Opublikowano: 15.VII.1972 65494 KI. 18b,S/lB- MKP «G2lt -""- Wspóltwórcy wynalazku: Zdzislaw Bonenberg, Tadeusz Cwen, Leszek Chomicki, Daniel Dybal, Witold Glinski, Leo¬ pold Juszczyk, Jerzy Maron, Stanislaw Sasia¬ dek, Stanislaw Zakrawacz, Roman Oleksiak Wlasciciel patentu: Biuro Projektów Przemyslu Hutniczego „Biprohut", Gliwice (Polska) Instalacja chlodzenia pieca martenowskiego Wynalazek dotyczy polepszenia instalacji chlo¬ dzenia pieców martenowskich wykonanych wedlug patentu nr 48149 i uzupelniony przegrzewaczami pary.Instalacja chlodzenia pieca martenowskiego wed- 5 lug patentu nr 48149 charakteryzuje sie tym, ze kazdy z elementów pieca, na przyklad ramy okien wsadowych, plyty oporowe sklepienia, zaopatrzo¬ ny jest w oddzielny obwód krazenia wody chlo¬ dzacej podlaczony do wodno-parowego zbiornika, 10 zabudowanego bezposrednio nad konstrukcja pie¬ ca, przy czym kazdy obwód z jednej strony jest polaczony ze zbiornikiem dwoma opadowymi prze¬ wodami i jednym wznoszacym, a z drugiej strony z zaworem bezpieczenstwa i odmulajacymi prze- 15 wodami. Zbierajaca sie w zbiorniku wodno-paro¬ wym para nasycona jest odprowadzana do sieci energetycznej. Wada tej instalacji jest to, ze uzys¬ kana para jest para nasycona, a tym samym malo przydatna do celów energetycznych, a poza tym 2o zawiera wiele wody, co wymaga stosowania odwad- niaczy komplikujacych instalacje.Znany jest wymiennik dla ulepszania instalacji chlodzenia pieca martenowskiego, przez zastosowa¬ nie dodatkowo wymiennika ciepla do przegrzewa- 25 nia pary, wykorzystujac do tego celu cieplo odpa¬ dowe tracone w spalinach odlotowych pieca. Tak wykonana instalacja pozwala na uzyskanie pary przegrzanej, przydatnej do celów energetycznych.Znane instalacje stanowia urzadzenia zabudowane 30 obok pieca, na które sklada sie wlasciwy wymien¬ nik ciepla w postaci rura w rurze, oraz uklad rur, wraz z odpylnikiem i wentylatorem do odciagania gazów spalinowych z kanalu kominowego. Korzysci przegrzewania pary sa bezsporne, natomiast uklad znanego wymiennika ciepla ma te wade, ze wy¬ maga kosztownych instalacji i urzadzen dla prze¬ ciagania spalin przez wymiennik ciepla, oraz do¬ datkowo energii elektrycznej do napedzania wen¬ tylatora.Celem wynalazku jest uzyskanie pary przegrza¬ nej z instalacji wyparkowego chlodzenia pieca mar¬ tenowskiego przez zastosowanie instalacji prostej i latwej w wykonaniu gwarantujace staly i do¬ wolnie wysoki stopien przegrzania pary w sposób ekonomiczny.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie prze¬ grzewacza pary wykonanego jako wezownice z rur zaroodpornych umieszczone w kratownicach regene¬ ratorów pieców martenowskich, przy czym uklad rurociagów i zaworów zapewnia prawidlowa prace ich zarówno w ukladzie równoleglym, jak i po- sobnym oraz na wylaczenie kazdego przegrzewacza z pracy i jego wymiane, bez przerwy pracy pieca.Tak wykonana instalacja przegrzewacza jest prosta, w wykonaniu bezpieczna, i zapewnia prace i dobre wskazniki energetyczne, nawet przy zmie¬ niajacych sie ilosciach przegrzewanej pary. Wy¬ nalazek jest blizej objasniony w przykladzie wy¬ konania na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 654943 przedstawia schemat instalacji wyparkowego chlo¬ dzenia pieca wraz z wymiennikami ciepla do prze¬ grzewania pary.Instalacja przegrzewania pary wedlug wynalaz¬ ku stanowi uzupelnienie znanej instalacji wypar¬ kowego chlodzenia i sluzy do przegrzewania pary o dowolnie wysoki stopien przegrzania. Podstawa instalacji przegrzewania sa dwa przegrzewacze 3 i 4 pary (wymienniki ciepla) zabudowane