DE421320C

DE421320C - Method of heating air heaters and air heaters

Info

Publication number: DE421320C
Application number: DEG59692D
Authority: DE
Original assignee: ABTEILUNG SCHALKE; Gelsenkirchener Bergwerks AG
Current assignee: ABTEILUNG SCHALKE; Gelsenkirchener Bergwerks AG
Priority date: 1923-08-08
Filing date: 1923-08-08
Publication date: 1925-11-10

Description

Verfahren;zum Beheizen von Winderhitzern und Winderhitzer. Für die wärmewirtschaftliche Leistungsfähigkeit eines Winderhitzers ist von besonderer Bedeutung die Einwirkung der unmittelbaren Flammenstrahlung auf das Mauerwerk sowie ein erhöhter Wärmeaustausch der Heizgase und des Windes mit dem Gitterwerk. Der Wärmeaustausch vollzieht sich hauptsächlich in der vom Gas oder Wind zuerst durchströmten Zone des Gitterwerkes, die nur etwa bis 3 m beträgt. Die an dieser Stelle geleistete Wärmearbeit ist, neben der ZVirkung der unmittelbaren Flammenstrahlung, im wesentlichen eine Folge der hier entstehenden Wirbelströmung, hervorgerufen durch den Stoß der Gase bzw. des Windes gegen die Stirnfläche des Mauerwerkes. Daß tatsächlich hier der größte Wärmeaustausch stattfindet, bestätigt jede Untersuchung eines fingere Zeit in Betrieb gewesenen Winderhitzers; nur die ersten 2 bis 3 m sind verschlackt und reparaturbedürftig, die vom Gaseintritt weiter entfernte Zone hingegen auch nach langer Betriebszeit noch immer in gutem Zus;ande. Dies letztere ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die Strömung sich in den langen Kanälen allmählich beruhigt, die Lebhaftigkeit des Wärmeaustausches, trotz hoher Temperaturunterschiede zwischen Gas bzw. Wind und Mauerwerk, dementsprechend abnimmt. Dadurch bedingt werden, neben großen Abmessungen der Winderhitzer, die erheblichen Temperaturunterschiede innerhalb derselben. Diese Temperaturunterschiede haben wieder zur Folge ein schnelles Abfallen der Heißwindtemperatur, und zwar um so mehr, je kleiner die hocherhitzte Zone des Mauerwerkes ist.Process; for heating blast-air heaters and blast-air heaters. For the The thermal efficiency of a heater is of particular importance the effect of the direct flame radiation on the masonry as well as an increased one Heat exchange of the heating gases and the wind with the latticework. The heat exchange takes place mainly in the zone through which the gas or wind flows first of the latticework, which is only about 3 m. The one at this point performed In addition to the effect of direct flame radiation, heat work is essentially a consequence of the vortex flow created here, caused by the collision of the Gases or the wind against the face of the masonry. That actually here the greatest heat exchange takes place, confirms every examination of a fingere Time the heater was in operation; only the first 2 to 3 m are slagged and in need of repair, as does the zone further away from the gas inlet Still in good condition after a long period of operation. This latter is essentially the case due to the fact that the current gradually calms down in the long canals, the liveliness of the heat exchange, despite high temperature differences between Gas or wind and masonry, decreases accordingly. This will be conditioned, besides large dimensions of the heater, the significant temperature differences within the same. These temperature differences again result in a rapid decrease the hot blast temperature, and the more so, the smaller the highly heated zone of the Masonry is.

Auf dieser Erkenntnis beruht die Erfindung. Sie erhöht die Leistungsfähigkeit der Winderhitzer, stehender oder liegender, dadurch, daß erstens die im besonderen Maße wärmeaufnahmefähigen Schichten vermehrt werden und zweitens eine Beruhigung der Gas- und Windströme innerhalb des TvIauerwerkes verhindert wird. Diese beiden Merkmale können in Verbindung miteinander wie auch einzeln angewendet werden.The invention is based on this knowledge. It increases performance the heater, standing or lying down, in that, first, the particular Measures heat-absorbing layers are increased and, secondly, a calming the gas and wind flows within the TV brickwork is prevented. These two Features can be used in conjunction with one another as well as individually.

