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Verfahren zum Betrieb von Gas- oder Winderhitzeranlagen und
Anlage zur Durchführung desselben
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb von Gas-oder Winderhitzeranlagen mit Regenerativerhitzern, von denen jeweils einer oder mehrere aufgeheizt werden und ein anderer zum Erhitzen des Gases oder Windes dient, und die mit einem von den Abgasen des oder der aufzuheizenden Erhitzer durchströmten Rekuperator verbunden sind.
Insbesondere bei Winderhitzern für Hochofenanlagen wird heute die Forderung gestellt, den Wind mit höheren Temperaturen als bisher üblich dem Hochofen zuzuführen. Während man bisher vorwiegend mit Temperaturen vor dem Hochofen von 800 bis 1000 C arbeitete, sind heute zwecks Koksersparnis und Leistungssteigerung Temperaturen bis 13000C erwünscht.
DieseF orderung lässtsich bei geeigneter feuerfester Auskleidung der Cowper durch Beheizen mit heizwertkräftigen Heizmitteln erfüllen, ohne dass zur Erzielung der erforderlichen hohen Verbrennungstemperaturen eineVorwärmung der Heizmittel erforderlich ist. Beim Hochofenbetrieb fällt Gichtgas als Abfallgas an, was infolge seines relativ niedrigen Preises zur Beheizung der Winderhitzer gern benutzt wird.
Gichtgas ist jedoch ein Schwachgas mit niedrigem Heizwert, mit dem sich nur entsprechend niedrige Verbrennungstemperaturen erzielen lassen. Soll z. B. Wind auf über 13000C erhitzt werden, so sind in der Aufheizperiode Verbrennungstemperaturen im Brennschacht und in der Kuppel der Winderhitzer von zirka 16000C erforderlich, was bei Verwendung von Gichtgas nur möglich ist, wenn Gichtgas und Verbrennungsluft, bevor sie dem Brenner zugeführt werden, auf z. B. zirka 4000C vorgewärmt werden.
Es wäre z. B. möglich, Gichtgas mit Starkgas zu mischen, um die Vorwärmung zu vermeiden. Dies ist jedoch ebenso wie die ausschliessliche Verbrennung von Starkgas aus wirtschaftlichen Gründen meistens unerwünscht, weil der Kalorienpreis des Starkgases meist höher liegt als der des Schwachgases.
Es ist bekannt, die zur Erzielung der erwünschten hohen Verbrennungstemperaturen erforderliche Vorwärmung der Heizmittel bei Schwachgasbeheizung in einem den Cowpern nachgeschalteten Rekuperator vorzunehmen, der von den Abgasen des jeweils aufzuheizenden Cowpers durchströmt wird.
Man hat auch vorgeschlagen, den üblichen Regeneratoren am kalten Ende einen Rekuperator zur Windvorwärmung auf z. B. 5000C vorzuschalten. Bei einem derartigen Verfahren zum Betrieb von Gasoder Winderhitzern kann infolge guter W rmeübertr. agungsverh ltnisse im Rekuperatorteil die Regenerativerhitzerheizfläche relativ klein gehalten werden. Auch lässt sich bei dieser Anordnung ein relativ geringer Temperaturabfall des Heisswindes über die Periode erzielen. Nachteilig dabei ist jedoch, wie bei jedem normalen Regenerativerhitzer, dass bei Anwendung von Schwachgas die neuerdings erwünschten hohen Temperaturen vonz.
B. 1400 bis 16000C in der Aufheizperiode im Brennschacht und in der Kuppel der Winderhitzer nicht erreicht werden können, so dass entweder die zusätzliche Verwendung von Starkgas erforderlich ist oder aber eine Vorwärmung der Heizmittel (Schwachgas und/oder Luft) mit Wärme aus fremden Wärmequellen vorgenommen werden muss.
Bei der Aufheizung eines Winderhitzers steigen die Abgastemperaturen mit zunehmender Aufheizung des Gitterwerks stetig an. Bei Beginn der Aufheizung nimmt das Gitterwerk in der Zeiteinheit grössere Mengen Wärme auf als gegen Ende, so dass die Abgastemperatur am Ende der Aufheizperiode wesentlich
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höher liegt als am Anfang. Infolge dieser Temperaturschwankungen der aus dem Winderhitzer in den Rekuperator eintretenden Abgase werden auch die im Rekuperator vorgewärmten Heizmittel (Gas und Luft) am Anfang der Aufheizperiode weniger stark vorgewärmt als am Ende derselben. Gegen Ende der Aufheizperiode steigen somit die Temperaturen in der Winderhitzerkuppel in unerwünschter Weise an.
Die Erfindung besteht nun darin, den während der Aufheizung aus dem oder den Erhitzern austretenden Abgasen entsprechend den zunehmenden Abgastemperaturen vor Eintritt in den Rekuperator derart abnehmende Wärmemengen zuzuführen, dass die gewünschte Temperatur der vorgewärmten Heizmittel stets erreicht und konstant gehalten wird, unabhängig davon, mit welcher Temperatur das Abgas in den Rekuperator eintritt.
