DE1451460B2 - Im Boden des Brennschachtes eines einraumigen turmartigen Gas oder Wind erhitzers angeordnete Verbrennungseinnch tung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine im Boden des wertreichem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff Brennschachtes eines einräumigen turmartigen Gas- die erforderliche hohe Erwärmung der Regenerativoder Winderhitzers angeordnete, aus feuerfestem einbauten des Winderhitzers ohne Brennmittelkeramischen Werkstoff bestehende Verbrennungs- Fremdvorwärmung und unter Mauerwerksschonung einrichtung mit in abwechselnder Reihenfolge ausge- 5 ermöglicht.

bildeten Zuführungsdüsen für Schwachgas und Ver- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

brennungsluft. gelöst, daß die Schwachgas- und Luftdüsen in an sich

Es ist eine Verbrennungseinrichtung für einen Gas- bekannter Weise ringförmig um eine zentrale Brennerhitzer mit im Querschnitt kreisförmigem Brenn- mittelzuführung zur Achse der Verbrennungseinrichschacht bekannt, bei der das Brenngas über einen im io tung hin geneigt angeordnet sind, wobei jedoch die Brennschachtmauerwerk angeordneten Ringkanal zentrale Brennmittelzuführung mindestens eine der von Gewölbebrücken getragenen, über den gesamten öl- oder Starkgaszufuhr dienende Düsenlanze auf-Brennschachtquerschnitt verteilten, vertikalen,. par- weist, die einen senkrechten Zuführungskanal für die allelen, schlitzförmigen Kanälen zugeführt wird, zwi- zur Öl- oder Starkgasverbrennung erforderliche Luft sehen denen vertikale Durchtrittskanäle für die unter- 15 durchsetzt.

halb der Gewölbebrücken nahe dem Brennschacht- Durch eine derartige Ausbildung werden die Vorboden eintretende Verbrennungsluft bestehen. teile erreicht, daß eine gleichmäßige, innige Vermi-

Bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung schung der Brennmittel auf engem Raum unmittelbar

erfolgt die Vermischung und Verbrennung der über oberhalb des Brennschachtbodens erzielt werden

den Brennschachtquerschnitt weitgehend gleichmäßig 20 kann und eine Berührung der Brennschachtwand

verteilt zuströmenden Verbrennungsluft und des von durch das heizwertreiche Brennmittelgemisch und

der Brennschachtaußenwand den schlitzförmigen damit die Gefahr örtlicher Mauerwerksüberhitzungen

Kanälen zugeführten Brenngases nur unvollständig, vermieden werden können.

da auf Grund unterschiedlicher Strömungsverluste Es ist weiterhin eine kostspielige Mischeinrichtung

eine gleichmäßige Aufteilung des Brenngasstromes 25 für die Anreicherung des Schwachgases mit Starkgas

auf alle Bereiche der Brenngaskanäle nicht erreichbar nicht erforderlich. Eine solche Vermischung ist bei

ist. Es besteht daher die Gefahr, daß Brennmittel- Verwendung von nicht gekühltem, im warmen Zu-

strähnen bis in höher gelegene Brennschachtzonen stand vom Hochofen kommendem Gichtgas infolge

gelangen und stichflammenartige Nachverbrennungen der Zersetzungsgefahr des Starkgases auch nicht ohne

in der Brennschachtkuppel und damit Zerstörungen 30 weiteres möglich,

am Mauerwerk auftreten. Die Verbrennungseinrichtung kann auch derart

Eine andere bekannte Verbrennungseinrichtung für ausgebildet sein, daß die Düsenlanze durch einen

einräumige turmartige Gaserhitzer besteht aus meh- koaxial innerhalb der Schwachgas- und Luftdüsen

reren über den gesamten Brennschachtquerschnitt angeordneten Kranz von Starkgasdüsen ersetzt wird

verteilten, vertikalen, parallelen, feuerfesten Wänden, 35 und ein zentraler Kanal im Boden des Brennschachtes

deren nach oben offene Zwischenräume abwechselnd und eine daran angeschlossene Leitung der Abfüh-

mit der Brenngas- und Verbrennungsluftzuführung in rung des Heißwindes dienen.

Verbindung stehen. Eine derartige Einrichtung hat den Vorzug, daß

Diese bekannte Verbrennungseinrichtung sichert die Windleitung unmittelbar ohne Krümmer nach

zwar eine praktisch gleichmäßige Verbrennung infol- 40 unten geführt und in Höhe der Ringleitung der Hoch-

ge der über den Brennschachtquerschnitt weitgehend ofenwinddüsen mit dieser verbunden werden kann,

gleichmäßig verteilt zugeführten Brennmittel, jedoch Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des

ist der Aufbau infolge der beiden gegenüberliegenden Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt

gewölbeartigen Verteilräume und der darüber aus- F i g. 1 schematisch einen einräumigen turmartigen ^

gebildeten schlitzförmigen Zwischenräume kompli- 45 Gas- oder Winderhitzer mit nebenstehendem Brenn- ί)

ziert und kostspielig. schacht,

Schließlich ist auch noch ein Brenner zur wahl- F i g. 2 einen Längsschnitt durch den unteren Teil

weisen Verfeuerung von Gas und Kohlenstaub oder des Brennschachtes,

einem der beiden Brennstoffe bekannt, der ringförmig F i g. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der

um eine zentrale Brennmittelzuführung in abwech- 50 Fig. 2,

selnder Reihenfolge zur Längsachse hin geneigt ange- F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der Verbren-

ordnete Gas- und Verbrennungsluftdüsen aufweist. nungseinrichtung im Teillängsschnitt,

