DE1300120B

DE1300120B - Verfahren zum Betrieb von Abhitzekesseln hinter Huettenoefen

Info

Publication number: DE1300120B
Application number: DE1962W0032343
Authority: DE
Inventors: Dr Demeter-Karl; Dr Heinrich; Markow; Rasworschegg
Original assignee: Waagner Biro AG
Current assignee: Waagner Biro AG
Priority date: 1961-06-09
Filing date: 1962-05-30
Publication date: 1969-07-31
Also published as: AT227728B; DE1401390A1; GB1005590A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb triebssichere Heizflächendurchflutung und wegen der von Abhitzekesseln hinter intermittierend arbeiten- diskontinuierlichen Dampferzeugung auch für die den Hüttenöfen, beispielsweise hinter Stahlwerkkon- übrigen Verdampfungsheizflächen den Zwangsumlauf vertern, die ein brennbares Abgas liefern. mit den hierfür erforderlichen teuren Umwälzpumpen.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen 5 Die geschilderten Verfahren wurden bisher in etwa die Abfallwärme von intermittiert arbeitenden Hut- 50 Anlagen in verschiedenen Variationen angewendet tenöfen nutzbringend verwertet wird. Es handelt sich und haben sich industriell gut bewährt, doch besteht hierbei nicht nur um die Ausnutzung der fühlbaren der Wunsch nach einer Senkung der Anlagekosten Wärme der Abgase derartiger Hüttenprozesse, son- und nach der Behebung der verschiedenen genanndern auch um die Ausnutzung der aus diesen Gasen io ten technischen Nachteile. Die Prinzipschaltung dieerzielbaren Verbrennungswärme, wie beispielsweise ser Gruppe ist in F i g. 1 beispielsweise dargestellt, der Abhitze von Konvertergasen. Die bisher bekann- Theoretisch wäre es natürlich denkbar, beim Beten Verfahren lassen sich in zwei Gruppen unter- trieb mehrerer Konverter diese derart anzuordnen teilen. und arbeiten zu lassen, daß sie hintereinander über

Zur ersten Gruppe gehören Anlagen, bei welchen 15 Verbindungskanäle in einen gemeinsamen Abhitzedie Konvertergase unmittelbar nach ihrem Austritt kessel blasen. Hierdurch könnte eine weitere Veraus der Konvertermündung ohne besonderen Luft- gleichmäßigung in der Dampflieferung des Abhitzeabschluß in einem meist über dem Konverter ange- kesseis erzielt und die Dampfspeicheranlage entspreordneten Abhitzekessel, in welchem Heißdampf oder chend verkleinert werden. Die genannten Verbin-Sattdampf erzeugt wird, verbrannt werden. Falls nur ao dungskanäle müssen jedoch gekühlt und wegen der Sattdampf erzeugt wird, kann dieser dann noch in hohen Gastemperaturen gleich ausgeführt werden, geeigneten fremdgefeuerten Überhitzern überhitzt wie die Kesselbrennkammern. Durch die großen Gaswerden. Zum Zwecke einer möglichst konstanten mengen würden derartige Kanäle groß und teuer und Dampflieferung an den Verbraucher wird in den infolge einer meist horizontalen Führung zu starker Blaspausen des Konverterprozesses fallweise eine Zu- 35 Verschmutzung neigen. Eine derartige Anlage wurde satzfeuerung eingeschaltet. Mit dieser konnte bisher in der Praxis ausgeführt, deren Verbindungskanäle unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Grenzen wegen der örtlichen Verhältnisse nicht horizontal, des Verfahrens höchstens 50 °/o der während des sondern stark geneigt ausgeführt und an das Kessel-Blasens erhaltenen Spitzendampfleistung erreicht umwälzverdampfungssystem angeschlossen wurden, werden. Die Zusatzfeuerung wurde bisher nur mit 30 Diese Schaltung hat sich jedoch nicht bewährt, ihrer vollen Leistung eingesetzt, und zwar nicht nur Ein weiteres Kennzeichen aller bisher gebauten

