Gaserhitzer. Die Erfindung betrifft einen Gaserhitzer mit einem von den zu erhitzenden Gasen durchströmten Rohrsystem mit von unten nach oben sich erstreckenden Rohren.
Im Zusammenhange mit solchen Erhit zern stellt sich häufig -die Aufgabe, dass ein Gas, z. B. Hochofenwind, auf hohe Tempera tur, z. B. 850 C und ,selbst mehr, im Erhit zer zu erhitzen ist. Sind in einem solchen Er hitzer die Rohre so um den Feuerraum an geordnet, dass die Rohre vor allem Strah lungswärme aufnehmen, so ergeben sich in folge der einseitigen Anstrahlung der Rohre hohe Wärmebeanspruchungen.
Um dem Rechnung zu tragen, ist schon vorgeschlagen worden, die Teilung zwischen den Erhitzerrohren, die um den Feuerraum angeordnet sind, verhältnismässig gross zu wählen, damit die Rohre möglichst allseitig durch Strahlung beheizt werden, indem dann die Rohre zum Teil direkt und zum Teil durch vom Mauerwerk reflektierte Wärme, welche zwischen den Rohren hindurchgelan- gen kann, bestrahlt werden.
Es ist klar, dass in einem solchen Falle das Mauerwerk stark erhitzt wird, und um dann Wärmeverluste nach aussen möglichst zu vermeiden, müssen die betreffenden Wandungen aus hitzebestän digem Mauerwerk verhältnismässig dick be- messen und aussen mit einer ebenfalls dicken Isolierschicht ausgestattet werden.
Da bei vor allem durch Gasstrahlung erfolgender Wärmeübertragung sich zudem grosse Feuer räume ergeben, ist folglich ein solcher Erhit- zer verhältnismässig sperrig und schwer, und die Anschaffungskosten sind entsprechend hoch. Eine solche Wärmeübertragung durch Grasstrahlung im Feuerraum spielt nament lich dann eine grosse Rolle, wenn Hochofen gas als Brennstoff angewendet wird.
Bekanntlich muss, insbesondere bei hohen Rohrwandtemperaturen, auch darnach ge trachtet werden, einen chemischen Angriff der Rohre durch Unreinigkeiten, z. B. Asche und Schwefeldioxyd, die in den Feuergasen vorhanden sind, möglichst zu verhindern.
Um dieser Forderung Rechnung zu tragen, ist schon vorgeschlagen worden, die Feuergase senkrecht von oben nach unten strömen zu lassen, damit sie möglichst nicht mit den Rohren in Berührung kommen. Es zeigt sich aber, dass sich dies praktisch nicht verwirk lichen lässt, da die Verbrennungsgase trotz dem an die Rohre gelangen können.
Um nun einerseits den Preis eines Gas- erhitzers der erwähnten Art möglichst nied rig halten zu können, und um anderseits einen wirksamen Schutz für die Rohre gegen einen chemischen Angriff zu schaffen, wird nun gemäss vorliegender Erfindung minde stens ein Teil von Kühlluft für die Aussen- wandungen des,
Feuerraumes nach erfolgter Wärmeaufnahme in den Feuerraum. des Er- hitzers so eingeführt, dass er einen die Flamme einhüllenden Schleier bildet. Bei Anwendung dieser technischen Regel tritt die zur Bildung eines Luftschleiers be stimmte Luft schon verhältnismässig stark erwärmt in den Feuerraum ein,
so dass sie in diesem keine wesentliche Erniedrigung der Temperatur verursachen kann.. Da ferner die durch daz Mauerwerk, welches den Feuer raum begrenzt, hindurchtretende Wärme nicht mehr verlorengeht, indem sie jetzt zum Vorwärmen von zum Einhüllen der Flamme bestimmter Luft dient, kann das erwähnte Mauerwerk verhältnismässig dünn bemessen werden.
Ausserdem ist die notwendige Isola tion verhältnismässig dünn.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfzn- dungsgegenstandes in vereinfachter DarGtel- lungsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:
Fig.l einen senkrechten ,Schnitt durch einen Winderhitzer mit kreisförmig um den Feuerraum angeordneten Rohren, F,ig. 2 einen waagrechten :Schnitt nach der Linie II-H der Fig. 1.