w komo¬ rze regeneratora prawego 6 i lewego 5.Przegrzewacze 3 i 4 wykonane sa z rury zaro¬ odpornej uformowanej w postaci zwartego pakietu o ksztalcie prostokatnym. Oba przegrzewacze 3 i 4 sa polaczone ukladem rur i zaworów, po stro¬ nie zasilajacej z wyparkowym schlodzeniem i po stronie odlotowej z kolektorem parowym 8 lub wy¬ dmuchowym 9. Ponadto przegrzewacze sa polaczo¬ ne z obiegiem wody miekkiej 41, dla uzywania jej w czasie wymiany przegrzewaczy 3 i 4 w czasie pracy regeneratora.Najkorzystniejszy szczególowy uklad armatury przedstawia sie nastepujaco. Zbiornik 1 pary nasy¬ conej, która uzyskuje sie za pomoca elementów grzejnych rozmieszczonych w róznych, chlodzonych wypadkowo, miejscach pieca martenowskiego zgodnie z patentem nr 48149, ma znana nieozna- ' czona na rysunku aparature pomiarowo-kontrolna i zabezpieczajaca, i jest polaczony rurami 2 po¬ przez zawory bezpieczenstwa z rurociagiem wyd¬ muchowym 9, a poprzez uklad zaworów 10, 11, 12, 13, 14 i poprzez rozgaleznik, i zawory 15, 16, 21, 27 odpowiednio z wymiennikiem — przegrzewaczem 4 umieszczonym w regeneratorze 6 prawym, i prze¬ grzewaczem 3 w regeneratorze lewym 5.Wyloty przegrzewaczy 3 i 4 sa zakonczone pod¬ wójnymi zaworami, lewy 3 — zaworami 18 i 17, prawy 28 i 29 oraz maja boczniki dla polaczenia z gumowymi wezami i tak, przegrzewacz 3 ma po¬ laczenie poprzez zawór 24 z wezem 37 do ruro¬ ciagu wydmuchajacego 9, zas przegrzewacz 4 ma odpowiednie polaczenie zaworem 30 i wezem 39.Wyloty zabezpieczaja zawory bezpieczenstwa 40.Wyloty polaczone sa poza zaworami 29 i 17 ru¬ rociagiem 7 pary przegrzanej poprzez zawory 31 i 32 polaczone we wspólnym wezle na rurociagu 7, a dodatkowo, przed zaworem 31 poprzez zawory 19 i 20. Wlot przegrzewacza 3 laczy sie równiez z rurociagiem 7. Dodatkowo wloty przegrzewaczy la¬ cza sie z rurociagiem 41 wody zmiekczonej po¬ przez odpowiednio dla przegrzewacza 3 — zawór 23 waz gumowy 36 i zawór 22, a przegrzewacz 4 laczy sie poprzez zawór 25 weza 38 i zawór 26.Rurociag 7 laczy sie poprzez zawór zwrotny i za¬ wór 35 z kolektorem 8 pary przegrzanej. Rurociag 2 ze wzgledów ruchowych ma polaczenie zaworem 34 z kolektorem 8 pary przegrzanej. Instalacja jest ponadto zaopatrzona w znane nie oznaczone na rysunku, a dla takich instalacja odpowiednie za¬ wory zwrotne, termometry i manometry oraz in¬ ne elementy niezbedne dla prawidlowej pracy urza¬ dzenia.Urzadzenie pracuje w ukladach opisanych poni¬ zej. Para nasycona z wyparkowego chlodzenia 1, rurociagiem 2 przyslana jest do przegrzewawczy 65494 4 3 i 4 zabudowanych w komorach regeneratora 5 i 6. Z przegrzewaczy para przegrzana rurocia¬ giem 7 przyslana jest do kolektora pary przegrza¬ nej 8 lub do rurociagu wydmuchowego 9. 5 Przegrzewacze 3 i 4 pary moga pracowac w ukla¬ dzie: szeregowym (przy minimalnej i sredniej pro¬ dukcji pary) przez wyparkowe chlodzenie i równo¬ leglym (przy produkcji pary wiekszej od sredniej).Przyjety uklad instalacji umozliwia równiez wy- 10 laczenie jednego z przegrzewaczy do x celów wy¬ miany, podczas gdy drugi pracuje normalnie.Przy szeregowym ukladzie pracy para nasycona przyslana jest ze zbiornika wodno-parowego 1 ru¬ rociagiem 2, przy otwartym stanie zaworów: 10, 15 12, 13, 14, 16, 27 do przegrzewacza 4, nastepnie przez otwarte zawory 28, 29, 19, 20 do przegrze¬ wacza 3 skad przez zawory 17, 18, 33 i 35 idzie do kolektora pary przegrzanej 8, lub przez zawór 32, do rurociagu wydmuchowego 9. 