in den Blaspausen, sondern auch in den ersten und Einzel-Abhitzekessel für Konvertergasverbrennung letzten Minuten des Blasprozesses. Da zwischen dem und Zusatzfeuerung besteht darin, daß nur ein Konvertermund und dem Abhitzekessel keine hin- Wasser-Dampf-Kreislauf existiert, wobei höchstens reichende Abdichtung gegen den Eintritt unerwünsch- 35 diverse, für eine freie Durchfiutung ungünstig geter Falschluft vorgesehen werden konnte, ist der formte Kühlelemente, wie Klappen, Stutzen, Falschluftanteil und der Abgasverlust während des Schnurren usw., einen getrennten Kühlwasserkreislauf Betriebes der Zusatzfeuerung viel zu hoch. Da die haben, bei welchem die darin aufgenommene Wärme Zusatzfeuerleistung nur maximal 50 % der Spitzen- nicht ausgenutzt wird.

leistung im Blasbetrieb erreichen konnte, war die 40 Die zweite Gruppe folgt einem anderen Grund-Dampfabgabe derartiger Abhitzekessel immer noch gedanken, bei welchem die Verbrennung der Konverfluktuierend. Da dieses für viele Verwendungszwecke, tergase möglichst unterbunden werden soll, um aus wie z. B. den Betrieb einer Dampfturbine, nicht zu- den Gasen nach entsprechender Behandlung mögträglich war, mußten zur vollkommenen Vergleich- liehst reines CO-Gas zurückzugewinnen, dieses Gas mäßigung des Dampfbandes besondere Maßnahmen 45 zu speichern und für die chemische Weiterverarbeigetroffen werden, zu welchen z. B. die Verwendung tung oder zur Heizwertanreicherung des Gichtgasvon Dampfgefällespeichern gehört. Derartige Spei- netzes von Stahlwerken zu verwenden. Hierbei geht cheranlagen hatten den Nachteil, daß sie erhebliche die fühlbare Wärme der Konvertergase, die zwischen Investitionskosten verursachten und daß außerdem 15 und 25 °/o der Gesamtwärme beträgt, verloren, für einen wirtschaftlichen Betrieb der Betriebsdruck 50 Derartige Anlagen haben den Nachteil, daß zudes Abhitzekessels ungefähr doppelt so hoch gewählt sätzliche Gasspeicher benötigt werden und daß für die werden müßte, wie der gewünschte Nutzendruck nach Verwendung in der chemischen Industrie oder als dem Dampfspeicher und den daran anschließenden Heizgas eine wesentlich sorgfältigere Entstaubung Überhitzer. Hierdurch wurden aber wieder Kessel, verlangt wird als für den Austritt der verbrannten Pumpen, Armaturen und Rohrleitungen verteuert. Es 55 Gase in die Atmosphäre. Außerdem werden für den sind eine Reihe von derartigen Verfahren und Ein- Transport des Gases große gekühlte Gaskanäle erforrichtungen bekanntgeworden, deren Hauptmerkmale derlich, und infolge des großen Explosionsbereiches die sofortige Verbrennung der Konverterabgase in von CO-Gas mit Luft entstehen erhebliche Gefahren, der Absaugehaube mit kleinem oder größerem Luft- Zur Vermeidung der Explosionsgefahr sowie der Geüberschuß, die fluktuierende Dampferzeugung im 60 fahr von Vergiftungen durch CO-Gase müssen verKessel, die beschränkte Leistung der Zusatzfeuerung, teuernde Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, der mehr oder minder erhöhte Druck im Kessel und Auch die vor der Entstaubung nötige Gaskühlung die zur vollkommenen Vergleichmäßigung erfor- erfordert relativ große Kühlflächen, da infolge der derliche Einschaltung von Dampf- oder Heißwasser- geringen Strahlung der unverbrannten Gase der speichern sowie die Anwendung von Fremdüberhit- 65 Wärmeübergang gering ist. Eine direkte Kühlung der zern oder im Kessel eingebauten Überhitzern nach Gase durch Wasser- oder Dampfeinspritzung beden Dampfspeichern sind. Die zum Teil komplizierte schleunigt zwar die Kühlung, vermehrt aber die Gas-Kühlung der Absaugehaube bedingt für deren be- menge, welche nach der Kühlung der Filteranlage

