CZ284533B6 - Ohřívač větru - Google Patents

Abstract

Ohřívač větru, zejména pro vysoké pece, sestávající z vnějšího pláště (1), opatřeného tepelně izolační vyzdívkou (2) a uzavírací kopulí (3), v jehož vnitřním prostoru je uspořádána jednak teplojímavá vyzdívka (4), tvořená keramickými tvarovkami (5) s teplosměnnými vzduchovými otvory (6), umístěná na nosném roštu (7), a jednak spalovací šachta (8) s vytápěcím hořákem (9). Mezi keramickými tvarovkami (5) teplojímavé vyzdívky (4) je uloženo nejméně jedno teplotní čidlo (10) s propojovacími vývody (11) vnitřním prostorem teplojímavé vyzdívky (4) do průchodky (12) vnějším pláštěm (1) a jeho tepelně izolační vyzdívkou, umístěné pod úrovní nosného roštu (7).ŕ

Description

Ohřívač větru, zejména pro vysoké pece

Oblast techniky

Vynález se týká ohřívače větru, zejména určeného pro ohřev vzduchu dmýchaného do vysoké pece.

Dosavadní stav techniky

V současnosti jsou všechny vysoké pece na výrobu surového železa klasickým způsobem vybaveny regenerativními ohřívači větru dmýchaného db vnitřního prostoru pece. Tyto ohřívače větru se skládají z vnějšího ocelového tlakového pláště, zevnitř tepelně izolovaného vyzdívkou ze žáruvzdorného materiálu, a z teplojímavé vyzdívky, tvořené keramickými tvarovkami s teplosměnnými vzduchovými otvory, zajišťující vlastní funkci ohřívače. Vnější ocelový tlakový plášť je opatřen uzavírací kopulí a v jeho vnitřním prostoru je kromě teplojímavé vyzdívky, uložené na nosném roštu, uspořádána rovněž spalovací šachta s vytápěcím hořákem.

Pro řízení vytápění a sfoukávání ohřívače jsou tyto ohřívače vybaveny teplotními čidly, měřícími teplotu ohřívače větru v jeho kopuli a teplotu spalin na jejich výstupu z ohřívače do komína. Pro tyto účely jsou měření teplot v kopuli a teplot spalin poměrně dostačující, získané údaje nedávají však žádnou představu o rozložení teplot v teplojímavé vyzdívce ohřívače a tím i o tepelném a s ním souvisejícím mechanickém namáhání této rozhodující pracovní části ohřívače. Znalost rozložení těchto teplot a působícího tepelného a mechanického namáhání je přitom velmi důležitá, neboť z důvodů vysokého nárůstu teploty jednak při uvádění ohřívače do provozu a jednak při cyklické práci ohřívače a dále vzhledem k velkým rozměrům ohřívače, dochází při provozu v jeho teplojímavé vyzdívce k velkým posunům zdivá, které mohou znamenat rozpad této teplojímavé vyzdívky a v některých případech i destrukci celého ohřívače větru se všemi z toho vyplývajícími negativními důsledky.

S ohledem na zmíněné velké posuny zdivá nelze použít pro měření rozložení teplot v této části ohřívače větru teplotní čidla, například termočlánky, které by byly montovány běžně z boku ohřívače větru přes jeho vnější ocelový tlakový plášť a které by zasahovaly do teplojímavé vyzdívky. Tato teplotní čidla by musela být schopna vydržet posuny zdivá při běžném provozu ohřívače větru až o několik cm a při uvádění ohřívače do provozu, zvláště v jeho vyšších partiích, až o několik desítek cm. Navíc je nutno při provozu ohřívače větru počítat i s možností bočního výkyvu teplojímavé vyzdívky v ohřívači.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou v podstatné míře odstraněny ohřívačem větru, sestávajícím z vnějšího pláště, opatřeného tepelně izolační vyzdívkou a uzavírací kopulí, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána jednak teplojímavá vyzdívka, tvořená keramickými tvarovkami s teplosměnnými vzduchovými otvory, umístěná na nosném roštu, a jednak spalovací šachta s vytápěcím hořákem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi keramickými tvarovkami teplojímavé vyzdívky je uloženo nejméně jedno teplotní čidlo s propojovacími vývody vnitřním prostorem teplojímavé vyzdívky do průchodky vnějším pláštěm a jeho tepelně izolační vyzdívkou, umístěné pod úrovní nosného roštu.

