DD145791A1

DD145791A1 - REGENERATIVE CHAMBER FOR INDUSTRIAL OPENING, ESPECIALLY FOR SIEMENS-MARTIN-OEFEN

Info

Publication number: DD145791A1
Application number: DD21534279A
Authority: DD
Inventors: Heinz Franke; Alois Ruscher; Werner Schubert
Original assignee: Heinz Franke; Alois Ruscher; Werner Schubert
Priority date: 1979-09-04
Filing date: 1979-09-04
Publication date: 1981-01-07
Also published as: CS522480A1; CS260953B1; SU1290055A1; HU191002B

Abstract

Die Erfindung betrifft Regenerativkammern fuer Industrieoefen, in denen Luft oder andere Gase erwaermt werden koennen. Ziel der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad der Regenerativkammern und damit der gesamten Ofenanlage unabhaengig vom gefahrenen Mengenangebot, also auch unter Teillastbedingungen, zu erhoehen. Die Lebensdauer des Gitterwerkes wird erhoeht, wodurch der spezifische Steineverbrauch gesenkt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, eine gute stroemungstechnische Auslastung bei gleichzeitig hohen Stroemungsgeschwindigkeiten im Gitterwerk herbeizufuehren. Die Regenerativkammer wird durch eine von der Sohle bis zur oberen Gitterlage reichende Mittelwand 1 in zwei Halbkammern a, b getrennt, die wiederum in Quer- und Laengsanordnung zur Stroemungsrichtung mehrere Trennmauern 2 aufweisen. Im Wechselkanal 4 sind eine gleichachsige Trennzunge 5 und ein geteilt ausgefuehrter Schieberblock 7 angeordnet, und in die Abdeckung des Wechselkanales ist eine doppelflutige Ventilanlage 6 eingebettet. Das Frischgas und auch das Abgas durchstroemen die beiden Halbkammern jeweils nacheinander oder unter Teillastbedingungen immer nur eine Halbkammer.The invention relates to regenerative chambers for Industrieoefen in which air or other gases can be erwaermt. The aim of the invention is to increase the efficiency of the regenerative chambers and thus the entire furnace regardless of the amount of fuel used, ie under partial load conditions. The life of the latticework is increased, whereby the specific stone consumption is lowered. The object of the invention is to bring about a good flow-technical utilization at the same time high flow velocities in the latticework. The regenerative chamber is separated by a reaching from the sole to the upper grid position center wall 1 in two half-chambers a, b, which in turn have a plurality of separation walls 2 in transverse and Laengsanordnung to the flow direction. In the interchangeable channel 4 an equiaxed separating tongue 5 and a split executed slide block 7 are arranged, and in the cover of the exchange channel a double-flow valve system 6 is embedded. The fresh gas and the exhaust flow through the two half chambers each successively or under partial load conditions only ever a half chamber.

Description

Ti t e1 dρ r Erf iηdungT i t e1 dρ r erf ication

Regenerativkamner für Industrieöfen, insbesondere für Si ein ens-Martin-Ö'f enRegenerativkamner for industrial furnaces, in particular for Si ein-Martin Ö'f en

Anv,-en dxm gs£ eb i e_t der TJlrf in dungAnv, dxm gs £ eb i e_t the TJlrf in dun g

Die Erfindung betrifft Regenerativkaraiaern für Industrieöfen, inabesondere für Siemens-Martin-Ofen, in denen Luft oder andere Gase erv/ärrat werden können. 10The invention relates to regenerative carcasses for industrial furnaces, especially for Siemens-Martin furnaces, in which air or other gases can be replaced. 10

Charakt_eristik der bekannten_technisehen Lösur.geηCharakt_eristik d e r bekannten_technisehen Lösur.geη

