DE694668C

DE694668C - Verfahren zum Betriebe metallener, in Verbindung mit einer vor der Unterstufe angeordneten Gasturbine zum Antrieb der Verdichter fuer Gas und Luft arbeitender Winderhitzer fuer Hochoefen

Info

Publication number: DE694668C
Application number: DE1938B0185202
Authority: DE
Inventors: E H Walter Gustav Noack Dr-Ing
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1938-11-12
Filing date: 1938-11-12
Publication date: 1940-08-06

Description

Verfahren zum Betriebe metallener, in Verbindung mit einer vor der Unterstufe angeordneten Gasturbine zum Antrieb der Verdichter für Gas und Luft arbeitender Winderhitzer für Hochöfen ' Im Hauptpatent wurde ein metallener Winderhitzer beschrieben, der mit erhöhtem Heizgasdruck und hohen Heizgasges'chwindi,gkeiten betrieben wird, wobei Druck und Geschwindigkeiten des Heäzgases durch einen Verdichter erzeugt -werden, der von einer Gasturbine angetrieben ist, die in den zwischen Ober- und Unterstufe des zweistufig ausgeführten Winderhitzers geschaltet ist. Diese Gasturbine kann auclwden Verdichter für den Hochofenwind antreiben. Da nun hierfür die Leistung der Gasturbine wesentlich größer sein muß alq für den Antrieb der Ladeverdichter allein, so wurde gemäß Hauptpatent vorgeschlagen, in diesem Falle das Druckgefälle der Gasturbine zu erhöhen. Es kann dies geschehen entweder. durch Erhöhung des Ladedruckes oder durch Erniedrigung des Gegendruckes der Gasturbine mittels eines Exhaustors. Gegenstand des vorliegenden Zusatzpatents ist nun eine weitere Betriebsweise der für den Lade- und Ofenwindgebläseantrieb dienenden Gasturbine. Sie besteht darin, daß an Stelle des Druckgefälles die Menge des Gasturbinentreibgases erhöht wird.
Auf Abb. r ist eine Anlage dieser Art gezeigt. Es sind a und b die Rohre der Oberstufe, c diejenigen der Unterstufe des Winderhitzers, f der Ladeverdichter für die Brennluft und e der Ladeverdichter für den Brennstoff. Das Gemisch von Luft und BYennstoff wird in der Brennkammer o entzündet und gelangt als Heizgas durch i in die Oberstufe 'des Winderhitzers und bei k zür Gasturbine d. Soll dieses nun als Treibmittel verwendete Heizgas 'leinen höheren Druck aufweisen als der Hochofenwiderstand, -was in Anbetracht der Festigkeit der auf hohe Temperatur erhitzten Rohre der Oberstufe zweckmäßig ist, so kann die Gasturbine bei den wegen der Festigkeit der Schaufeln verlangten niederen Temperaturen (etwa 55o° nur dann die Antriebsleistung für die L ° -verdichter und den Hochofenwindverdic"'ter aufbringen, wenn die Treibgasmenge der Gas-;# turbine nur wenig unter den gesamten zu verdichtenden Gas- und Luftmengen bleibt. Es muß also zu den Heizgasmengen noch ein gewisser Betrag von verdichteter Luft hinzugefügt -werden, die zusätzlich gelieferte Luft entweder aus dem Windgebläse (durch Leitung p) oder aus dem Ladegebläse (durch Leitung g) sein kann. Da diese Zumisehluft noch nicht die Temperatur aufweist, die sie als Treibmittel für die Gasturbine haben muß, so wird die Austrittstemperatur der Heizgase bei h etwas höher gehalten und mit diesen die Mischluft .aufgewärmt.
Die Treibgase verlassen bei L die Gasturbine, um in die Unterstufe c des Winderhitzers einzutreten. Sie gehen bei m ins Freie oder in eine Abgasleitung.
Obwohl man es bei der vorliegenden Betriebsweise in der Hand hat, die Verbrennung in der Brennkammer o mit genügend hohem Luftüberschuß durchzuführen, so daß unzulässig höhe Heizgastemperaturen vermieden sind, so kann es doch aus Gründen der Rohrersparnis vorteilhaft sein, die von den heißen Heizgasen zuerst bestrichenen Rohre mit kaltem Wind zu, beschicken. Die dann in Betracht kommende Schaltungsweise ist in Abb. i gezeigt. Ein Teil des Windes des Verdichters g geht zur Rohrgruppe a, ein Teil zur Unterstufe c. Beide Stränge kommen im Sammler r zusammen.
Das Ausführungsbeispiel der Abb. 2 unterscheidet sich von demjenigen der Abb,. i nur dadurch, daß hier das Hochofenwindgebläseg auch noch die Brennluft und die Mischluft liefert. Es ist n die Abzweigung für die Brennluft, r) wiederum diejenige für die Mischluft. Diese Luft ist bereits vorgewärmt. Es könnte natürlich auch Kaltwind aus Leitung t ,genommen werden.
Im allgemeinen wird der Druck des Treibgases vor Eintritt in die Gasturbine ungefähr gleich groß sein wie der Druck des Windes, da auf .diese Weise, wie bereits erwähnt, die Beanspruchung der Rohre in der Oberstufe am kleinsten wird: Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß der Heizgas- bzw. Treibgasdruck etwas höher ist als der Winddruck. In diesem Falle kann das gemeinsame Gebläse mit einer Anzapfung versehen werden, aus welcher der Wind entnommen wird, während die übrige Luft höher verdichtet wird. Hat z. B. die Winderhitzeroberstufe großen Strömungswiderstand, so wird man die Brennluft noch höher .verdichten als die zur Gasturbine gehende Mischluft.
in den Anordnungsskizzen Abb. i und 2 ist die Brennkammer vom Winderhitzer getrennt gezeichnet. Sie kann natürlich auch mit der Oberstufe des Winderhitzers zusammengebaut sein.
Der große Vorteil der Vermehrung der Treibgasmenge an Stelle der Erhöhung @ des Treibgasdruckgefälles besteht, um nochmals zusammenzufassen, darin, daß der Wirkungsgrad der Verdichter für große Mengen und kleine Drücke sehr viel höher ist als derjenige für große Drücke und kleine Mengen, ferner die Temperatur vor der Gasturbine niedriger sein kann und der Druck auf beiden Seiten der Rohrwände ungefähr gleich ist, so daß für die Rohre hohe Temperaturen und hochzunderfeste, aber weniger dauerstandfeste Baustoffe verwendet werden können. Es ist diese Betriebsweise aus ähnlichen Gründen auch der Verwendung von Exhaustoren weit vorzuziehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Betriebe metallener, in Verbindung mit einer vor der Unterstufe angeordneten Gasturbine zum Antrieb der Verdichter für Gas und Luft arbeitender Winderhitzer für Hochöfen nach Patent 663 Zog, dadurch gekennzeichnet, daß die auch ein Gebläse für den Hochofenwind antreibende Gasturbine an Stelle eines vergrößerten Druckgefälles zur Vergrößerung ihrer Leistung eine Erhöhung ihrer Treibgasmenge erfährt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Treibgasinenge der Gasturbine durch Zugabe von Luft zu den Heizgasen der Winderhitzeroberstufe ,erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennluft, die zusätzliche Luft (Mischluft) für das Treibmittel -zur Gasturbine und der Wind für den Hochofen von ein und demselben Gebläse geliefert werden. ¢. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennluft, die zusätzliche Luft (Mischluft) für das Treibmittel zur Gasturbine und der Wind für den Hochofen verschiedene, den Arbeitsaufwinden und Strömungswiderständen entsprechende Drücke erhalten.