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zuzuführen ist. Diese geschilderten Verfahren sind bisher über das Versuchsstadium noch nicht hinausgekommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit gegenüber der erstgenannten Gruppe von Verfahren und die Vermeidung der Nachteile der zweiten Gruppe zu erreichen. Es soll somit trotz der bei Konverterabhitzekesseln außerordentlich extremen und ungünstigen Verhältnisse ein dem konventionellen Kraftwerkskessei gleichwertiger Abhitzekessel hohen Wirkungsgrades mit konstanter Dampflieferung bei konstantem Dampfdruck geschaffen werden, und es sollen gleichzeitig die bisher bekannten, teueren und nachteiligen Dampfspeicher bzw. Regeneratoren vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Abhitzekessels hinter intermittierend arbeitenden Hüttenöfen durch folgende Maßnahmen erreicht:

a) Verhinderung des Luftzutrittes zu den Konvertergasen am Konvertermund und damit im wesentlichen unverbrannte Absaugung der Konverterabgase. Dadurch wird die sonst sehr hohe Wärmebelastung in der Absaugehaube vermindert.

b) Abgabe der fühlbaren Wärme der so abgesaugten Konverterabgase an einen Nebenkreislauf zum Hauptkreislauf des Kessels (Speisewasser und/oder Luft). Dieser Nebenkreislauf bietet den Vorteil, daß die Medien bedeutend niedrigeren Druck aufweisen können als der Hochdruckdampfkreislauf des Kessels. Damit werden gerade in der Absaugezone Störungen, die bei dem Betrieb mit Hochdruckdampf oder Hochdruckwasser auftreten können, vermieden. Dadurch ergibt sich die Erhöhung der Lebensdauer dieses Nebenkreislaufes, da er die Nachteile des Hochdruckes ausschaltet.

c) die auf diese Weise gekühlten, brennbaren Konverterabgase werden ohne jede Zwischenspeicherung in einen nach außen hin vollkommen geschlossenen Dampfkessel eingeblasen, indem zusätzlich eine andere geregelte Brennstoffmenge ^4S in der Weise zugesetzt wird, daß die vom Kessel abgegebene Dampfmenge gleichbleibend ist und den gewünschten konstanten hohen Druck aufweist. Durch die Verhinderung von Falschluftzutritten kann der erfindungsgemäße Kessel zum Unterschied von den bisher bekannten Abhitzekesseln mit gleichmäßig hohem Wirkungsgrad gefahren werden. Nur durch diese Maßnahmen ist es möglich, die Zusatzfeuerleistung so hoch auszulegen, daß in den Blaspausen dieselbe Wärmeleistung erzielt wird, wie während der Wärmespitze des Konverterblasbetriebes. Es ist erfindungsgemäß sogar vorgesehen, die Zusatzfeuerleistung höher als die Wärmespitze des Blasbetriebes auszulegen, so daß auch während der Wärmespitze die Zusatzfeuerung mit Teillast in Betrieb ist. Durch eine solche Maßnahme können die aufwendigen und den Dampfdruck reduzierenden Gefällespeicher ganz entfallen.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb von Abhitzekesseln hinter intermittierend arbeitenden Hüttenöfen, welche brennbare Abgase liefern, besteht darin, daß die heißen Abgase einen Teil ihrer fühlbaren Wärme in einem Nebenkreislauf der Kesselanlage zur Erhitzung des Kesselspeisewassers und/ oder zur Vorwärmung der Verbrennungsluft abgeben. Daraufhin werden die Abgase im Bereich des Hauptkreislaufes der Kesselanlage verbrannt und geben dort ihre Verbrennungswärme sowie den Rest der fühlbaren Wärme ab. Eine zusätzliche Feuerung beaufschlagt den Hauptkreislauf mit wechselnder Feuerleistung während der Prozeßzeit und der Prozeßdauer, wobei die zusätzliche Feuerung im umgekehrten Verhältnis zur anfallenden Abgaswärme gesteuert wird, um eine konstante Dampfleistung der Kesselanlage zu erzielen.