Die Tatsache, daß der spezifische V/ämeverbrauch eines Industrieofens mit regenerativer Vorwärmung in entschoidendem Maße durch den Regeiierator^/.drkungsgrad bestimmt wird, hat die Gesichtspunkte der Konstruktion der RegenerativkaniGiern maßgeblich beeinflußt. Aus der Aufgabe der Regenerativkammem, dem Abgas einen möglichst großen Anteil an wärme zu entziehen und sie dein vorzuwärmend en Medium ausuf uhren, v/u r den im Radex-Handbuch zur Erreichung eines höchstmöglichen v/ärmetechnischen Nutzeffektes die entsprechenden Unterlagen zur Berechnung der notwendigen Heizflächen und Speichermassen, geschaffen... lieben diesen bekannten Kennwerten sind hohe Strö-Laungsgeschwindigkeiten im Gitterwerk und eine gleichmäßige Beaufschlagung über den Querschnitt der Regenerativkammer von besonderer Wichtigkeit.The fact that the specific heat consumption of an industrial furnace with regenerative preheating is determined to a certain extent by the degree of regulation of the regulator has greatly influenced the aspects of the construction of the regenerative ducts. From the task of the regenerative chambers to extract as much heat from the exhaust as possible and to carry out the heating of the medium to be reheated, in the Radex manual to obtain the highest possible level of thermal efficiency, the corresponding documents for the calculation of the necessary heating surfaces and Storage masses, created ... love these known characteristics are high Strö-Laungsgeschwindigkeiten in the lattice work and a uniform application across the cross section of the regenerative chamber of particular importance.

Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit im Gitterwerk wurden in der Vergangenheit zwei Sn t v/i cklungs richtung en verfolgt» Einerseits wurden.die Einzugskammern immer tiefer und schlanker ausgeführt, um die erforderlichen Kennwerte für die Heizfläche und die Speichermasse zu erreichen* Zum anderen wurde das' Prinzip der Zweizugkammern in verschiedenen Ausführungsbeispielen realisiert» .In order to increase the flow velocity in the lattice work, two snaking directions were pursued in the past. On the one hand, the intake chambers were made ever deeper and slimmer in order to achieve the required parameters for the heating surface and the storage mass the Zweizugkammern realized in various embodiments ».

Beim Bau der tiefen, schlanken Einzugskammern ergeben sich als Nachteil hohe Kosten für neue Fundamente und für die 'notwendige Grundwasserabsenkung« Zusätzlich werden dabei neue Schwierigkeiten auf dem Reparatursektor geschaffen, Gittersteinverbrauch, Hitzearbeit und Reparaturzeiten steigen an«In the construction of the deep, slender intake chambers, the disadvantage is the high costs for new foundations and for the "necessary lowering of groundwater." In addition, new difficulties in the repair sector are created, lattice stone consumption, heat work and repair times increase «

Der zum Betrieb der Zweizugkammem erforderliche erhöhte Zugbedarf zur Überwindung der Kammerwiderstände ergibt sich bei dieser Lösung als Nachteil«: Des-weiteren . führen die erzwungenen Strömungsänderungen- innerhalb des Kammersystems zur Ausbildung von toten Ecken, die sich besonders bei Teillastbetrieb des Industrieofens verstärken und negativ auswirken.The required to operate the Zweizugkammem increased train requirement to overcome the chamber resistance results in this solution as a disadvantage «: Des-further. The forced flow changes within the chamber system lead to the formation of dead corners, which increase especially at partial load operation of the industrial furnace and have a negative effect.

Die in den letzten Jahrzehnten durchgeführten Modellver-• suche und meßtechnischen Großuntersuchungen an einzelnen Regenerativkammern haben gezeigt, .daß die Beaufschlagung über den-Gitterquerschnitt auf Grund der geometrischen Abmessungen der Regenerativkammem ungleichmäßig ist» Obwohl nach Hansen in der Zeitschrift "Stahl und Eisen" 78, S. 904 ff die Querschnittsverhältnisse der Feuerbrücke bzw* des Untergitterraumes zum freien Gitterquerschnitt angegeben werden,, durch die die mengenmäßige Beaufschlagung in Grenzen beeinflußt we.rden kann, ist esThe model surveys and major metrological investigations carried out on individual regenerative chambers in recent decades have shown that the loading across the grid cross-section is uneven due to the geometrical dimensions of the regenerative chambers "Although, according to Hansen, in the magazine" Stahl und Eisen "78, P. 904 ff., The cross-sectional ratios of the fire bridge or subgrid space to the free grid cross-section are given, by means of which the quantitative loading can be limited

infolge der örtlichen Platzverhältnisse und der Dimensionierung in Längs- und Querrichtung¹ schwer, .eine gültige Richtlinie für die Querschnittsverhältnisse anzugebendue to the local space conditions and the dimensioning in the longitudinal and transverse direction ¹ difficult., specify a valid rule for the cross-sectional ratios

Die "bekannte Maßnahme, durch hohe Zug- und Druckverluste die Beaufschlagung der Regenerativkammern zu verbessern, scheitert an der Tatsache, daß hierfür enge Gitterschächte vorhanden sein müssen. Die engen Gitterschächte bringen ihrerseits wesentliche 1-Tachteile·, da sie sich/ schnell zusetzen und ein erhöhter Zugbedarf mit zusätzlichen Betriebskosten die Folge ist.The "known measure to improve the admission of the regenerative chambers by high tensile and pressure losses, fails because of the fact that for this narrow mesh shafts must be present.The narrow mesh shafts bring in turn essential 1-Tachteile · as they clog / quickly and a increased train demand with additional operating costs is the result.

Die in der DS-AS 1 225 677 vorgeschlagene Abdeckung bestimmter Gitterflächen zur Verbesserung der Beaufschlagung hat den Nachteil, daß eine Beeinflussung der Luft- und Abgasströmung in Abhängigkeit vom gefahrenen Wärmeangebot nicht möglich ist. Des weiteren ergibt sich bei diesem Lösungsvorschlag ein erhöhter Steineverbrauch, da ständig ein Teil des Gitterwerkes ungenutzt bleibt. Ferner fallen während der Ofenreise zusätzliche Ausfallzeiten an, so daß die Reparaturkosten steigen«The proposed in DS-AS 1 225 677 cover certain grid surfaces to improve the loading has the disadvantage that influencing the flow of air and exhaust gas is not possible depending on the heat supply. Furthermore, results in this proposed solution increased stone consumption, as constantly a portion of the latticework remains unused. In addition, additional downtime occurs during the kiln journey, so the repair costs increase «

Die bekannten Lösungen zur Verbesserung der Wärmeaus- · nutzung der Regenerativkainniem, wie Ausbildung der oberen Lagen mit Speziaisteinfοrmaten sowie die Abstufung der oberen und unteren Lagen, haben nicht den erhofften Erfolg gebracht, da alle diese technischen Lösungen die oben erwähnten lachteile in bezug auf die Beaufschlagung besonders unter Teillastbedingungen besitzen und unter diesen Betriebsverhältnissen keine hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Frisch- und Abgases im Gitterwerk aufweisen« Die bisher bekannten Regenerativkam« mem erfüllen nur unter bestimmten Betriebsverhältnis-The known solutions for improving the thermal utilization of the Regenerativkainniem, such as formation of the upper layers with Speziaisteinförraten and the gradation of the upper and lower layers, have not brought the hoped success, since all these technical solutions, the above-mentioned laughing parts with respect to the application particularly under partial load conditions and under these operating conditions do not have high flow velocities of the fresh and exhaust gas in the lattice work. "The regenerative chambers known hitherto only perform under certain operating conditions.