20 Przy równoleglym ukladzie pracy para nasy¬ cona przyslana jest ze zbiornika wodno-parowego 1 rurociagiem 2, przy otwartym stanie zaworów 10, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 27, do przegrzewaczy 3 i 4, skad przy otwartym stanie zaworów 17, 18, 28, 25 29, 31, przeslana zostaje przez zawory 33, 35 do ko¬ lektora ' 8, lub zaworem 32 do rurociagu wydmu¬ chowego 9.W instalacji zastosowano nowy dotychczas nig¬ dzie nieznany sposób wymiany przegrzewacza pary 30 w czasie pracy instalacji. Nowosc polega na tym, ze do instalacji pracujacej pod para, instaluje sie przegrzewacz pary bedacy równiez pod para, przy czym zródlem pary jest woda zmiekczona przewi¬ dziana do zalewania przegrzewaczy na czas mon- 35 tazu- Doprowadzenie wody zmiekczonej i odprowadze¬ nie pary na wydmuch 9 przewidziano za pomoca wezy gumowych 36, 37, 38, 39.Montaz przegrzewaczy pod para zapobiega ich 40 przepaleniu w goracej komorze regeneratora o temp. o okolo 1200°C, w czasie montazu. Dotychczas nie bylo mozliwosci wymiany na goraco podobnych urzadzen i w przypadku ich przepalenia, czekano do planowanego postoju pieca. 45 W przypadku uszkodzenia przegrzewacza pary 3 wylacza sie go z instalacji przez zamkniecie za¬ worów 17, 18, 19, 20. W tym czasie instalacja pra¬ cuje prawostronnie.Para nasycona ze zbiornika 1 rurociagiem 2, przy 5o otwartych zaworach 10, 12, 13, 14, 16, 27, 28, 29, 31 idzie do przegrzewacza 4 i zostaje przeslana do kolektora 8 przez otwarte zawory 33, 35 lub do rurociagu wydmuchowego 9 przez zawór 32. W przypadku uszkodzenia przegrzewacza 4 wylacza 55 sie go z instalacji przez zamkniecie zaworów 27, 28, 29.W tym czasie instalacja pracuje lewostronnie.Para nasycona ze zbiornika 1 rurociagiem 2 przy otwartych zaworach 10, 12, 13, 14, 15, 21, 17, 18 6o przez przegrzewacz 3 przesylana jest do kolektora 8 przy otwarciu zaworów 33, 35 lub na wydmuch przy otwarciu zaworu 32.W przypadku koniecznosci wymiany przegrzewa¬ cza pary 3 w czasie goracego obiegu pieca, usz- 65 kodzony przegrzewacz wymontowuje sie przy opi-65494 sanyim wyzej stanie instalacji. Nowy przegrzewacz 3 przed wmontowaniem, wezem gumowym 36 pod¬ lacza sie do rurociagu wody zmiekczonej i wezem 37 do rurociagu wydmuchowego. Nastepnie z jed¬ nej strony przegrzewacz wypelnia sie woda zmiek¬ czona przez otwarcie zaworów 23 i 22, a z drugiej strony laczy sie z atmosfera na wydmuch przez otwarcie zaworu 24.Przegrzewacz w czasie wmontowywania, przy zamknietych zaworach 17, 18, 19, 20 jest zabezpie¬ czony przed nadmiernym wzrostem cisnienia za¬ worem bezpieczenstwa. Po zmontowaniu polaczen kolnierzowych zaworów 17, 18, 19, 20 nastepuje wlaczenie przegrzewacza do instalacji przez otwar¬ cie zaworów 17, 18, 19 i 20 i zamkniecie zaworów 23, 22 i 24.W przypadku wymiany przegrzewacza 4 w cza¬ sie goracego biegu pieca, uszkodzony przegrzewacz wymontowuje sie, przy opisanym wyzej stanie in¬ stalacji.Nowy przegrzewacz 4 przed umontowaniem, we¬ zem gumowym 38 podlacza sie do rurociagu wody zmiekczonej i wezem 39 do rurociagu wydmucho¬ wego. Nastepnie z jednej strony przegrzewacz wypelnia sie woda zmiekczona przez otwarcie za¬ worów 25 i 26, a z drugiej strony laczy sie z at¬ mosfera na wydmuch przez otwarcie zaworu 30.Przegrzewacz w czasie wmontowywania, przy za¬ mknietych zaworach 27, 28, 29 jest zabezpieczony przed nadmiernym wzrostem cisnienia zaworem bezpieczenstwa.Po zmontowaniu polaczen kolnierzowych zawo¬ rów 27, 28, 29 nastepuje wlaczenie przegrzewacza 4 do instalacji przez otwarcie zaworów 27, 28, 29 i zamkniecie zaworów 25, 26 i 30.Ponadto instalacja moze pracowac z pominie¬ ciem przegrzewaczy: na kolektor przy otwartym stanie zaworu 34 i zamknietych zaworach 14 i 33, oraz na