Кладка камеры сухого тушения кокса Советский патент 1993 года по МПК C10B39/02 F27D1/00 

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 плотности. Огнеупорные изделия - плотный материал, материальные швы между ними - относительно пористый материал. По истечении времени и под воздействием высокой температуры раствор обжигается и переходит в твердое состояние. Однако плотность и прочность его значительно ниже плотности 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 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 совместное, 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 сооружение кладки камеры сухого тушения кокса (УСТК), сложность и.трудоемкость монтажа- демонтажа кладки. Это обусловлено тем, что для строительства камеры УСТК используют большое количество (66 фасонных марок, из них 44 - для кладки зоны косых ходов) различных типоразмеров мелкоштучного огнеупорного фасонного кирпича, выполнение кладки камеры осуществляют с привлечением ручного труда в большом 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 . технической сущности и достигаемому результату, прототипом, является более совершенная кладка камеры УСТК, в которой зона косых ходив выполнена из огнеупорных бетонных блоков. Раскладка бетонных

блоков зоны косых ходов камеры УСТК 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

0 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 обуслов5 лено тем, что кладка УСТК в зоне косых ходов работает в режиме постоянных тем- пературных перепадов (500-800 °С), усугубляемых механическим воздействием движущейся массы кокса, что приводит к

0 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

5 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 осущест0 вить перевязку бетонных блоков в этой зоне, что также ускоряет процесс разрушения кладки и снижает строительную прочность камеры УСТК.

Целью изобретения является повыше5 ние строительной прочности и долговечности кладки камеры УСТК за счет предотвращения разрушения консольной части блоков в зоне кладки косых ходов. Поставленная цель достигается тем, что

0 в кладке камеры сухого тушения кокса, включающей зону тушения, цилиндрическую, комическую части камеры-накопителя кокса, выполненные из огнеупорного кирпича, и расположенную между ними зону

5 косых ходов, выполненную из бетонных блоков, размещенных в кладке по периметру камеры тушения кокса с образованием сквозных каналов для отвода циркулирую- . щих газов, согласно изобретению, зона ко0 сых ходов выполнена в два ряда по высоте, приэтом нижний ряд выполнен из бетонных блоков, снабженных выступом, расположенным по продольной оси блока, обращенным внутрь камеры и образованным двумя

5 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 газоотводя- щим каналом в каждом из них, при этом

соотношение ширины и длины выступов составляет 0,4-0,9 а отношение толщины стенок между двумя смежными косыми ходами нижнего и верхнего рядов соответственно составляет 0,60-0,98. .

Выступы блоков нижнего ряда имеют (в пл зне) прямоугольную форму, выполнены в ви де перегородок между двумя выемками в бо овых гранях и одновременно в виде опор дл1 двух цельноформрванных блоков верхне

о ряда.

Укладка огнеупорных бетонных блоков в лоне косых ходов в два ряда по высоте позволяет выполнить кладку со смещением (п( ревязкой) блоков (в прототипе - перевязка при укладке блоков в один ряД отсутствует). В результате повышается строительная прочность и герметичность наиболее слабого места зоны косых ходов - консольной части, подвергающейся наибольшему термическому и механическому воздействиям, Экспериментально установлено,; что соотно

им

бр

иение ширины и длины выступа Должно еть оптимальные размеры (согласно изоггению К 0,4-0,9).: Уменьшение сорт ношения, например 0,4, недопустимо, т.к. это будет уменьть строительную прочность кладки каме- в зоне косых ходов ввиду того, что при

зныиении поверхности опоры для блоков.

К

ш;

ры

ум

верхнего ряда увеличивается давление на

H6 J.

Увеличение соотношения (К 0,9) влечет

за1 чтс ра:

до ме пр|

собой уменьшение сечения косого хода, недопустимо по технологическим сорб- кениям (выходное сечение косого хода тжно обеспечить необходимую равно- рноеть отсоса газов для нормального эцесса тушения кокса)..

ДВ

Соотношение толщины стенок между мя смежными косыми ходаМи нижнего и верхнего рядов кладки, согласно изобретению, в пределах С 0,60-0,;98 является оптимальным.

Уменьшение или превышение указанны пределов, в первом случае, не обеспе- чинает строительную прочность кладки за ослабления опоры для блоков верхне- эяда кладки, а во втором случае - прйво- к уменьшению проходного сечения

оотводящего канала, что в свйю очередь,

изго

ДИ

газ

приводит к забиванию указанных каналов

коксом, к появлению убйлий распйрайия в

них и разрушению... . . . .

I Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая кладка камеры УСТК отличается от известной конструктивными особенностями кладки в зо.не косых ходоа (конфигурацией огнеупорных бетонных блоков, их конструктивными размерами; а также компоновкой в рядах). Поэтому можно сделать вывод о соответствии заявляемой кладки камеры УСТК крите- 5 рию изобретения новизна.

Отличительные признаки кладки камеры УСТК не были обнаружены при исследовании

публикаций патентной и научно-технической литературы, что позволяет сделать вШбд о.

0 соответствии заявляемого решения критерию существенные отличия.

На фиг.1 показана кладка камеры УСТК (все зоны по высоте) с бетонными блоками в коксоходной зоне, вертикальный разрез; на

5 фиг.2 - показана кладка камеры УСТК с бетонными блоками в коксоходной зоне, в плане; на фиг.З - показана кладка зоны косых ходов в два ряда, узел А на фйг.1; на фиг.4 - разрез I-I на фиг.З, показана кладка

0 блоков вперевязку (со сквозным газоотво- дящим каналом по высоте зоны); на фиг.5 - конфигурация бетонного, цельноформован- ного блока с газоотводящим каналом внутри блока (верхний ряд); на фиг.6 - то же, вид

5 сверху; на фиг.7 - конфигурация бетонноггр блока с выемкой в каждой боковой грани для нижнего ряда кладки; на фиг.З - то же, с выступом. :

Кладка камеры сухого тушения кокса в

0 зависимости от технологического назначения, конструктивных особенностей и применяемых огнеупорных изделий по высоте камеры состоит из частей камеры-накопителя кокса: кладки зоны, тушения 1, кладки

5 цилиндрической 2.и конической 3, кладки зоны косых ходов 4.

Все зоны кладки камеры тушения кокса (1, 2, 3), кроме зоны косых ходов 4, выполнены из мелкоштучного огнеупорного фасон0 ного кирпича.

Кладка зоны косых ходов 4 выполнена из огнеупорных бетонных блоков 5 и 6 двух типоразмеров различной конфигурации, расположенных по периметру камеры туше5 ния с образованием сквозных газоотвбдя- щих каналов (см. фйг,3 и 4).

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

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

Каждая из боковых граней бетонного

5 блока 5 нижнего ряда 1 снабжена выемкой 9. В месте он и образуют выступ 10, который (в плане) имеет прямоугольную форму, является перегородкой между выемками 9 и опорой для двух вышележащих блоков 6 верхнего ряда 8.

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 газоот водящего канала 11.

Кладку камеры тушения в зоне косых ходов выполняют в два ряда по высбте 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 газоотводящйх каналов (при укладке блоков 5 боковыми поверхностями с выемками 9). г--- .:

На нижний ряд 9 бетонных блоков 5 укладывают со смещением верхний ряд 8 цельноформованных блоков б с газоотводя- щими каналами 11 с образованием сквозных газобтвбдящих каналов по высоте зоны косых ходов 4. При этом, продольная ось цельноформованногЬ блока 6 совмещена со стыком бетонных блоковБ. Выступ 10 бетонного блока 5 является опорой для двух цель- ноформрванных бетонит блоков 6,

Для предотвращения забивания коксом газоотвОдящёгр канала выемки 9 на боковых гранях блоков 5 нижнего ряда 7 наклонены, как правило, под углом не менее 60°С к горизонту..:-: ; - -

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 конструктивных их размеров, выполнению кладки в два ряда и определенной компоновке блоков в рядах, в результате совместного использования указанных отличительных признаков достигается положительный эффект - предотвращение разрушения консольной части блоков зоны косых ходов. За счет этого повышается стройтёльная прочность, долговечность кладки камеры тушения в целом, а также срок службы кладки с 6 до 9 лет. ;

Дополнительным преимуществом является: . .. .-:; - повышение газоплотности кладки;

повышение эксплуатационной надежности 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 в зоне косых, ходов бетонных блоков составит 105

тыс.руб. ...:,.-:. : .

Формул а йзоб ретен и я

обращённым внутрь камеры и образованным двумя смежными выемками, каждая из которых выполнена в боковой грани с образованием газоотеодящего канзла при сты- К0в|се блоков в этом ряду, а верхний ряд выполнен из цельноформованных блоков с гааоотводящиМ каналом в каждом из 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, о t л и ч а ю щ а я с я тем, что выступы, выполненные в бетонных блоках нижнего ряда, имеют в плане прямоугольную форму, выполнены в виде перегородок Между выемкаМй в бОковы:х гранях и одновременно в виде опор для двух цельно- формбвакжых блоков верхнего ряда.

Фиг. 7

Фаг. 8