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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Sinterbandanlage
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mit Einrichtung für die Abhitzeverwertung, wobei längs eines Sinterbandes
mit dem aufliegenden Sintergut an verschiedenen Stellen Rauchgasmengenströme unterschiedlicher
Menge und Rauchgastemperatur abziehbar und diese in einen Abhitzekessel einer Dampfturbinenanlage
einführbar sind, welcher Abhitzekessel Verdampferrohrschlangen und Überhitzerrohrschlangen
aufweist. Es versteht sich, daß die Abhitzeverwertung über die Erzeugung von Wasserdampf
erfolgt. Rauchgasmengenströme bezeichnet im Rahmen der Erfindung sowohl Gasströme,
die der Erhitzung des Sintergutes dienen, als auch solche, die der Kühlung des Sintergutes
dienen. Es mag sich insbes. (aber nicht beschränkend) um Sinterbandanlagen handeln,
wie sie in der Eisenhüttentechnik üblich sind. Bei den (aus der Praxis) bekannten
thermodynamischen Schaltungsanordnungen der beschriebenen Zweckbestimmung ist die
Ausnutzung der Abhitze nicht befriedigend. Die Rauchgasmengenströme der unterschiedlichen
Menge und Rauchgastemperatur werden zusammengefaßt und als einheitlicher Rauchgasstrom
mit einer thermodynamisch ungünstigen Mischtemperatur in den Abhitzekessel eingeführt,
wo dieser einheitliche Rauchgasstrom zunächst die Überhitzerrohrschlangen und danach
die Verdampferrohrschlangen passiert. In der heutigen Praxis wird nur ein Bruchteil
der exergetisch ausnutzbaren, fühlbaren Wärme in Dampf umgesetzt und der Dampfturbinenanlage
zugeführt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Sinterbandanlage
so weiter auszubilden, daß die exergetisch ausnutzbare, fühlbare Wärme praktisch
vollständig in Dampf für die nachgeschaltete Dampfturbinenanlage umgesetzt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Verdampferrohrschlangen
zu zwei Verdampferbereichen zusammengeschaltet sind, die für unterschiedliche Rauchgastemperatur
ausgelegt sind, daß die Uberhitzerrohrschlangen zu einem einstufigen Überhitzer
zusammengeschaltet sind, der in Rauchgasströmungsrichtung dem für die höhere Rauchgastemperatur
ausgelegten Verdampferbereich vorgeschaltet ist, daß ein Rauchgasmengenstrom der
höchsten Rauchgastemperatur über den Überhitzer in den nachgeschalteten Verdampferbereich
für die höhere Rauchgastemperatur, der restliche exergetisch ausnutzbare Rauchgas
mengenstrom in den Verdampferbereich für die niedrigere Rauchgastemperatur einführbar
ist, daß außerdem der aus dem Verdampferbereich für die höhere Rauchgastemperatur
austretende Rauchgasmengenstrom in den Verdampferbereich für die niedrigere Rauchgastemperatur
einführbar ist und daß der Überhitzer und der Verdampferbereich für die höhere Rauchgastemperatur
sowie der Temperaturschnitt und der Mengenschnitt zwischen den beiden Rauchgasmengenströmen
so eingerichtet sind, daß die beiden Rauchgasmengenströme bei Eintritt in den Verdampferbereich
für die niedrigere Rauchgastemperatur etwa die gleiche Temperatur aufweisen. Nach
bevorzugter Ausführungsform wird ein 10 bis 20 %, vorzugsweise etwa 15 %, ausmachender
Rauchgasmengenstrom der höchsten Rauchgastemperatur, die etwa 30 bis 50O C über
der des überhitzten Dampfes liegt, über den Überhitzer in den nachgeschalteten Verdampferbereich
für die höhere Rauchgastemperatur eingeführt und treten etwa 40 bis 30 % des restlichen
Rauchgasmengenstromes in den Verdampferbereich für die niedrigere Rauchgastemperatur
ein. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind dem Verdampferbereich für
die niedrigere Rauchgastemperatur im Abhitzekessel rauchgasseitig die üblichen Einrichtungen
für die Speisewasservorwärmung und Entgasung nachgeschaltet.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich in der beschriebenen
Weise ohne weiteres bei einem sogenannten Eindrucksystem verwirklichen. Sie kann
jedoch auch bei einem Zweidrucksystem eingesetzt werden. Dazu lehrt die Erfindung,
daß der Überhitzer und die beiden Verdampferbereiche als Hochdruckdampferzeuger
ausgelegt und entsprechend an eine Hochdrucktrommel angeschlossen sind und daß der
Abhitzekessel zwischen dem Verdampferbereich für die niedrigere Rauchgastemperatur
und den Einrichtungen für die Speisewasservorwärmung und Entgasung weitere Verdampfer-
und Überhitzerrohrschlangen aufweist, die einem Niederdruckdampferzeuger mit Niederdrucktrommel
angehören. - Sowohl bei Ausführungsform als Eindrucksystem als auch bei Ausführungsform
als Zweidrucksystem ist nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung der Abhitzekessel
als Zwangsumlaufkessel betreibbar.
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Die erreichten Vorteile sind in der wesentlich verbesserten Ausnutzung
der Abhitze der Sinterbandanlage zu sehen. Das erreicht die Erfindung durch die
beschriebenen, besonderen schaltungstechnischen Maßnahmen und praktisch ohne Vergrößerung
des apparativen Aufwandes. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung ohne weiteres zu stabilen Durchflußverhältnissen in den verschiedenen
Rohrschlangen führt bzw. diese ermöglicht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine Sinterbandanlage mit graphischer Darstellung der Rauchgasmengen und
-temperaturen, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung für ein Eindrucksystem,
Fig.
3 eine erfindungsgemäße Anordnung für ein Zweidrucksystem.
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Die in Fig. 1 dargestellte Sinterbandanlage besitzt ein Sinterband
S, über dessen Länge Behandlungsgas unterschiedlicher Behandlungsfunktion zugeführt
wird, wie die Pfeile in Fig. 1 andeuten, das Sintergut G durchströmt und als Rauchgas
unterschiedlicher Temperatur bereichsweise abgezogen wird. Die graphische Darstellung
über der Sinterbandanlage zeigt die Temperatur- und Mengenverhältnisse der Rauchgasströme
insgesamt.
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Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schaltungsanordnungen sind für
die Abhitzeverwertung besonders eingerichtet. Die Rauchgasmengenströme sind zu zwei
Mengenströmen m1 und m2 zusammengefaßt, die mit bestimmtem Temperaturschnitt und
Mengenschnitt in besonderer Weise abgestimmt sind. die Rauchgasmengenströme m1 und
m2 werden in einen Abhitzekessel 1 einer Dampfturbinenanlage eingeführt, welcher
Abhitzekessel 1 Verdampferrohrschlangen 2 und Überhitzerrohrschlangen 3 aufweist.
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Aus der Fig. 2 entnimmt man zunächst, daß die Verdampferrohrschlangen
2 zu zwei Verdampferbereichen 2a, 2b zusammengeschaltet sind, die für unterschiedliche
Rauchgastemperatur ausgelegt sind. Die Überhitzerrohrschlangen sind zu einem einstufigen
Überhitzer 3 zusammengeschaltet, der in Rauchgasströmungsrichtung dem für die höhere
Rauchgastemperatur ausgelegten Verdampferbereich 2a vorgeschaltet ist. Ein Rauchgasmengenstrom
m1 der höchsten Rauchgastemperatur T1 ist über den Überhitzer 3 in den nachgeschalteten
Verdampferbereich 2a für die höhere Rauchgastemperatur einführbar. Der restliche,
exergetisch ausnutzbare Rauchgasmengenstrom m2 mit der Temperatur T2 ist in den
Verdampferbereich 2b für die niedrige Rauchgastemperatur
einführbar.
Der aus dem Verdampferbereich 2a für die höhere Rauchgastemperatur austretende Rauchgasmengenstrom
m1ist in den Verdampferbereich 2b für die niedrigere Rauchgastemperatur einführbar.
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Der Überhitzer 3 und der Verdampferbereich 2a für die höhere Rauchgastemperatur
einerseits, der Temperaturschnitt sowie der Mengenschnitt zwischen den beiden Rauchgasströmen
m1 und m2 andererseits sind so eingerichtet, daß die beiden Rauchgasmengenströme
m1 und m2 bei Eintritt in den Verdampferbereich 2b für die niedrigere Rauchgastemperatur
etwa die gleiche Temperatur aufweisen. Dem Verdampferbereich 2b für die niedrigere
Rauchgastemperatur sind im Abhitzekessel 1 rauchgasseitig die üblichen Einrichtungen
für die Speisewasservorwärmung 12 und Entgasung 4 nachgeschaltet.
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Die vorbeschriebenen Maßnahmen sind auch bei der Ausführungsform nach
Fig. 3 verwirklicht. Zusätzlich ist die Schaltungsanordnung so getroffen, daß der
Überhitzer 3 und die beiden Verdampferbereiche 2a, 2b als Hochdruckdampferzeuger
ausgelegt und entsprechend an eine Hochdrucktrommel 6 angeschlossen sind und daß
der Abhitzekessel 1 zwischen dem Verdampferbereich 2b für die niedrigere Rauchgastemperatur
und den Einrichtungen für die Speisewasservorwärmung 12 und Entgasung 4 weitere
Verdampfer- 7 und Überhitzerrohrschlangen 8 aufweist, die einem Niederdruckdampferzeuger
mit Niederdrucktrommel 9 angehören.
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Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß bei der Abhitzeverwertung
einer Sinterbandanlage 10 der exergetisch interessanteste Teil der Abwärmemenge
nur einen geringen Prozentsatz der gesamten Abwärme ausmacht. Die Erfindung nutzt
die Tatsache, daß dieser verhältnismäßig kleine Rauchgasmengenstrom m1 dank seiner
höheren
Rauchgastemperatur T 1 sich zur Überhitzung des Wasserdampfes
anbietet, - und daß zweckmäßigerweise nur der restliche Rauchgasmengenstrom m 2
zur Dampferzeugung ausgenutzt wird. Um eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades
des Wärmetauschers im Abhitzekessel 1 zu vermeiden, werden die beiden Rauchgasmengenströme
m1 und m2 in der beschriebenen Weise etwa in der Mitte der beiden Verdampferbereiche
2a, 2b bei nahezu gleichen Temperaturen zusammengeführt. Man erreicht auf diese
Weise einerseits eine ausreichende Uberhitzung und andererseits eine sehr große
Dampfleistung. Außerdem ist durch die Unterteilung des im Zwangsumlauf betriebenen,
aus zwei Verdampferbereichen 2a, 2b aufgebauten Verdampfers die Gefahr einer instabilen
Durchflußverteilung durch Temperaturschieflagen stark gemindert.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen weitere schaltungstechnische Maßnahmen, die
zum Zwecke der Integration des Abhitzekessels 1 mit der Turbinenanlage zweckmäßig
sind: Das Entgasersystem ist als interner Heißwasserkreislauf 11 konzipiert, welcher
die Wärme über einen am Ende der Abhitzestrecke liegenden Rauchgaswärmetauscher
4 auskoppelt. Das Turbinenkondensat wird über einen im Heißwasserkreislauf 11 befindlichen
zusätzlichen Wasser/ Wärmetauscher 13 aufgewärmt, um danach im Speisewasserbehälter
14 durch Turbinenabdampf entgast zu werden. - Trotz der hohen Staubbelastung, die
bei dem Rauchgas von Sinteranlagen üblich ist können Rippenrohre mit einer Teilung
von 20 mm verwendet werden, da bei den Temperaturverhältnissen, mit denen die Erfindung
arbeitet, nicht mit teigigen Partikeln im Rauchgas zu rechnen ist und die Auslegung
im Rahmen der erfindungsgemäßen Schaltugnsanordnung so getroffen werden kann, daß
störende Ablagerungen nicht auftreten. Nichtsdestoweniger können zusätzlich Rußbläser,
Luft- oder Dampfbläser vorgesehen sein. Der Pinch-Point am Verdampferende wird zweckmäßigerweise
sehr
klein gewählt. Daraus resultieren höhere Investitionen auf der Heizflächenseite,
doch steht dem eine erhöhte elektrische Leistungsabgabe der Dampfturbine gegenüber.
Die Ausführungsform mit zweitem Drucksystem bringt eine weitere wirtschaftliche
Steigerung der auskopelbaren Wärme. Es versteht sich, daß der Hochdruckdampf über
eine Leitung 15 dem Hochdruckteil der Dampfturbinenanlage und der Niederdruckdampf
über eine Leitung 16 dem Niederdruckteil der Dampfturbinenanlage zugeführt wird.
Die elektrische Leitung der Dampfturbinenanlage bzw. des nachgeschalteten Generators
kann dadurch um etwa 35 % gesteigert werden.