AT234730B - Verfahren und Vorrichtung zum Abbau von Dampfspitzen aus Prozeßabfallwärmeverwertern mit variabler Dampferzeugung - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zum Abbau von Dampfspitzen aus Prozessabfallwärmeverwertern mit variabler Dampferzeugung 
Bei diskontinuierlich betriebenen Stahlwerkskonvertern mit nachgeschalteten Dampferzeugungsanla- gen ist es meistens schwierig, die spitzenförmig und nur zirka alle 40 oder 60 min anfallende Dampfmenge ineinemDampfnetz unterzubringen. Bekannt bzw. vorgeschlagen sind diverse Massnahmen zur teilweisen oder vollkommenen Vergleichmässigung dieser Dampfspitzen. 



   Zum Beispiel die Einschaltung einer Zusatzfeuerung in der Zeit zwischen zwei Blasperloden. Diese Zusatzfeuerung ergibt dann eine höhere mittlere Dampferzeugung über der Periode, so dass   die Überschuss-   menge gegenüber dem Mittel und daher auch das Speichervolumen kleiner wird. Der Ausgleich erfolgt beispielsweise über diverse Dampfspeicherschaltungen,   d. h.   durch Einbau von Ruthspeichern, welche in bezug auf den Kessel verschieden geschaltet werden können. Aus dem Gefälle und dem Speichervolumen ergibt sich die Speicherdampfmenge. Es muss zum vollkommenen Ausgleich solcher Dampfspitzen ein relativ grosses Speichervolumen bei hohem Konzessionsdruck vorgesehen werden.

   Bekannt ist weiters eine Schaltung, bei welcher der Dampf aus den Speichern noch einmal in den Kesselüberhitzer geführt oder erst in einem fremdgefeuerten Überhitzer die Überhitzungstemperatur erreicht wird. Weiters sind gewisse Kunstschaltungen, bekannt, die eine Verringerung der Speisepumpenleistung ermöglichen, indem die Kesseltrommel entweder sehr vergrössertwird und selbst, unter Hinzuziehung des gesamten Rohrsystemsdes Kessels, als Speicher fungiert oder indem die Kesseltrommel mit einer Speichertrommel parallelgeschaltet wird, um das Wasservolumen, und daher die Speicherfähigkeit zu vergrössern. 



   Bekannt sind weitersSchaltungen und Verfahren, bei welchen ein Teil des dem Speicher entnommenen Dampfes über Reduzierstationen zur Kesselspeisewasservorwärmung verwendet wird. 



   Die Verfahren mit vergrössertem Speicherinhalt der Trommel oder parallelgeschalteten Speichern und Trommeln haben den Nachteil, dass der Druck im Kesselsystem im Speicherdruckbereich schwankt. Die Speicherschaltungen mit reinenRuthspeichern, mit einer Druckregelung an der Ein- und Austrittsseite bei konstantem Kesseldruck, haben den Nachteil, dass zur Bewältigung der Spitzen grosse Speichervolumina erforderlich sind, wobei Speicher und Kessel für die Hochdruckseite ausgelegt werden müssen. 



   Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, den Kesseldruck konstant zu halten, die Speisewassertemperatur am Kesseleintritt ebenfalls möglichst konstant zu halten bzw. zu steuern und trotzdem das ganze System mit einem niedrigeren Druck, d. h. dem Druck betreiben zu können, der bei der Speicherschaltung   mit Ruthspeichern dem Austrittsdruck   entspricht und somit nicht nur wesentliche Investitionskosten bei Kessel und Speicher, sondern auch Betriebskosten durch wesentlich verringerte Speisepumpenleistungen zu ersparen.

   Dies wird   gemäss   der Erfindung dadurch erreicht, dass während der Prozesszeit die überschüssige Wärmemenge in Form von heissem Kesseltrommelwasser in   einem Behälter,   der vorzugsweise in einem Zweigstrang der Speisepumpendruckleitung liegt, gespeichert wird, dass gleichzeitig Kaltspeisewasser aus diesem Behälter dem Dampferzeuger zugeführt wird und dass die gesamte Speisewassermenge während des Prozesses über den Hauptstrang zum Economiser geführt wird, dass während   der Prozesspause   jedoch nur ein   minimalerTeil desSpeisewassers   über den Economiser und der Hauptteil über den Zweigstrang in den Behälter geht, wobei in der Prozesspause die Speisung vorwiegend mit dem in dem Behälter gesammelten Heisswasser erfolgt. 