wydmuch przy otwartym stanie zaworu 32 i zamknietych zaworach 33, 34 i 31. PL PLPublished: 15.VII.1972 65494 IC. 18b, S / lB- MKP «G2lt -" "- Co-authors of the invention: Zdzislaw Bonenberg, Tadeusz Cwen, Leszek Chomicki, Daniel Dybal, Witold Glinski, Leo pold Juszczyk, Jerzy Maron, Stanislaw Sasicek, Stanislaw Zakrawacz, Roman Oleksiak the owner Patent: Biuro Projektów Przemyslu Hutniczego "Biprohut", Gliwice (Poland) Open-hearth cooling installation The invention concerns the improvement of the cooling installation for open-hearth furnaces according to patent No. 48149 and supplemented with steam superheaters. in the fact that each of the furnace elements, for example the frame of the charging windows, the support plates for the vault, is provided with a separate cooling water circulation circuit connected to a water-steam tank built directly above the furnace structure, each circuit on one side it is connected to the tank by two downpipes and one rising line, and on the other side to a safety valve and with blowing lines. The saturated steam accumulating in the water-steam tank is discharged into the power grid. The disadvantage of this installation is that the steam obtained is saturated steam, and thus of little use for energy purposes, and besides, it contains a lot of water, which requires the use of dehydrators complicating the installation. A heat exchanger is known for improving the cooling installation of an open hearth furnace. by additionally using a heat exchanger to superheat the steam, utilizing for this purpose the waste heat lost in the exhaust gas of the furnace. Such an installation allows to obtain superheated steam, useful for energy purposes. Known installations are devices installed next to the furnace, which consist of a proper heat exchanger in the form of a pipe in a pipe, and a system of pipes, together with a dust collector and a fan to extract gases. flue gas from the chimney duct. The advantages of overheating the steam are indisputable, while the arrangement of the known heat exchanger has the disadvantage of requiring expensive installation and equipment for the passage of exhaust gases through the heat exchanger, and additional electricity to drive the fan. From the evaporative cooling system of the MARTENO kiln through the use of a simple and easy installation, guaranteeing a constant and any high degree of steam superheating in an economical manner. This aim was achieved by the use of a steam heater made as heat-resistant tubes placed in gratings of regenerators of open-hearth furnaces, the system of pipelines and valves ensures their correct operation both in a parallel and sequential arrangement, and for the shutdown of each superheater from operation and its replacement, without interrupting the operation of the furnace. Such a superheater installation is simple, it is safe to perform and provides good work and indications power plants, even with varying amounts of superheated steam. The invention is illustrated in more detail in the attached drawing, in which Fig. 1 654943 shows a diagram of a furnace evaporative cooling system with heat exchangers for steam reheating. The steam superheat plant according to the invention complements the known installation. evaporative cooling and serves to superheat the steam to any high degree of superheat. The superheat installation is based on two superheaters 3 and 4 pairs (heat exchangers) installed in the right 6 and left regenerator chamber 5. The superheaters 3 and 4 are made of an overheating tube formed as a compact