Jede Winderhitzergruppe besteht, wie auch sonst üblich, aus einzelnen, miteinander verbundenen, liegenden oder stehenden Winderhitzern. Diese werden jedoch nicht nur von einer Seite, sondern jeder Erhitzer abwechselnd von beiden Enden - bei stehenden Winderhitzern also von oben und unten - beheizt. Abb. i zeigt schematisch den Grundriß der nebeneinanderliegenden Winderhitzer i, 2 und 3, die durch Leitungen zu einer Gruppe zusammengeschlossen sind. Sie können natürlich auch in beliebiger Zahl neben,- und übereinander oder in Dreiecksform zu einer Gruppe vereinigt werden, wie es Abb. 2 und 3 zeigt.Each heater group consists, as is usual, of individual, interconnected, lying or standing hot air heaters. However, these will not only from one side, but each heater alternately from both ends - with standing wind heaters from above and below - heated. Fig. I shows schematically the floor plan of the adjacent air heaters i, 2 and 3, which are connected by pipes are united in a group. You can of course also in any Number next to, - and on top of each other or in a triangular shape to form a group, as Fig. 2 and 3 shows.

In Abb. i bedeutet q. die Gaszuführungsleitung für die Brenner an den beiden Enden der Winderhitzer, 5 die Verbindungsleitung zwischen dien Erhitzern für die Heizgase, 6 die Abgasleitung, 7 den Abzugskanal, 8 die Kaltwind- und 9 die Heißwindleitung. Jeder Erhitzer ist also° durch die Abgasleitungen doppeLseitig mit dem Abzugskanal, verbunden. Die Aufspeic'berung der Wärme in der Heizperiode und die Wärmeabgabe an den Wind vollzieht sich bei dieser dreiteiligen Gruppe beispielsweise folgendermaßen: Winderhitzer i, durch die Abgase des ihm vorgeschalteten Winderhitzers während dessen Aufheizung vorgewärmt, wird zuerst durch den einen seiner Brenner von der einen Seite beheizt. Die Heizgase durchströmen den Erhitzer i, gelangen durch die Verbindungsleitung 5 in den Erhitzer 2, heizen ihn vor und ziehen dann durch die Abgasleitung 6 in den Abzugskanal 7 ab. Nach einer bestimmten Zeit, die vom gewünschten Wärmezustand des Gitterwerkcs im Erhitzer i abhängt, wird der zuerst arbeitende Brenner abgestellt und der ihm gegenüberliegende in Tätigkeit gesetzt. Die Heizgase durchströmen jetzt die Winderhitzer i und 2 in entgegengesetzter Richtung, gleichen damit die Temperaturunterschiede im Gitterwerk annähernd aus. Während der Aufheizzeit der Winderhitzer i und 2 gibt Erhitzer 3 in der Windperiode seine Wärme an den Kaltwind ab. Nach Be-,endigung der Periode wird Winderhitzer 2 aufgeheizt, 3 vorgeheizt und i gibt seine Wärme an den Wind ab u. s. f. - In dem angenommenen Beispiel tritt der Kaltwind immer nur von einer Seite in die Winderhitzergruppe ein, während der Heißwind von der anderen Seite abzieht. Es ist natürlich ebensogut möglich, die Leitungen so anzuordnen, daß der Kaltwind, ähnlich den Heizgasen, von beiden Seiten in die Winderhitzer eintreten kann. Es ist ferner selbstverständlich, daß entsprechend den Verhältnissen jeweils der vorzuheizende Winderhitzer von den Heizgasen auch immer nur in einer Richtung durchzogen zu werden braucht; die entsprechende Anordnung würde eine Vereinfachung des Leitungssystems mit sich bringen.In Fig. I, q means. the gas supply line for the burners the two ends of the heater, 5 the connecting line between the heaters for the heating gases, 6 the exhaust pipe, 7 the exhaust duct, 8 the cold wind and 9 the Hot blast pipe. Each heater is therefore double-sided through the exhaust pipes connected to the flue. The storage of heat in the heating season and the heat transfer to the wind takes place in this three-part group, for example as follows: air heater i, through the exhaust gases of the heater connected upstream of it preheated while it is being heated, is first carried out by one of its burners heated from one side. The heating gases flow through the heater i, arrive through the connecting line 5 into the heater 2, preheat it and then pull through the exhaust pipe 6 into the exhaust duct 7. After a certain time the depends on the desired heat state of the latticework in the heater i, which becomes first working burner is turned off and the one opposite is put into action. The heating gases now flow through the air heaters i and 2 in the opposite direction, thus approximately compensate for the temperature differences in the latticework. During the The heating time of the wind heaters i and 2 gives heater 3 its warmth during the windy season off to the cold wind. After the end of the period, heater 2 is heated up, 3 preheated and i gives off its heat to the wind and so on - in the assumed For example, the cold wind only ever enters the heater group from one side one while the hot breeze pulls away from the other side. It's just as good, of course possible to arrange the lines so that the cold wind, similar to the heating gases, from can enter the heater on both sides. It is also a matter of course that according to the conditions in each case the preheated heater of the Heating gases only ever need to be passed through in one direction; the corresponding Arrangement would bring a simplification of the line system with it.

