DE1160479B

DE1160479B - Waste heat recovery plant with waste heat boiler for the exhaust gases from steel works converters

Info

Publication number: DE1160479B
Application number: DEW20794A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Stefan Guczky
Original assignee: Voestalpine AG; Waagner Biro AG
Current assignee: Voestalpine AG; Waagner Biro AG
Priority date: 1956-03-24
Filing date: 1957-03-15
Publication date: 1964-01-02

Description

Abhitzeverwertungsanlage mit Abhitzekessel für die Abgase aus Stahlwerkskonvertern Die Erfindung betrifft eine Abhitzeverwertungsanlage mit Abhitzekessel für die Abgase aus Stahlwerkskonvertern, wobei Teile der Verwertungsanlage oberhalb der Stahlwerkskonverter angeordnet sind.Waste heat recovery plant with waste heat boiler for the exhaust gases from steel works converters The invention relates to a waste heat recovery plant with a waste heat boiler for the exhaust gases from steel mill converters, with parts of the recovery plant above the steel mill converters are arranged.

Abhitzekessel für Konverter sind in verschiedensten Ausführungsformen bereits vorgeschlagen worden. Wegen der intermittierenden Arbeitsweise der Konverter ist es auch versucht worden, diese an einen gemeinsamen Kessel anzuschließen, was jedoch wegen der großen konstruktiven und räumlichen Schwierigkeiten nicht befriedigen konnte.Waste heat boilers for converters are available in a wide variety of designs has already been proposed. Because of the intermittent operation of the converters it has also been tried to connect this to a common boiler, what however, not satisfactory because of the great structural and spatial difficulties could.

So. ist eine Abhitzekesselanlage bekanntgeworden, bei der ein liegender Abhitzekessel für mehrere Konverter oben im Stahlbau eines Stahlwerkes angeordnet ist. Dieser Kessel besitzt auch eine Abgasreinigungsanlage und ist, um am Boden der Halle an dem dringend benötigten Platz zu sparen, oben an eigenen Tragkonstruktionen etwa in Kranbahnhöhe angeordnet. Abgesehen von den gewaltigen zusätzlichen Brückenkonstruktionen, die zur Aufnahme einer derart großen Anlage erforderlich sind und die einen späteren Einbau vielfach überhaupt unmöglich machen, wird dadurch aber auch der Chargierraum für die Krane in nachteiliger Weise äußerst beschnitten.So. a waste heat boiler system has become known in which a horizontal Waste heat boiler for several converters arranged above in the steel structure of a steelworks is. This boiler also has an exhaust gas cleaning system and is to be on the ground to save the urgently needed space in the hall, on top of its own supporting structures arranged approximately at the height of the crane runway. Apart from the huge additional bridge structures, which are required to accommodate such a large system and which will later In many cases, making installation impossible at all, but this also makes the charging room extremely curtailed for the cranes in a disadvantageous manner.

Aus Reinigungsgründen ist es bei Elektroschachtöfen auch bekanntgeworden, mehrere stehende Rauchrohr-Großwasserraumabhitzekessel über dem Ofen anzuordnen.For cleaning reasons, it has also become known for electric shaft ovens to arrange several standing flue pipe shell waste heat boilers above the furnace.

Es handelt sich hier aber um ganz andere, viel einfachere Betriebsverhältnisse, da der Elektroofen kontinuierlich arbeitet und seine Abgase, die zudem geringere Temperaturen aufweisen, vor Eintritt in die Kessel den Schüttkegel des Möllers durchströmen und so vorgereinigt werden. Die Kessel können so viel kleiner gehalten werden und eigene Reinigungsanlagen sind überhaupt nicht erforderlich.However, these are completely different, much simpler operating conditions, because the electric furnace works continuously and its exhaust gases are also lower Have temperatures, before entering the boiler, flow through the pouring cone of the Möllers and so be pre-cleaned. The kettles can be kept so much smaller and Own cleaning systems are not required at all.

Wegen der starken Verunreinigung der Abgase durch flüssigen Auswurf und Feinstäube ist es aber notwendig, in Konverterabhitzekessel Schlackenfangvorrichtungen und Staubtrichter einzubauen, wobei häufig auch eine Naßentstaubung vorzusehen ist.Because of the heavy pollution of the exhaust gases by liquid ejection and fine dust, it is necessary in converter waste heat boilers to use slag catchers and dust funnels to be installed, whereby wet dedusting is often to be provided.

Wegen der ungünstigen Arbeitsweise und des großen Platzbedarfes konnten sich derartige Anlagen vielfach in den Stahlwerken nicht durchsetzen, da auf die Betriebssicherheit der Stahlerzeugung mehr Wert gelegt wurde als auf die Ausnutzung der Abgaswärme und Beseitigung der Staubplage.Because of the unfavorable way of working and the large amount of space required, Such systems often do not prevail in the steelworks because of the The operational reliability of steel production was more important than its utilization the exhaust heat and elimination of the dust nuisance.

Die Erfindung bezweckt daher, diese Forderungen der modernen Energiewirtschaft und Hygiene unter Beanspruchung des geringstmöglichen Raumes bei größter Betriebssicherheit in einem Stahlwerk mit mehreren Konvertern zu erfüllen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Abhitzekessel nach Art eines Turmkessels ausgebildet ist, und alle Teile der Verwertungsanlage, wie der genannte Abhitzekessel, die Gaskühl-, Reinigungs- und Kläranlagen auf eine gemeinsame, auf dem Flurboden erstellte Stützkonstruktion abgestützt sind, die zwischen den Traggerüsten für die Stahlwerkskonverter angeordnet ist, und wobei die Konvertertraggerüste derart ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig den Abhitzekessel noch zusätzlich abstützen.The invention therefore aims to meet these demands of the modern energy industry and hygiene using the smallest possible space with the greatest operational safety in a steel mill with several converters. This is according to the invention achieved in that the waste heat boiler is designed in the manner of a tower boiler, and all parts of the recovery plant, such as the waste heat boiler, the gas cooling, Cleaning and sewage treatment plants on a common support structure created on the corridor floor are supported, which are arranged between the shoring for the steelworks converter is, and wherein the converter support frames are designed such that they are simultaneously additionally support the waste heat boiler.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind mehrere, insbesondere zwei Abhitzekessel vorgesehen, die spiegelbildlich aneinanderliegen.According to a further characteristic of the invention are several, in particular two waste heat boilers are provided, which are mirror images of each other.

Durch diese Vereinigung ist es möglich, bei geringstem Platzbedarf und günstigster Ausnützung der Stahlkonstruktionen eine Kesselanlage zu schaffen, die allen schwierigen Anforderungen gerecht wird.This union makes it possible with the smallest space requirement and the most favorable use of the steel structures to create a boiler system, that meets all difficult requirements.

Die Ausbildung als Turmkessel bringt außerdem auch Vorteile bezüglich der Zugänglichkeit, des Wasserumlaufes und der Kühlanlagen.The training as a tower boiler also brings advantages in terms of the accessibility, the water circulation and the cooling systems.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die eine Ausführungsform im Aufriß, während F i g. 2 einen Kreuzriß und F i g. 3 einen Grundriß dazu darstellen; F i g. 4 veranschaulicht die andere Ausführungsform im Aufriß; F i g. 5 und 6 stellen andere Risse der F i g. 4 dar. Wie man aus der Zeichnung ersieht, ist der Abhitzekessel 1 als Dreizugkessel ausgebildet (zwei Heizzüge 11, 12 und ein Leerzug 13 mit Filter 2), wobei die dritten Züge (Leerzug 13) der Kessel 1 aneinanderliegend angeordnet sind. An der Eintrittsstelle 14 der heißen Abgase in den Kessel 1 ist ein vorzugsweise wassergekühlter Ring 15 vorgesehen, durch dessen Dimensionierung der erforderliche Eintrittsquerschnitt 16 für die Falschluft festgelegt ist. Die Dimensionierung ist dabei so getroffen, daß im wesentlichen jeweils eine »theoretische Verbrennung« eingestellt werden kann. Im ersten Kesselzug 11 sind Strahlungsheizflächen vorgesehen und im zweiten Kesselzug 12 Berührungsheizflächen; an der Umlenkstelle zum dritten Kesselzug befindet sich ein Naßfilter 2. Vorzugsweise liegt in dem aufsteigenden dritten Zug 13 ein Elektrofilter 17. Am Ende des ersten Zuges 11 des Kessels sind Klappen 18 vorgesehen, die in der einen Endstellung den ersten von den sonst nachgeschalteten Zügen trennen, so daß der Kessel dann in den Blaspausen als reiner Giehtgaskessel (Gichtgasbrenner 19 in F i g. 1) fahrbar ist.In the drawing, the subject of the invention is in two embodiments for example shown. It shows F i g. 1 shows one embodiment in elevation, while F i g. 2 shows a cross section and FIG. 3 show a plan thereof; F. i g. Figure 4 illustrates the other embodiment in elevation; F i g. 5 and 6 other cracks of FIG. 4. As you can see from the drawing, the waste heat boiler is 1 designed as a three-pass boiler (two heating flues 11, 12 and an empty flue 13 with filter 2), the third trains (empty train 13) of the boiler 1 being arranged adjacent to one another are. At the entry point 14 of the hot exhaust gases into the boiler 1, a is preferably water-cooled ring 15 provided, the dimensions of which the required Inlet cross section 16 is set for the false air. The sizing is taken in such a way that essentially a "theoretical combustion" can be adjusted. Radiant heating surfaces are provided in the first boiler pass 11 and in the second boiler pass 12 contact heating surfaces; at the turning point to the third There is a wet filter 2 in the boiler pass. It is preferably located in the ascending one third pass 13 an electrostatic precipitator 17. At the end of the first pass 11 of the boiler are Flaps 18 are provided, which in one end position the first of the otherwise downstream Separate puffs so that the kettle is then used as a pure gas kettle in the blowing breaks (Blast furnace gas burner 19 in FIG. 1) is mobile.

Wie man fernerhin aus der Zeichnung (insbesondere F i g. 1) ersieht, ist ein Naßfilter 2 etwa in Höhe der Konverter 20 vorgesehen und unterhalb des Naßfilters eine Kläranlage 3, 4.As can also be seen from the drawing (in particular Fig. 1), a wet filter 2 is provided approximately at the level of the converter 20 and below the wet filter a sewage treatment plant 3, 4.

Von den beiden oben vorgesehenen Rückkühlern 21, 22 (F i g. 1 und 2) bewirkt der eine 21 die Kühlung der Ringe 15 am Eingang des Kessels 1; der andere Rückkühler 22 wirkt mit der Naßfilter- und Kläranlage 2, 3, 4 zusammen. Dabei genügt zur Kühlung des Ringes und zum Betrieb der Filter- und Kläranlagen das Druckgefälle von oben vorgesehenen Rückkühlern. Es sind so bloß Pumpen zum Heben des Kühlwassers in die Rückkühler notwendig.Of the two dry coolers 21, 22 provided above (FIGS. 1 and 2) the one 21 causes the cooling of the rings 15 at the entrance of the boiler 1; the other Dry cooler 22 interacts with the wet filter and sewage treatment plant 2, 3, 4. That is enough the pressure gradient for cooling the ring and for operating the filter and sewage treatment plants dry coolers provided from above. They are just pumps for lifting the cooling water necessary in the dry cooler.

Wie man fernerhin aus den Zeichnungen ersieht, sind die Filteranlagen in Konverterhöhe zwischen den Konvertern 20 angebracht. Die Wasser-Kläranlagen 3, 4 für das Reinigungswasser befinden sich gemäß F i g. 1 und 2 (unmittelbar) unterhalb der Filteranlagen. Die Filteranlagen selbst sind zwei- oder mehrstufig ausgebildet, wobei eine Stufe als Gleichstromstufe (z. B. Turbulenzrohre) und eine Stufe als Gegenstromstufe (z. B. Turbulenzrohre und Wirbelschichtwäscher) gebaut ist.As can also be seen from the drawings, the filter systems are Mounted between the converters 20 at converter height. The water treatment plants 3, 4 for the cleaning water are located according to FIG. 1 and 2 (immediately) below of the filter systems. The filter systems themselves are designed in two or more stages, one stage as a direct current stage (e.g. turbulence tubes) and one stage as Countercurrent stage (e.g. turbulence tubes and fluidized bed scrubbers) is built.

Zum Auffangen des Konverterauswurfes sind Trichter 23 vorgesehen. In diesen Trichtern wird der Konverterauswurf mit Wasser gelöscht und mit diesem Wasser in die Staubrückgewinnungsanlage (Kläranlage 3, 4) transportiert.Funnels 23 are provided to collect the converter discharge. In these hoppers, the converter ejection is extinguished with water and with it Water transported to the dust recovery plant (sewage treatment plant 3, 4).

Zufolge einer Gegenstromführung des Wassers zum Gas können die Naßfilteranlagen 2 einfach in einem solchen Temperaturbereich arbeiten gelassen werden, daß der Taupunkt des Gas- und Wasserdampfgemisches unterschritten wird und so Wasser aus dem Gas kondensiert.As a result of a countercurrent flow of the water to the gas, the wet filter systems 2 can simply be allowed to operate in such a temperature range that the dew point of the gas and water vapor mixture is fallen below and so water from the gas condensed.

Zum Einblasen von Luft in den ringförmigen Teil der Kesseleinmündung sind besondere Ventilatoren 24 vorgesehen; an der Stelle der Kesseleinmündung werden die Konvertergase primär gezündet.For blowing air into the ring-shaped part of the boiler mouth special fans 24 are provided; be at the point of the boiler mouth the converter gases are primarily ignited.

Im Kessel l sind Lufterhitzer oder Gichtgasvorwärmer 26 (F i g. 4) vorgesehen bzw. Lufterhitzer und Gichtgasvorwärmer.In the boiler 1 there are air heaters or furnace gas preheaters 26 (Fig. 4) provided or air heater and furnace gas preheater.

Endlich befinden sich in den Rauchgaszügen Absperrklappen 18, um beim Betrieb mit Gichtgas oder Öl ein Eindringen von Falschluft verhindern zu können.Finally there are shut-off valves 18 in the flue gas flues to at Operation with furnace gas or oil to be able to prevent the ingress of false air.

Claims

Claims: 1. Waste heat recovery plant with waste heat boiler for the exhaust gases from steel mill converters, with parts of the recovery plant above the steelworks converter are arranged, d u r c h g e -marked. that the Abhitzekessei (1) is designed in the manner of a tower boiler and all parts of the Recycling plant, such as the above-mentioned waste heat boiler (1), the gas cooling, cleaning (2) and sewage treatment plants (3, 4) on a common support structure created on the corridor floor are supported, which are arranged between the shoring for the steelworks converter is, and wherein the converter support frames are designed such that they are simultaneously additionally support the waste heat boiler.

2. Recycling plant according to claim 1, characterized in that several, in particular two, waste heat boilers (1) are provided that are mirror images of each other.

3. Recovery facility according to the claims 1 and 2, characterized in that each waste heat boiler (1) is a three-pass boiler (two Heating ducts 11, 12 and an empty duct 13 with filter 2, 17) is formed, the third trains (empty train 13) of the boiler (1) are arranged adjacent to one another. 4. Recovery facility according to claims 1 to 3, characterized in that at the entry point (14) the hot exhaust gases in the boiler (1) a preferably water-cooled ring (15) is provided, through the dimensioning of the required inlet cross-section (16) is set for the false air. 5. Recycling plant according to the claims] up to 4, characterized in that in the first boiler pass (11) radiant heating surfaces, in the second boiler pass (12) contact heating surfaces and at the deflection to the third Boiler pass wet filter (2) are provided. 6. Recycling plant according to the claims] to 5, characterized in that in the ascending third train (13) electrostatic precipitators (17) are arranged. 7. Recycling plant according to claims 1 to 6, characterized characterized in that flaps (18) are provided at the end of the first pass (11) of the boiler are that in one end position the first train of the otherwise downstream Separate puffs so that the kettle then acts as a pure gouty kettle in the pauses between the blowing (Blast furnace gas burner 19) is mobile. B. recovery plant according to claims] to 7, characterized in that a wet filter (2) approximately at the level of the converter (20) and a sewage treatment plant (3, 4) are provided below the wet filter (FIG. 4, 5). 9. Recycling plant according to claims] to 8, characterized by two above provided dry coolers (21, 22), one of which is a dry cooler (21) for cooling the rings (15) at the entrance of the boiler (1) and the other dry cooler (22) for the Wet filter and sewage treatment plant (2, 3, 4) is provided. 10. Recovery facility after Claims 1 to 9, characterized in that the filter application (2) is attached at converter height between the converters (2ü) (Fig. 1, 4). 11. Recycling plant according to Claims 1 to 10, characterized in that the Water treatment and recooling systems (3, 4, 22) for the cleaning water (directly) are attached below the filter systems (Fig. 1). 12. Recycling facility after the claims 1 to 11, characterized in that the filter systems two or are designed in several stages, with one stage as a direct current stage and one stage are built as a countercurrent stage. 13. Recycling plant according to claims 1 to 12, characterized in that the funnel (23) for collecting the converter discharge are provided in such a way that the converter ejection can be erased there with water and with this water can be transported to the dust recovery plant (sewage treatment plant 3, 4) is. 1.

4. A method for utilizing the waste heat by means of a utilization plant according to claims 1 to 13, characterized in that the wet filter systems (2) work by countercurrent flow of the water to the gas in such a temperature range that the dew point of the gas and water vapor mixture is below and so water from which gas is condensed. 15. A method for utilizing the waste heat by means of a utilization plant according to claims 1 to 13 or the method according to claim 14, characterized in that the fans (24) blow air through nozzles (25) into the annular part (15) of the boiler mouth and there the Primarily ignite converter gases. 16. Recycling plant according to claims 1 to 13, optionally using the method according to claims 14 and / or 15, characterized in that air heater and / or top gas preheater (26) are provided in the boiler (1). 17. Utilization plant according to claims 1 to 13 and 16, optionally using the method according to claims 14 and / or 15, characterized in that butterfly valves (18) are arranged in the flue gas ducts so that a false air inlet occurs when operating with furnace gas or oil is avoidable. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 925 651, 843100, 356425.