   In   dorZeichnungzeigtFig. l einDiagramm einerbekanntenAnlage. wogegenFig. 2das   entsprechende 

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Diagramm einer erfindungsgemässenAnlage darstellt. Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemässen
Anlage, ährend die Fig. 4 und 5 etwas abgewandelte Ausführungsformen derartiger Anlagen darstellen. 



   Fig. 1 illustriert   die Verhältnisse   bei der bekannten Einschaltung eines Dampfgefällespeichers und einer
Speisewassertemperatur von z.   B. 105 C.   Die Spitzendampfmenge wird in einen Ruthspeicher geführt und   i erhöht während. der   Blaszeit dessen Druck vom Austrittsarbeitsdruck von z. B. 47 ata auf den Primärdruck von   z. B.   84 ata.   Kesselsystem,   Speicher, Rohrleitungen und Pumpen sind somit für einen Konzessionsdruck von   z. B.   88 ata auszulegen. 



   Die kontinuierliche Dampfmenge die aus Blasbetrieb, Zusatzfeuerung und Speicher an das Netz ab- gegeben werden kann, sowie das erforderliche Hochdruckspeichervolumen sind im Diagramm dargestellt. 



  Fig. 2 zeigt die   entsprechenden Verhältnisse   bei Speisewassermischvorwärmung auf z. B. 1650C durch das erfindungsgemässe Verfahren bei gleicher Zusatzfeuerungsleistung. 



   Der Konzessionsdruck des Systems und das Volumen des Speisewasserbehälters im Verhältnis zum
Dampfspeicher sind ungefähr halb so gross als bei den-üblichen Verfahren, dessen   Ergebnisse in Fig. 1   dar- gestellt wurden. 
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3Economiser 2 und Kesseltrommel 3 kesseltrommelwasserseitig ein Speisewasserbehälter 4 angeschlossen, der über einen Zweigstrang 7. der Speisepumpendruckleitung 6 von unten zwecks besserer Verteilung ge- gebenenfalls über Drosselorgane 24 mit Kaltspeisewasser versorgt wird. Die aus Sicherheitsgründen doppelt vorhandenespeisepumpe 10 fördert über   eineLeitung 5Kaltspeisewasserwelches   in der Blasperiode direkt 
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Umwälzpumpen 11 und soll   eine kontinuierliche Dampf menge   über die Leitung 13 an   die Verbraucher ab-   geben.

   Es werden daher die, während der Blasperiode des Konverters auftretenden überschüssigen Wärmemengen   inForm vonheissemKesseltrommelwasser   über die Leitung 7a in den oberen Teil des Speisewasser- behälters 4 abgegeben, wo sich ein immer grösser werdendes Heisswasservolumen 17 sammelt, während das im unteren Teil des Behälters 4 befindliche Kaltspeisewasser 18 über die Leitung 7b und Pumpe 12 in den Kessel gedrückt wird. Zur besseren Trennung von   Kalt- und Heisswasservolumen   im Speisewasserbehälter 4 ist ein Trennschwimmer 25 vorgesehen. Während der Blaspause des Konverters ist es umgekehrt, die Kesselspeisepumpe 10 speist hauptsächlich kaltes Speisewasser in den unteren Teil des Speisewasserbehälters, welches das oben   befindliche Heisswasser   über die Leitung 7a in die Kesseltrommel verdrängt.

   Der so mit heissem Wasser gespeiste Kessel ist mit einer nur geringen Zusatzheizung in der Lage die benötigte Menge Dampf zu liefern. Die Regelung erfolgt vorzugsweise vom Dampfdruck in der Verbraucherleitung aus über eine Regelleitung 14 und Regelorgane 21. 