Die Beheizung von Winderhitzern zur Zufuhr Fig. 5 einen Ausschnitt der Schwachgas-Luftheißen Windes zum Hochofen erfolgt durchweg mit mischeinrichtung im Längsschnitt nach Linie V-V dem anfallenden heizwertarmen Gichtgas. Der häufig 55 der F i g. 3.

stark schwankende Heizwert des Gichtgases reicht Die Erhitzeranlage besteht, wie aus F i g. 1 ersichtnicht aus, um den Wärmebedarf für die heute immer lieh, aus einem senkrechten mit zur Aufnahme der mehr verlangte hohe Temperatur des Hochofen- Wärme dienendem Gitterwerk 2 versehenen Schacht 1, windes zwecks Koksersparnis beim Hochofenprozeß dessen Kuppel 3 durch eine waagerechte Verbinzu decken. Diese Forderung kann durch hohe Vor- 60 dung 4 mit der Kuppel 5 eines Brennschachtes 6 verwärmung der Verbrennungsluft und/oder des vom bunden ist. Der Brennschacht 6 ruht auf einem GeHochofen her bereits warmen Gichtgases erfüllt wer- stell 7.

den. Für diese hohe Vorwärmung werden kostspielige Die Aufheizung des Gitterwerks 2 erfolgt vom

zusätzliche Einrichtungen benötigt. Brennschacht 6 aus mittels einer am Boden angeord-

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Verbrennungs- 65 neten Verbrennungseinrichtung. Die heißen Abgase

einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durchströmen den Schacht 1 von der Kuppel 3 aus

die durch die gleichzeitige Verbrennung von heizwert- nach unten und werden bei 8 abgezogen. Der zu

armem gasförmigen Brennstoff (Gichtgas) und heiz- erhitzende Wind wird in der Windperiode dem

Schacht 1 unten bei 8 α zugeführt und, je nach Ausbildung der Verbrennungseinrichtung, entweder durch den Boden des Brennschachtes 6 durch eine Leitung 9 oder oberhalb der Verbrennungseinrichtung bei 10 abgezogen.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform wird der Heißwind aus dem Brennschacht 6 oberhalb der Verbrennungseinrichtung bei 10 abgezogen. Die im Boden 11 des Brennschachtes 6 angeordnete Verbrennungseinrichtung weist einen Kranz ringförmig angeordneter Düsen 12, 13 auf, denen sich Mischdüsen 14 anschließen, die wie die Düsen 12, 13 derart schräg nach oben gerichtet sind, daß die austretenden Brennmittelstrahlen einen gestrichelt dargestellten, mit 15 bezeichneten Kegelmantel ergeben.

Die Düsen 12 bzw. 13 schließen sich an von Ringkanälen 18 bzw. 19 abgehende, radial verlaufende Kanäle 16 bzw. 17 an. Die Kanäle 16 sind mit einem Ringkanall8 und die Kanäle 17 mit einem Ringkanal 19 verbunden. Beide Ringkanäle 18, 19 sind gasdicht mit dem das Brennschachtmauerwerk 21 umgebenden Blechmantel 20 verbunden. Der Ringkanal 18 dient zur Zuführung von Schwachgas und ist unter Vermittlung eines Absperrorgans 22 mit einer Zuleitung 23 und der Ringkanal 19 unter Zwischenschaltung eines Absperrorgans 24 mit einer Verbrennungsluftleitung 25 verbunden. Die die Düsen 12, 13 trennenden Wände 26 enden unterhalb des ringförmigen Schrägbodens 27. In die Düsen 12, 13 ragen von der Schrägwand 27 aus kurze Wände 28, zwischen denen die Mischdüsen 14 entstehen, wie aus F i g. 5 ersichtlich.

Im Boden des Brennschachtes 6 ist koaxial innerhalb des Kranzes der Düsen 12, 13 ein vertikaler Durchgang 29 angeordnet, der unten von einem Rohrstück 30 abgeschlossen ist, dessen Boden 31 von einer Düsenlanze 32 durchsetzt ist. Die Düse 33 der Düsenlanze 32 ist von einem keramischen, mit Durchlässen 34 versehenen Ringteil 35 umgeben und von diesem gehalten. Die Düsenlanze 32 ist nach unten herausziehbar, so daß sie, je nach Art des zuzuführenden Brennstoffes, beispielsweise Starkgas oder öl, entsprechend ausgewechselt werden kann. Das Rohrstück 30 ist mit einer Rohrleitung 36 zur Zuführung von Verbrennungsluft verbunden.

