DE1803985A1

DE1803985A1 - Heat generator, especially blast furnace heaters

Info

Publication number: DE1803985A1
Application number: DE19681803985
Authority: DE
Inventors: Laar Jacobus Van; Ouwerkerk Johannes Jend Willem
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1968-10-19
Filing date: 1968-10-19
Publication date: 1971-03-04
Also published as: GB1282292A; AT295720B; BE740317A; LU59664A1; US3627284A; FR2021087A1

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DIPL. ING. C. STOEPEL · DIPI,. ING. W. GOLLWITZEB · DIPL. ING. MOLL LANDAU/PFAtZ · AM SCHÜTZBNHOB" IDIPL. ING. C. STOEPEL · DIPI ,. ING. W. GOLLWITZEB DIPL. ING. MINOR LANDAU / PFAtZ · AM SCHÜTZBNHOB "I

18. Oktober 1968October 18, 1968

Eh.Eh

KONINKLIJKE NEDERLANDSCHE HOOGOVENS EN STAALFABRIEKEN N. V., IJMUIDEN (Niederlande)KONINKLIJKE NEDERLANDSCHE HOOGOVENS EN STAALFABRIEKEN N. V., IJMUIDEN (Netherlands)

"Wärnieregenerator, insbesondere Winderhitzer für Hochöfen ""Heat regenerators, especially wind heaters for blast furnaces"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärnieregenerator, insbesondere einen Winderhitzer für Hochöfen, mit einem innerhalb des Brenn schachte s angeordneten vertikalen Brenner, der einen ersten vertikalen Kanal für die Zufuhr gasförmigen Brennstoffes und einen zweiten, zum ersten gleichachsigen Kanal für die Zufuhr von Verbrennungsluft aufweist.The invention relates to a heat regenerator, in particular a blast furnace heater, with a vertical burner arranged within the combustion shaft s, the a first vertical channel for the supply of gaseous fuel and a second, coaxial channel for the first having the supply of combustion air.

Winderhitzer für Hochöfen werden allgemein verwendetem den Wirkungsgrad eines Hochofens dadurch zu steigern, dass der sogenannte Wind vor dem Einblasen in den Hochofen erhitzt wird. Der Wind wird dazu durch den Winderhitzer geleitet, nachdem dieser während einer vorhergehenden Periode durch Verbrennen von Gas aufgeheizt worden ist. Es sind Winderhitzer mit innehliegendem undWind heaters for blast furnaces are widely used to increase the efficiency of a blast furnace by heating the so-called wind before it is blown into the blast furnace. Of the To do this, wind is passed through the heater after it has been burned by gas during a previous period has been heated up. They are heater with internal and

109810/0875109810/0875

~* Ct — ~ * Ct -

mit außenliegendem Brennschacht bekannt, das heisst, daß der Raum, in welchem die Verbrennung vorgeht, innerhalb, be ziehungsweise außerhalb eines Bauwerkes vorgesehen ist, das ein von der Verbrennungsluft zu erhitzendes Gitterwerk enthält.known with an external combustion shaft, i.e. the room in which the combustion takes place is inside, be or is provided outside of a structure that has a latticework to be heated by the combustion air contains.

Die Erfindung bezieht sich auf beide Typen des Winderhitzers, sowie auch auf andere ähnliche Wärmeregeneratoren, die z. B. in der keramischen Industrie üblich sind.The invention relates to both types of wind heaters, as well as to other similar heat regenerators, the z. B. are common in the ceramic industry.

er.
In letzter Zeit sind vertikale, meist keramische Brennerhe.
Lately there are vertical, mostly ceramic burners

für Winderhitzer entwickelt worden, die eine vollständigere Verbrennung des gasförmigen Brennstoffes ermöglichen und dabei die Wände des B renn Schachtes besser schonen als die üblichen Brenner. Durch eine geeignete Formgebung des Brenners wurde ermöglicht, die Mischung von Gas und Luft derart zu verbessern, daß die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung gesteigert werden konnte.has been developed for hot water heaters that require a more complete combustion of the gaseous fuel and at the same time protect the walls of the B renn shaft better than the usual ones Burner. A suitable shape of the burner made it possible to improve the mixture of gas and air in such a way that that the economic efficiency of the combustion could be increased.