Abb. q. zeigt eine andere Ausführungsform der doppelseitig beheizten @Vinderhitzer. Wie ersichtlich, können hier die Heizgase in der Mitte abgezogen werden. Dies hat den Vorteil, daß die Beheizung des Erhitzers von beiden Seiten gleichzeitig erfolgen kann, wodurch die Aufheizung um ein weiteres Maß beschleunigt wird. Die aus der Mitte austretenden Heizgase können, entsprechend den Verhältnissen, gleich in den Kamin oder, zum Verheizen, noch durch einen oder mehrere andere Winderhitzer geleitet werden. Die Zu-oder Abführung der Reizgase aus der Mitte erfolgt in der Regel aus Stutzen, jedoch können die Stutzen entsprechend Abb. 5 und 6 auch zu einem zweckmäßigerweise durch Schlitze io mit dem, Innern, des Winderhitzers verbundenen Ring ii ausgebildet werden. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß die Gleichmäßigkeit der Gas- oder Windverteilung in den Kanälen durch seitlichen Abzug bzw. seitliche Zuführung des Gases oder Windes erheblich gefördert wird.Fig.q. shows another embodiment of the double-sided heated @Vinderheater. As can be seen, the heating gases can be drawn off in the middle will. This has the advantage that the heater is heated from both sides can take place at the same time, which accelerates the heating to a further degree will. The hot gases emerging from the center can, according to the conditions, straight into the chimney or, for heating purposes, through one or more other boiler be directed. The supply or removal of the irritant gases from the center takes place in the Usually made up of nozzles, but the nozzles can also become one as shown in Fig. 5 and 6 expediently connected to the interior of the heater by slots Ring ii can be formed. This arrangement has the merit that the uniformity the gas or wind distribution in the ducts by means of a side vent respectively. lateral supply of gas or wind is significantly promoted.

Für die Führung des Heizgases und des Windes sind die verschiedenartigsten Kombinationen möglich. So lassen sich die Heizgase z. B: in der Mitte des Winderhitzers oder an einem oder beiden Enden einführen, wobei sie denselben entweder gegeneinander oder abwechselnd von den Enden zur Mitte und umgekehrt, oder von hinten nach vorn und von vorn nach hinten durchströmen können; für die Windführung gilt dasselbe.There are many different types of management for the heating gas and the wind Combinations possible. So the heating gases z. B: in the middle of the heater or at one or both ends insert them either against each other or alternately from the ends to the middle and vice versa, or from the back to the front and can flow through from front to back; the same applies to the wind guide.

Wie oben ausgeführt, ist der f4'ärmeaustausch zwischen Gas oder Wind und llauerwerk in hohem Maße abhängig von Stoß und Wirbelströmung. Diese Erkenntnis wird dadurch ausgewertet, daß das Gitterwerk des Winderhitzers, wie in Abb.7 im Längsschnitt angedeutet, durch mehrere senkrecht zu den Kanälen liegende Spalten unterbrochen wird, und zwar derart, daß die Heizkanäle der durch die Spalten getrennten Ghterwerksabschnitte gegeneinander versetzt angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Gas- oder Windstrom mehrere Male gegen Stirnflächen stößt, daß dementsprechend die Stöße und Wirbelströmungen, die bei den sonst im allgemeinen gebräuchlichen Winderhitzern nur am Eingang der Wärmezone entstehen, wiederholt verursacht werden, womit die Bedingungen für einen erhöhten Wärmeaustausch gegeben sind. Diese Maßnahme ist sowohl bei doppelseitiger wie bei einseitiger Beheizung der Winderhitzer von Vorteil.As stated above, the heat exchange is between gas and wind and llauerwerk to a large extent dependent on shock and vortex flow. This realization is evaluated by the fact that the latticework of the heater, as shown in Fig.7 in Longitudinal section indicated, through several columns perpendicular to the channels is interrupted, in such a way that the heating channels separated by the columns Ghterwerk sections are arranged offset from one another. That way will achieves that the gas or wind stream strikes several times against end faces that accordingly the shocks and eddy currents, which are otherwise in general common hot air heaters only arise at the entrance to the warming zone, repeatedly caused, whereby the conditions are given for an increased heat exchange are. This measure applies to both double-sided and single-sided heating the stove is an advantage.