Vorzugsweise sind die Düsen 12, 13 für die Schwachgas- und Luftzufuhr in Umfangsrichtung leicht geneigt, so daß ein drallbehaftetes, verwirbeltes Brennmittelgemisch entsteht. Diesem Gemisch wird zentral von unten ein Luft-Starkgas- oder Luft-Öl-Gemisch zugeführt, so daß eine innige Vermischung erfolgt und eine unmittelbare Berührung der Schachtinnenwand durch das heizwertreiche Brennmittelgemisch, durch die örtliche Überhitzungen entstehen könnten, vermieden wird.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform dient die im Boden des Brennschachtes 6 angeordnete Durchbrechung 37 zum Ableiten des im Schacht 1 erhitzten Windes. Der Heißwind wird durch die Leitung 9 nach unten abgezogen und gelangt durch die in Höhe der Winddüsen des nicht dargestellten Hochofens angeordnete Leitung 39 in den Hochofen. Die Leitung 39 ist durch eine Absperrvorrichtung 40 abschließbar.

Die Ringkanäle 18,19 sind in gleicher Weise übereinander angeordnet und mit der Schachtummantelung 20 gasdicht verbunden wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Unterhalb des Ringkanals 18 ist eine Starkgasringleitung 41 angeordnet, von der radiale Starkgaskanäle 42 abgehen, die in Düsen 43 des schrägen Ringbodens 27 münden. Die Starkgaskanäle 42 und Düsen 43 liegen unterhalb der Kanäle 16 und Düsen 12 für Schwachgas, so daß bei Undichtigkeiten des sie trennenden Mauerwerks lediglich ein Austausch von Schwachgas- und Starkgas, nicht aber ein solcher von Starkgas und Luft erfolgen kann.

ίο Hierdurch werden bei Undichtigkeiten Stichflammenbildungen durch eine Vereinigung von Starkgas mit Luft vermieden. Durch die Leitung 25 wird in diesem Falle so viel Luft zugeführt, daß diese für die Verbrennung von Schwachgas und Starkgas ausreicht.

Das aus den Mischdüsen 14 aufsteigende Schwachgas-Luftgemisch weist daher einen Luftüberschuß auf, durch den das von unten zuströmende Starkgas nach Vermischung zur Verbrennung gelangt, ohne daß sich stichflammenartige Erscheinungen zeigen können.

Sowohl bei dieser als auch der Ausführungsform

nach F i g. 2 kann somit kein Starkgas- oder Öldampf-Gemisch unmittelbar an die Schachtwand gelangen.

Nach Aufheizung des Gitterwerks 2 wird in dieses durch die Leitung 8 α Kaltwind eingeführt. Die Temperatur des erhitzten Windes fällt bis zum Ende der Windperiode ab. Um eine gleichmäßige Windtemperatur aufrechtzuerhalten, ist es daher erforderlich, dem Heißwind eine entsprechend abfallende Menge Kaltwind zuzumischen.

Diese Zumischung wird im allgemeinen in besonderen Mischkammern, die eine intensive Mischung des Kalt- und Heißwindes bewirken, oder durch einfaches Einblasen des Kaltwindes in die Heißwindleitung vorgenommen. Bei der letztgenannten'Ausführung muß eine genügend lange Mischstrecke zur Verfügung stehen.

Die Verbrennungseinrichtung ermöglicht bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Kaltwindzumischung im Bereich der Verbrennungseinrichtung ohne besondere Mischeinrichtung. Die Kanäle 17 für Verbrennungsluft werden in der Heißwindperiode mit Zumischkaltwind beaufschlagt. Eine intensive Durchmischung von Heißwind und Kaltwind erfolgt im Bereich des Brennschachtbodens und gewährleistet, daß die Verbrennungseinrichtung durch die Durchströmung von Kaltwind während der Heißwindperiode keine extrem hohen Temperaturen erreicht.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Im Boden des Brennschachtes eines einräumigen turmartigen Gas- oder Winderhitzers angeordnete, aus feuerfestem keramischen Werkstoff bestehende Verbrennungseinrichtung mit in abwechselnder Reihenfolge ausgebildeten Zuführungsdüsen für Schwachgas und Verbrennungsluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwachgas- und Luftdüsen (12, 13) in an sich bekannter Weise ringförmig um eine zentrale Brennmittelzuführung zur Achse der Verbrennungseinrichtung hin geneigt angeordnet sind, wobei jedoch die zentrale Brennmittelzuführung mindestens eine der Öl- oder Starkgaszufuhr dienende Düsenlanze (32) aufweist, die einen senkrechten Zuführungskanal (29) für die zur Öl- oder Starkgasverbrennung erforderliche Luft durchsetzt.

2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (32) durch einen koaxial innerhalb der Schwachgas- und Luftdüsen (12, 13) angeordneten Kranz von Starkgasdüsen (43) ersetzt wird und ein zentraler Kanal (37) im Boden des Brennschachtes (6) und eine daran angeschlossene Leitung (9) der Abführung des Heißwindes dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen