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Betrieb von gasbefeuerten Öfen, insbesondere Koks- und Gaserzeugungsöfen.
Gasbefeuerte Ofen, insbesondere Koks-und Gaserzeugungsöfen, die für die wahlz# weise
Benutzung verschiedenwertiger Heizse a (Schwachgas oder Starkgas) bestimmt el sind,
werden vielfach so eingerichtet und betrieben, daß bei Schwachgasbetrieb das Heiz-"as
und die Verbrennungsluft, bei Starkgasbetrieb die Verbrennun-sluft allein voruewärmt
wird. Die Ofen sind zu diesem Zwecke mit z-wei gesonderten Gruppen von Wärmespeichern
ausgestattet, und die Regel ist, was auch für die Erfindung vorausa eb die gesetzt
wird, daß bei Schwachgasbetri eine Gruppe von Wärmespeichern für die Vorwärmung
von Gas, die andere für die Vorwärmuno, von Luft dient, daß dagegen bei Starkgasbetrieb
die im ersten Fall für Gasvorwärmung dienende Gruppe von Wärmespeichern meist ganz,
mindestens aber züm Teil neben der anderen, ohnehin schon für Luft:vorwärmung dienenden
Gruppe von Wärmespeichern zur Luftvorwärmung mitverwendet wird. Damit sind dann
gegebenenfalls sämtliche vorhandene Wärmespeicher für Luftvorwärmung in Betrieb.
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Bei bisherigen Ofenausführungen dieser Art hat man immer, wenn man
mit der einen Gruppe von Wärmespeichern von der Gasvorwärmung auf die Luftvorwärmung
überging, auch die Weiterführung und Verteilung der hier vorgewärmten Luft bis in
die Verbrennungsräume hinein denselben Zuführ- und Verteilkanälen überlassen, die
bei Gasvorwärmung zur Weiterführung des vorgewärmten Gases dienen.
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Das Verfahren der Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten
Ausführungen dadurch, daß zur Weiterführung und Verteilung der vorgewärmten Luft
bis in die Verbrennungsräurne hinein in jedem Fall, ,erleich-ülti- ob diese Luftvorwärmung
in der einen Gruppe von Wärmespeichern allein oder nebeneinander in beiden vorhandenen
Gruppen von Wärmespeichern er-folgt, immer nur ein und- dieselben Zufuhr- und Verteilkanäle
dienen, und daß die entsprechenden Zufuhr- und Verteilkanäle für vorgewärmtes Gas
ausschließlich für letzteres und niernals für Luft benutzt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des neuen Verfahrens möge an Hand der Zeichnung
erläutert werden, die einen dafür eingerichteten liegenden Koksofen mit längs zur
ganzen Ofenbatterie verlauf enden Regeneratoren darstellt. Abb. i ist ein nur die
linksseitige Hälfte des Koksofens umfassender senkrechter Längsschnitt, der teils
durch die Heizwand nach Schnittlinie A-B, teils durch die Ofenkammer nach Schnittlinie
C-D der
Abb. 2- gelegt ist; Abb. 2 ist ein senkrechter Querschnitt
nach Schnittlinie E-F der Abb. i; Abb. 3 und 4 stellen ein und denselben
Grundriß bzw. wagerechten Schnitt nach Schnittlinie G-H der Abb. i in zwei verschiedenen
Betriebszuständen dar.
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Der Koksofen ist ein Regenerativkoksofen mit Zugwechsel, bei dem in
Üblicher Weise jeweils eine Heizwandhälfte von aufsteigenden Verbrennungsgasen beheizt
wird, während die andere Heizwandhälfte von absteigenden Abgasen durchzogen wird,
die nach den Regeneratoren abströmen. Die Heizwände die von unten besitzen her beflammt
senkrechte werden. Heizzüge Unter- h '
halb jeder Heizwandhälfte befinden
sich ein Gasverteilkanal a mit Düsen b, der - mit einer sich über
die ganze Ofenbatterie erstreckenden Zufuhrleitung g für Starkgas verbunden
ist, und, zwei Sohlkanäle c und d.
Der Sohlkanal c hat durch Düsen e Verbindung
mit jedem Heizzug li an dessen Fuß. Der Sohlkanal d steht durch Abzweige
f mit senkrechten, in den die Heizzüge h trennenden Binderwänden ausgesparten
Kanälen i in Verbindung, von denen aus Düsen k in verschied,enen Höhenlagen
in die. Heizzüge h einmünden. In den Fundamenten unterhalb der Sohlkanäle c und
d sind für jede Of-enhälfte zwei Regeneratoren v und w vorgesehen, die sich in der
Länggsrichtung der Ofenbatterie erstrecken. jeder dieser beiden Regeneratoren v
bzw. zu arbeitet mit dem symmetrisch in der anderen OfenhäUte angeordneten Regenerator
im Zugwechsel zusammen. Parallel zu dem Reggenerator v liegt unten ein mit ihm verbundener
Sammelkanal r; parallel zu dem Regenerator w liegt gleichartig angeordnet ein mit
ihm verbundener Sammelkanal s. Der Regenerator v ist außerdem an eine über die ganze
Batterielänge reichende Gaszufuhrleitung in angeschlossen. Oben steht der Regenerator
v durch Schächte x bzw. y mit sämtlichen Sohlkanälenc und d, der Regeneratorw
da-,gegen durch Schächte z nur mit den Sohlkanälen d in Verbindung (vgl.
