DE1041651B

DE1041651B - Einrichtung zur Ausnutzung der Abgase von Kupoloefen

Info

Publication number: DE1041651B
Application number: DEST9954A
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1955-06-01
Filing date: 1955-06-01
Publication date: 1958-10-23

Description

Einrichtung zur Ausnutzung der Abgase von Kupolöfen Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Ausnutzung der Abgase von Kupolöfen zur Luftvorwärmung und Dampferzeugung.
Anlagen zur Ausnutzung der Abgase von Kupolöfen sind an sich bekannt. Sie dienen vornehmlich zur Erzeugung des für den Kupolofenbetrieb benötigten Heißwindes, indem man die Abgase des Kupolofens durch einen Rekuperator leitet. Es ist aber auch bereits bekannt, hinter Kupolöfen sogenannte Abhitzekessel anzuordnen, in denen ein Teil der Abgase zur Erzeugung vom Dampf und ein anderer Teil zur Erzeugung von Heißluft für den Ofenbetrieb benutzt wird. Mit den steigenden Anforderungen, die an den Betrieb von Kupolöfen gestellt werden, ist eine immer höhere Steigerung der Lufttemperatur verlangt worden. Normalerweise ist jedoch die Temperatur infolge der Materialbeschaffenheit der Lufterhitzer oder Rekuperato-ren begrenzt. Man hat deshalb z. B. versucht, die Lufterhitzung durch die Hintereinanderschaltung von rekuperativen und regenerativen Wärmeaustauschern auf über 600 bis 700° C zu steigern, wobei die regenerativen Wärmeaustauscher nichtmetallische Wärmespeicher und -austauschkörper besitzen. Derartige Anlagen sind jedoch unwirtschaftlich, da immer noch ein sehr großer Anteil der Gichtgase bzw. ihres Wärmeinhalts unausgenutzt bleibt.
Die Erfindung strebt eine Vereinfachung, insbesondere für solche Fälle an, in denen nicht nur ein Kupolofen, sondern mehrere Kupolöfen gemeinsam oder im Wechselbetrieb auf eine gemeinsame Abwärmeverwertungsanlage arbeiten.
Die Erfindung besteht zunächst darin, daß der Lufterhitzer, der mit dem Dampfkessel in einem Abhitzekessel vereinigt ist, in zwei Teilen innerhalb dieses Abhitzekessels untergebracht ist, so daß sein erster Kühlerteil etwa am Ende des Abhitzekessels liegt und sein zweiter Teil als Hochtemperaturgruppe - je nach der Materialhaltbarkeit - hinter dem Dampfüberhitzer angeordnet wird, so daß die gesamten Abgase bis auf etwa 120 bis 160° C abgekühlt werden können. Die vom Lufterhitzer nicht aufgenommene Wärme als Restwärme wird zur Dampferzeugung nutzbar gemacht.
Die Verteilung der Gase zur Lufterhitzung und Dampferzeugung wird durch die Anordnung entsprechender regelbarer Züge erreicht, wobei die Trennwände dieser Züge durch eng aneinanderliegende Kesselrohre gebildet sind. Die gesamten dem Abhitzekessel zugeleiteten Abgase können so in einer Brennkammer vor dem Kessel, gegebenenfalls unter Verwendung eines mit Öl oder Reingas betriebenen Zündbrenners, nachverbrannt werden, so da.ß im Abhitzekessel die fühlbare und auch die latente Wärme der Abgase ausgenutzt wird, ohne da.ß eine materialzerstörende Überhitzung der Bauteile eintritt.
Darüber hinaus ist eine Konstanthaltung bzw. beliebige Regelung der verschiedenen Gas-, Luft- bzw. Dampftemperaturen möglich.
In der Zeichnung ist die Erfindung als Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Abb-. 1 zeigt das Schaltschema der Gesamtanlage bei mehreren Kupolöfen und Abb. 2 den Abhitzekessel schematisch.
Die aus den Kupolöfen 1, 2 und 3 kommenden Abgase gelangen mit Hilfe des Ventilators 7 über Absperrorgane 4, die zur Einsteilung eines konstanten Druckes an der Gicht der Öfen benutzt werden können, in den Brennraum 5 des Abhitzekessels 6. In dem Brennraum 5 ist ein Zündbrenner 8, der mit Öl oder Reingas betrieben sein kann, angeordnet. Der Abhitzekessel 6 enthält einen Dampferzeugu.ngsteil, der über die Leitung 9 mit der Verbrauchsstelle verbunden ist, und einen Lufterhitzerteil, der über die Leitung 10 mit den Winddüsen der Kupolöfen 1 bis 3 verbunden ist. Die in den Abhitzekessel 6 eintretenden Gase passieren zunächst einen Dampferzeugungsteil 11. Oberhalb dieses Dampferzeugungsteiles 11 ist der Zug des Kessels unterteilt. Als Trennwand 12 sind als Dampferzeugungselemente dienende, dicht geschlossene Rohrwände benutzt, so daß sowohl im aufsteigenden als auch absteigenden Teil des Zuges die Aufteilung des Gasstromes aufrechterhalten bleibt. Während in dem äußeren Teil des Zuges Dampferzeugungselemente 13 angeordnet sind, nimmt der innere Teil des Zuges ausschließlich Lufterhitzerelemente 14 auf. Am Ende der Zugaufteilung sind Regelklappen 15 vorgesehen, durch die die Beaufschlagung des Dampferzeugungs- und/oder Lufterhitzerteiles geregelt werden kann. Ein zweiter Lufterhitzerteil16 ist den Regelklappen 15 im Gasweg nachgeschaltet angeordnet. Der Lufterhitzer 16 dient als erste Stufe, während der vorerwähnte, im Teilzug des Kessels liegende, also auch nur von einem regelbaren Teil der Gase beaufschlagte Lufterhitzer 14 zur Weitererhitzung der Luft dient. Der Abhitzekessel ist so zu. betreiben, daß Abgastemperaturen erreicht werden, deren weitere Ausnutzung nicht mehr lohnend ist.
Ein Beispiel mag die wirtschaftlichen Vorzüge der Erfindung aufzeigen.
Bei einer Gesamtgasmenge von 30 000 Nms/h und einer Gastemperatur von 1000° C werden nach den bisher üblichen Schaltungen etwa 50% für die Heißlufterzeugung verwendet, die mit etwa 350° C abgeführt werden; die restlichen 500% nutzte man zur Dampferzeugung aus, wobei Abgase mit einer Temperatur von etwa 150° C anfallen. Wird nach der Erfindung verfahren, so werden alle Gase auf 150° C abgekühlt, wodurch sich eine Dampfmehrerzeugung von ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Ausnutzung der Abgase von Kupolöfen zur Heißluft- und Dampferzeugung unter Benutzung eines gemeinsamen Abhitzekessels für die Heißluft- und Dampferzeugung, wobei die Gichtgase mehrerer Kupolöfen einem Abhitzeverwerter regelbar zugeleitet werden, in dem sie vor dem Erreichen der Heizflächen nachverbrannt -werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufterhitzer (14) in Teilzügen des Abwärmeverwerters liegen, durch welche der Heizgasdurchgang regelbar ist, und die Anordnung der Lufterhitzer (14 und 16) und der Dampferzeugerheizflächen (11 und 13) so getroffen ist, daß die Heizgase zuerst einen Dampferzeugungsteil (11) bestreichen, um dann in zwei parallelen Zügen einerseits nur Dampferzeugerheizflächen (13) und andererseits nur Lufterhitzerheizflächen zu passieren, während die Heizgase nach ihrem Durchtritt durch die zwei parallelen Züge und die darin angeordneten Regelklappen (15) nur noch einen sich über den vollen Kanalquerschnitt erstreckenden Lufterhitzerteil (16) beaufschlagen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den: Gaskanal trennenden Gaslenkwände (12) durch eng aneinanderliegende, der Dampferzeugung dienende Kesselrohre gebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 416 779; französische Patentschrift Nr. 1002 214; Zeitschrift »Die neue Gießerei«, 1948, S. 85 bis 87.