DE1039084B

DE1039084B - Process and device for the continuous utilization of the intermittent amount of heat from converter exhaust gases

Info

Publication number: DE1039084B
Application number: DEW13781A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roland Kemmetmueller
Original assignee: Waagner Biro AG
Current assignee: Waagner Biro AG
Priority date: 1953-04-30
Filing date: 1954-04-22
Publication date: 1958-09-18

Description

Verfahren und Einrichtung zur fortlaufenden Ausnützung der absatzweise anfallenden Wärmemenge von Konverterabgasen Die Erfindung betrifft vor allem ein Verfahren zur fortlaufenden Ausnützung der absatzweise anfallenden Wärmemengen von Konverterabgasen in Abwärmeverwertungsanlagen. Es ist bereits bekannt, die Wärme von Konverterabgasen zur Vorwärmung der Blasluft zu verwenden. Zu diesem Zweck durchströmen die heißen Abgase aus dem Konverter einen Wärmeaustatischer, wo sie ihre Wärme an die Blasluft abgeben, die vorgewärmt dem Konverter zugeführt wird.Process and device for the continuous use of the intermittent Accruing amount of heat from converter exhaust gases The invention relates above all to a Process for the continuous use of the intermittent amounts of heat from Converter exhaust gases in waste heat recovery systems. It is already known the heat of converter exhaust gases to preheat the blown air. To do this, flow through it The hot exhaust gases from the converter go to a heat exchanger, where they pass their heat release the blown air, which is preheated and fed to the converter.

Es ist auch vorgeschlagen worden, an Stelle des Wärmeaustauschers mindesten., zwei Regeneratoren zu verwenden, von denen der eine durch die Abgase aufgeheizt wird, während der andere seine aufgespeicherte Wärme an die Blasluft abgibt.It has also been suggested to replace the heat exchanger at least. to use two regenerators, one of which through the exhaust gases is heated up, while the other transfers its stored heat to the blown air gives away.

Nachteilig bei allen diesen Einrichtungen ist es, daß sie nicht in der Lage sind, die stoßweise anfallenden Wärmemengen auszugleichen und ein gleichmäßiges Wärmeband auch dann abzugeben, wenn in den Blaspausen keine Wärme anfällt. Sie sind vielmehr den großen Temperaturschwankungen des Konverterbetriebes unterworfen, was sich auch auf das Material der Wärmeaustauscher sehr ungünstig auswirkt. Eine gleichmäßige kontinuierliche Wärmeausnützung, wie etwa zur Dampf- bzw. Stromerzeugung, ist damit nicht möglich.The disadvantage of all these facilities is that they are not in are able to compensate for the intermittent amounts of heat and a uniform To give off heat tape even if there is no heat in the breaks. they are rather subject to the large temperature fluctuations of the converter operation, what also has a very unfavorable effect on the material of the heat exchanger. A steady one Continuous use of heat, such as for steam or electricity generation, is therefore possible not possible.

Alle diese Nachteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß die Konverterabgase vor Eintritt in die als Rekuperator arbeitende Abwärmeverwertungsanlage durch einen Wärmespeicher derart strömen, daß sie ihm einen Teil ihrer Wärme abgeben und daß in den Zeiten, in denen kein oder nur ein geringer Wärmeanfall auftritt, die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme der Abwärineverwertungsanlage zugeführt wird.All of these disadvantages are thereby obviated in accordance with the present invention avoided that the converter exhaust before entering the working as a recuperator Waste heat recovery system flow through a heat accumulator in such a way that they give him a Give up part of their heat and that in the times when none or only a little Heat accumulation occurs, the heat stored in the heat storage of the waste heat recovery plant is fed.

Durch diese erfindungsgemäße Hintereinanderschaltung wird auch erreicht, daß der Wärmespeicher, der auch kleiner bemessen sein kann, im hohen Temperaturbereich arbeitet, was die feuerfesten Steine leichter aushalten, während der rekuperative Wärmeaustauscher mit Gasen niedrigerer Temperatur betrieben wird, so daß er materialmäßig weniger beansprucht wird und ebenfalls billiger gehalten werden kann.This series connection according to the invention also achieves that the heat storage, which can also be dimensioned smaller, in the high temperature range works what the refractory bricks can withstand more easily during recuperative Heat exchanger is operated with gases of lower temperature, so that it materially is less stressed and can also be kept cheaper.

An Hand der schematischen Zeichnung kann der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform erklärt werden.On the basis of the schematic drawing, the subject matter of the invention will be explained in an exemplary embodiment.

Fig. 1 zeigt eine vollständige derartige Anlage, Fig. 2 eine Einzelheit.Fig. 1 shows a complete system of this type, Fig. 2 shows a detail.

