DE1451460C

DE1451460C - In the bottom of the combustion shaft of a one-room tower-like gas or wind heater arranged combustion emrich device

Info

Publication number: DE1451460C
Authority: DE
Inventors: Heinrich 4300 Essen Hei singen Jakobi Wilhelm 4300 Essen D04b 15 70 Schurhoff
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Publication date: 1971-09-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Boden des Brennschachtes eines einräumigen turmartigen Gasoder Winderhitzers angeordnete, aus feuerfestem keramischen Werkstoff bestehende Verbrennungseinrichtung mit in abwechselnder Reihenfolge ausgebildeten Zuführungsdüsen für Schwachgas und Verbrennungsluft. The invention relates to a one-room tower-like gas or in the bottom of the combustion shaft Winder heater arranged, consisting of refractory ceramic material combustion device with trained in alternating order Feed nozzles for lean gas and combustion air.

Es ist eine Verbrennungseinrichtung für einen Gaserhitzer mit im Querschnitt kreisförmigem Brennschacht bekannt, bei der das Brenngas über einen im Brennschachtmauerwerk angeordneten Ringkanal von Gewölbebrücken getragenen, über den gesamten Brennschachtquerschnitt verteilten, vertikalen,. parallelen, schlitzförmigen Kanälen zugeführt wird, zwischen denen vertikale Durchtrittskanäle für die unterhalb der Gewölbebrücken nahe dem Brennschachtboden eintretende Verbrennungsluft bestehen.It is a combustion device for a gas heater with a combustion shaft of circular cross-section known, in which the fuel gas via an annular channel arranged in the firing shaft masonry supported by arch bridges, distributed over the entire cross-section of the combustion shaft, vertical. parallel, Slit-shaped channels are supplied, between which vertical passage channels for the underneath there is combustion air entering the arch bridges near the bottom of the combustion shaft.

Bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung erfolgt die Vermischung und Verbrennung der über den Brennschachtquerschnitt weitgehend gleichmäßig verteilt zuströmenden Verbrennungsluft und des von der Brennschachtaußenwand den schlitzförmigen Kanälen zugeführten Brenngases nur unvollständig, da auf Grund unterschiedlicher Strömungsverluste eine gleichmäßige Aufteilung des Brenngasstromes auf alle Bereiche der Brenngaskanäle nicht erreichbar ist. Es besteht daher die Gefahr, daß Brennmittelsträhnen bis in höher gelegene Brennschachtzonen gelangen und stichflammenartige Nachverbrennungen in der Brennschachtkuppel und damit Zerstörungen am Mauerwerk auftreten.In this known combustion device, the mixing and combustion takes place via the combustion air flowing in and the combustion air flowing in from the combustion shaft cross-section largely evenly distributed the combustion shaft outside wall of the slot-shaped channels supplied fuel gas only incompletely, there is an even distribution of the fuel gas flow due to different flow losses is not accessible to all areas of the fuel gas ducts. There is therefore the risk that streaks of fuel get into higher burner shaft zones and stick flame-like afterburning in the fire shaft dome and thus destruction of the masonry.

Eine andere bekannte Verbrennungseinrichtung für einräumige turmartige Gaserhitzer besteht aus mehreren über den gesamten Brennschachtquerschnitt verteilten, vertikalen, parallelen, feuerfesten Wänden, deren nach oben offene Zwischenräume abwechselnd mit der Brenngas- und Verbrennungsluftzuführung in Verbindung stehen.Another known incinerator for single-room tower-type gas heaters consists of several vertical, parallel, refractory walls distributed over the entire cross-section of the furnace, their upwardly open spaces alternate with the fuel gas and combustion air supply in Connected.

Diese bekannte Verbrennungseinrichtung sichert zwar eine praktisch gleichmäßige Verbrennung infolge der über den Brennschachtquerschnitt weitgehend gleichmäßig verteilt zugeführten Brennmittel, jedoch ist der Aufbau infolge der beiden gegenüberliegenden gewölbeartigen Verteilräume und der darüber ausgebildeten schlitzförmigen Zwischenräume kompliziert und kostspielig.This known combustion device ensures a practically uniform combustion as a result of the fuel supplied over the combustion shaft cross-section, largely evenly distributed, however is the structure as a result of the two opposing vault-like distribution spaces and the one above them slot-shaped spaces complicated and expensive.

Schließlich ist auch noch ein Brenner zur wahlweisen Verfeuerung von Gas und Kohlenstaub oder einem der beiden Brennstoffe bekannt, der ringförmig um eine zentrale Brennmittelzuführung in abwechselnder Reihenfolge zur Längsachse hin geneigt angeordnete Gas- und Verbrennungsluftdüsen aufweist.Finally, there is also a burner for optionally burning gas and coal dust or one of the two fuels known, the ring around a central fuel supply in alternating Has sequence to the longitudinal axis inclined arranged gas and combustion air nozzles.

Die Beheizung von Winderhitzern zur Zufuhr heißen Windes zum Hochofen erfolgt durchweg mit dem anfallenden heizwertarmen Gichtgas. Der häufig stark schwankende Heizwert des Gichtgases reicht nicht aus, um den Wärmebedarf für die heute immer mehr verlangte hohe Temperatur des Hochofenwindes zwecks Koksersparnis beim Hochofenprozeß zu decken. Diese Forderung kann durch hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder des vom Hochofen her bereits warmen Gichtgases erfüllt werden. Für diese hohe Vorwärmung werden kostspielige zusätzliche Einrichtungen benötigt.The heating of wind heaters for the supply of hot wind to the blast furnace is always carried out with the resulting low calorific value furnace gas. The often strongly fluctuating calorific value of the furnace gas is sufficient not enough to meet the heat demand for the high temperature of the blast furnace wind, which is increasingly demanded today to cover the purpose of saving coke in the blast furnace process. This requirement can be met by high preheating the combustion air and / or the top gas that is already warm from the blast furnace. Expensive additional facilities are required for this high level of preheating.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch die gleichzeitige Verbrennung von heizwertarmem gasförmigen Brennstoff (Gichtgas) und heizwertreichem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff die erforderliche hohe Erwärmung der Regenerativeinbauten des Winderhitzers ohne Brennmittel-Fremdvorwärmung und unter Mauerwerksschonung ermöglicht.The object of the invention is now to create a combustion device of the type mentioned at the beginning, The result of the simultaneous combustion of low calorific gaseous fuel (furnace gas) and high calorific value gaseous or liquid fuel the necessary high heating of the regenerative installations the heater without external preheating of the fuel and with masonry protection enables.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwachgas- und Luftdüsen in an sich bekannter Weise ringförmig um eine zentrale Brennmittelzuführung zur Achse der Verbrennungseinrichtung hin geneigt angeordnet sind, wobei jedoch die zentrale Brennmittelzuführung mindestens eine der Öl- oder Starkgaszufuhr dienende Düsenlanze aufweist, die einen senkrechten Zuführungskanal für die zur Öl- oder Starkgasverbrennung erforderliche Luft durchsetzt.This object is achieved according to the invention in that the lean gas and air nozzles in per se as is known, in a ring around a central fuel supply to the axis of the combustion device are arranged inclined towards, but the central fuel supply at least one of the Has oil or heavy gas supply serving nozzle lance, which has a vertical supply channel for the The air required for burning oil or high-strength gas is permeated.

Durch eine derartige Ausbildung werden die Vorteile erreicht, daß eine gleichmäßige, innige Vermischung der Brennmittel auf engem Raum unmittelbar oberhalb des Brennschachtbodens erzielt werden kann und eine Berührung der Brennschachtwand durch das heizwertreiche Brennmittelgemisch und damit die Gefahr örtlicher Mauerwerksüberhitzungen vermieden werden können.Such a design has the advantages that a uniform, intimate mixing the fuel can be achieved in a confined space directly above the bottom of the firing shaft can and a touch of the combustion shaft wall by the high calorific value fuel mixture and so that the risk of local masonry overheating can be avoided.

Es ist weiterhin eine kostspielige Mischeinrichtung für die Anreicherung des Schwachgases mit Starkgas nicht erforderlich. Eine solche Vermischung ist bei Verwendung von nicht gekühltem, im warmen Zustand vom Hochofen kommendem Gichtgas infolge der Zersetzungsgefahr des Starkgases auch nicht ohne weiteres möglich.It is also an expensive mixing device for enriching the lean gas with strong gas not mandatory. Such mixing is when using non-cooled, in the warm state Top gas coming from the blast furnace due to the risk of decomposition of the strong gas not even without it further possible.