Dennoch hat es sich gezeigt, daß sogar bei Verwendung der modernsten Brenner oben im Brenne*»schacht noch unverbranntes Gas vorhanden ist. Angenommen wird, daß dies durch eine unvollständige Mischung von Luft und Gas verursacht wird.Nevertheless, it has been shown that even with the use of the most modern burners up in the burner shaft there is still unburned Gas is present. It is believed that this is caused by incomplete mixing of air and gas.

Es wurde nun gefunden, daß dies wesentlich mit verursacht wird durch eine ungleichmäßige Verteilung von Gas und Luft über die Querschnitte der Luft- und Gaskanäle, was bei den hier in Betracht kommenden großen Querschnitten einen großen Einfluß haben kann.It has now been found that this is largely caused by an uneven distribution of gas and air over it the cross-sections of the air and gas ducts, which have a great influence on the large cross-sections under consideration here can.

Zweck der Erfindung ist, diese Verteilung von Gas und Luft zu verbessern, und zwar dadurch, daß im ersten und/oder im zweiten Kanal wenigstens ein einstellbares, den Druck über den Querschnitt The purpose of the invention is to improve this distribution of gas and air, namely by having at least one adjustable pressure in the first and / or in the second channel, the pressure across the cross section

109810/0875109810/0875

180398b180398b

des Kanales ausgleichendes Mittel vorgesehen ist.of the channel compensating means is provided.

E s ist schon früher vorgeschlagen worden, die Kanäle kurz vor den Austrittsöffnungen zu verjüngen, damit das Strömungsverhalten sich verbessert. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Massnahme allein nicht genügt und zwar besonders dann, wenn der Winderhitzer unter verschiedenen Umständen betrieben wird.It has been suggested before, the channels to taper shortly before the outlet openings so that the flow behavior improves. But it has been shown that this Measure alone is not enough, especially if the heater is operated under different circumstances.

Vorteilhafterweise sind die druckausgleichenden Mittel von ausserhalb des Winderhitzers verstellbar ausgebildet. Damit kann die Luft- und Gasverteilung fast jedem Betriebsumstand angepasst werden.The pressure-equalizing means are advantageously designed to be adjustable from outside the heater. So that can the air and gas distribution can be adapted to almost any operating situation.

Als druckausgleichende Mittel können Roste, Siebe, jalousieartige Klappensysteme u. s.w. angeordnet werden. Besonders haben sich aber für Winderhitzerbetrieb druckausgleichende Mittel bewährt, die als Stabgitter ausgebildet sind.Grates, sieves, louvre-like flap systems, etc., can be used as pressure-equalizing agents. to be ordered. Especially have however, pressure-equalizing means which are designed as bar grids have proven themselves for heater operation.

Zwar ist es denkbar, die Verteilung von Gas und Luft in den zwei Kanälen durch Einbau von mehreren Gittern weiter zu verbessern. Gemäss der Erfindung ist aber schon fast ein optimaler Betrieb mit zwei Gittern im Gaskanal und einem Gitter im Luftkanal möglich. Eine weitere Verbesserung wird noch dadurch erreicht, daß die Kanäle sich verjüngen, wobei im verjüngten Teil jedes Kanales ein Gifer eingebaut ist.It is conceivable to further improve the distribution of gas and air in the two ducts by installing several grids. According to the invention, however, there is almost optimal operation two grilles in the gas duct and one grill in the air duct possible. A further improvement is achieved in that the channels are taper, with a gripper built into the tapered part of each channel.

An sich sind derartige Verjüngungen in den Kanälen bekannt. Eine gewisse Verbesserung der Verbrennung konnte schon früher mittels solcher Verjüngungen erreicht werden. Aber erst dadurch, dass in den verjüngten Kanalteilen Gitter vorgesehen sind, wird der beste Effekt erreicht.Such tapers in the channels are known per se. Some improvement in combustion could be seen earlier can be achieved by means of such tapers. But only then that grids are provided in the tapered duct parts, the best effect is achieved.