   Die Fig. 3 zeigt die Schaltung bei Kaltspeisung des Kessels, so dass während der Blaszeit die gesamte oder fast gesamte Speisewassermenge über den Economiser, während der Blaspause, d. h. während des Zusatzfeuerungsbetriebes nur ein Minimalanteil des Speisewassers über den Economiser und der Rest über den Behälter geführt wird. 



   Bei   der Ausführung nachFig. 4   ist der untere Teil des Speisewasserbehälters 4 nicht direkt an die Kesseltrommel 3, sondern über einen Mischschieber 31 an die Zulaufleitung der Umwälzpumpe 11 angeschlossen. 



   Die Ausführung gemäss Fig. 5 unterscheidet sich von der vorhergehenden vor allem durch einen im Kessel angeordneten Überhitzer 30, der den an die Verbraucher abgegebenen Dampf überhitzt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Abbau von Dampfspitzen   aus Prozessabfallwärmeverwertern   mit variabler Dampferzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass während der Prozesszeit die überschüssige Wärmemenge in Form von   heissem Kesseltrommelwasser ineinemBehälter (4), der   vorzugsweise in einemZweigstrang derSpeisepumpendruckleitung liegt, gespeichert wird, dass gleichzeitig Kaltspeisewasser aus diesem Behälter (4) dem Dampferzeuger zugeführt wird und dass die gesamte Speisewassermenge während des Prozesses über den Hauptstrang zum   Economiseer   geführt wird, dass während der Prozesspause jedoch nur ein minimaler Teil des Speisewassers über den Economiser und der Hauptteil über den Zweigstrang in den Behälter geht,

   wobei in der Prozesspause die Speisung vorwiegend mit dem in dem Behälter (4)   gesammelten Heisswasser'   erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass während der Prozesszeit die im Behälter (4) während der Prozesspause gespeicherte Kaltspeisewassermenge durch eine der Dampfspitze proportionale Kaltwasserumwälzung und Mischung mit dem Kesseltrommelwasser erwärmt wird, wodurch der <Desc/Clms Page number 3> Heisswasseranteil (17) im Speisewasserbehälter (4) bis zu einem Maximum vergrössert ist.

   3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Prozesspause, in welcher im Dampferzeuger vorzugsweise eine Zusatzfeuerung in Betrieb ist, dem Behälter (4) imZweigstrang (7, 7a) Kaltspeisewasser zugeführt wird, welches den über dem jeweiligen Kaltwasseranteil gelagerten Heisswasseranteil in die Kesseltrommel (3) verdrängt, wobei demEconomiser (2) nur ein minimalerTeilstromKaltspeisewasser zugeführt wird, so dass derVolumsanteil des Kaltwasser (18) bis zu einem Maximum vergrössert ist.

   4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltwasserumwälzmenge bei konstanter Dampfabgabe automatisch vom Dampfdruck gesteuert wird.

   5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Economiser (2) und Behälter (4) geführten Kaltspeisewassermengen automatisch vom Dampfdruck gesteuert werden.

   6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) mit der Kesseltrommel (3) nur wasserseitig verbunden ist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für diesen Behälter (4) in der Zeit der Dampfspitze, d. h. während der Speisewasseraufwärmung über den Hauptstrang (6) und dem nachfolgenden Economiser (2) bei gleichzeitiger Wasserumwälzung zwischen Kesseltrommel (3) und Behälter (4) eine Umgehung vorgesehen ist.

   8. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Speisezweigstrang vorgesehene Behälter (4) vorzugsweise stehend angeordnet ist.

   9. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle der Umwälzpumpe (12) des Behälters ein automatisch vom Dampfdruck gesteuerter Mischschieber (31) vorgesehen ist, welcher das gewünschte Temperaturverhältnis für die Mischung von Kesseltrommelwasser und Kaltwasser einstellt (Fig. 4).

   10. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Heissspeisewasser aus der Kesseltrommel (3) und Kaltspeisewasser aus dem Behälter (4) in einem Mischer automatisch auf die gewünschte Mischtemperatur einregelbar sind.

   11. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischenKaltwasser- und Heisswasserpolster im Behälter (4) ein Trennschwimmer (25) vorgesehen ist, um die Vermischung von Heiss- und Kaltwasser weitgehend zu verhindern.