Nach einer weiteren Maßnahme der Erfindung erfolgt die Regelung der erforderlichen Verbrennungsluft proportional der Entkohlungsgeschwindigkeit im Hüttenofen. Die für die Zusatzfeuerung erforderliche Brennstoff- und Verbrennungsluftmenge wird von der Entkohlungsgeschwindigkeit dabei derart geregelt, daß bei zunehmender Entkohlung die Zusatzfeuerleistung so sinkt bzw. bei abnehmender Entkohlung so ansteigt, daß die gesamte Wärmeleistung im Abhitzekessel des Hauptkreislaufes konstant bleibt.

Nach einer weiteren Maßnahme der Erfindung wird die von der Entkohlungsgeschwindigkeit geregelte Brennstoff- und Verbrennungsluftmenge der Zusatzfeuerung zusätzlich von der konstant eingestellten Dampfleistung der Kesselanlage aus korrigiert. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Wärmeleistung der Zusatzfeuerung auch während des Spitzendargebotes an Abhitze einen einstellbaren Mindestwert aufweist.

Zur deutlichen Kennzeichnung der Erfindungsgedanken gegenüber der bisher üblichen und praktisch bewährten Schaltung von Abhitzekesseln hinter Konvertern gemäß der erstgenannten Gruppe ist in F i g. 1 ein prinzipielles Schaltbild einer solchen Anlage dargestellt. Hieraus ist besonders deutlich die freie Zufuhr der Primärluft bei 65 zwischen Konvertermündung 1 und Absaughaube und der zwischen dem Kessel und dem Überhitzer geschalteten Hochdruckgefällespeicher zu erkennen, welcher die fluktuierende Dampfmenge ausgleicht und den aus dem Kessel gelieferten Hochdruckdampf mit niedrigerem Druck an den anschließenden, fremdgesteuerten Überhitzer abgibt. Ferner sind: 66 eine Sekundärluftzuführung, 10 eine Zusatzfeuerung, 67 die Luftzuführung für die Zusatzfeuerung, 68 die Strahlungsheizflächen, 69 die Konvektionsheizflächen, 70 die Umwälzpumpen, 73 ein Dampfspeicher, 74 eine Brennstoffzufuhr. Der Pfeil 71 zeigt die Richtung zur Entstaubungs- und zur Saugzuganlage. Im Zweig 72 sind die Dampfmenge und der Druck schwankend, bei 75 hingegen sind sie ebenso wie die Temperatur konstant.

Im Gegensatz dazu sind die Erfindungsgedanken in den F i g. 2 bis 9 beispielsweise dargestellt. F i g. 2 zeigt schematisch die Anordnung von zwei Konvertern mit den zu einem gemeinsamen Kessel führenden Gaskanälen, während Fig. 3 die prinzipielle Schaltung des Hauptkreislaufes eines solchen Dampfkessels gemäß den Erfindungsgedanken darstellt. In F i g. 4 ist ein mit Wasser gekühlter Gaskanal dargestellt, in welchem das Kühlwasser in einem Nebenkreislauf zwecks Speisewasservorwärmung umgewälzt wird. F i g. 5 und 6 zeigen schematisch im Schnitt die erfin-

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dungsgemäßen Kesselbauformen, bei welchen die den gelangt die vorgewärmte Luft über ein Regelorgan Strahlungsheizflächen nachgeschalteten Berührungs- 26 zur Mündung 9 des Gaskanales 4 oder über ein heizflächen oberhalb des Strahlungsraumes derart an- Regelorgan 27 zur Zusatzfeuerung 10. geordnet sind, daß Ruß- und Schlackenrückstände, In F i g. 3 ist an diese Luftleitung auch die Abweiche von den Berührungsheizflächen entfernt wer- 5 saugung etwa eintretender Falschluft aus dem Abden, nicht mehr in den Strahlungsraum zurückfallen saugraum 5 der Konverterhaube 3 angeschlossen. Die können. In Fig. 7 und 8 sind schematisch die Hori- Zufuhr des Zusatzbrennstoffes wird mit Hilfe des zontalprojektionen zu den Fig. 5 und 6 mit der Lage Regelorganes28 gesteuert. Erfindungsgemäß erfolgt der Begrenzungskanten vom Strahlungsraum und die Regelung des Zusatzbrennstoffes und der Ver-Konvektionsteil gezeigt. Schließlich zeigt noch F i g. 9 io brennungsluft von der Entkohlungsgeschwindigkeit eine andere Ausbildung des gekühlten Gaskanales im Konverter aus. In Fig. 3 ist dies schematisch mit der Mündung desselben in den Kessel. durch die strichlierte Steuerleitung 29 dargestellt.

Wie in F i g. 2 gezeigt, kommen die aus der Mün- Durch den Regler 30 wird das Regelorgan für die dung 1 des Konverters 2 entweichenden Gase in eine Verbrennungsluft proportional der Entkohlungsgedicht abschließende Haube 3 und von dieser in den 15 schwindigkeit beeinflußt, während die Regelorgane Gaskanal 4. Um den Zutritt von Luft sicher zu ver- 27 und 28 für die Zusatzfeuerung 10 durch die Reghindern, wird aus dem Raum 5 ein geringer Teil der ler 31 und 32 derart beeinflußt werden, daß die geGase und etwa eintretende Luft abgesaugt oder in samte Wärmeleistung der Konvertergase und der Zuanderer bekannter Weise, z.B. durch eine mecha- satzfeuerung stets konstant bleibt. Eine Korrektur nisch dichtende Haube oder durch Dampf- oder ao dieser Regelung erfolgt durch den Regler 33 von der Stickstoffsperring usw., der Luftzutritt vermieden. in das Netz 23 gelieferten Dampfmenge. Der Gaskanal führt in den Kessel 6, in welchem die F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den an

Gase erst mit Verbrennungsluft gemischt und ver- die Konverterabsaughaube anschließenden Gaskanal, brannt werden. Um den Kessel in den Blaspausen welcher zum Kessel führt. Da die Konvertergase die nach außen vollkommen schließen zu können, sind as Mündung mit Temperaturen von etwa 1600° C verin den Gaskanal beispielsweise wassergekühlte Schie- lassen, muß dieser Kanal unter allen Umständen entber 7 eingebaut. Zur Abscheidung grober Schlacke, sprechend gekühlt werden. In dem gezeigten Beispiel welche aus dem Konverter mit dem Gas mitgeführt ist der Kanal mit einem Kühlmantel 34 versehen, wird, kann eine an und für sich bekannte, wasser- Dieser wird vom Kühlwasser durchflossen, welches gekühlte Schlackenfangschürze 8 angeordnet werden. 30 durch eine Pumpe 35 im Kreis umgewälzt wird. Wie in F i g. 2 gezeigt, beaufschlagen zwei Konver- Zweckmäßig wird dieser Kühlmantel in verschiedene ter 2 alternierend den gleichen Kessel 6. Abschnitte unterteilt, und es können an diesen Kreis-