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sen die an sie gestellten Forderungen einer optimalen Beaufschlagung bei gleichzeitig hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Gitterwerk« Sie arbeiten somit nur in einem begrenzten Bereich ökonomisch. ιThe requirements placed on them make them ideal for use with simultaneously high flow velocities in the latticework. "They thus only work economically in a limited range. ι

Ziel d er 5i-f in dungAim of the 5i-f in formation

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Wirkungsgrad der Regenerativkammern von Industrieöfen und damit den Gesanitwirkungsgrad der Ofenanlage unabhängig vom gefahrenen Mengenangebot, d* h* auch unter Teillastbedingungen, zu verbessern. Durch eine höhere bzw, bessere regenerative 'Gasvorwärmung wird die Leistung der Industrie- ' öfen gesteigert* Die Lebensdauer des Gitterwerkes wird durch die verbesserten Strömungsbedingungen erhöht, so daß der spezifische Steineverbrauch sinkt und sich damit die Betriebskosten gegenüber den bekannten Regenerativ— kammern ökonomischer gestalten.The aim of the invention is to improve the efficiency of the regenerative chambers of industrial furnaces and thus the Gesanitwirkungsgrad the furnace system regardless of the amount of supply, d * h * even under partial load conditions. The performance of the industrial furnaces is increased by a higher or better regenerative gas preheating. The lifetime of the latticework is increased by the improved flow conditions, so that the specific stone consumption decreases and thus the operating costs are more economical than the known regenerative chambers.

Darlegung dea^Wesens der Erfindung Presentation of the essence of the invention

wirdbecomes

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Regenerativkammern für Industrieöfen, insbesondere für SM-Öfen zu . . schaffen, bei denen unabhängig vom gefahrenen Mengenan gebot, d* h· auch unter Teillastbedingungen, eine gute strömungstechnische Auslastung bei gleichzeitig hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Gitterwerk erreichbar ist, um einen verbesserten Wärmeaustausch in der Regenerativkammer zu gewährleisten» ' .The invention is based on the object, regenerative chambers for industrial ovens, especially for SM ovens. , create, in which irrespective of the amount of supply lot, d * h · even under partial load conditions, a good flow capacity utilization at the same time high flow velocities in the lattice is achievable to ensure improved heat exchange in the regenerative chamber "'.

-.5- eis 34'-5- ice 34 '

rf indunrf indun

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch 'gelöst, daß im Gitterwerk der Regenorativkammer eine.Mittelwand in Strönungsrichtung eingezogen wird« Diese Mittelwand .er~ streckt sich von der Sohle des Untergitterraum.es bis zur oberen Lage des Gitterwerkes. Entsprechend, dem. Lan** gen~/Breitenvernältnis der Regenerativkammer werden Trenniaauern in Längs- und Querrichtung zur Strömungsrichtung, angeordnet, die, die Regenerativkammer in ein-According to the invention this object is achieved in that in the latticework of Regenorativkammer ein.Mittelwand is drawn in Strönungsrichtung «This center wall .er ~ extends from the bottom of Untergitterraum.es up to the upper layer of the latticework. Accordingly, that. Lantern / width ratio of the regenerative chamber are arranged separation walls in the longitudinal and transverse direction to the flow direction, which, the regenerative chamber in a

TO zelne Abschnitte.aufgliedern. Zweckmäßig erstrecken sich die Trennmauern von der unteren Gitterlage bis zu ca* 80 % der Gitterwerkshohe« In der Abdeckung des Wech« selkanales ist eine doppelflutige Ventilanlage für die ⁵Frischgaszuführung eingebettet» Am Ende des Y/echselkanales befindet sich, ein geteilt ausgeführter Schieberblock· Der Wechselkanal wird im Bereich vom Untergi'.t-terraum bis zuia. geteilt ausgeführten Schieberblock durch eine Trennaunge in zwei voneinander abgeschlossene Bäume aufgeteilt. _ TO separate individual sections. The dividing walls extend from the lower grid position to approx. 80 % of the height of the lattice «A double-flow valve system for the ⁵ fresh gas supply is embedded in the cover of the exchange channel» At the end of the exchange channel there is a split slide block · The Interchangeable channel is in the range from Untergi't terraum to zuia. divided executed slide block divided by a Trennaunge in two separate trees. _

