DE357852C

DE357852C - Process and device for utilizing the excess heat from stove or tub ovens to generate steam

Info

Publication number: DE357852C
Application number: DEK70685D
Authority: DE
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1919-10-22
Filing date: 1919-10-22
Publication date: 1922-09-01

Description

Verfahren und Einrichtung zur Ausnutzung der Überschußwärme von Herd-oder Wannenöfen zur Dampferzeugung. Trotz Verwendung sorgfältigen Wärmeschutzes und praktisch durchgeführter Wärmerückgewinnung gehen bei den Regenerativherdöfen, wie den Stahlschmelzöfen, etwa rund 5o Prozent Wärme durch Strahlung und Abwärmeverluste verloren. Es ist bekannt, die noch warmen Abhitzegase durch eine Dampfkesselanläge zu schicken, ferner auch die große Strahlungsfläche, besonders die Gewölbe der Öfen, zur Dampfentwicklung nutzbar zu machen, indem man Röhren oder Kessel damit in Verbindung bringt. Eine wirtschaftliche Ausnutzung der Wärme ist auf diese Weise aber deshalb nicht möglich, weil bei den beiden Wärmequellen doch das zur Erzeugung von Dampf von gewisser Spannung und Überhitzung erforderliche Wärmegefälle fehlt. Es ist dies bekanntlich auch der Grund, weshalb an sich große Wärmemengen von niedrigem Wärmegefälle, wie z. B. die Sonnenwärme, praktisch nicht ausgenutzt werden können.Method and device for utilizing the excess heat from stove or stove Tub furnaces for steam generation. Despite the use of careful thermal insulation and practical carried out heat recovery go in the regenerative hearth furnaces, such as the steel melting furnaces, around 50 percent heat is lost through radiation and waste heat losses. It is known to send the still warm waste heat gases through a steam boiler plant, furthermore also the large radiant surface, especially the vaults of the ovens, for the development of steam usable by connecting tubes or kettles with it. One Economic utilization of the heat is therefore not possible in this way, because with the two heat sources it is used to generate steam of a certain tension and overheating is missing. As is well known, this is also the Reason why large amounts of heat from a low heat gradient, such. B. the Solar heat, can practically not be used.

Die Erfindung besteht nun nicht nur in einer planmäßigen Nebeneinanderausnutzung dieser beiden Wärmequellen, sondern beruht weiter darauf, die überschüssige Wärme der Abhitze in einer ganz besonderen Form auszunutzen: Schon in dem Patent 196532 ist darauf hingewiesen, daß der Ausnutzung der Abwärme zur Vorwärmung der Verbrennungsstoffe durch deren beschränkte Wärmeaufnahmefähigkeit ganz natürliche Grenzen gezogen sind, und demgemäß die Vorschrift aufgestellt, einen Teil der Abhitze auf hoher Temperaturstufe vor dem Eintritt in die Wärmespeicher abzuzweigen und als gesonderte Nutzwärme zu verwenden. Auf diese Weise erhält man den an sich praktisch gleichen Wärmeüberschuß, aber auf hohem Wärmegefälle.The invention does not only consist in a systematic use next to one another these two heat sources, it relies further on the excess heat to use the waste heat in a very special way: Already in the patent 196532 it should be noted that the waste heat can be used to preheat the combustion materials due to their limited heat absorption capacity, natural limits are drawn, and accordingly established the regulation, part of the waste heat at a high temperature level Branch off before entering the heat storage and as separate useful heat use. In this way one obtains practically the same heat excess, but on a high heat gradient.