Řešení podle vynálezu využívá skutečnosti, že teplojímavá vyzdívka ohřívače je vzhledem k materiálu, z něhož je zhotovena, obvykle šamot a dinas, nevodivá a že pod nosným roštem této teplojímavé vyzdívky je dostatek místa na tepelnou dilataci teplotního čidla, obvykle termočlánku. K využití těchto skutečností je nutno již při stavbě ohřívače uložit do teplojímavé vyzdívky měřicí čidla takovým způsobem, že jejich měřicí body jsou v místech, kde je měření teploty nejdůležitější. Je samozřejmé, že čím většího počtu teplotních čidel, a to v různých

-1 CZ 284533 B6 místech a výškách, je vteplojímavé vyzdívce uloženo, tím je přesněji stanoveno hledané rozložení teplot a umožněno optimální řízení provozu celého ohřívače větru, zejména dodržení rychlosti nárůstu a poklesu teplot na požadované hodnoty při běžném cyklickém provozu ohřívače větru a rychlosti nárůstu teplot při jeho nahřívání ze studeného stavu.

S výhodou jsou přitom propojovací vývody teplotních čidel spuštěny na sebe navazujícími svislými teplosměnnými vzduchovými otvory keramických tvarovek teplojímavé vyzdívky až do spodní části ohřívače pod nosný rošt. Je samozřejmé, že v oblasti průchodu nosným roštem a v oblasti pod ním jsou propojovací vývody teplotních čidel izolovány a upevněny, aby nedošlo k destrukci teplotního čidla při tepelné dilataci teplojímavé vyzdívky. Z ohřívače jsou pak propojovací vývody vyvedeny přes izolované průchodky, odolávající pracovnímu tlaku a teplotě ve spodní části ohřívače.

Při tomto uložení teplotních čidel a jejich vyvedení z ohřívače nehrozí jejich zničení vinou běžného pohybu zdivá při provozu ohřívače. Výhodou je také to, že průměr teplotního čidla není v tomto případě kritický aje možno pro propojovací vývody použít vodiče poměrně velkých průměrů. Zároveň nehrozí žádné nebezpečí poruchy vyzdívky ohřívače, a to jak teplojímavé tak i tepelně izolační, či poruchy na materiálu pláště v hůře přístupných oblastech.

Uvedené uložení teplotních čidel je možné provést pouze při vyzdívání ohřívače větru teplojímavou vyzdívkou, přičemž při poruše některého z teplotních čidel není možná jeho výměna. Proto mohou být teplotní čidla nebo i soustava různě výškově uspořádaných teplotních čidel s výhodou umístěna mezi keramickými tvarovkami teplojímavé vyzdívky na nástavných nosičích, zasunutých do teplojímavé vyzdívky z prostoru pod jejím nosným roštem. Při použití přístupu do teplojímavé vyzdívky z prostoru pod jejím nosným roštem, je tak možno zabudovat teplotní čidla i do již provozovaných ohřívačů větru a tyto za odstávek ohřívačů i vyměňovat. V tomto případě je nutné použít teplotní čidlo například v podobě plášťového termočlánku, přičemž nástavný nosič je tvořen trubkou nebo tyčí, rozdělenou na tak dlouhé úseky, aby s nimi bylo možno manipulovat v prostoru pod nosným roštem. Termočlánek může být veden uvnitř i vně trubkového nástavného nosiče s respektováním možných rozdílů v tepelné dilataci obou materiálů. Na jednom nástavném nosiči může být umístěno i více teplotních čidel tak, že měření probíhá v různých výškových úrovních.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn pomocí výkresů dvou příkladných provedení vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněn řez ohřívačem větru, na obr. 2 půdorys keramické tvarovky jeho teplojímavé vyzdívky, na obr. 3 je zobrazen řez keramickou tvarovkou v rovině A-A z obr. 2 a na obr. 4 je zobrazeno alternativní provedení vynálezu s uložením teplotního čidla na nástavném nosiči.

