-
Verfahren der Beheizung liegender Regenerativkoksöfen mit wagerechten
Heizzügen und vorgebauten Ofenköpfen nebst Ofen zur Ausführung des Verfahrens. Die
Erfindung bezweckt eine grundsätzliche und wesentliche Vereinfachung des Koksofenbaues
und der Koksofenbeheizung.
-
Es hat sich nämlich bei den liegenden Regenerativkoksöfen mit senkrechten
Heizzügen und oberen wagerechten Sammelkanälen gezeigt, daß die Regelung der einzelnen
Züge eine dauernde Überwachung erfordert, da die Verkettung der Einzelbeheizung
in den wagerechten Sammelkanälen innerhalb der Heizwand vor sich geht.
-
Durch die Verkettung wird die Einzelrege-Jung praktisch wieder aufgehoben,
denn das Sammeln der Heizgase aus einer Gruppe verlangt auf der abfallenden Seite
derselben Gruppe wiederum das Auseinanderreißen der gesammelten Gase. Man regelt
dabei einzeln auf der aufsteigenden Seite, sammelt im wagerechten Kanal, überführt
die gesammelten Gase auf die Abfallseite und verteilt sie dort wieder auf die einzelnen
abfallenden Züge. Der wagerechte Sammelkanal ist dementsprechend nur ein Notbehelf,
der die einmal durchgeführte Regelung nahezu wieder wertlos macht.
-
Ein weiterer Übelstand bei der geschilderten Beheizung ist darin zu
erblicken, daß die feuerungstechnisch und praktisch sich widerstrebenden Vorgänge
des Sammelns und des Auseinanderziehens der Gase in der geschlossenen Heizwand vor
sich gehen, also dort, wo sie sich schlecht überwachen oder nach dem Willen der
gleichmäßigen Beheizung beeinflussen lassen.
-
Ferner wird durch die Verkettung der senkrechten Heizzüge mit dem
oberen wagerechten Sammelkanal das Beheizungsschema grundsätzlich festgelegt. Infolgedessen
isst die Beheizung im Umfang unveränderlich. Man kann zwar die Temperatur innerhalb
der Begrenzung durch die Brenner und durch den Sammelkanal stärker oder schwächer
einstellen, aber man ,kann den Umfang bzw. die Ausdehnung der Beheizung innerhalb
des Schemas. nicht den wechselnden Anforderungen anpassen. Nun sind aber die Kohlen
bekanntlich sehr verschieden in bezug auf ihre Verkökbarkeit oder ihren Gasreichtum.
Die eine Sorte schrumpft, während die andere Sorte sich ausdehnt. Den besonderen
Eigenschaften aber jeder Kohle soll die Beheizung angepaßt werden können. Eine Folge
davon ist, daß bei den geschilderten Koksofensystemen, die heute den Markt beherrschen,
eine Unzahl von abweichenden Ofengrößen (nach Höhe und Breite der Kammern sowie
nach dem Umfang bzw. der Höhe der beheizten Wände) erbaut werden müssen.
-
Als ein weiterer grundsätzlicher Nachteil der bisherigen Koksofernbeheizung
ist -die Tatsache anzusehen, daß die Ofenköpfe zu wenig Feuer erhalten, während
die Ofen in der Mitte zu heiß gehen.
-
Zur Vermeidung der geschilderten Fehlerquellen bei der Regenerativbeheizung
der Koksöfen werden diese gemäß der Erfindung mit wagerechten Heizzügen versehen
deren Verkettung in Ofenköpfen erfolgt, welche vor dem Ofenprofil stehen und so
gestaltet sind, daß sie die durchsichtige Einregelung eines jeden Heizzuges mit
Gas und Luft außerhalb des Beheizungsraumes leicht und sicher ermöglichen. Erfolgt
die Beheizung durch Starkgas, so wird das Gas kalt zugeführt. Die Luft wird dann
in einem unter dem Ofen liegenden Regeneratorabschnitt derart vorgewärmt, daß die
Lufterwärmung in derselben Ebene liegt wie die Beheizung der Barüberliegenden Ofenwand.
-
Soll der Koksofen dagegen mit Schwachgas, z. B. mit Hochofengas, beheizt
werden, so wird in an sich bekannter Weise neben der Luft auch das Gas vorgewärmt,
und es verläuft dann die Gasvorwärmung parallel zur Vorwärmung der Verbrennungsluft.
-
Die Verkettung von Luft und Gas erfolgt, wie eingangs erwähnt, in
jedem Falle außerhalb
der Heizwände in besonderen vor das Ofenprofil
gebauten Ofenköpfen, so daß in der ibeheizten Ofenwand selbst die Verbrennung ohne
Hindernis verläuft und in den wagerechten Zügen leicht übersehen werden kann.
-
Abgesehen von den wagerechten Heizzügen bei den veralteten Rekuperativkoksöfen
sind bereits Vorschläge bekannt ge-,vorden, Regenerativkoksöfen mit wakerechten
Heizzügen zu versehen; doch haben alle diese Erfindungen nicht zum Ziele geführt,
weil einmal,die Verkettung der Luft und Gas,«#ege innerhalb der Heizwand selbst
erfolgte und zum anderen die Regelungsmittel entweder unvollkommen Platz fanden
oder aus Mangel an Erkenntnis in der der vorliegenden Erfinclung eigentümlicherweise
fehlten.
-
Der Koksofen mit seinen langen unzulänglichen -Heizwänden bietet für
eine leicht regelbare und anpassungsfähige Beheizung bekanntlich besondere Schwierigkeiten,
so daß selbst bei den besten Systemen von einer praktischen Beherrschung der einzelgeflammten
Züge nicht die Rede ist. Entweder -ist wie bei den Ottoschen Regenerativ-Unterbrennerkoksöfen
idie Gasregelung zuungunsten der Luftregelung oder wie bei den Kopperskoksöfen,
die Luftregelung oder ihre Grundverteilung zuungunsten der Gasregelung bevorzugt.
-
Besonders nachteilig ist dabei beim Koppersofen, daß die fehlende
Einzelregelung von Luft und Gas durch eine Regelung des brennenden Luft-@Gas-Gemisches
in den senkrechten Heizzügen beim Übertritt des Gemisches in den oberen wagerechten
Sammelkanal erfolgt. Es wird in.diesem Falle nicht Luft und Gas für sich einzeln
geregelt, sondern die Regelung betrifft nur das brennende Gemisch und erfolgt :demnach
zu spät.
-
Gemäß der Erfindung wird zu jedem einzelgeflammten wagerechten Heizzug
sowohl die Luft als auch das Gas in vor der Heizwand liegenden Ofenköpfen von außen
leicht regelbar und durchsichtig zugeteilt. In dem durch die Regenerativbeheizung
bedingten Zugwechsel sind die beiden gegenüberliegenden Ofenköpfe die Regler der
Beheizung, die zwischen ihnen erfolgt.
-
Von den Ofenköpfen, als den Reglern der Beheizung, sind in gleicher
Weise die Regeneratoren abhängig.
-
Die Abgase, welche der Vorwärmung dienen, werden dabei bis zu ihrer
normalen Kühlung zwangsweise in der Richtung bzw. Ebene gehalten, die der darüberliegende
Ofenkopf als Wärmezuteiler aufweist. Daraus ergibt sich, daß auch die vorzuwärmenden
Gase, z. B. Luft oder Luft und Schwachgas, im Zugwechsel der Regeneration denselben
Weg entgegengesetzt gehen müssen, um zu dem gegenüberliegenden Ofenkopf zu gelangen.
-
Einzelregeneratoren für jede Heizwand:sind bei Koksöfen mit senkrechten
Heizzügen bekannt. Dabei :ist es auch erforderlich, beidem Betrieb mit Schwachgas
besondere Einzelregeneratoren für idie GasvomArmung neben den Einzelregeneratoren
für die Lufterwärmung anzuordnen. Diese Einzelregeneratoren haben jedoch infolge
ihrer Grundverteilung für die senkrechten Heizzüge einen abfallenden bzw. im Zugwechsel
aufsteigenden Gasweg. Abweichend von der Beheizungsart und von der Anordnung der
bekannten Einzelregeneratoren bei Öfen mit senkrechten Heizzügen sind dieselben
im vorliegenden Falle unmittelbar an die vorgebauten Ofenköpfe angeschlossen, in
welchen die Einzelregelung von Luft und Gas für jeden wagerechten Heizzug stattfindet.
-
Bei dem Betrieb des Ofens mit Starkgas ist es erforderlich, idie lebhafte
örtliche Wirkung der Verbrennung zu hemmen. Zu dem Zwecke wird dieselbe mit beschränkter
Luftzufuhr eingestellt. Durch eine besondere zusätzliche und besonders regelbare
sekundäre Luftzufuhr in der Heizwand selbst wird die beschränkte Verbrennung nachträglich
mehr oder weniger aufgehoben und dadurch eine längere Flamme, entsprechend der Länge
des Heizzuges, erreicht. Die bekannte zusätzliche Luftzufuhr in Koksöfen mit senkrechten
Heizzügen kann sich mit der Erfindung nicht vergleichen; .denn :die Luftzufuhr ist
in solchen Öfen nicht regelbar, weder einzeln, noch im Zusammenhang mit der primären
Verbrennung.