rectangular package. The two superheaters 3 and 4 are connected by a system of pipes and valves, on the supply side with evaporative cooling and on the outlet side with the steam manifold 8 or the exhaust manifold 9. Moreover, the superheaters are connected to the soft water circuit 41 for its use in time of replacement of superheaters 3 and 4 during regenerator operation. The most advantageous detailed arrangement of the fittings is as follows. Reservoir 1 of saturated steam, which is obtained by means of heating elements arranged in various accidentally cooled places of an open-hearth furnace according to the patent No. 48149, has a known measurement and control and protection apparatus not shown in the drawing, and is connected by pipes 2 through safety valves with an exhaust pipe 9, and through a system of valves 10, 11, 12, 13, 14 and through a divider and valves 15, 16, 21, 27, respectively, with an exchanger - superheater 4 located in the right regenerator 6, and heater 3 in the left regenerator 5. The outlets of the superheaters 3 and 4 are terminated with double valves, the left 3 - valves 18 and 17, the right one 28 and 29 and they have shunts for connection with the rubber hoses and so, the superheater 3 has a connection connection via valve 24 with hose 37 to blow-off pipe 9, and superheater 4 is properly connected by valve 30 and hose 39. The outlets are secured by safety valves 40. Outlets are connected outside of valves 29 and 17 of the pipe by 7 of superheated steam through valves 31 and 32 connected in a common node on pipeline 7, and additionally, upstream of valve 31 through valves 19 and 20. Superheater 3 inlet also connects with pipeline 7. Additionally, the superheater inlets connects to the water pipeline 41 through the valve 23, the rubber tube 36 and the valve 22, respectively for the superheater 3, and the superheater 4 is connected through the valve 25 of the tube 38 and the valve 26. The pipeline 7 is connected through a check valve and valve 35 with the superheated steam collector 8. For operational reasons, the pipeline 2 is connected by a valve 34 with a collector 8 of superheated steam. The installation is also provided with the known, not marked in the drawing, and for such installations, appropriate check valves, thermometers and manometers and other elements necessary for the correct operation of the device. The device operates in the systems described below. Saturated steam from evaporative cooling 1, through pipeline 2 is sent to superheating 65494 4 3 and 4 installed in regenerator chambers 5 and 6. From superheaters, the superheated steam is sent through pipeline 7 to the superheated steam collector 8 or to the exhaust pipe 9. Steam superheaters 3 and 4 can operate in series (with minimum and average steam production) by evaporative cooling and in parallel (with steam production greater than average). The adopted system of the installation also allows to switch off one of the of superheaters for exchange purposes, while the second one works normally. In a serial operating system, saturated steam is sent from the water-steam tank 1 through the pipeline 2, with the open state of valves: 10, 15 12, 13, 14, 16, 27 to superheater 4, then through open valves 28, 29, 19, 20 to superheater 3, from which through valves 17, 18, 33 and 35 it goes to superheated steam collector 8, or through valve 32 to exhaust pipe 9. In a non-volatile operating system, saturated steam is sent from the water-steam tank 1 through pipeline 2, with open valves 10, 12, 13, 14, 15, 16, 21, 