Příklad provedení vynálezu

Příklad 1

Ohřívač větru, podle obr. 1 až 3, sestává z ocelového tlakového vnějšího pláště J, opatřeného tepelně izolační vyzdívkou 2 a uzavírací kopulí 3, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána jednak teplojímavá vyzdívka 4, tvořená keramickými tvarovkami 5 s teplosměnnými vzduchovými otvory 6, umístěná na nosném roštu 7, a jednak spalovací šachta .8 s vytápěcím hořákem 9. Mezi keramickými tvarovkami 5 teplojímavé vyzdívky_4 je uložena soustava různě jednotlivě výškově a polohově uspořádaných teplotních čidel 10. Propojovací vývody 11 každého teplotního čidla 10 jsou vteplojímavé vyzdívce 4 uloženy v na sebe navazujících svislých teplosměnných vzduchových otvorech 6 jejích keramických tvarovek J, přičemž jsou vyvedeny do izolované průchodky 12 vnějším pláštěm _1 ohřívače větru a jeho tepelně izolační vyzdívkou 2, umístěné pod úrovní nosného roštu 7. Uzavírací kopule 3 ohřívače větru je zároveň opatřena termočlánkem ]6.

-2CZ 284533 B6

Příklad 2

Podle alternativního příkladného provedení vynálezu, znázorněného na obr. 4, a to u stejného ohřívače větru jako v příkladu 1, jsou teplotní čidla JO mezi keramickými tvarovkami J teplojímavé vyzdívky 4 umístěna na tyčových nástavných nosičích 13. zasunutých do na sebe 5 navazujících svislých teplosměnných vzduchových otvorů 6 z prostoru pod nosným roštem Ί.

Nástavný nosič 13 podle potřebného výškového umístění teplotního čidla 10 sestává z různého počtu dílů, navzájem spojených spojovacími hlavicemi 14. přičemž na horním konci nástavného nosiče 13 je teplotní čidlo 10 upevněno v nosné hlavici 15. Vyústění propojovacích vývodů 11 z ohřívače větru je provedeno jako v příkladu 1.

Průmyslová využitelnost

Řešení podle vynálezu lze použít i u dalších obdobných zařízení, určených pro ohřev dmýchaného vzduchu do různých hutních i jiných agregátů.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Ohřívač větru, zejména pro vysoké pece, sestávající z vnějšího pláště, opatřeného tepelně 15 izolační vyzdívkou a uzavírací kopulí, v jehož vnitřním prostoru je uspořádána jednak teplojímavá vyzdívka, tvořená keramickými tvarovkami s teplosměnnými vzduchovými otvory, umístěná na nosném roštu, a jednak spalovací šachta s vytápěcím hořákem, vyznačující se tím, že mezi keramickými tvarovkami (5) teplojímavé vyzdívky (4) je uloženo nejméně jedno teplotní čidlo (10) s propojovacími vývody (11) vnitřním prostorem teplojímavé vyzdívky 20 (4) do průchodky (12) vnějším pláštěm (1) a jeho tepelně izolační vyzdívkou (2), umístěné pod úrovní nosného roštu (7).

2. Ohřívač větru podle nároku 1, vyznačující se tím, že propojovací vývody (11) teplotního čidla (10) jsou v teplojímavé vyzdívce (4) uloženy v na sebe navazujících svislých teplosměnných vzduchových otvorech (6) jejích keramických tvarovek (5).

25

3. Ohřívač větru podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplotní čidlo (10) je mezi keramickými tvarovkami (5) teplojímavé vyzdívky (4) umístěno na nástavném nosiči (13), zasunutém do teplojímavé vyzdívky (4) z prostoru pod jejím nosným roštem (7).

4. Ohřívač větru podle nároků 1 a3, vyznačující se tím, že na nástavném nosiči (13) je umístěna soustava teplotních čidel (10), uspořádaná v nejméně dvou různých výškových 30 rovinách.