>>

Eine günstige strömungstechnische Auslastung der Regenerativkammem unter Teillastbedingungen wird erfin« dungsgemäß dadurch erreicht, daß die Frischgaszuführung über 'die doppelflutige Ventilanlage und die Abgassteue-. rung über den geteilt ausgeführten Schieberblock so. vorgenoimaen wird, daß sowohl die Frischgas- als auch die Abgasiaenge auf Grund der angeordneten Trennsunge im Wechselkanal die beiden Räume und damit die beiden HaIb-. kammern nacheinander durchströmen kann und somit unter den genannten Bedingungen hohe Strömungsgeschwindigkeiten im-Gitterwerk garantiert werden.Favorable flow-technical utilization of the regenerative combs under partial load conditions is achieved according to the invention by virtue of the fact that the fresh gas feed via 'the double-flow valve system and the Abgassteue-. tion over the shared slide block so. Vorgenoimaen is that both the fresh gas and the Abgasiaenge due to the arranged Trennsunge in the interchangeable channel, the two rooms and thus the two HaIb-. Chambers can flow through successively and thus under the conditions mentioned high flow velocities in-lattice are guaranteed.

Des v/eiteren sind durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Mittelwand in. Kombination mit den Trennmauern günstige Voraussetzungen für die Auslegung des Querschnitt-Des v / eiteren are due to the inventive design of the middle wall in. Combination with the separation walls favorable conditions for the interpretation of cross-sectional

Verhältnisses der Feuerbrücke bzw· des Untergitterraumes zum freien Strömungsquerschnitt im Gitterwerk.geschaffen· worden, was die Beaufschlagung mit Frisch- bzw«. Abgas positiv beeinflußt» ' \ ' .Ratio of the fire bridge or the subgrid space to the free flow cross section in the latticework. Exhaust gas positively affected »'\'.

Aus füh; rungs b ei'spi el . :Out of business; run gs b ei'spi el. :

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden* In den zugehörigen Zeich- nungen sind dargestelltThe invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. The accompanying drawings show

Figur 1 : Mittlerer Längsschnitt durch die Gitterkanimer und den Wechselkanal mit der doppelflutigen Ventilanlage sowie dem geteilt ausgeführten SchieberblockFigure 1: Middle longitudinal section through the Gitterkanimer and the exchange channel with the double-flow valve system and the split executed slide block

Figur 2: Waagerechter Schnitt durch die Gitterkanimer und den Wechselkanal mit der doppelflutigen Ventilanlage sowie den geteilt ausgeführten Schieberblock·Figure 2: Horizontal section through the Gitterkanimer and the exchange channel with the double-flow valve system and the split executed slide block ·

Die in Figur 1 und 2 schematisch dargestellte Regenerativkammer 1st durch die Mittelwand T in die HaIbkammern a und b geteilt,. Durch die Trennmauern 2 sind die Halbkammern a und b in einzelne Abschnitte gegliedert· Im Wechselkanal 4 befindet sich eine Trennzunge 5« Das doppelflutige Ventil 6 besteht aus den Ventilkörpem -6 a und 6 bo Der im Wechselkanal 4 eingebettete, geteilt, ausgeführte Schieberblock 7 setzt sich aus den Schiebern 7 a und 7 b zusammen.The regenerative chamber shown schematically in Figures 1 and 2 is divided by the middle wall T in the HaIbkammern a and b ,. By the separation walls 2, the half chambers a and b are divided into individual sections · In the interchangeable channel 4 is a separation tongue 5 «The double-flow valve 6 consists of the Ventilkörpem -6 a and 6 bo embedded in the interchangeable channel 4, divided, running slide block 7 sets itself from the sliders 7 a and 7 b together.

