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Verfahren zur Ausnutzung intermittierend anfallender Abhitze, z. B. von Konverterabgasen
Es ist bekannt, die Abhitze von Konverterabgasen in Abhitzekessel zu verwerten, die über Verbundnetze mit andernDampfkesseln parallel arbeiten. Hiebei können für die Abhitzekessel Zusatzbeheizungen vorgesehen sein, um auch wahrendderBlaspausendieDampferzeugungaufrechterhalten zu konnen. Dièse Arbeitsweise hat den Nachteil, dass wegen der stossartigen Belastungsänderungen in einem Verbundnetz die- ses in hohem Grade störungsanfällig ist.
Als bekannt wird auch eine Arbeitsweise angesehen, bei der der in den Abhitzekessel erzeugte Dampf Dampfspeichern (Ruthspeichern) mit hohen Entladedrücken von bei- spielsweise 15 bis 20 atü zugeführt wird. Den Dampfspeichern werden dann fremdbeheizte Überhitzer nachgeschaltet und der überhitzte Dampf in Dampfturbinen zur Erzeugung mechanischer Energie ausgenutzt.
Derartige Anlagen sind sehr kompliziert ; sie gefährden durch die Vielzahl der stahlwerksfremden Aggr. egate die Betriebssicherheit und erfordern viel geschultes Personal. Es ist auch schon vorgeschlagen, worden, einem Mittel- oder Niederdruck-Dampfspeicher, dem der Abdampf von Dampfmaschinen zugeführt wird, auch den in Abhitzekessel erzeugten Dampf zuzuführen. In diesem Fall ist aber der Betriebsdruck des Dampfspeichers durch den Druck des Abdampfes bedingt.
Wird aber der Dampfspeicher nur mit dem in Abhitzekessel erzeugten Dampf beschickt, so liegt es nach allgemeinen thermodynamischen'Regeln nahe, aus Gründen der Wirtschaftlichkeit den Entnahmedruck des Dampfspeichers möglichst hoch zu wählen. Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, dass in diesem Fall die Wahl eines Niederdruckspeichers und einer Niederdruck-Sattdampfturbine grössere Wirtschaftlichkeit ergibt.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Ausnutzung intermittierend anfallender Abhitze, z. B. der Abhitze von Konverterabgasen, in Abhitzekessel, wobei der erzeugte Dampf gegebenenfalls gleichzeitig mit sonst anfallendem Abdampf Dampfspeichern (Ruthspeichern) zugeführt, diesen als Niederdruckdampf entnommen und in Niederdruckdampfturbinen ausgenutzt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist das Merkmal auf, dass der Dampf den ausschliesslich mit Abhitzedampf beschickten Dampfspeichern mit einem Druck von 3 ata oder weniger entnommen und in Niederdruck-Sattdampfturbinen ausgenutzt wird.
Der Erfindung liegt die bisher bei der Abhitzeverwertungnicht angewandte Erkenntnis zugrunde, dass die Speicherfähigkeit der Dampfspeicher mit sinkendem Entladedruck sehr stark zunimmt und dass ausser-
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Speicher entspricht. Der optimale Anfangsdruck der Turbine hängt insbesondere von dem technisch mög- lichenVakuumdesKondensatorsundvonderzuiassigen Dampfendnâsse ab. Er kann für die jeweiligen Verhältnisse unschwer bestimmt werden. Daher können der Anfangsdruck der Turbine und der Entladedruck des Speichers einander angepasst werden. Beispielsweise liegt der günstigste Anfangsdruck der Turbine für ein mögliches Vakuum von 0, 05 ata und einer zulässigen Dampfendnässe von 12'o bei etwa-2 ata. Vorzugsweise liegt der Entladedruck des Dampfspeichers beziehungsweise der Anfangsdruck der Turbine bei etwa 1--3 ata.
Bei einem solchen Druck wird die Speicheranlage. verhältnismässig klein und erfordert nur gerin- ge Wandstärken und demgemäss auch verhältnismässig geringe Kosten. Die ganze Anlage ist infolge des niedrigen Betriebsdruckes sehr einfach und betriebssicher und bedarf nur wenigen geschulten Personals.
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In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Anlage schematisch dargestellt. lu dem Abhitzekessel 1 wird unter Ausnutzung der in den Abgasen einer Konverteranlage enthaltenen WärmeDampferzeugt. Hiebeikannsowohldiephysikalische als auch die chemische, durch Nachverbrennung freiwerdende Wärme ausgenutzt werden. Der erzeugte Dampf, dessen Druck z. B. etwa 15 ata betragen kann, wird über das Rückschlagorgan 2 demDampfspeicher 3 zugeführt. Der dem Dampfspeicher entnommene Dampf gelangt über die den Entladedruck und gegebenenfalls auch die Dampfmenge regelnde Vorrichtung 4 zur Turbine 5. die eine Arbeitsmaschine 6 antreibt. Von der Turbine 5 aus wird der entspannte Dampf dem Kondensator 7, der mit einer Rückkühlanlage 8 verbunden ist, zugeleitet.
Das Kondensat geht über den Entgaser 9 und die Speisepumpe 10 zum Abhitzekessel 1 zurück.
Wenn die Dampferzeugung den Dampfverbrauch der Turbine übersteigt, kann ein Teil des Dampfes durch die Leitung 12 über das Reduzierventil 11 unter Umgehung der Turbine 5 unmittelbar dem Kondensator 7 zugeführt werden. Ferner kann durch die Leitung 12 der Entgasungsanlage für das KondensatDampf zugeführt werden. Änderungen der Anlage sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise kann der Dampf aus dem Dampfspeicher dem Niederdruckteil einer mehrstufigen Dampfturbine zugeführt werden, wobei auch eine geringe Überhitzung eingeschaltet werden kann, die vorzugsweise durch höher gespannten Dampf bewirkt wird.
Die erfindungsgemäss angewandteNiederdruck-Sattdampfturbine kann, wenn es sich um die Abhitzeverwertung eines Oxygen-Stahlwerkes handelt, vorteilhaft zurDeckung des Kraftbedarfs der Sauerstoffanlage ausgenutzt werden. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass bei Nachlassen der Stahlerzeugung auch der Sauerstoffbedarf abnimmt und umgekehrt, so dass die zur Verfügung stehende Dampfmenge sich im wesentlichen entsprechend dem Bedarf ändert.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Ausnutzung intermittierend anfallender Abhitze, z. B. der Abhitze von Konverterabgasen, in Abhitzekessel, wobei der erzeugte Dampf gegebenenfalls gleichzeitig mitsamt anfallendem Abdampf Dampfspeichern zugeführt. diesen als Niederdruckdampf entnommen und in Niederdruckdampfturbinen ausgenutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf den ausschliesslich mit Abhitzedampf beschickten Dampfspeichern mit einem Druck von 3 ata oder weniger entnommen und in NiederdruckSattdampfturbinen ausgenutzt wird.