In den Figuren bezeichnet 1 den Feuer raum eines Erhitzers, der mit Hochofengas als Brennstoff betrieben wird. Das durch eine Leitung 21 zuströmende Hochofengas mischt sich in einem Brenner 2 mit Verbren nungsluft, die durch einen Stutzen 3 in den Brenner 2 gelangt. Die im Brenner 2 gebil dete Flamme 4 ist vn Feuerraum 1 von oben nach unten gerichtet.
Der Erhitzer weist fer ner ein Rohrsystem auf, dessen Rohre 5 nach unten etwas nach auswärts geneigt sind, in der Hauptsache aber doch vertikal stehen. Die Rohre, 5 sind kreisförmig um den Feuerraum 1 angeordnet. Die Teilung zwischen densel ben ist verhältnismässig gross, das heisst sie beträgt mindestens das Dreifache des Aussen durchmessers der Rohre.
Damit wird be zweckt, eine allseitig möglichst gleichmässige Beheizung der Rohre 5 durch Strahlung zu erreichen, indem dann diese Rohre zum Teil direkt und zum Teil von Wärme bestrahlt werden, welche zwischen den Rohren 5 zum Mauerwerk 10 des Gaserhitzers gelangt und von diesem Mauerwerk reflektiert wird. Die Rohre 5 sind unten an einen Verteiler 6, dem zu erhitzender Wind durch eine Leitung 7 zuströmt,
und oben an einen Sammler 8 an- geschlossen, aus dem der erhitzte Wind durch eine Leitung 9 abströmt.
Das den Feuerraum 1 begrenzende Mauer werk 10 des Erhitzers ist von einer Verschalung 11 umgeben, die zusammen mit einer äussern Verschalung 12 einen Hohlraum 13 begrenzt. In diesen Raum 13 tritt durch eine Öffnung 14 allenfalls schon schwach vorgewärmte Frischluft, welche die durch das Mauerwerk 10 dringende Wärme grösstenteils aufnimmt und zugleich zur Kühlung der Aussenfläche dieses Mauerwerkes dient.
Nachdem die Kühlluft auf ihrem Wege durch den Hohl raum 13 erhitzt worden ist, tritt sie bei 15 in den Feuerraum 1 ein. Die Einführung in diesen Feuerraum erfolgt in solcher Weise, dass die erhitzte Kühlluft einen die Flamme 4 einhüllenden Schleier bildet. Dieser Luft schleier schützt die Rohre 5 vor einem che mischen Angriff durch Asche und sonstige Unreinigkeiten, welche in den Feuergasen vorhanden sein können.
Da das zu erhitzende Gas die Rohre 5 von unten nach oben durch strömt, die Flamme 4 dagegen sich von oben nach unten in den Feuerraum 1 erstreckt, so werden die Rohrstellen höchster Wandtem peraturen durch die Basis des Luftschleiers, also vom kältesten Teil desselben, vor den Feuergasen geschützt. Dies ist wichtig für einen wirksamen Schutz der heissesten Stel len der Rohre 5.
Unter Umständen braucht nur ein Teil der den Hohlraum 13 durchstreichenden Kühlluft zur Bildung eines die Flamme im Feuerraum umhüllenden Luftschleiers be nützt zu werden; der Rest dieser erhitzten Kühlluft kann dann für andere Zwecke, z. B. als eigentliche Verbrennungsluft im Brenner, verwendet werden.
Gas heater. The invention relates to a gas heater with a pipe system through which the gases to be heated flow and with pipes extending from bottom to top.
In connection with such heaters often arises - the task that a gas, z. B. blast furnace wind to high tempera ture, z. B. 850 C and, even more, is to be heated in the heater zer. If the pipes in such a heater are arranged around the combustion chamber in such a way that the pipes primarily absorb radiant heat, the result of the one-sided illumination of the pipes is high heat stress.
In order to take this into account, it has already been proposed that the division between the heater tubes, which are arranged around the combustion chamber, should be selected to be relatively large so that the tubes are heated by radiation on all sides as possible, in that the tubes are then partly directly and partly through Heat reflected from the masonry, which can get through between the pipes, can be irradiated.