Die Betriebsweise der Regenerativkammer gemäß der-Erfindung'besteht darin, daß unter Teillastbedingungen jeweils nur eine HaIbkammer a oder b mit heißen Abgasen bz¥/. dem vorzuwärmenden Medium beaufschlagt wird',' FürThe mode of operation of the regenerative chamber according to the invention is that under partial load conditions only one half-chamber a or b with hot exhaust gases is formed. the medium to be preheated is charged ',' For

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den Fall, daß die dargestellte: Regenerativkänmier abzie~ hend arbeitet, sind die Ventilkörper 6 a und. 6 b ge- schlossen*. Je nach. Stellung der Schieber 7 a bzw· 7 b durchströmen die heißen Abgase die Halbkammern a oder b, Bei,'geöffnetem Schieber 7 a und geschlossenem Schieber 7b werden die heißen Abgase durch die Halbkammer a geleitet und erwärmen diese«. Nach Erreichen der Grenztemperatur der Halbkammer a bzw, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeltspanne wird der Schieber 7 a. geschlossene Der,Schieber 7 b wird geöffnet und die Halbkammer b wird bis .zum Erreichen der oben angegebenen Grenzwerte mit heißen Abgasen beaufschlagt« !Tun erfolgt automatisch die Seitenumstellung, so daß die dargestellte Regenerativkaaraer mit''dem vorzuwärmenden Medium beströmt wird« Zuerst strömt das vorzuwärmende Medium bei geschlossenen Schiebern 7 a und 7 b und geöffnetem Ventilkörper 6 a durch die Halbkammer a und erwärmt sich. Dieser Vorgang läuft solange ab, bis von der Halbkammer a der gegenüberliegenden Regenerativkammer, die jetzt abziehend arbeitet, einer der oben angeführten Umstellimpulse ausgelöst wird« Bei der dargestellten Regenerativkänmier, die einziehend arbeitet, wird der Ventilkörper 6 a geschlossen und 6 b geöffnet,. so daß die Halbkammer b'mit dem vorzuwärmenden Medium beaufschlagt-wird» Der Umstellzyklus Innerhalb der Regenerativkammer wiederholt sich in der beschriebenen Weise, nachdem die Seitenumstellung vorgenommen wurde.the case that the illustrated: Regenerativkänmier works detzie-hend, the valve body 6 a and. 6 b closed *. Depending on. Position of the slide 7 a or · 7 b flow through the hot exhaust gases, the half chambers a or b, with, 'open slide 7 a and closed slide 7 b, the hot exhaust gases are passed through the half chamber a and heat them «. After reaching the limit temperature of the half chamber a or, after a predetermined period span of the slide 7 a. closed The slide 7 b is opened and the half chamber b is supplied with hot exhaust gases until the limit values specified above are reached. The side change is automatically carried out so that the illustrated regenerative particles are flown with the medium to be preheated preheated medium with closed slides 7 a and 7 b and open valve body 6 a through the half-chamber a and heats up. This process continues as long as from the half chamber a of the opposite regenerative chamber, which now works peeling, one of the above-mentioned Umstellimpulse is triggered «In the illustrated Regenerativkänmier which works retracting, the valve body 6 a is closed and 6 b open. so that the half chamber b 'is acted upon by the medium to be preheated »The changeover cycle Within the regenerative chamber is repeated in the manner described after the page change has been made.

Claims

for in dun'g.s ans p.rue h

1. regenerative chamber for industrial ovens, in particular for SM ovens, in which air or other gases can be heated, characterized by a center wall (1) extending from the bottom of the sub-grid space (3) to the upper grid layer, a plurality of separation walls (2 ) in the transverse and longitudinal direction to the flow direction, which a certain relationship to each other. and are adapted to the length / width dimensions of the regenerative chamber, a separating tongue (5) arranged coaxially in the changing channel (4), a double-flow valve system (6) embedded in the cover of the alternating passage (4) and a divided executed slide block (7), so that die.der change channel (4) formed in the range bis- to split executed slide block (7) of two mutually closed spaces, is «· -

2. Regeneratrvkammer according to points> · "'''^ daduiOh characterized in that the dividing walls (2) preferably extend from the lower grid position to about« 80 % of the lattice height.

3 · Regenerative can according to FIG. 1, characterized in that the ratio of the dividing walls (2) in the longitudinal and transverse directions with a length / width ratio of the regenerative chamber of 0.50 to 2.00 in the range of O _{5 is} 33 to 3.00.

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