Mit 1 ist die Abwärmeverwertungsanlage bezeichnet, die z. B. als Luftvorwärmer (Rekuperator), Abhitzekessel, kombinierte Fliehkraftabscheider- und Wärmeaustauscheranlage, Turbinenanlage od. dgl. vorgesehen sein kann. Die vom Konverter 14 kommenden heißen Abgase durchströmen vor ihrem Eintritt in die Anlage 1 den Wärmespeicher 2. Aus diesem Speicher wird in den Zeiten, in denen keine Abwärme anfällt, die gespeicherte Wärme mittels eines beliebigen Wärmeträgers, wie z. B. Luft, Gas oder Flüssigkeit, entzogen und der Abwärmeverwertungsanlage 1 zugeführt.With 1, the waste heat recovery plant is referred to, the z. B. as an air preheater (Recuperator), waste heat boiler, combined centrifugal separator and heat exchanger system, Turbine system od. The like. Can be provided. The ones coming from the converter 14 are called Exhaust gases flow through the heat accumulator 2 before they enter the system 1 This memory is stored in the times when there is no waste heat Heat by means of any heat carrier, such as. B. air, gas or liquid, withdrawn and fed to the waste heat recovery plant 1.

Zum Beispiel wird nach Beendigung des Wärmeanfalles Luft durch den Speicher gefördert. Die Regelung der Luftmenge kann mittels des Schiebers 9, der beim Eintritt 7 in der Abgasleitung angebracht ist, oder durch das Saugzuggebläse durchgeführt werden. Diese Luft nimmt die Wärme vom Speicher 2 auf und beheizt damit die Anlage 1. Derartige Regelorgane, wie Schieber 9 und Gebläse 12, zur Änderung der Gasdurchsatzmenge können auch an anderer Stelle, also nicht bloß am Anfang oder Ende der gesamten Anlage angeordnet werden.For example, after the heat build-up has ended, air is passed through the Storage promoted. The regulation of the amount of air can by means of the slide 9, the is attached at the inlet 7 in the exhaust pipe, or by the induced draft fan be performed. This air absorbs the heat from the memory 2 and heats it with it the system 1. Such regulating organs, such as slide 9 and fan 12, to change the gas flow rate can also be used elsewhere, not just at the beginning or Be arranged at the end of the entire system.

Um die Wärmezufuhr zu der Abwärmev erwertungsanlage 1 möglichst gleichmäßig und somit wirtschaftlich zu gestalten, kann an beliebiger Stelle vor der Abwärmeverwertungsanlage 1 eine Zusatzheizung 3 vorgesehen werden. Vorteilhaft ist es fernerhin noch, die heißen Gase vor dem Wärmespeicher 2 einer Kühlfläche 5 zuzuführen, an der mitgerissene schmelzende Bestandteile abgekühlt und ausgeschieden werden. Beim Durchführen des gesamten Verfahrens können die Abgase vor, in oder nach der ,#,bwärmeverwertungsanlage 1 einer Reinigung unterzogen werden. Eine solche Reinigungsmöglichkeit ist gemäß Fig. 1 bei 6 z. B. als Gaswaschanlage angedeutet. Selbstverständlich kann statt Wasser hier auch Dampf zur Reinigung Verwendung finden, der z. B. in den vorgeschalteten Wärmeaustauscheinrichtungen 1, 2 oder 5 gewonnen wurde. Die nachgeschaltete Reinigungsanlage kann durch Schließen der Klappe 19 und Öftnen der Haube 20 außer Betrieb gesetzt werden. Mit 21 ist der Abzugsschacht benannt. In an sich bekannter Weise ist eine derartige Reinigung der Abgase aber auch auf trockenem Wege durch eine Reinigungsanlage wie z. B. in einem Fliehkraftstaubabscheider oder Elektrofilter durchführbar. Die Abwärmeverwertungsanlage 1 ist vorzugsweise als Luftvorwärmer (Rektiperator) ausgebildet, mit dem im geschlossenen oder offenen Kreislauf eine Heißluftturbine 4 betrieben wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Abwärmeverwertungsanlage 1 ist darin gelegen. an dieser Stelle einen Abhitzekessel vorzusehen. Es kann aber auch der Wärmeaustauscher 1 nach dein Wärmespeicher entfallen und die Abgase bzw. die Lttft direkt einer Gas- und Luftturbine zugeführt werden.In order to ensure that the heat supply to the waste heat recovery system 1 is as uniform as possible and thus to make it economical, can be placed at any point in front of the waste heat recovery plant 1 an additional heater 3 can be provided. It is also advantageous that the to supply hot gases in front of the heat accumulator 2 to a cooling surface 5, to the entrained melting components are cooled and excreted. When performing the the entire process can be the exhaust gases before, in or after the, #, thermal recovery plant 1 to be subjected to cleaning. Such a cleaning option is shown in FIG. 1 at 6 z. B. indicated as a gas washing system. Of course you can instead of water, steam can also be used for cleaning purposes. B. in the upstream Heat exchangers 1, 2 or 5 was obtained. The downstream cleaning system can be put out of operation by closing the flap 19 and opening the hood 20 will. The drain shaft is named with 21. In a manner known per se is one Such cleaning of the exhaust gases but also in a dry way by a cleaning system such as B. feasible in a centrifugal dust separator or electrostatic precipitator. the Waste heat recovery system 1 is preferably designed as an air preheater (rectiperator), with which a hot air turbine 4 is operated in a closed or open circuit will. Another advantageous embodiment of the waste heat recovery system 1 is therein located. a waste heat boiler is to be provided at this point. But it can also be Heat exchanger 1 after your heat accumulator is omitted and the exhaust gases or the Lttft can be fed directly to a gas and air turbine.