Von .diesem Gedanken wird auch im vorliegenden Falle Gebrauch gemacht, indem mit ,dem Herd- oder Wannenofen eine Dampfkesselanlage derart verbunden wird, daß sowohl die Strahlungswärme des Ofens, besonders der Ofendecke, als auch der jeweilig vor Eintritt in die Wärmespeicher abgezweigte Wärmeüberschuß der Abhitze zur Dampferzeugung ausgenutzt wird. Es kann dies in der Weise geschehen, daß gewissermaßen ein aus Wasserröhren gebildeter, der Strahlung des Ofengewölbes ausgesetzter Unterkessel mit einem Oberkessel in Verbindung steht, der jeweilig mit der abgespaltenen zweiten Nutzwärme beheizt wird, so daß hier unter dem höheren Wärmegefälle eine lebhafte Dampfentwicklung und: gegebenenfalls Überhitzung eintritt.This idea is also used in the present case, by connecting a steam boiler system to the hearth or tank furnace in such a way that that both the radiant heat of the furnace, especially the furnace roof, as well as the Excess heat of the waste heat diverted before entering the heat accumulator is used to generate steam. This can be done in such a way that to a certain extent a lower boiler formed from water pipes and exposed to radiation from the furnace vault with an upper boiler in connection, the respective with the split off second Useful heat is heated, so that here under the higher heat gradient a lively Development of steam and: possibly overheating occurs.

Eine derartige Betriebsweise hat nicht nur den Vorteil, daß überhaupt die zur Verfügung stehenden Abwärmemengen eines derartigen Ofens gleichzeitig ausgenutzt werden, sondern, auch den, daß dies unter sinngemäßer Anpassung an ihre Eigenart geschieht: Die strahlende Wärme der Ofendecke wird dabei in dem Unterkessel zur Erwärmung des Wassers auf bzw. gegen die dem Dampfdruck entsprechende Siedetemperatur ausgenutzt, während die Lieferung der großen Verdampfungswärme zur eigentlichen Dampfbildung durch die auf hoher Temperaturstufe dem Ofen entnommene Abhitze erfolgt. Dabei kann diese letztere Abhitze entweder unmittelbar durch Abzweigung eines Teils der verbrannten Gase aus dem Ofengewölbe abgespaltet werden oder unmittelbar, indem der mit diesem Wärmeüberschuß beaufschlagte Wärmespeicher von einer zusätzlichen Luftmenge durchströmt wird, die nun ihrerseits vor Eintritt in den Ofen in den Kessel abgezogen wird; diese Luft stellt nur - bis auf die geringen Verluste der Wärmeübertragung - den Träger der gleichwertigen Wärmemenge dar.-In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgedanken in Abb. i im Längsschnitt, in Ably.2 im Querschnitt und in Abb. 3 im Grundriß wiedergegeben.Such an operating mode not only has the advantage that at all the available waste heat from such a furnace is used at the same time but also the fact that this is done with appropriate adaptation to their peculiarities happens: The radiant heat of the furnace roof is used in the lower boiler Warming the water on or against that corresponding to the vapor pressure Boiling temperature exploited while the supply of the large heat of vaporization to the actual steam formation due to the extracted from the oven at a high temperature Waste heat takes place. This latter waste heat can either be branched off directly some of the burned gases are split off from the furnace vault or directly, in that the heat accumulator charged with this excess heat is replaced by an additional Amount of air is flowed through, which in turn now before entering the furnace in the boiler is deducted; this air only provides - except for the small losses of heat transfer - The carrier of the equivalent amount of heat. -In the drawing is an embodiment for the inventive idea in Fig. i in longitudinal section, in Ably.2 in cross section and reproduced in plan in Fig. 3.

Der Herd- oder Wannenofen a ist durch .die Züge 6 und c mit den darunterliegenden Wärmespeichern d und e verbunden, die in bekannter Weise. einmal als Luft- und Gaserhitzer, zum andern als Abwärmespeicher dienen. Mit dem etwa halbstündigen Wechsel dieser Aufgabe kehrt -sich dann jeweilig die Flammenrichtung im Ofen a entsprechend um. Auf dem Ofengewölli'e f ist der einen Röhrenrost darstellende Unterkessel g derart verlagert, daß das in ihm enthaltene Wasser durch die strahlende Ofenwärme hoch erhitzt wird. Durch Stutzen i und k steht dieser Unterkessel g mit zwei Oberkesseln L und m in Verbindung, die durch Schiebern und o an den zum Kamin führenden Fuchs p angeschlossen werden können. Die Feuerbuchsen q und r dieser Kessel sind durch Krümmer s und t mit Anschlüssen an den Herdraum ca versehen, so daß ie nach Stellung der Schieber u und o ein Teil der Abhitze durch die Kessel l oder m zum Kamin. unmittelbar oder mit Hilfe eines Gebläses allgezogen wird. Infolge der hohen Temperatur dieser Abhitze - etwa iooo° - ist eine energische Verdampfung durchzuführen.The hearth or tub furnace a is connected by .the trains 6 and c with the underlying heat accumulators d and e , which in a known manner. serve as an air and gas heater on the one hand, and as a waste heat storage device on the other. With the change of this task every half hour, the direction of the flame in the furnace a is reversed accordingly. The lower boiler g, which represents a tubular grate, is positioned on the furnace wall f in such a way that the water it contains is heated up by the radiant furnace heat. This lower boiler g is connected to two upper boilers L and m through nozzles i and k, which can be connected to the fox p leading to the chimney by means of slides and o. The fire sockets q and r of these boilers are provided with connections to the hearth ca through elbows s and t, so that after setting the slider u and o part of the waste heat through the boiler l or m to the chimney. is all pulled directly or with the help of a fan. Due to the high temperature of this waste heat - about 100 ° - vigorous evaporation must be carried out.

Die Kesselanlage wird dabei mit der Verankerung des Ofens fest verbunden und zweckmäßig so eingebaut, daß Wärmeverluste durch Leitung und Strahlung vermieden werden. Für Öfen .mit Eigenbewegung, z. B. kippbare Martinöfen, sind dabei die Anschlüsse an den Kessel so zu legen, daß diese Bewegungen ermöglicht werden. Diese Einrichtung hat auch noch eine vorteilhafte Rückwirkung auf die eigentliche Herdofenanlage an sich, insofern, als das Gitterwerk der Wärmespeicher entsprechend der geringeren Gasmenge weniger mit Flugstaub verlegt wird, also besser und länger anhält. Da weiter auch die Abhitzegase in der Wärmerückgewinnungsanlage nunmehr vollkommener ausgenutzt werden, so treten sie verhältnismäßig kalt durch die Wechselglieder, so daß die Schwierigkeiten, die durch deren Überhitzung bisher auftraten, entfallen.The boiler system is firmly connected to the anchoring of the furnace and expediently installed in such a way that heat losses through conduction and radiation are avoided will. For ovens with self-movement, e.g. B. tiltable Martin ovens are the connections to be placed on the boiler in such a way that these movements are possible. This facility also has an advantageous effect on the actual hearth furnace system insofar as the lattice work of the heat storage according to the lower Gas volume is relocated less with fly ash, so it lasts better and longer. There further The waste heat gases in the heat recovery system are now also more fully utilized are, they pass relatively cold through the alternating links, so that the Difficulties that previously occurred due to their overheating are eliminated.

Claims

. PATENT CLAIMS: i. Process for utilizing excess heat of hearth and tub ovens for steam generation,. characterized in that besides the radiant warmth of the furnace, especially of the furnace vault - which is useful for heating of the water is used up to the evaporation temperature - the waste heat is used which results when, according to patent 196532, which is in the closed circuit the heat recovery system of the furnace that cannot be used - Is split off directly or indirectly at the high temperature level, with this waste heat is expediently used for the actual evaporation.

2. Establishment for carrying out the method according to claim i, characterized in that the boiler from one designed in a manner known per se as a water pipe grate (g) and the lower boiler exposed to the radiant heat of the furnace roof (f) and an upper boiler. - its fire box and fire tubes through the second one removed from the stove usable furnace heat can be heated.

3. Device according to claim 2, characterized in that the upper boiler is separated into two parts (l, m) which are directly connected to the heads of the hearth or tub furnace, the fire socket (q, b) of which through elbow (l, t) are in connection with the furnace heads, while two chimney slides (n, o) are arranged in such a way that, through their alternating control, the boiler on the downstream side of the stove or tub furnace can be connected.