Das Verfahren und die verschiedenen Anordnungen der Erfindung können in gleicher Weise bei liegenden und stehenden Winderhitzern angewendet werden. Die Hauptvorteile bestehen im wesentlichen in der zentralen Anordnung der Brenner, der Zu- bzw. Abführungsleitungen und der dadurch bewirkten gleichmäßigen Wärmebelastung der Gitterwerkskanäle; ferner in bedeutender Raumersparnis der Anlagen wie überhaupt erheblich geringeren Abmessungen. Ein weiterer Vorteil ist der, daß die Abhitze des unter Feuer befindlichen Erhitzers zur Vorwärmung eines ihm nachgeschalteten benutzt werden kann, was bekanntlich bei den bisher üblichen Winderhitzern mit Rücksicht auf ihre großen Abmessungen und den dafür unzureichenden Kaminzug nicht möglich ist. Durch die Doppelseitigkeit der Beheizung und die Art der Gaszuführung wird ferner ein erheblich schnelleres und intensiveres Aufheizen erreicht, als es bei den bisher gebräuchlichen Winderhitzern der Fall ist. Erhöht wird dieser Vorzug durch die Unterteilung des Gitterwerkes in terbindung mit den gegeneinander versetzten Kanälen. Aber nicht nur schneller und intensiver erfolgt die Beheizung, auch die Gleichmäßigkeit der Temperatur innerhalb der Winderhitzer wird in einem Maße gefördert, daß die Erhitzer in ihrer ganzen Länge eine fast gleich hohe Temperatur aufweisen. Dadurch wird eine bedeutende Ersparnis an Heizgas und ein nur sehr langsames Abfallen der Heißwindtemperatur erzielt.The method and various arrangements of the invention can can be used in the same way with horizontal and vertical hot air heaters. the The main advantages are essentially the central arrangement of the burners, the Supply and discharge lines and the resulting even heat load the latticework canals; furthermore in significant space saving of the systems as in general considerably smaller dimensions. Another advantage is that the waste heat of the heater that is on fire to preheat a heater connected downstream can be used, which is known to be used with consideration in the case of the conventional hot water heaters not possible due to their large dimensions and the insufficient chimney draft is. Due to the double-sidedness of the heating and the type of gas supply also achieves a considerably faster and more intensive heating than with is the case with the coils that have been used up to now. This preference is increased through the subdivision of the latticework in connection with those that are offset from one another Channels. But not only is the heating faster and more intensive, that too Uniformity of the temperature within the boiler is promoted to the extent that that the heaters have almost the same temperature over their entire length. This results in a significant saving in heating gas and only a very slow decrease the hot blast temperature achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for heating blast furnaces, characterized in that the heating takes place alternately or simultaneously from both ends.

2. The method according to claim i, characterized in that the flow of heating gas used to heat up a stove to preheat a other or more other hot water heaters are used.

3. Winder heater after Claims i and a, characterized. that the supply and discharge lines for Heating current and wind centrally at both ends of the heater and if necessary are arranged in the middle of the circumference thereof. q ..

M'inderheater according to claim 3 with inlet and outlet for heating current and wind in the middle, characterized in that that the supply and discharge directly through nozzle or through one between the Nozzle and the heater ring is switched on.

5. Winder heater after Claim ¢ with ring, characterized in that the ring with the interior of the heater connected by slots.

6. Wind heater according to claim i to 5, in which the Latticework is interrupted by columns lying perpendicular to the channels, thereby characterized in that the heating channels of the latticework sections separated by columns are arranged offset from one another.