Die Prinzipschaltung des Kessels und seines lauf auch andere zu kühlende Stellen der Anlage Hauptkreislaufes ist aus F i g. 3 zu ersehen. Es gelten angeschlossen werden, wie z. B. der Stutzen für die die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. 2. Bei 9 35 Sauerstofflanze36 oder der Schieber 7. Nach einer treten die Konvertergase in den Kessel und werden Ausführungsform des Erfindungsgedanken wird das infolge der dort zugeführten Luft verbrannt. Zum Kühlwasser dem unteren Teil eines Speichers 37 entAusgleich der fluktuierenden Wärmebelastung dient nommen. Das erwähnte Kühlwasser wird als Heißdie Zusatzfeuerung 10. Die heißen Rauchgase beauf- wasser oder als Dampf dem oberen Teil des gleichen schlagen zuerst den Strahlungsteil 11 des Kessels, in 40 Speichers zugeführt. Der Speicher 37 kann gleichweichem im wesentlichen die Verdampfung statt- zeitig als Speisewasserspeicher dienen. In diesem Fall findet. wird dem Speicher über eine Pumpe 38 Kaltwasser

Nach einer Umlenkung 12 gelangen die Gase zu zugeführt und aus dem im oberen Teil des Speichers dem Überhitzer 13 und anschließend zu den Vor- 37 über einen Schwimmer 39 und eine flexible Leiwärmern 14. Erfindungsgemäß können die Abgase 45 ^tung⁴⁰ vorgewärmtes Speisewasser entnommen und ihre Restwärme an einen üblichen Luftvorwärmer dem Hauptkreislauf des Kessels über die Leitung 41 15 abgeben, welcher in F i g. 3 als Regenerativluft- zugeführt. Im oberen Teil 42 kann erfindungsgemäß vorwärmer dargestellt ist. Während der Blasperiode auch die Entgasung des Speisewassers durch Einbau des Konverters ist mit einem starken Staubanfall zu entsprechender Schikanen 43 und mit Hilfe der rechnen, welcher den Luftvorwärmer in kürzester so Dampfleitung 44 erfolgen. Die Zuschlagstoffe für den Zeit betriebsunfähig machen würde. Es kann daher Konverter können durch die ebenfalls gekühlte Tür während der Blasperioden der Luftvorwärmer 15 gas- 45 in den Gaskanal 4 eingebracht werden. Vor Einseitig umgangen werden. Mit Hilfe einer Klappe 16 tritt der Gase in den Kessel kann eine gekühlte Schlakkönnen die Gase mit Hilfe eines nicht dargestellten kenfangschürze 8 angeordnet sein, an welcher die Saugzuges über eine ebenfalls nicht gezeigte Ent- 55 groben Verunreinigungen der Gase hängenbleiben, staubungsanlage und den Kamin 17 ins Freie ge- Die Gase treten bei 9 in den Kessel ein. Mit Hilfe blasen werden. Im Hauptkreislauf wird über die einer Treibdüse 46, welche mit Luft oder Dampf Speiseleitung 18 und die Speisepumpe 19 das Speise- betrieben werden kann, soll die Absaugung der Gase wasser in die Vorwärmer 14 gefördert und gelangt aus dem Konverter und das Einblasen in den Kessel von diesen in die Kesseltrommel 20. An diese schließt 60 verstärkt werden.

sich der Verdampferteil mit den Fallrohren 21 und In den Fig. 5 bis 8 sind zwei Beispiele der bau-

den Steigrohren 22. Der in der Kesseltrommel 20 sich liehen Ausführung eines derartigen Kessels gezeigt, bildende Sattdampf gelangt über den Überhitzer 13 Diese Kessel sind im Prinzip als Turmkessel angemit konstantem Druck und konstanter Last in das ordnet. Diese bestehen aus dem Strahlungsraum 47 Dampfnetz 23. Die für die Verbrennung der Kon- 65 und dem daran rauchgasseitig anschließenden Konvertergase und des Zusatzbrennstoffes erforderliche vektionsteil 48. Der gesamte Kessel ist von der AusLuft wird bei 24 angesaugt und über einen Ventilator mauerung und Isolierung 49 umgeben. Gemäß der dem Luftvorwärmer 15 zugeführt. Aus diesem Erfindung ist der Konvektionsteil 48 derart über dem