Dadurch wird unter grösstmöglicher Wärmeausnutzung die Temperatur der Verbrennungsmittel auf gleicher Höhe gehalten, u. zw. auf der Höhe, die für die gewünschte Temperatur des Winderhitzers erforderlich ist.
Die Wärmezufuhr zu dem Rauchgas wird gemäss der Erfindung mittels einer oder mehrerer in die Rauchgasleitung einmündender Brenner vorgenommen. Es ist aber auch jede andere Art von Wärmequelle für die Wärmezufuhr möglich.
In der aus dem Rekuperator austretenden Brennstoff- bzw. Luftleitung sind Thermostaten angeordnet, die auf die gewünschteVorwärmtemperaturder aus dem Rekuperator austretenden Verbrennungsmittel eingestellt sind und den oder die in der Abgasleitung zum Rekuperator angeordneten Brenner so durch über die Beheizungsperiode abnehmende Wärmezufuhr regeln, dass die Vorwärmtemperatur auf der gewünschten Höhe konstant gehalten wird.
Die Durchführung der Erfindung ist unabhängig von der Art des für die Aufheizung des Erhitzers verwendeten Brennstoffes. Es ist auch gegebenenfalls möglich, nur die Verbrennungsluft im Rekuperator vorzuwärmen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise schematisch veranschaulicht. Fig. 1 ist eine Sei- tenansicht einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren betriebenen Winderhitzeranlage. Fig. 2 zeigt diese im Grundriss.
Mit 1 und 2 sind die nach dem bekannten Cowpersystem ausgebildeten Regenerativerhitzer bezeichnet, die mit einem Gitterwerk 3 ausgestattet sind und die von einem an die Cowperkuppel angeschlossenen Brennschacht 4 durch eine nicht näher dargestellte Brennereinrichtung 5 aufgeheizt werden. Die das Gitterwerk 3 von oben nach unten durchströmenden heissen Abgase geben ihre Wärme an das Gitterwerk ab und ziehen unten bei 6 ab. Der zu erhitzende Wind wird in der Erhitzungsperiode unten bei 7 zugeführt und durch einen Stutzen 8 des Brennschachtes 4 abgezogen.
Die Erfindung ist in gleicherweise durchführbar bei Erhitzern, bei denen der Brennschacht 4 innerhalb der Erhitzer 1, 2 angeordnet ist.
Die Abgasableitungen 6 der Regenerativerhitzer 1, 2 sind durch eine Leitung 9 miteinanderverbunden und jede durch ein Absperrorgan 10 absperrbar. Die gemeinsame Abgasleitung 9 ist durch eine Leitung 21 mit einem Rekuperator 12 verbunden, in dem das Abgas seine Wärme an die zur Aufheizung der Regenerativerhitzer dienenden Heizmittel abgibt. Das Abgas zieht bei 11 aus dem Rekuperator'12 ab und wird durch einen nicht dargestellten Kamin abgeführt.
Beispielsweise wird Gichtgas durch die Leitung 13 und Verbrennungsluft durch die Leitung 14 durchdenRekuperatorgeführtunddurchdieLeitungen 15,16 aus dem Rekuperator abgezogen. Die Gasoder Luftleitungen 15. 16 sind mit gemeinsamen Leitungen 17,18 verbunden, die zu den Brennern 5 der Brennschächte 4 der beiden Regenerativerhitzer 1, 2 führen und mit Absperrorganen 19, 20 versehen sind.
In der Leitung 21 ist ein Brenner 23 angeordnet. In den aus dem Rekuperator 12 austretenden Gas-und Luftleitungen 15,16 sind ferner Thermostaten 22 eingebaut, die in nicht näher dargestellter Weise die Brennstoff- und Luftzufuhr zum Brenner 23 derart regeln, dass die eingestellte Vorwärm- temperatur von Gas und Luft während der ganzen Aufheizperiode aufrecht erhalten wird. Es erfolgt somit bei Beginn des Aufheizens eine grössere Brennstoffmengenzufuhr zum Brenner 23 als am Ende der Auf- heizperiode.
Die bei 13 und 14 in den Rekuperator 12 eingeführten Verbrennungsmittel Gas und Luft gelangen somit durch die Leitungen 15, 17 und 16, 18 mit stets gleichen Temperaturen zu dem Brennschacht 4 des aufzuheizenden Winderhitzers, so dass bei gleichbleibender Mengenzufuhr der Verbrennungsmittel dem Winderhitzer während der ganzen Aufheizperiode zu jedem Zeitpunkt stets gleichbleibende Wärmemengen zugeführt werden.
Nachdem der Regenerativerhitzer 1 aufgeheizt worden ist, wird durch die Leitung 7 das zu
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