It is clear that in such a case the masonry is strongly heated, and in order to then avoid heat losses to the outside as far as possible, the walls in question made of heat-resistant masonry must be relatively thick and provided on the outside with a likewise thick insulating layer.
Since, in the case of heat transfer taking place primarily through gas radiation, there are also large fireplaces, such a heater is consequently relatively bulky and heavy, and the acquisition costs are correspondingly high. Such heat transfer through grass radiation in the furnace plays a major role if blast furnace gas is used as fuel.
As is well known, especially at high pipe wall temperatures, it must also be sought ge, a chemical attack on the pipes by impurities such. B. to prevent ashes and sulfur dioxide, which are present in the fire gases, if possible.
In order to meet this requirement, it has already been proposed to let the fire gases flow vertically from top to bottom so that they do not come into contact with the pipes if possible. It turns out, however, that this is practically impossible to achieve because the combustion gases can still reach the pipes.
Now, on the one hand, to be able to keep the price of a gas heater of the type mentioned as low as possible and, on the other hand, to create effective protection for the pipes against chemical attack, according to the present invention, at least part of the cooling air for the outside walls of,
Combustion chamber after heat has been absorbed into the combustion chamber. of the heater so that it forms a veil enveloping the flame. When this technical rule is applied, the air intended to form an air curtain enters the combustion chamber already relatively warm.
so that it cannot cause any significant lowering of the temperature in this. Furthermore, since the heat that passes through the masonry which delimits the firebox is no longer lost, since it is now used to preheat the air intended to envelop the flame, this can be done Masonry should be measured relatively thin.
In addition, the necessary insulation is relatively thin.
An example embodiment of the subject of the invention is illustrated in a simplified manner in the accompanying drawing, namely:
Fig.l shows a vertical section through a wind heater with pipes arranged in a circle around the combustion chamber, F, ig. 2 a horizontal section along the line II-H of FIG. 1.
In the figures, 1 denotes the firebox of a heater that is operated with blast furnace gas as fuel. The blast furnace gas flowing in through a line 21 mixes in a burner 2 with combustion air which passes through a nozzle 3 into the burner 2. The flame 4 formed in the burner 2 is directed from the top downwards from the combustion chamber 1.
The heater has fer ner a pipe system, the pipes 5 are inclined downward slightly outward, but are mainly vertical. The pipes 5, 5 are arranged in a circle around the combustion chamber 1. The division between the same ben is relatively large, i.e. it is at least three times the outer diameter of the pipes.
This is intended to be as uniform as possible on all sides heating the pipes 5 by radiation by then irradiating these pipes partly directly and partly from heat, which passes between the pipes 5 to the masonry 10 of the gas heater and is reflected by this masonry . The tubes 5 are at the bottom of a distributor 6, to which the wind to be heated flows through a line 7,
and connected at the top to a collector 8, from which the heated wind flows through a line 9.
The brickwork 10 of the heater that delimits the furnace 1 is surrounded by a casing 11 which, together with an outer casing 12, delimits a cavity 13. In this space 13 enters through an opening 14 at most already slightly preheated fresh air, which for the most part absorbs the heat penetrating through the masonry 10 and at the same time serves to cool the outer surface of this masonry.
After the cooling air has been heated on its way through the cavity 13, it enters the furnace 1 at 15. The introduction into this furnace takes place in such a way that the heated cooling air forms a veil enveloping the flame 4. This air veil protects the pipes 5 from a chemical attack by ash and other impurities that may be present in the fire gases.
Since the gas to be heated flows through the tubes 5 from bottom to top, the flame 4, however, extends from top to bottom into the furnace 1, the pipe points are the highest wall temperatures through the base of the air curtain, so from the coldest part of the same, before protected from the fire gases. This is important for effective protection of the hottest points on the pipes 5.
Under certain circumstances, only part of the cooling air passing through the cavity 13 needs to be used to form an air curtain enveloping the flame in the furnace; the rest of this heated cooling air can then be used for other purposes, e.g. B. can be used as the actual combustion air in the burner.