-
An die besondere Bauart der Ofenköpfe mit ihrer Einzelregelung für
jeden Heizzug und der Einzelwärmewiedergewinnung für jede Heizwand schließt sich
noch folgendes \Terfahren an: "Vermöge der auf die höchste Nutzleistung eingestellten
Einrichtung wird vorgeschlagen, den Koksofen mit künstlichem Zug zu versehen. Derselbe
macht die Beheizung unabhängig von dem schwankenden Zug des Schornsteines. Schwankender
Zug gibt ebenso schwankende Verbrennungsvorgänge, die besonders in d en langen Heizwänden
.der Koksöfen verhängnisvoll wirken.
-
Umgekehrt läßt sich die Beheizung des Koksöfens bei gleichbleibendem
Zug und bei sonst vorhandenen Regelungsmitteln für jeden Heizzug und für jede Gasart
reibungslos einstellen. Wichtig ist es, daß bei solch stabilen Verhältnissen auch
der Druck des Heizgases und evtl. der Verbrennungsluft normiert werden kann.
-
Wird der Koksofen mit künstlichem Zug
betrieben, so
können die Regeneratoren abweichend von ihrem Betriebe mit Schornsteinzug etwa um
die Hälfte verkleinert werden. Der stärkere, leicht regelbare künstliche Zug erlaubt
es dann, auf kleinem Raume mehr Gittersteine einzubauen, um damit die Wirksamkeit
der Regeneratoren erheblich zu steigern.
-
Der künstliche Zug, wie er gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt,
gestattet die Zugerhöhung, die mit ihm zwecks besserer Wärmewiedergewinnung aus
den Abgasen verbunden ist, ohne daß dieser erhöhte Zug auf die Wände des Koksofens
schädlich zu wirken braucht.
-
Man kann vielmehr, weil die außerhalb der Heizwand in den Ofenköpfen
zugeführten Verbrennungstoffe Luft und Gas für jeden Heizzug, einzeln eingeregelt
"werden, mit einer mäßigen Zugerhöhung die Beheizung durchführen und die Zugvergrößerung
dem Regenerator geben. In diesem läßt sie sich dann durch stärkere Bepackung mit
Gittersteinen auswerten derart, daß die Abgase z. B. mit ioo° anstatt mit doo bis
5oo°,C abziehen.
-
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Abb.
r zeigt den Koksofen in einem Längenschnitt. Darin ist auf der linken Seite ein
Einzelregenerator mit drei Abteilungen, auf ider rechten Seite ein Regenerator mit
zwei Abteilungen gezeichnet. Abb. 2 ist ein Grundriß des Ofens in Höhe -der Ofensohle.
Abb.3 sind Querschnitte nach .den Linien A-B, C-D, E-F, Abb. 4 nach den Linien G-H,
I-K, L-M. Abb. 5 schneidet einen vor das Ofenprofil gesetzten Ofenkopf, die regelbare
Starkgaszuführung und den senkrechten Heizluftkanal sowie einen Teil der Heizwand.
Abb.6 schneidet denselben Ofenteil in der regelbaren Heizluftverteilung. Abb. 7
sind Aufrisse von Abb. 5 nach den Linien A-B und Ansicht C. In Abb. 8 und 9 ist
die zusätzliche Luftzufuhr vom Heißluftkanal aus mittels des regelbaren Ventils
f1 anschaulich gemacht. Abb. i o, ii und i2 zeigen den Koksofen mit Beheizung durch
Schwachgas. Dabei schneidet die linke Seite der Abb. io den Regenerator für Gas
und die rechte Seite den Regenerator für Luft. Die Abb. ia enthält Ouerschnitte
der Abb. io nach den Linien 2-B, C-D und E-F. In den Abb. 13, 14 und
15 ist ein Ofenkopf geschnitten mit Beheizung für Schwachgas, und zwar Abb.
13
als Schnitt durch die regelbare Gaszuführung, Abb. 14 als Schnitt ,durch
,die regelbare Luftzuführung, beides in Abb. 15 geschnitten nach den Linien A-B
und nach der Ansicht C. In den Abbildungen bedeuten die Zeichen a die Luft- und
Abgaskanäle für das Wechselventil, a1 ,die Gas- und Abgaskanäle für die Beheizung
des Ofens mit Schwachgas, b die Regeneratoren mit auf- und abwärtsführenden Zügen,
c die vor das Ofenprofil vorgebauten Ofenköpfe mit den in den Mündungen zu den Regeneratoren
liegenden Schiebern d, den regelbaren Gaseinlässen e und den regelbaren Lufteinlässen
f und f1, letztere für die Zuführung der Sekundärluft.
-
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung den ersten Regenerativkoksofen
darstellt mit außerhalb des Heizraumes liegenden Reglermitteln für Luft und für
Gas für jeden einzelnen wagerechten Heizzug.