Strahlungsraum 47 angeordnet, daß die Unterkante 50 der dem Strahlungsraum 47 näher gelegenen Begrenzungswand 51 des Konvektionszuges 48 gegenüber der Oberkante 52 (vorderste, hintere Innenkante des Strahlungszuges) der dem Konvektionszug 48 näher gelegenen Begrenzungswand 53 des Strahlungsraumes 47 um den Betrag X zurückversetzt ist. Zumindest aber sollen die Kanten 50 und 52 in vertikaler Richtung miteinander fluchten. Der Vorteil dieser Anordnung bringt es mit sich, daß die in den Heizflächen des Konvektionsteiles 48 abgesetzten Schlacketeilchen durch eine eigene Öffnung 54 abgeführt werden können, ohne daß sie, wie sonst bei jedem anderen Turmkessel, in den Feuerraum zurückfallen. Bei 55 entweichen die Rauchgase über einen nicht dargestellten Saugzug und eine entsprechende Filteranlage in den Kamin.

F i g. 9 zeigt schließlich eine andere Ausführungsvariante des im Nebenkreislauf gekühlten Gaskanales 4, in welchem die heißen Konvertergase un- ao verbrannt dem Kessel zugeführt werden. Der dem Konvertermund näher liegende Teil 56 des Abgaskanales 4 wird wie in F i g. 4 entsprechend wassergekühlt, was in Fig.9 durch den Doppelmantel58 dargestellt ist. Der dem Kessel näher gelegene Teil as 57 des Gaskanales 4 wird hingegen gemäß der Erfindung mit Luft gekühlt, welche mit einem Ventilator 59 in den Doppelmantel 60 eingeblasen wird. Zur besseren Wärmeübertragung können im Doppelmantel 60 nicht gezeichnete Schikanen für die Luft eingebaut werden. Die auf diese Weise vorgewärmte Kühlluft mischt sich an der Kanalmündung mit der bei 61 zugeführten Verbrennungsluft. Diese wird entsprechend der Entkohlungsgeschwindigkeit im Konverter durch die Klappen 62 geregelt. An der düsenartig ausgebildeten Mündung 63 des Gaskanales 4 mischen sich Gase und Verbrennungsluft, so daß innerhalb der Kesselwandung 64 die vollkommene Verbrennung der Konvertergase erfolgt. Die Strömung im Gaskanal 4 kann wieder durch eine Treibdüse 46, welche mit Luft oder Dampf betrieben werden kann, verbessert werden.

Claims

Patentansprüche: 45

1. Verfahren zum Betrieb von Abhitzekesseln hinter intermittierend arbeitenden Hüttenöfen, vorzugsweise hinter Stahlwerkskonvertern, welche ein brennbares Abgas liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase einen Teil ihrer fühlbaren Wärme in einem Nebenkreislauf (35, 34, 42) der Kesselanlage (6) zur Erhitzung des Kesselspeisewassers und/oder zur Vorwärmung der Verbrennungsluft abgeben und daß die Abgase im Bereich des Hauptkreislaufes (21, 22, 20, 13) der Kesselanlage (6) verbrannt werden und dort ihre Verbrennungswärme sowie den Rest der fühlbaren Wärme abgeben, wobei eine zusätzliche Feuerung (10) den Hauptkreislauf mit wechselnder Feuerleistung während Prozeßzeit und Prozeßpause beaufschlagt und im umgekehrten Verhältnis zur anfallenden Abgaswärme gesteuert wird, um eine konstante Dampfleistung der Kesselanlage zu erzielen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der erforderlichen Verbrennungsluftmenge proportional der Entkohlungsgeschwindigkeit im Hüttenofen geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zusatzfeuerung (10) erforderliche Brennstoff- und Verbrennungsluftmenge von der Entkohlungsgeschwindigkeit im Hüttenofen derart geregelt wird, daß bei zunehmender Entkohlung die Zusatzfeuerleistung so sinkt bzw. bei abnehmender Entkohlung so ansteigt, daß. die Gesamtwärmeleistung im Abhitzekessel (6) des Hauptkreislaufes konstant bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Entkohlungsgeschwindigkeit geregelte (über 30, 29, 26, 28, 27) Brennstoff- und Verbrennungsluftmenge der Zusatzfeuerung (10) zusätzlich von der konstant eingestellten Dampfleistung der Kesselanlage aus korrigiert wird (über 33, 27,28, 26).

5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleistung der Zusatzfeuerung (10) auch während des Spitzendargebotes an Abhitze einen einstellbaren Mmdestwert aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenkreislauf (35, 34, 42) seine Wärme dem Hauptkreislauf (21, 22, 20, 13) während der ganzen Betriebsdauer in gleichmäßiger Form zuführt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenkreislauf (35, 34, 42) als Kühlmedium Wasser verwendet wird, welches die aufgenommene Wärme mittels Mehrfachumwälzung sukzessive durch direkte Mischung oder über geeignete Wärmetauschflächen an das Speisewasser des Hauptkreislaufes abgibt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, gekennzeichnet dadurch, daß die Wärme des Nebenkreislaufes (35, 34, 42) an den Inhalt eines Speisewasserspeichers (42) abgegeben wird, welcher gleichzeitig als Entgaser ausgebildet ist und ein entsprechendes Dampfpolster besitzt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Nebenkreislauf (35, 34, 42) auch andere wassergekühlte Teile der Anlage, wie z.B. Lanzenstutzen (36), Klappen usw., angeschlossen sind.

10. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für den Nebenkreislauf (59, 60, 63) Luft als Kühlmedium verwendet wird, welche aufgewärmt (in 60) und anschließend der Stelle der Kesselanlage zugeleitet wird, an welcher die brennbaren Abgase gezündet werden (F i g. 9).

11. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenkreislauf (35, 34, 42) im Umwälzverfahren Dampf erzeugt, Dampfspeichern (42) zugeführt und aus diesen für kleinere Betriebserfordernisse oder zur Speisewasservorwärmung kontinuierlich oder diskontinuierlich entnommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder

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einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung der Gasführungskanäle (4) des Nebenkreislaufes im hohen Temperaturbereich der Abgase (56) Wasser und im niedrigen Temperaturbereich (57) Luft verwendet wird, wobei beide Kühhnedien die aufgenommene Wärme, sei es als Speisewasser, sei es als Verbrennungsluft dem Hauptkreislauf (21, 22, 20, 13) kontinuierlich oder diskontinuierlich zuführen.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (9) der Abgase in die Strahlungskammer (U) des Hauptkreislaufes (21, 22, 20, 13) injektorartig ausgebildet ist und dadurch die Abgase die eingeblasene Verbrennungsluft ansaugen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Injektorwirkung an sich bekannte, mit Luft oder ao Dampf betriebene Treibdüsen (46) Verwendung finden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintritt (9) der Abgase in die Strahlungskammer (11) as des Hauptkreislaufes (21, 20, 22, 13) in an sich bekannter Weise ein gekühlter Schlackenfangrost (8) zur Grobabscheidung angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (6) als Naturumlaufkessel ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abhitzekessel (6) für den Hauptkreislauf als Turmkessel mit einem über den Strahlungsteil angeordneten Konvektionsteil (13, 14) ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektionsteil so über dem Strahlungsteil angeordnet ist, daß in der Horizontalprojektion in Kessel-Längsrichtung gesehen, die Unterkante (50) der den Strahlungsraum (47) näher gelegenen Begrenzungswand (51) des Konvektionszuges (48) gegenüber der Oberkante (52) der dem Konvektionszug (48) näher gelegenen Begrenzungswand (53) des Strahlungsraumes (47) zurückversetzt ist oder mit dieser fluchtet (Fig. 5 und 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen