DE2631977A1 - Ofenanlage fuer chemische umsetzungen - Google Patents

Ofenanlage fuer chemische umsetzungen

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    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
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Description

  • Ofenanlage für chemische Umsetzungen Die Erfindung betrifft Ofenanlagen für chemische Umsetzungen und insbesondere solche mit einem Reaktionsofen und einem Reaktionsgaswäscher, mit dessen Hilfe der Spitzendruck des Ofens (furnace top pressure) gesteuert werden kann.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Ofenanlage der oben genannten Art für chemische Umsetzungen zu schaffen, bei der, da die Steuerung des Spitzendruckes des Ofens mit Hilfe des Wäschers für das Reaktionsgas erfolgt, ein stromabwärts davon angeordneter Turbinengenerator durch das Reaktionsgas, das aus dem Wäscher strömt, angetrieben wird, wodurch die Energie des Reaktionsgases wirksam ausgenutzt wird.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Ofenanlage der oben genannten Art für chemische Umsetzungen zu schaffen, bei der, wenn die Waschwirkung des Reaktionsgaswäschers positiv und gleichmaßig gehalten wird, am Turbineneinlaß der maximal erzielbare Gasdruck verwirklicht und eine Erhöhung des Turbinenwärmeabfalis erzielt wird, um dadurch die höchstmögliche Wirksamkeit bei der Energierückgewinnung zu erzielen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es schließlich, in einer Ofenanlage der oben genannten Art und mit den geschilderten funktionellen Möglichkeiten für chemische Umsetzungen ein nicht gesteuertes Nebenwegventil vorzusehen, um dadurch nicht nur beim Ingangsetzen und Außerbetriebsetzen der Turbine die Umstellung und Regulierung der Gasströmungsgeschwindigkeit zu ermöglichen, sondern auch einen Schutz des Reaktionsofens und des Turbinengenerators zu gewährleisten, wenn das System einen abnormen Betriebszustand annimmt.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Ofenanlage für chemische Umsetzungen mit einem Reaktionsofen, einer Hauptströmungsleitung für das Abführen des Reaktionsgases vom Oberteil des Reaktionsofens und einem Reaktionsgaswäscher, der in der Hauptströmungsleitung angeordnet ist und eine Steuereinrichtung für den Spitzendruck des Ofens aufweist. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptströmungsleitung stromabwärts von dem Wäscher eine Expansionsturbine, die zur Aussetzung der in dem Reaktionsgas enthaltenen Energie betreibbar ist, ein Gasnebenweg, der von der Hauptströmungsleitung zwischen dem Wäscher und der Turbine abzweigt und die Turbine umgeht, und ein Nebenwegventilin dem Nebenweg vorgesehen sind, wobei der Einlaßgasdruck für die Turbine steuerbar ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichzungen naher erläutert, worin Fig. 1 ein Fließschema für die Anordnung einer Blasofenanlage als eines Beispiels für eine Ofenanlage gemäß der Erfindung für chemische Umsetzungen und Fig. 2 ein Fließschema für die Anordnung einer weiteren Blasofenanlage darstellen.
  • Die als Beispiele angeführten Blasofenanlagen stellen die allgemeinsten repräsentativen Beispiele für erfindungsgemäße Ofenanlagen für chemische Umsetzungen dar.
  • Gemäß Fig. 1 wird ein Blasofen 3 mit Hilfe eines Luftgebläses 1 und eines Heißluftofens 2 mit einem Heißluftstrahl versorgt. Das Abgas wird vom Oberteil des Blasofens 3 abgeleitet und gelangt nacheinander durch einen Staubabscheider 4 und einen Gaswäscher 5, der den Spitzendruck des Ofens steuern kann, und wird mit Hilfe eines Einlaßventils 6, eines Hauptabsperrventiles 7 und eines Ventils 8 zur Geschwindigkeitsregulierung einer durch das Ofengas betriebenen Turbine 9 zugeführt.
  • Die Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgases durch den Wäscher 5 wird durch einen Regler 17 gesteuert, der auf ein Steuersignal einer weiter unten beschriebenen Ofenspitzendrucksteuereinrichtung A anspricht. Der Ofenspitzendruck ändert sich in umgekehrtem Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit des Gases und kann daher mit Hilfe der Steuereinrichtung A durch den Regler 17 des Wäschers 5 gesteuert werden.
  • Die Turbine 9 ist direkt mit einem Generator 10 gekuppelt und treibt diesen an. In der Abgasleitung von der Turbine ist ein Auslaßabschaltventil 10 vorgesehen.
  • Ferner ist eine Nebenweggasleitung 16, die ein Nebenwegventil 12 enthält, an einem Ende mit dem Turbineneinlaß an einem Punkt stromaufwärts des Turbineneinlaßventils 6 und am anderen Ende mit der Turbinenabgasleitung an einem Punkt stromabwärts vom Auslaßabschaltventil 11 verbunden.
  • Das beschriebene Gasströmungssystem ist mit einem Ofenspitzendruckdetektor 13 versehen, der am Ofengasauslaß am oberen Teil des Blasofens 3 angeordnet ist, ferner mit einem Turbineneinlaßdruckdetektor 14, der am Einlaß der Turbine 9 in der Gasströmungsleitung an einem Punkt stromaufwärts des Turbineneinlaßventils 6 angeordnet ist, und schließlich mit einem Drehgeschwindigkeitsdetektor 15 für die Turbine, der an einem geeigneten Platz zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Turbinen- oder'Generatorwelle angeordnet ist.
  • Außerdem ist ein Steuersystem vorgesehen, das mit den erwähnten Detektoren 13, 14 und 15 zusammenwirkt, um verschiedene Variablen festzulegen und den Betrieb des beschriebenen Ofen- und Turbinensystems zu steuern. Dieses Steuersystem umfaßt im wesentlichen die Ofenspitzendrucksteuereinrichtung A, die Anzeigesignale von dem Ofenspitzendruckdetektor 13 empfängt, einen Turbinenregler B, der Anzeigesignale von dem Turbineneinlaßdruckdetektor 14 und dem Turbinendrehgeschwindigkeitsdetektor 15 empfängt, einen Turbineneinlaßdruckeinsteller C zum Durchführen des Einstellens im Hinblick auf den Turbinenregler B, einen Belastungsgrenzeneinsteller D zur Durchführung der Einstellung ebenfalls mit Rücksicht auf den Turbinenregler B, einen Begrenzer E für die Obergrenze des eingestellten Wertes für den Turbineneinlaßdruck zur Durchführung der Begrenzung im Hinblick auf den Turbinenregler B, einen Einsteller F für den Mindestdruckunterschied zur Durchführung der Einstellung im Hinblick auf den Begrenzer E, wobei Betriebsinformation auch dem Begrenzer E von der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung A zugeht, einen Ofenspitzendruckeinsteller G zur Durchführung der Einstellung im Hinblick auf die Ofenspitzendrucksteuereinrichtung A sowie einen Rückkopplungssignalkreis, der zwischen den Turbinenregler B und die Ofenspitzendrucksteuereinrichtung A geschaltet ist.
  • Bei der Blasofenanlage mit dem oben beschriebenen allgemeinen Aufbau wird die Turbine g nur betrieben, wenn der Blasofen 3 einen stabilen Hochdruckbetriebszustand angenommen hat. Demzufolge wird beim Ingangsetzen des Blasofens und wenn keine Luftströmung vorliegt, die Turbine 9 angehalten, und das Hauptabschaltventil 7 und das Geschwindigkeitsreglungsventil 8 sind völlig geschlossen, wodurch sämtliches vom Blasofen erzeugtes Gas über den Nebenweg 16 und das Nebenwegventil, das völlig geöffnet ist, strömt. Der Ofenspitzendruck wird während dieser Zeit aufgrund der regelnden Wirkungsweise des Gaswäschers 4 auf einem konstanten Wert gehalten.
  • Ganz allgemein werden Turbine und Generator durch parallele Belastung mit einer äußeren Kraftquelle betrieben. Während des Betriebes der Turbine 9 wird das Nebenwegventil 12 völlig geschlossen gehalten, und die Gesamtmenge des erzeugten Gases muß aus dem Blasofen 3 durch die Turbine 9 strömen, wobei die Energie dieses Gases in wirksamer Weise wiedergewonnen wird. Zu der gleichen Zeit wird der Turbineneinlaßdruck durch das Regulierventil 8 unter der Steuerung des Turbinenreglers B gesteuert und auf dem höchstmöglichen Wert gehalten, bei dem die Waschleistung des Gaswäschers 5 gehalten werden kann, um dadurch den Wärmeabfall in der Turbine und die wiedergewonnene Energie zu erhöhen. Der Ofenspitzendruck wird während dieser Zeit durch den Gaswäscher 5 auf einem konstanten Wert gehalten, und außerdem wird die Drehgeschwindigkeit der Turbine 9 mit der der äußeren Kraftquelle synchronisiert und auf diese Weise auf konstantem Wert gehalten.
  • Die verschiedenen Betriebsweisen der Turbine, wie sie für die Zwecke der erfindungsgemäßen Anlage angewandt werden, sind wie folgt: 1-1. Normalbetrieb 1-1-1. Ingangsetzen der Turbine Angenommen, Nebenwegventil 12 ist vollständig geöffnet, Turbine 9 angehalten und die Gesamtmenge des im Blasofen erzeugten Gases strömt nicht durch Turbine 9, sondern durch Nebenwegventil 12. Der Ofenspitzendruck wird in diesem Falle vom Gaswäscher 5 gesteuert.
  • Wenn ein Befehl zum Ingangsetzen der Turbine erfolgt, werden das Turbineneinlaßventil 6 und das Auslaßabschaltventil 11 geöffnet und in Form eines vorbereitenden Schrittes zum Starten der Turbine Gas durch die Turbine geleitet. Der Turbinenstart wird im einzelnen wie folgt durchgeführt: Zunächst wird das Hauptabschaltventil 7 geöffnet und anschließend mit Hilfe des Belastungsgrenzeneinstellers D das die Geschwindigkeit regulierende Ventil 8 allmählich durch den Turbinenregler B geöffnet, bis es vollständig offen ist. Zu derselben Zeit wird das Nebenwegventil 1-2 allmählich geschlossen und anschließend versuchsweise zu dem Zeitpunkt, wenn der Turbineneinlaßdruck einen geeigneten Wert erreicht, bei einem konstanten Öffnungsgrad gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird die Turbine 9 allmählich beschleunigt, bis sie die eingestellte Mindestdrehgeschwindigkeit der Drehge schFrindigkeits steuerung des Turbinenreglers B erreicht, worauf sie der Geschurindigkeitsregelung unterworfen wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird die Synchronisierung der Turbine mit der äußeren Kraftquelle automatisch oder von Hand durchgeführt. Wenn Synchronisation erreicht ist, tritt ein Turbineneinlaßdrucksteuerungskreis des Turbinenreglers 3, der bis dahin außer Betrieb war, automatisch in Tätigkeit, und der Betrieb der Turbine unterliegt der Turbinene inlaßdrucksteuerung.
  • 1-1-2. Belastung Um die Turbine zu belasten, wird das Nebenwegventil von seinem fur die Synchronisation benötigten Zustand aus weiter geschlossen, bis es völlig geschlossen ist, worauf die gesamte Gasmenge aus dem Blasofen durch die Turbine 9 strömt. Danach wird der Turbineneinlaßdruckeinsteller C von Hand so gesteuert, daß der eingestellte Wert des Turbinenreglers B für den Turbineneinlaßdruck erhöht wird, worauf das Regulierventil 8 betätigt wird und der Turbineneinlaßdruck aufgrund dieser Steuerung steigt, wodurch die Turbinenbelastung weiter ansteigt.
  • In diesem Falle übersteigt der eingestellte Wert für den Turbineneinlaßdruck, selbst wenn der eingestellte Wert des Turbineneinlaßdruckeinstellers C auf den Maximalwert erhöht wird, nie den Druck, der sich dadurch ergibt, daß man die eingestellte Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Gaswäschers 5, die durch den Mindestdruckdifferenzeinsteller F eingestellt ist, von dem eingestellten Wert des Ofenspitzendruckes subtrahiert, der aufgrund des Ofenspitzendruckeinstellers G zufolge der begrenzenden Wirkung des Begrenzers E für den oberen eingestellten Wert des Turbineneinlaßdruckes eingestellt wird. Folglich wird die Waschwirkung des Gaswäschers 5 kontinuierlich auf dem Normalzustand gehalten.
  • 1 . Anhalten der Turbine Nach Empfang eines Befehles zum Anhalten der Turbine wird das Nebenwegventil 12 allmählich geöffnet, worauf der Turbineneinlaßdruck zu sinken beginnt. Wenn die Turbinenlast Null wird, wird der Generator 10 automatisch von der äußeren Kraftquelle abgekuppelt, und die Steuerung des Betriebs der Turbine geht von der Turbineneinlaßdrucksteuerung zur Geschwindigkeitssteuerung über.
  • Das Nebenwegventil 12 wird weiter geöffnet, bis es völlig geöffnet ist, und das Hauptabsperrventil 7 geschlossen, worauf die Turbine 9 zu arbeiten aufhört. Das vom Blasofen erzeugte Gas wird zu diesem Zeitpunkt nicht durch die Turbine 9, sondern in seiner Gesamtheit durch das Nebenwegventil 12 geleitet.
  • 1-2. Abnormer Betrieb 1-2-1. Plötzliches Ausschalten (tripping) der Turbine und Abschalten der Belastung In diesem Falle wird der Generator 10 von der äußeren Kraftquelle durch einen Kreisunterbrecher 17 abgetrennt und das Hauptabschaltventil 7 und bzw oder das die Geschwindigkeit regulierende Ventil 8 rasch geschlossen, um dadurch Turbine 9 und Generator 10 zu schützen.
  • Zu diesem Zeitpunkt steigt der Turbineneinlaßdruck rasch an und damit verbunden ebenfalls der Ofenspitzendruck. Um einen übermäßigen Druckanstieg zu verhindern, ist ein PXückkopplungskompensationskreis H vorgesehen, der das Nebenwegventil 12 aufgrund eines das Aussetzen der Turbine oder das Abschalten der Belastung anzeigenden Signales, das dem Turbinenregler B von dem Abschaltventil 7 bzw. dem Kreisunterbrecher 17 zugeht, öffnet.
  • 1-2-2. Durchblasen des Blasofens Wenn ein Durchblasen des Blasofens 3 während des Betriebes der Turbine 9 auftritt, was zur Folge hat, daß eine große Menge Blasofengas augenblicklich in die Turbine strömt, steigt der Ofenspitzendruck natürlich an. Wenn der Ofenspitzendruck übermäßig hoch wird, spricht ein Überdruckventil, das am Blasofen angeordnet ist, an, jedoch kann dies verhindert werden, indem man in Kombination damit eine Einrichtung zum Betreiben eines Ventils für einen abnormen Nebenweg vorsieht, um das Nebenwegventil 12 nach dem Feststellen eines übermäßig hohen Ofenspitzendruckes zu öffnen.
  • In einem weiteren Beispiel für eine Blasofenanlage, wie sie in Fig. 2 als weiteres Beispiel für eine Ofenanlage gemäß der Erfindung für chemische Umsetzungen erläutert wird, sind die Teile der Anlage, die sich auf die Strömung von Heißluft und vom Ofen erzeugten Gas beziehen, im wesentlichen die gleichen, wie die entsprechenden Teile bei der Anlage gemäß dem Beispiel von Fig. 1. Die Teile des Systems zum Einstellen und Steuern der Variablen sind zum großen Teil ebenfalls die gleichen wie die entsprechenden Teile in dem Beispiel gemäß Fig. 1. Derartige übereinstimmende Teile sind durch übereinstimmende Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Die Abweichungen des zweiten Beispieles von dem ersten Beispiel stellen sich in den folgenden Merkmalen von Anordnung und Betrieb dar: Ein Scheidewandventil 12a mit der Funktion eines Nebenwegventils ist anstelle des Nebenwegventils 12 von Fig. 1 in der Nebenweggasströmungsleitung 16 vorgesehen und wird durch Steuerung von einer Turbineneinlaßdrucksteuervorrichtung J betätigt, die ihrerseits auf die Signale des Turbineneinlaßdruckdetektors 14 und des Rückkopplungssignalkreises H sowie gemäß den eingestellten Werten, die durch den Turbineneinlaßdruckeinsteller C und den Begrenzer E für den oberen eingestellten Wert des Turbineneinlaßdruckes anspricht.