Die Verbrennungseinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, daß die Düsenlanze durch einen koaxial innerhalb der Schwachgas- und Luftdüsen angeordneten Kranz von Starkgasdüsen ersetzt wird und ein zentraler Kanal im Boden des Brennschachtes und eine daran angeschlossene Leitung der Abführung des Heißwindes dienen.The combustion device can also be designed such that the nozzle lance by a is replaced by high-gas nozzles arranged coaxially within the lean gas and air nozzles and a central channel in the bottom of the firing shaft and a conduit for the discharge connected to it serve the hot wind.

Eine derartige Einrichtung hat den Vorzug, daß die Windleitung unmittelbar ohne Krümmer nach unten geführt und in Höhe der Ringleitung der Hochofenwinddüsen mit dieser verbunden werden kann.Such a device has the advantage that the wind conduit directly without a bend out below and can be connected to the ring line of the blast furnace wind nozzles.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigtThe drawing represents exemplary embodiments of the subject matter of the invention, namely shows

F i g. 1 schematisch einen einräumigen turmartigen Gas- oder Winderhitzer mit nebenstehendem Brennschacht, F i g. 1 schematically shows a one-room tower-like gas or wind heater with adjacent combustion shaft,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den unteren Teil des Brennschachtes,F i g. 2 a longitudinal section through the lower part of the combustion shaft,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2,Fig. 3 is a cross section along line III-III of Fig. 2,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der Verbrennungseinrichtung im Teillängsschnitt,F i g. 4 a further embodiment of the combustion device in partial longitudinal section,

Fig. 5 einen Ausschnitt der Schwachgas-Luftmischeinrichtung im Längsschnitt nach Linie V-V der Fig. 3.5 shows a section of the lean gas air mixing device in longitudinal section along line V-V of FIG. 3.

Die Erhitzeranlage besteht, wie aus F i g. 1 ersichtlich, aus einem senkrechten mit zur Aufnahme der Wärme dienendem Gitterwerk 2 versehenen Schacht 1, dessen Kuppel 3 durch eine waagerechte Verbindung 4 mit der Kuppel 5 eines Brennschachtes 6 verbunden ist. Der Brennschacht 6 ruht auf einem Gestell 7.The heater system consists, as shown in FIG. 1 can be seen from a vertical with to accommodate the Heat serving latticework 2 provided shaft 1, the dome 3 by a horizontal connection 4 is connected to the dome 5 of a combustion shaft 6. The firing shaft 6 rests on a frame 7th

Die Aufheizung des Gitterwerks 2 erfolgt vom Brennschacht 6 aus mittels einer am Boden angeordneten Verbrennungseinrichtung. Die heißen Abgase durchströmen den Schacht 1 von der Kuppel 3 aus nach unten und werden bei 8 abgezogen. Der zu erhitzende Wind wird in der Windperiode demThe heating of the latticework 2 takes place from the combustion shaft 6 by means of an arranged on the floor Incinerator. The hot exhaust gases flow through the shaft 1 from the dome 3 down and are deducted at 8. The wind to be heated will be in the wind period

Claims

3 43 4

Shaft 1 is fed in at the bottom at 8a and, depending on the configuration according to FIG formation of the combustion device, either arranged by a heavy gas ring line 41, of the the bottom of the combustion shaft 6 through a line 9 radial heavy gas channels 42, which in nozzles 43 or open above the combustion device at 10 of the inclined ring base 27. The strong gas withdrawn. 5 channels 42 and nozzles 43 are below the channels in the case of FIG. 2 shown embodiment 16 and nozzles 12 for lean gas, so that in case of leakage the hot blast from the firing shaft 6 above activities of the masonry separating them only one deducted from the incinerator at 10. The exchange of lean gas and high gas, but not in the bottom 11 of the combustion shaft 6, a combination of high-strength gas and air can take place, The combustion device has a ring in the form of a ring Nozzles 12, 13, which are mixed formations through a combination of strong gas with Connect nozzles 14 which, like nozzles 12, 13, avoid air. Through the line 25 is in this are directed obliquely upwards in such a way that the trap is supplied with so much air that it is for those leaving Fuel jets a dashed line combustion of lean gas and high gas is sufficient, 15 The lean gas rising out of the mixing nozzles 14, indicated by 15. The air mixture therefore has an excess of air, j The nozzles 12 and 13 are connected by the ring through which the high-strength gas flowing in from below channels 18 and 19 outgoing, radially extending mixing reaches combustion without : Channels 16 and 17 on. The channels 16 have a stick-flame-like appearance.

RingkanallS and the channels 17 with a ring 20 nen.

'■ Channel 19 connected. Both ring channels 18, 19 are both in this and the embodiment

gastight with which the firing shaft masonry 21 according to FIG. 2 therefore no heavy gas or oil vapor

f \ surrounding sheet metal jacket 20 connected. The ring mixture reaches the shaft wall directly,

Channel 18 is used to supply lean gas and after heating the latticework 2 is in this

is introduced through the line 8 α cold wind with the mediation of a shut-off device 22 with 25. The tem-

a supply line 23 and the ring channel 19 falls below the temperature of the heated wind until the end of the

switching off a shut-off element 24 with a wind period. To ensure an even wind temperature

Combustion air line 25 connected. To maintain the nozzle temperature, it is therefore necessary to

12, 13 separating walls 26 end below the hot blast a correspondingly sloping amount

annular inclined bottom 27. To mix in the nozzles 12, 13 30 cold wind.

short walls 28 protrude from the sloping wall 27. This admixture is generally in particular between which the mixing nozzles 14 arise, as from their mixing chambers, which produce an intensive mixture F i g. 5 can be seen. of the cold and hot winds, or by means of a coaxially inner blowing of the cold wind into the hot wind half of the ring of the nozzles 12, 13, a vertical line is made in the bottom of the combustion shaft 6. In the latter-off pass 29 arranged, the bottom of a guide must have a sufficiently long mixing section Pipe section 30 is complete, the bottom 31 of which are at the disposal.

a nozzle lance 32 is penetrated. The nozzle 33 of the combustion device enables the

Nozzle lance 32 is made of a ceramic, with a through-embodiment according to FIG.

Let 34 ring part 35 provided and surrounded by 40 mixture in the area of the combustion device

this kept. The nozzle lance 32 is downward without any special mixing device. The channels 17 for

can be pulled out so that, depending on the type of air to be supplied, they are used in the hot breeze

Generating fuel, for example high-power gas or oil, is acted upon by admixture of cold wind. An intense one

can be replaced accordingly. The pipe mix of hot wind and cold wind takes place

piece 30 is provided with a pipe 36 to the feed 45 in the area of the furnace bottom and

connected by combustion air. stead that the incinerator through the

The nozzles 12, 13 are preferably for the flow of cold wind during the hot

Lean gas and air supply in the circumferential direction of the wind period no extremely high temperatures

slightly inclined, so that a swirled, swirled one is achieved.

Fuel mixture is created. This mixture becomes an air-strong gas or air-oil mixture from below supplied, so that an intimate mixing 1. One is poured into the bottom of the firing shaft and direct contact with the shaft-like tower-like gas or wind heater on the inside wall due to the high calorific value of the fuel, made of refractory ceramic work mixture, the local overheating creates an existing combustion device with in could be avoided. alternating sequence of supply nozzles in the embodiment shown in FIG. 4 for lean gas and combustion which is arranged in the bottom of the combustion shaft 6, characterized in that the Nete opening 37 for diverting the lean gas and air nozzles (12, 13) in itself Shaft 1 heated wind. As is known, the hot breeze is formed in a ring around a central one withdrawn through the line 9 downwards and fuel supply to the axis of the combustion reached through which are inclined at the height of the tuyeres of the non-ventilation device, shown blast furnace arranged line 39 in but with the central fuel supply the blast furnace. The line 39 is through an outlet at least one of the oil or heavy gas supply locking device 40 lockable. 65 serving nozzle lance (32) having a The ring channels 18, 19 are in the same way above the vertical supply channel (29) for the arranged one to the other and with the Schachtummante- oil or heavy gas combustion required air treatment 20 connected gas-tight as in the execution interspersed.

2. Combustion device according to claim 1, characterized in that the nozzle lance (32) by a ring of Strong gas nozzles (43) is replaced and a central channel (37) in the bottom of the combustion shaft (6) and a line (9) connected to it serve to discharge the hot blast.

1 sheet of drawings