109810/0875109810/0875

Ί 803985Ί 803985

Die besseren Erfolge durch die Erfindung sind bei Verwendung derselben bei Winderhitzern mit innenliegendem und mit aussenliegendem Brennschacht gegeben.The better results of the invention are when using the same in hot water heaters with internal and with given external combustion shaft.

Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile sind nachstehend anhand einiger Figuren erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch darstellen.Further features of the invention and details of the advantages achieved by the same are given below with reference to a few figures explained which an embodiment of the invention Represent device schematically.

Fig. 1 zeigt einen Winderhitzer mit innenliegendem Brennschacht im Längsschnitt,Fig. 1 shows a wind heater with an internal combustion shaft in a longitudinal section,

Fig. 2 zeigt den Brenner des Winderhitzers aus Figur 1 in vergrößertem Maßstab,Fig. 2 shows the burner of the heater from Figure 1 on an enlarged scale,

In Figur 1 bildet der Mantel 1 eines Winderhitzers mit dem Boden 2, auf welchem erjsteht, eine gemauerte Einheit. Der gemauerte Mantel 1 ist von einer Stahlbekleidung umgeben (nicht gezeichnet). Eine Anzahl aus dem Boden 2 ragender Pfeiler 3 stützt ein Gitter 4, das wieder zur Unterstützung von darüber gestapelten perforierten Steine dient ( nicht gezeichnet), durch welche abwechselnd heisses Brenngas von oben nach unten und zu erhitzende Luft von unten nach oben geführt werden. Dieses sogenannte Gitterwerk ist durch eine Wand vom Brennschacht getrennt, der aussen wieder durch einen Abschnitt des Mantels 1 begrenzt wird.In FIG. 1, the jacket 1 of a blast heater forms a masonry unit with the floor 2 on which it stands. The bricked one Jacket 1 is surrounded by steel cladding (not shown). A number of pillars 3 protruding from the ground 2 support a grid 4, which again serves to support perforated stones stacked on top (not shown), through which hot stones alternate Fuel gas from top to bottom and air to be heated from bottom to top. This so-called latticework is through a wall separated from the firing shaft, which is again bounded on the outside by a section of the jacket 1.

Der Winderhitzer ist an der oberen Seite durch eine gemauerte Kuppel 6 und eine Stahlküppel 7 abgeschlossen.The wind heater is closed on the upper side by a brick dome 6 and a steel dome 7.

Zur Erhaltung der heissen Brenngase benötigter gasförmiger Brennstoff und Luft werden durch einen Kanal 8, bzw. durch eine Ring-The gaseous fuel and air required to maintain the hot fuel gases are fed through a channel 8 or a ring

10 9 8 10/087510 9 8 10/0875

leitung 9 zum Brenner 10 geleitet. Der Brenner ist in der Figur 1 nur schematisch abgebildet.line 9 passed to burner 10. The burner is only shown schematically in FIG.

Oberhalb des Brenners 10 werden Brennstoff und Luft innig gemischt und der Brennstoff im Brennschacht verbrannt. Die heissen Verbrennungsgase werden über Trennwand 5 nach unten geführt. Nachdem die im Gitterwerk gestapelten Steine genügend aufgeheizt sind, werden die Zufuhröffnungen 14 und 15 der Brennstoff- und Luftkanäle 8 bzw. 9 geschlossen.Above the burner 10, fuel and air are intimately mixed and the fuel is burned in the combustion shaft. The hot ones Combustion gases are led downwards via partition 5. After the stones stacked in the latticework are sufficiently heated, the supply openings 14 and 15 of the fuel and air channels 8 and 9, respectively, are closed.

Die zu erhitzende Luft wird alsdann durch eine Öffnung 11 in umgekehrter Richtung durch die Vorrichtung geleitet und kann diese durch eine Öffnung 12 verlassen.The air to be heated is then passed through an opening 11 in the opposite direction through the device and can this leave through an opening 12.

In Figur 2 ist der Brenner und seine Umgebung in seinen Einzelheiten und in vergrößertem Maßstab wiedergegeben.FIG. 2 shows the burner and its surroundings in its details and on an enlarged scale.

Der zentrale Kanal 8 für den Brennstoff schliesst an ein zentrales Loch 16 im Brenner 10 an. Dieser Brenner ist aus keramischem Material hergestellt, wie die Wände der Kanäle 8 und 9 und die Wände 1 und 5 des Brennschachtes.The central channel 8 for the fuel connects to a central hole 16 in the burner 10. This burner is off made of ceramic material, such as the walls of the channels 8 and 9 and the walls 1 and 5 of the firing shaft.

In der oberen Fläche 18 des Brenners 10 münden schlitzförmige öffnungen 17, die mit Kanal 9 in Verbindung stehen.In the upper surface 18 of the burner 10, slot-shaped openings 17 which are connected to the channel 9 open.

Bei einer geeigneten Form des Brenners kann eine fast optimale Vermischung von Brennstoff und Luft erhalten werden, unter der Voraussetzung, dass der Brennstoff und die Luft an sich gleichmässig über den Querschnitt des Loches 16, bzw. über die öffnungen 17 veri» teilt werden. Letzteres wird mittels Verjüngungen der Kanäle 8 und 9, With a suitable shape of the burner, an almost optimal mixing of fuel and air can be obtained, provided that the fuel and the air itself are evenly distributed over the cross section of the hole 16 or over the openings 17 . The latter is achieved by tapering channels 8 and 9,

109810/0875109810/0875

und mittels Einbau von Stabgittern erreicht. Die Verjüngungen in den Kanälen 8 und 9 sind bei 19 bzw. 20 in Figur 2 angedeutet.and achieved by installing bar grids. The tapers in the channels 8 and 9 are indicated at 19 and 20 in FIG.

Im Kanal 8 sind zwei S tab gitter vorgesehen und zwar ein Gitter 21 im verjüngten Kanalteil 19, und ein zweites Gitter 22 unweit des unteren Endes des Kanals 8. Im Ringkanal 9 ist nur ein einziges ringförmiges Stabgitter 23 im verjüngten Kanalteil 20 vorgesehen.In the channel 8 two S tab grids are provided, namely a grid 21 in the tapered channel part 19, and a second grid 22 not far of the lower end of the channel 8. In the annular channel 9, only a single annular bar grid 23 is provided in the tapered channel part 20.

Beim Betrieb eines solchen Winderhitzers werden fast keine unverbrannten Brennstoffreste im Kuppel-und unter dem Gitterwerk mehr gemessen, was auf eine nahezu vollständige Verbrennung hinweist.When operating such a heater, almost no unburned fuel remains in the dome and under the latticework measured more, which indicates an almost complete combustion.

109810/0875109810/0875

Claims

180398b claims;

1.) W arme re generator, especially wind heaters for Blast furnaces, with a vertical burner arranged inside the firing shaft, which has a first vertical channel for the supply having gaseous fuel and a second to the first coaxial channel for the supply of combustion air, thereby characterized in that in the first and / or in the second channel at least one adjustable, the pressure over the cross section of the channel equalizing Fund is provided.

2.) heater according to claim 1, characterized in that the pressure-equalizing means from outside the heater are adjustable, e.g. fold the blinds by turning.

3.) Wind heater according to claim 1 or 2, characterized in that that the pressure equalizing means are designed as a bar grid.

4.) Wind heater according to claim 3, characterized in that two grids one behind the other in the gas duct and a grid in the air duct are built in.

5.) Wind heater according to claim 3 or 4, characterized in that the channels taper in a manner known per se and a grid ¹ is installed in the tapered part of each of the channels.

109810/0875

6.) Wind heater according to claim 2, characterized in that there are provided as pressure-equalizing, adjustable from ausaen means rotatable louvre flaps.

10981 C / 0875