  • Getrennt von der Turbineneinlaßdrucksteuervorrichtung J ist ein Turbinenregler Ba vorgesehen, und der erwähnte Rückkopplungssignalkreis H ist zwischen diesen Turbinenregler Ba und die Steuereinrichtung J geschaltet.
  • Der Turbinenregler Ba, der einen nicht dargestellten Belastungssteuerkreis einschließt, betätigt regelbar das geschwindigkeitsregulierende Ventil 8 aufgrund von Signalen aus dem tachometrischen Detektor 15 für die Rotationsgeschwindigkeit der Turbine und gemäß den Werten, die von einem Belastungseinsteller K und dem Belastungsgrenzeneinsteller D eingestellt sind. Hinsichtlich sämtlicher anderer Baumerkmale ist das System gemäß Fig. 2 demjenigen gemäß Fig. 1 gleiche Der Betrieb der Blasofenanlage gemäß Fig. 2 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist praktisch dem der Anlage gemäß Fig. 1 gleich mit der Abweichung, daß während bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 die Steuerfunktion der Turbine zugeteilt ist, im Falle des Systems von Fig. 2 das Nebenwegventil diese Steuerfunktion übernimmt. Im allgemeinen wird die Turbine und der Generator durch parallele Belastung mit einer äußeren Kraftquelle analog dem System gemäß Fig. 1 betrieben. Während des Betriebs der Turbine 9 wird der Turbineneinlaßdruck automatisch durch das Scheidewandventil 12a konstant gehalten und der Hauptteil des im Blasofen 3 erzeugten Gases wird durch -Turbine 9 strömen gelassen, wobei die Energie des Gases in wirksamer Weise wiedergewonnen wird. Während dieser Zeit wird der Turbineneinlaßdruck auf dem höchstmöglichen Wert gehalten, bei dem die Waschtätigkeit des Gaswäschers 5 gehalten werden kann, um dadurch den Wärme abfall in der Turbine und damit die wiedergewonnene Energie zu erhöhen.
  • Außerdem wird während dieser Zeit der Ofenspitzendruck von dem Gaswäscher 5 auf einem konstanten Wert gehalten, und die Turbinendrehgeschwindigkeit wird mit der der äußeren Kraftquelle synchronisiert und praktisch konstant gehalten.
  • Die verschiedenen Betriebsarten der Turbine in dem System gemäß Fig. 2 sind wie folgt: 2-1. Normalbetrieb 2-1-1. Ingangsetzen der Turbine Angenommen, das Scheidewandventil 12a sei völlig geöffnet, die Turbine 9 stehe still und die Gesamtmenge des vom Blasofen erzeugten Gases ströme nicht durch Turbine 9, sondern durch das Scheidewandventil 12a. Der Ofenspitzendruck wird in diesem Falle vom Gaswäscher 5 gesteuert.
  • Der Anfangsteil des Vorgehens beim Starten der Turbine ist gleich dem des Beispiels gemäß Fig. 1, d.h., wenn der Befehl zum Starten der Turbine erteilt ist, werden Einlaßventil 6 und Auslaßabschaltventil 11 geöffnet und zur Vorbereitung des Turbinenstarts wird Gas durch die Turbine strömengelassen. Anschließend wird das Starten der Turbine wie folgt vorgenommen: Zunächst wird das Hauptabsperrventil 7 geöffnet und anschließend durch Betätigen des Turbineneinlaßdruckseinstellers C der eingestellte Wert für den Turbineneinlaßdruck allmählich erhöht, bis sein oberer Wert erreicht ist, worauf sich das Scheidewandventil 12a allmählich automatisch schließt und der Turbineneinlaßdruck auf dem Wert gehalten wird, der bei dem Begrenzer E für den oberen Wert für den Turbineneinlaßdruck eingestellt ist. Aufgrunddessen übersteigt der Turbineneinlaßdruck niemals den Wert, der erzielt wird, wenn der vom Mindestdruckunterschiedeinsteller F eingestellte Druckunterschied zwischen Einlaß- und Auslaßseite des Gaswäschers 5 von dem durch den Ofenspitzendruckeinsteller G eingestellten Wert für den Ofenspitzendruck subtrahiert wird. Folglich wird die Waschtätigkeit des Gaswäschers kontinuierlich auf dem normalen Zustand gehalten.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird das geschwindigkeitsregulierende Ventil 8 von dem Lastbegrenzer D durch den Turbinenregler Ba allmählich geöffnet, worauf die Turbine allmählich beschleunigt wird, bis ihre Geschwindigkeit schließlich den Mindestwert erreicht, der von der Geschwindigkeitssteuerung des Turbinenreglers Ba eingestellt ist und die Turbine 9 daraufhin der Drehgeschwindigkeits regelung unterworfen wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird die Synchronisation der Turbine mit der äußeren Xraftquelle automatisch oder von Hand durchgeführt. Wenn die Synchronisation erreicht ist, wird der oben erwähnte Belastungssteuerungskreis des Turbinenreglers Ba, der bis dahin ausgeschaltet war, automatisch tätig, und der Betrieb der Turbine wird unter Belastungsregelung durchgeführt.
  • 2-1-2. Belastung der Turbine Der eingestellte Wert für die Belastung wird mittels des Belastungseinstellers K über Turbinenregler Ba erhöht, worauf sich das geschwindigkeitsregelnde Ventil 8 öffnet und die Turbinenlast erhöht wird. Zu der gleichen Zeit erreicht das Scheidewandventil 12a automatisch seinen völlig geschlossenen Zustand, um den Turbineneinlaßdruck konstant zu halten, und die gesamte Menge des vom Blasofen erzeugten Gases strömt durch Turbine 9.
  • 2-1-3. Anhalten der Turbine Auf den Befehl zum Anhalten der Turbine wird das geschwindigkeitsregulierende Ventil 8 mittels des Belastungseinstellers K durch den Turbinenregler Ba geschlossen, worauf die Turbinenlast abzunehmen und gleichzeitig das Scheidewandventil 12a sich zu öffnen beginnt. Wenn die Turbinenlast Null erreicht hat, wird der Generator 10 automatisch von der äußeren Kraftquelle abgekuppelt, und die Steuerung des Turbinenbetriebs geht von der Belastungssteuerung auf die Geschwindigkeitssteuerung über.
  • Das geschwindigkeitsregulierende Ventil 8 wird weiter mittels des Belastungsgrenzeneinstellers D durch den Turbinenregler Ba geschlossen, bis es vollständig geschlossen ist, worauf die Turbine 9 zu arbeiten aufhört. Danach wird mittels des Turbineneinlaßdruckeinstellers C der eingestellte Wert für den Turbineneinlaßdruck auf seine Untergrenze erniedrigt, worauf sich das Scheidewandventil 12a allmählich öffnet, bis es völlig geöffnet ist.
  • Zu diesem Zeitpunkt strömt kein vom Blasofen erzeugtes Gas mehr durch die Turbine 9, sondern in seiner Gesamtheit durch das Scheidewandventil 12a.
  • 2-2. Abnormer Betrieb 2-2-1. Plötzlicher Ausfall der Turbine und Abschalten der Belastung.
  • Diese Art des abnormen Betriebes und Gegenmaßnahmen dagegen können dem Abschnitt 1-2-1. mit der Abweichung entnommen werden, daß statt Nebenwegventil 12 Scheidewandventil 12a zu setzen ist.
  • 2-2-2. Durchblasen des Blasofens Diese Art des abnormen Betriebes und die Gegenmaßnahmen dagegen sind ebenfalls dem entsprechenden Abschnitt 1-2-2. mit der Abweichung zu entnehmen, daß statt Nebenwegventil 12 Scheidewandventil 12a zu setzen ist.
  • Bei der Ofenanlage für chemische Umsetzungen gemäß der Erfindung wird somit das Reaktionsgas aus dem Wäscher 5 dazu verwendet, eine stromabwärts vorgesehene Turbine mit angeschlossenem Generator anzutreiben, während die Ofenspitzendrucksteuerung durch den Gaswäscher ausgeführt wird, wodurch die Energie des Reaktionsgases in wirksamer Weise ausgenutzt wird.
  • Außerdem wird der maximal erzielbare Druck des Turbineneinlaßgases erzielt, da die Waschwirkung des Reaktionsgaswäschers im stationären Zustand positiv gehalten und der Turbinenwärmeabfall erhöht wird, wodurch es möglich ist, die maximal mögliche Wiedergewinnung der Energie zu erzielen. Außerdem ist aufgrund des Vorsehens eines bEebenwegventils nicht nur die Möglichkeit gegeben, die Gasströmungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Startens und Außerbetriebsetzens der Turbine zu ändern und einzustellen, sondern es werden auch viele andere Möglichkeiten verwirklicht, wie ein Schutz des Reaktionsofens und der Kombination aus Turbine und Generator für den Fall, daß das System in einen abnormen Betriebszustand gerät.
  • Wenn die Ofenanlage für chemische Umsetzungen gemäß der Erfindung in einem Blasofensystem einer eisen- und stahl erzeugenden Anlage betrieben wird, und dabei zu einer bemerkenswerten Wirksamkeit fuhrt, so ist es selbstverständlich auch möglich, daß diese Anlage zu ähnlich überlegenen Wirkungen führt, wenn sie auf andere Systeme übertragen wird, wie beispielsweise auf ein System aus einem chemischen Umsetzungsgefäß, aus dem unter hohem Druck staubenthaltendes Gas austritt, und einer Expansionsturbine, die von dem Hochdruckgas angetrieben wird.

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    9 Ofenanlage für chemische Umsetzungen mit einem Reaktionsofen, einer Hauptströmungsleitung für das Abführen des Reaktionsgases vom Oberteil des Reaktionsofens und einem Reaktionsgaswäscher, der in der Hauptströmungsleitung angeordnet ist und eine Steuereinrichtung für den Spitzendruck des Ofens aufweist, d a d.u r 0 h g e k e n n z e 1 c h n e t daß in der Hauptströmungsleitung stromabwärts von dem Wäscher (5) eine Expansionsturbine (9), die zur Aussetzung der in dem Reaktionsgas enthaltenen Energie betreibbar ist, ein Gasnebenweg (16), der von der Hauptströmungsleitung zwischen dem Wäscher (5) und der Turbine (9) abzweigt und die Turbine () umgeht, und ein Nebenwegventil (12, 12a) in dem Nebenweg vorgesehen sind, wobei der Einlaßgasdruck für die Turbine steuerbar ist.
  2. 2. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (9) den Turbineneinlaßgasdruck steuert.
  3. 3. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nebenwegventil in dem Nebenweg ein Scheidewandventil (12a) ist, das den Turbineneinlaßgasdruck steuert.
  4. 4. Anlage gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen ersten Detektor (14j zur Bestimmung des Turbineneinlaßdruckes, einen zweiten Detektor (15) zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine, ein die Turbinengeschwindigkeit regulierendes Ventil (8), das in der Gashauptstromleitung oberhalb der Turbine angeordnet ist und automatisch auf ein Steuersignal zur Änderung der Gasströmungsgeschwindigkeit zur Turbine anspricht, sowie ein Steuersystem (B, C, D, E, F, H), das auf Signale von dem ersten und zweiten Detektor und von der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung anspricht und gemäß vorgegebenen Werten arbeitet, um die Steuersignale zu erzeugen und dadurch Ofenspitzendruck und Turbineneinlaßgasdruck zu steuern.
  5. 5. Anlage gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem einen Turbinenregler (B), einen Begrenzer (E) für den oberen Wert des eingestellten Turbineneinlaßdruckes, der in Abhängigkeit eines Signales von der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung arbeitet, um eine Begrenzung hinsichtlich des Turbinenreglers durchzuführen, einen Einsteller (F) für die Mindestdruckdifferenz, verbunden mit dem Begrenzer (E) für den eingestellten oberen Wert des Turbineneinlaßdruckes, einen Einsteller (C) für den Turbineneinlaßdruck, der mit dem Turbinenregler verbunden ist, und einen Belastungsgrenzeneinsteller (D), der mit dem Turbinenregler verbunden ist, umfaßt, wobei der Turbinenregler auf Signale von dem ersten und zweiten Detektor (14, 15) anspricht, um das Steuersignal zu erzeugen.
  6. 6. Anlage gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen ersten Detektor (14) zum Bestimmen des Turbineneinlaßdruckes, einen zweiten Detektor (15) zum Bestimmen der Rotationsgeschwindigkeit der Turbine, ein Ventil (8) zur Regulierung der Turbinengeschwindigkeit, das in dem Hauptgasstrom oberhalb der Turbine angeordnet ist und automatisch auf ein Steuersignal anspricht, um die Gasströmungsgeschwindigkeit zur Turbine zu verändern, ein Scheidewandventil (12a), das das Nebenwegventil bildet und automatisch auf ein weiteres Steuersignal anspricht, sowie ein Steuersystem (Ba, J, C, D, E, F, H, K), das in Abhängigkeit von Signalen von dem ersten und zweiten Detektor und von der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung und in Ubereinstimmung mit vorgegebenen Werten arbeitet, um die Steuersignale zu erzeugen und dadurch Ofenspitzendruck und Turbineneinlaßgasdruck zu steuern.
  7. 7. Anlage gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem eine Turbineneinlaßdrucksteuereinrichtung (J), einen Turbinenregler (Ba), einen Begrenzer (E) für den eingestellten oberen Wert des Turbineneinlaßdruckes, der in Abhängigkeit eines Signales von der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung arbeitet, um eine Begrenzung im Hinblick auf die Turbineneinlaßdrucksteuereinrichtung durchzuführen, einen Einsteller (F) für die Mindestdruckdifferenz, verbunden mit dem Begrenzer (E) für den eingestellten oberen Wert des Turbineneinlaßdruckes, einen Einsteller (C) für den Turbineneinlaßdruck, verbunden mit der Turbineneinlaßdrucksteuereinrichtung, einen Belastungseinsteller (K), verbunden mit dem Turbinenregler, und einen Belastungsgrenzeneinsteller (D), verbunden mit dem Turbinenregler, aufweist, wobei die Turbineneinlaßdrucksteuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Signal des ersten Detektors (14) arbeitet, um das andere Steuersignal zu erzeugen, und der Turbinenregler in Abhängigkeit eines Signals von dem zweiten Detektor (is) arbeitet, um das erste Steuersignal zu erzeugen.
  8. 8. Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Begrenzer (E) für den eingestellten oberen Wert des Turbineneinlaßdruckes umfaßt, der mit der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung (A) verbunden ist, um von dieser ein Ofenspitzendrucksignal zu erhalten, und des sen Tätigkeit darin besteht, den Turbineneinlaßgasdruck auf einen Wert zu unterdrücken, der sich daraus ergibt, daß man eine eingestellte Druckdifferenz zwischen Einlaß und Auslaß des Gaswäschers (5) von dem Ofenspitzendruck subtrahiert, der in der Ofenspitzendrucksteuereinrichtung (A) eingestellt ist.
  9. 9. Anlage gemäß Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Rückkopplungskompensationsmittel (H) umfaßt, die mit dem Turbinenregler (B, Ba) verbunden sind und deren Tätigkeit darin besteht, daß sie das Nebenwegventil (12, 12a) nach Erhalt eines Signals, das den plötzlichen Ausfall der Turbine oder die Abschaltung der Belastung anzeigt, öffnen.
    Wa/Gu
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