности, Огнеупорные изделия — плотный материал, материальные швы между нимиотносительно пористый материал. По истечении времени и под воздействием высокой °

15 температуры раствор обжигается и переходит в твердое состояние. Однако плотность и прочность его значительно ниже плотносТМ и прочности кирпича.

В .процессе эксплуатации камеры УСТК под действием высокой температуры, газовых коррозии и эрозии происходит вымывание (выдувание) раствора из швов. Между кирпичами кладки (с нагретой стороны) образуются зазоры, Деформация свободной

25 от раствора части фасонных огнеупоров оказывается больше, чем деформация части, которая соединена в кладке раствором, Эти деформации вызывают различные напряжения в каждом изделии, что приводит к образованию трещин. Дальнейшее соаМе- З0 стное воздействие высокой температуры, газовой коррозии и эрозии ускоряют процесс разрушения. Кроме того, наличие большого количества швов в кладке камеры значительно увеличивают возможность газопроницаемости, прогаров металлического кожуха и угара кокса, Другим недостатком является значительные капитальные затраты на сооруже40 ние кладки камеры сухого тушения -кокса (УСТК), сложность и.трудоемкость монтажадемонтажа кладки. Это обусловлено тем, что для строительства камеры УСТК используют большое количество (66 фасонных ма-. рок, из них 44 — для кладки зоны косых 45 ходов) различных типоразмеров мелкоштучного огнеупорного фасонного кирпича, выполнение кладки камеры осуществляют с . привлечением ручного труда в большом

50 объеме, а это приводит к значительной трудоемкости, сложности и замедлению производства работ по выполнению кладки камеры

УСТК (монтаж кирпичной кладки — 8 — 10 суток), Наиболее близким к изобретению по 55 . технической сущности и достигаемому ре зультату, прототипом, является более совершенная кладка камеры УСТК, в которой зона косых ходбв выполнена из огнеупорных бетонных блоков, Раскладка бет л:ных блоков зоны косых ходов камеры YCTK следующая: по периметру зоны косых ходов укладывают два типоразмера блоков, причем между собой они зеркальны. Каждый бетонный блок только с одной стороны имеет выемку. При этом, боковые плоскости с выемкой каждой сопряженной пары блоков образуют один косой ход, Кладку выполняют в один ряд по высоте всей. зоны косых ходов. Обращенная внутрь камеры УСТК часть бетонного блока в зоне косых ходов, консольно нависающая над нижележащей кладкой, является по строительной прочности наиболее слабым местом. Это обусловлено тем, что кладка УСТК в зоне косых ходов работает в режиме постоянных температурных перепадов (500 — 800 С), усугубляемых механическим воздействием движущейся массы кокса, что приводит к образованию вертикальных трещин в консольной части блоков и откалыванию ее по этим трещинам. А это в свою очередь приводит к ослаблению строительной прочности кладки камеры УСТК в целом и, как следствие, к резкому ухудшению гидравлического режима камеры.

Кроме того, недостаток состоит в том, что выполнение кладки в зоне косых ходов в один ряд не дает возможности осуществить перевязку бетонных блоков в этой зойе, что также ускоряет процесс разрушения кладки и снижает строительную прочность камеры УСТК.

Целью изобретения является повышение строительной прочности и долговечности кладки камеры УСТК эа счет предотвращения разрушения консольной части блоков в зоне кладки косых ходов.

Поставленная цель достигается тем, что в кладке камеры сухого тушения кокса, включающей зону тушения, цилиндрическую, коническую части камеры-накопителя кокса, выполненные из огнеупорного кирпича, и расположенную между ними зону косых ходов, выполненную из бетонных блоков, размещенных в кладке по периметру камеры тушения кокса с образованием сквозных каналов для отвода циркулирующих газов, согласно изобретению, зона косых ходов выполнена в два ряда по высоте, при этом нижний ряд выполнен из бетонных блоков, снабженных выступом, расположенным по продольной оси блока, обращенным внутрь камеры и образованным двумя смежными выемками, каждая из которых выполнена в боковой грани с образованием газоотводящего канала при стыковке блоков в этом ряду, а верхний ряд выполнен из цельноформованных блоков с газоотводящим каналом в каждом из них, при этом

1792962 со тношение ширины и длины"выступов сост вляет 0,4-0,9 а отношение толщины стено между двумя смежными косыми ходами ни него и верхнего рядов соответственно со тавляет 0,60-0,98.

Выступы блоков нижнего ряда имеют (в пл не) прямоугольную форму, выполнены в ви е перегородок между двумя выемками в бо овых гранях и одновременно в виде опор дл двух цельноформованных блоков верхне о ряда.

Укладка огнеупорных бетонных блоков в оне косых ходов в два ряда по высоте по валяет выполнить кладку со смещением (и ревязкой) блоков (в прототипе — перевязка при укладке блоков в один ряд отсутствует, В результате повышается строительная пр чность и герметичность наиболее слабого места зоны косых ходов — консольной части, подвергающейся наибольшему терм вескому и механическому воздействиям.

Экспериментально установлено; чтб соотно ение ширины и длины выступа должно имет оптимальные размеры (согласно иаобр тению К = 0,4 — 0,9).

Уменьшение соотйошетния, например

К 0,4, недопустимо, т.к, это будет уменьш ть строительную прочность кладки камеры в зоне косых ходов ввиду того, что при ум ньшении поверхнтостй опоры для блоков ве хнего ряда увеличивается давление на не, Увеличение соотношения (К > 0,9) влечет за собой уменьшение сечения косого хода, чт недопустимо по технологическим соображениям (выходное сечение косого хода до жно обеспечить необходимую равноме ность отсоса газов для нормального пр цесса тушения кокса).

Соотношение толщины стенок между дв мя смежными косыми ходами нижнего и ве хнего рядов кладки, согласно изобретени, в пределах С = 0,60-0,,98 является опти апьным.

Уменьшение или превышение указанны пределов, в первом случае, не обеспечи ает строительную прочность кладки из-за ослабления опоры для блоков верхнего яда кладки. а во втором случае — приводи к уменьшению проходного сечения га оотводящего канала, что B GBQK) очередь, приводит к эабиванйю указанных каналов коксом, к появлению усилий расййрания в н и1 и разрушению. ! Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая кладка каме ры УСТК отличается от известной конструктивными особенностями кладки в зоне косых ходов (конфигурацией огнеупор25

35 цилиндрической 2 и конической 3, кладки

55 блока 5 нижнего ряда 7 снабжена выемкой

9. Вместе они образуют выступ 10, который верхнего ряда 8. и

20 ных бетонйытх блоков, их конструктивными размерами; а также компоновкой в рядах).

Поэтому можно сделать вывод о cîîòâåòñòвии заявляемой кладки камеры УСТК критерию изобретения "новизна", Отличительные признаки кладкй камеры

УСТК не были обнаружены при исследовании публикаций патентной и научно-технической литературы, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения крите -: рию "существенные отличия".

На фиг.1 показана кладка камеры УСТК (все эоны по высоте) с бетонными блоками s коксоходной зоне, вертикальный разрез; на фиг.2 — показана кладка камеры УСТК с бетонными блоками в коксоходной зоне, в плане; на фиг.3 — показана кладка зоны ко-. сых ходов в два ряда, узел А на фиг.1; на фиг.4 — разрез Н на фиг.3, показана кладка блоков вперевязку (со сквозным газоотводящим каналом по высоте зоны); на фиг,5— конфигурация бетонного, цельноформованного блока с газоотводящим каналом внутри блока (верхний ряд); на фиг.6 — то же, вид сверху; на фиг.7 — конфигурация бетонногго блока с выемкой в каждой боковой грани для нижнего ряда кладки; на фиг.8 — то же, с

Выступом.

Кладка камеры сухого тушения кокса в зависимости от технологического назначения, конструктивных особенн6стей и применяемых огнеупорных изделий по высоте камеры состоит из частей камеры-накопителя кокса: кладки зоны тушения 1, кладки зоны косых ходов 4, Все зоны кладки камеры тушейия кокса (1, 2, 3), кроме зоны косых ходов 4, выполнены иэ мелкоштучного огнеупорного фасонного кирпича.

Кладка зоны косых ходов 4 выполнена из огнеупорных бетонных блоков 5 и 6 двух типоразмеров различной конфигурации, расположенных по периметру камеры тушения с образованием сквозным газоьтвосдя- щих каналов {см. фиг,3 и 4).

Согласно изобретению, указанные бетонные блоки 5 и 6 являются новыми элементами, неизвестными ранее.

Кладку камеры сухого тушения в зоне косых ходов 4 выполняют в два ряда по высоте: нижний ряд 7 иэ бетонных блоков 5 и верхний ряд 8 иэ бетонных блоков 6.

Каждая из боковых граней бетонного (в плане) имеет прямоугольную форму, является перегородкой между выемками 9 и опорой для двух вышележащих блоков 6

1792962

10 те совместного использования указанных отличительных признаков достигается по15 ительная прочность, долговечность кладки

20 повышение газоплотности кладки; повйшение эксплуатационной надеж25

35

Формула из об ре те н и я

1. Кладка камеры сухого тушения кокса, 40

45 строительной прочности камеры за счет 50 бетонных блоков, снабженных выступом, 55 расположенным по продольной оси блока, .

ЭкспЕриментально установлено, что для обеспечения строительной прочности соотношение ширины и длины выступов 10 составляет 0,4-0,9.

Бетонный блок 6 верхнего-ряда выполнен цельноформованным, с размещением посередине газоотводящего канала 11.

Кладку камеры тушения в зоне косых ходов выполняют в два ряда по высоте следующим образом, По периметру зоны косых ходов 4 нижний ряд 7 формируют из бетонных блоков 5, укладываемых рядом, При этом, каждый блок 5 одновременно участвует в образовании двух газоотводящих каналов (при укладке блоков 5 боковыми поверхностями с выемками 9).

На нижний ряд 9 бетонных блоков 5 укладь вают со смещением верхний ряд 8 цельноформованных блоков 6 с газоотводящими каналами 11 с образованием сквозных газоотводящих каналов по высоте зоны косых ходов 4. При этом, продольная ось цельноформованного блока 6 совмещена со стыком бетонных блоков5, Выступ 10 бетонного блока 5 является опорой для двух цельноформованных бетонных блоков 6, Для йредотвращения забивания коксом газоотводящего канала выемки 9 на боковых гранях блоков 5 нижнего ряда 7 накло нены, как правило, под углом не менее 60 С к горизон1"у. включающая зону тушения кокса, цилиндрическую и коническую части камеры-накопителя, выполненные из огнеупорного кирпича; и расположенную между ними кладку зоны косых ходов, выполненную из бетойных блоков; размещенных по периметру камерй тушения кокса с образованием сквозных газоотвода щих каналов, о т л ич а ю.щ а я с я тем, что, с целью. повышения предОтвращения разрушения консольной части. блоков в зойе кладки косых ходов; кладка косых ходов выполнена в два ряда по высоте. при Этом нижний ряд выполнен из

Соотношение толщины стенок между двумя смежными косыми ходами нижнего и верхнЕго рядов кладки соответственно составляет 0,6-0,98, Благодаря новой, усовершенствованной форме бетонных блоков, указанным соотношениям койструктивных их размеров, выпОлнению кладки в:два ряда и определенной компойовке блоков в рядах, в результаложительный эффект — предотвращение разрушения консольной части блоков зоны косых ходов. За счет этого повышается строкамеры тушения в целом, а также срок службы кладки с 6 до 9 лет.

Дополнительным преимуществом является: насти кладки камеры УСТК за счет предотвращения прогаров металлического кожуха и угара кокса; увеличение количества потушенного кокса и полученного пара; долговечности службы камер тушения кокса; снижение трудоемкости монтажа-демонтажа кладки камеры УСТК.

Годовой экономический эффект от использования в кладке камеры УСТК н зоне косых ходов бетонных блоков составит 105 тыс. руб, обращенным вйутрь камеры и образованным двумя смежными выемками, каждая из которйх выполнена в боковой грани с образованием газоотводящего канала при стыковке блоков в этом ряду, а верхний ряд вйполнен из цельноформованных блоков с газоотводящим каналом в каждом иэ них, причем отношение длины указанного выступа к его ширине составляет 0,4 — 0 9, а отношение толщин стенок между двумя смежными газоотводящими каналами нижнего и верхнего рядов составляет 0,6 — 0,98.

2. Кладка по п.1, отличающаяся тем, что выступы; выполненные в бетонных блоках нижнего ряда, имеют в плане прямоугольную форму, выполнены в виде перегоф док между выеМками в боковых грайях и одновременно в виде:опор для двух цельноформоваййых блоков верхнего ряда.

1792962 о

°, о

0 Од

О

0 О О 0 0

° ° О e ° о

° - о

О

О °

О О

0 -o-, Р е .О °

° 4

e °

0 4

dg© роО

0 а

Qg0

О»» Ю

0 °

Ф

0 о а а

Ф

4 р О о о

Ф

Оа

e °

;о.о

О р о °

О, О р

° О

©о о

Ооу

° °

Qgg

1 а ° оо а 1

° о ©»

1792962

Х-Х 0 0

° ° 4 о

° °

0o„

О О о

4

° о °

© °

0 О ф

° о о О <

° e eO о о .О.

4 °

Ф о

O О

° .О, - рО

Нужн00

Ряд 7

1792962

Рог 7

Составитель В.Сазонов

Техред М.Моргентал Корректор T.Âàøêîâè÷

Редактор Г.Никольская

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Зак з 481 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5