In Fig. 1 ist der Wärmespeicher 2 drehbar ausgebildet. Nach dem Aufheizen mit dem heißen Gas wird der Speicher 2 um 180° gedreht, so daß der nunmehr durchgeleitete kalte Wärmeträger in vorteilhafter Weise zuerst mit den kälteren Teilen dieses Speichers 2 in Berührung kommt. Gemäß Fig. 2 ist zti dem gleichen Zweck der Gasweg umschaltbar. Ein Aufheizen mit den heißen Abgasen erfolgt hier nach dem mit voller Linie eingezeichneten Weg 15. Fällt zu gegebener Zeit kein heißes Abgas an, so wird der Verbindungsweg 16 umgeschaltet; es strömt dann der Wärmeträger. z. B. kalte Luft, über den gestrichelt eingezeichneten Weg 17 durch den Speicher 2 um dessen Mittelwand 18 und von dort zur Anlage 1.In Fig. 1, the heat accumulator 2 is designed to be rotatable. After heating with the hot gas, the memory 2 is rotated by 180 °, so that the cold heat transfer medium now passed through advantageously first comes into contact with the colder parts of this memory 2. According to FIG. 2, the gas path can be switched for the same purpose. Heating up with the hot exhaust gases takes place here according to the path 15 drawn in with a full line. If no hot exhaust gas is produced at the given time, the connection path 16 is switched over; the heat transfer medium then flows. z. B. cold air, via the dashed path 17 through the memory 2 around its central wall 18 and from there to the system 1.

Aus Fig. 1 ist noch zu ersehen, daß im Kanal für die heißen Abgase unmittelbar nach der Einströmöffnung 7 und auch unmittelbar unterhalb jeder Wärmeaustauschfläche 5, 2 oder 1 Trichter 11 zum Sammeln und Abführen fester Verbrennungsrückstände vorgesehen sind.From Fig. 1 it can also be seen that in the duct for the hot exhaust gases immediately after the inflow opening 7 and also immediately below each heat exchange surface 5, 2 or 1 funnel 11 provided for collecting and discharging solid combustion residues are.

Die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränkt. Soweit die an den WärineaustauSchflächen 5, 2 oder auch 1 zugeführte Wärm: zur Vergleichmäßigung des Betriebes der Abwärineverwertungsanlage 1 nicht benötigt wird, so kann diese überschüssige Wärme auch anderen Wärineverwertungsstellen zugeleitet werden.The invention is not limited to the embodiment shown. So much for the heat supplied to the heat exchange surfaces 5, 2 or 1: for equalization the operation of the waste heat recovery plant 1 is not required, it can Excess heat can also be passed on to other heat recovery points.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for the continuous utilization of the intermittent amounts of heat from converter exhaust gases in waste heat recovery systems, characterized in that the converter exhaust gases flow through a heat accumulator before entering the recuperator working waste heat recovery system in such a way that they give it off part of their heat and that in the times , in which little or no heat accumulation occurs, the heat stored in the heat accumulator is fed to the waste heat recovery system.

2. The method according to claim 1, characterized in that that at any point in front of the waste heat exchanger (1) when heat fluctuations occur (or during the breaks) a known auxiliary heating (3) is switched on.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that as a waste heat recovery plant (1) an air preheater is used.

4. The method according to claims 1 to 3. characterized in that the preheated air to operate an air turbine is used.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that that a waste heat recovery system (1) is used as a waste heat recovery boiler.

6. Procedure according to claims 1 and 2, characterized in that the exhaust gas recycling system (1) a gas and / or air turbine is used.

7. The method according to the claims 1 to 6, characterized in that the hot exhaust gases in front of the heat accumulator (2) a cooling surface (5) are fed to the entrained fusible components to be cooled and excreted. B.

Process according to claims 1 to 7 thereby characterized in that the heat dissipated to the cooling surface (5) from the waste heat recovery system (1) or another heat recovery point.

9. Procedure according to claims 1 to 8, characterized in that the delivery before. in or after the waste heat recovery plant (1) are subjected to cleaning.

10. Establishment for carrying out the method according to claims 1 to 9, characterized in that that the heat accumulator (2) rotatable (Fig.l) or switchable in the gas path (Fig.2) is provided is.

11. Device according to claim 10, characterized in that in the channel for the hot exhaust gases immediately after the inlet opening (7) and also immediately below each heat exchange surface (5, 2, i) funnel (11) for collecting and discharging solid combustion residues are provided.

12. Device according to claims 10 and 11, characterized in that adjustable organs (9, 12) are provided for changing the gas throughput. Documents considered: German Patent No. 824799; Austrian patent specification No. 184585.