27, to superheaters 3 and 4, and with open valves 17 , 18, 28, 25, 29, 31, is sent through valves 33, 35 to the manifold '8, or by valve 32 to the exhaust pipe 9. The installation uses a new, hitherto unknown method of replacing the steam superheater 30 during installation work. The novelty is that for the installation working under steam, a steam superheater is installed, which is also under steam, the steam source being softened water intended for priming the superheaters during the installation - Soft water supply and steam discharge on the blowout 9 is provided by means of rubber hoses 36, 37, 38, 39. The installation of steam superheaters prevents them from burning out in the hot regenerator chamber at a temperature of about 1200 ° C, during assembly. So far, it has not been possible to hot-replace similar devices and in the event of their burnout, the furnace was waited until the planned shutdown. 45 In the event of a failure of the steam superheater 3, it is disconnected from the system by closing valves 17, 18, 19, 20. During this time, the installation works on the right. Saturated steam from the tank 1 through the pipeline 2, with 5 open valves 10, 12, 13, 14, 16, 27, 28, 29, 31 goes to superheater 4 and is sent to collector 8 through open valves 33, 35 or to exhaust pipe 9 through valve 32. In case of superheater 4 failure, 55 is disconnected from the system by valves 27, 28, 29 are closed. During this time, the installation works on the left-hand side. Saturated steam from the tank 1 through the pipeline 2 with open valves 10, 12, 13, 14, 15, 21, 17, 18, 6o through the superheater 3 is sent to the collector 8 at the opening of valves 33, 35 or the blow-out when opening of the valve 32. In the event that the steam superheater 3 needs to be replaced during the hot circulation of the furnace, the defective superheater is removed at the above-described condition of the installation. The new superheater 3, before assembly, is connected to the soft water line 36 with a rubber tube 36 and a tube 37 to the exhaust line. Then, on one side, the superheater is filled with water softened by the opening of valves 23 and 22, and on the other side, it is connected to the exhaust atmosphere by opening the valve 24. The superheater during installation, with valves 17, 18, 19, 20 closed, is protected against excessive pressure increase by a safety valve. After assembling the flanged connections of valves 17, 18, 19, 20, the superheater is connected to the system by opening valves 17, 18, 19 and 20 and closing valves 23, 22 and 24. If the superheater 4 is replaced when the furnace is hot, , the defective superheater is disassembled with the above-described installation condition. The new superheater 4 is connected to a soft water line 38 prior to installation, a rubber hose 38 and a hose 39 to the blow-off line. Then, on the one hand, the superheater fills up with the water softened by the opening of valves 25 and 26, and on the other hand, it connects to the exhaust atmosphere by opening the valve 30. The superheater during installation, with valves 27, 28, 29 closed, is safety valve protected against excessive pressure build-up. After assembling the flanged connections of valves 27, 28, 29, the superheater 4 is connected to the installation by opening valves 27, 28, 29 and closing valves 25, 26 and 30. In addition, the installation may operate bypass superheaters: on the collector with valve 34 open and valves 14 and 33 closed, and on exhaust with valve 32 open and valves 33, 34 and 31 closed. EN EN