Abb. 3). FÜr jeden der Schächte x, y, z ist ein Absperrschieber
u vorgesehen, der durch verschließbare Öffnungen t in den freien Stirnenden der
Sohlkanäle c und d mittels geeigneter Stangen bedient werden kann.
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Zur Erläuterung der Betriebsweise sei els erstes Beispiel angenommen,
daß die Beheizung mittels Schwachgases erfolgt und daß die in Abb. i und
3 gezeichnete Ofen- bzw. Heizwandhälfte durch aufsteigende Verbrennungsgase
beheizt wird. In diesem Falle ist die Zufuhrleitung g für Starkgas von den
Gasverteilkanälena abgeschaltet, so daß die Kanäle a unbenutzt liegen; der Regenerator
v dient zur Vorwärmung des Heizgases, der Reg,enerator 7v zur Vorwärmunk, der Verbrennungsluft.
Die Absperrschieber u haben die in Abb. 3 gezeichnete Stellung,
d. h. die Schächte x und - sind offen, die Schächte y
geschlossen.
Das Heizgas ' wird durch die Zuf uhrleitung m in den Regenerator v eingeleitet,
hierin vorgewärmt und durch die Schächte x in die Sohlkanäle c überführt, von denen
aus es sich durch die Düsen e in die einzelnen Heizzüge h verteilt. Die Verbrennungsluft
wird durch den Summelkanal s, der
am Ende der 10f enbatterie mit einer
Wechselklappe ausgestattet ist, herangebracht, in den Regenerator w übergeleitet,
hier vorgewärmt und durch -die Schächte z in die Sohlkanäle d
übergeführt,
von denen aus sie sich durch die Kanäle f und i und die Düsen k in
die Heizzüge, und zwar in verschiedenen Höhenlagen, verteilt. Das durch die Düsen
e eintretende Gas und die durch die Düsen k zutretende Luft bilden die Heizflamme,
die zufolge der stufenweisen Luftzufuhr eine sehr gleichmäßige Höhenbeheizung bewirkt.
Die Verbrennungsgase steigen in den senkrechten Heizzügen h hoch, treten in den
darüberlitgendien wagerechten Sammelkanal über und fallen schließlich in der anderen
(nicht mitgezeichneten) Heizwandhälfte abwärts, um von da in die dortigen
Regeneratoren zu gelangen und diese aufzuheizen. Die somit abgekühlten Abgase gehen
durch die auf der rechten Ofenseite vorgesehenen Sammelkanäle r und s, die
dann als Abgaskanäle wirken, nach dem Schornstein. -
Es sei nun-mehr als zweites
Beispiel angenommen, daß zur Beheizung mittels Starkgases übergegangen werden soll.
Hierzu werden die Verbindungen der Starkgaszufuhrleitung g mit den Gasverteilkanälen
a geöffnet, dagegen dieVerbindungen zwischen der Schwachgaszufuhrleitung,ni und
den Regeneratoren v abgesperrt. Die Regeneratoren v und w dienen jetzt beide nebeneinander
zur Vorwärmung der Luft. Die Absperrschieber u erhalt-en die -in Abb. 4 gezeichnete
Stellung, d. h. die Schächte y und z sind offen, die Schächte x geschlossen.
Die Sohlkanäle c liegen also dann unbenutzt, und' es ist zu erkennen, daß beide
Regeneratoren v und w Verbindung mit jedem Sohlkanal..d haben. Die Verbrennungsluft
wird jetzt durch beide Sammelkanäle r und s herangebracht und in beide Regeneratoren
v und w übergeleitet-. Nach erfolgter Vorwärmung tritt die gesamte Luft aus v und
w durch die Schächte y
und z in die Sohlkanäle d über und verteilt sich durch
die Kanäle f und die Düsen k in die Heizzüge, wodurch die Verbrennung
des aus den Gasverteilkanälen a durch die Düsen b zutretenden Starkgases
erfolgt. Der
weitere Weg der Verbrennungsgase ist derselbe
wie in dem erstgenannten Beispiel der Schwachgasbeheizung.
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Man erkennt aus vorstehender Erläuterung der Bau- und Betriebsweise
des als Zeichnungsbeispiel zugrunde gelegten Koks-Ofens, (laß die Anordnung von
Regeneratoren längs der Batterie unter den Sohlkanälen c und d, die gekreuzt
zu den Regeneratorkam,mern liegen, in sehr vorteilhafter Weise die erfindungsgemäße
verschiedenartige Schaltung zwischen den Regeneratoren und den Sohlkanälen ermöglicht.
Die sämtlichen Schieber it können, außer zum Absperren, vorteilhaft auch zum Regulieren
benutzt werden.
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Die beschriebene Betriebsweise nach der Erfindung ermöglicht es, daß
für jeden der verschiedenen in Betracht kommenden Verbrennungsstoffe (Starkgas,
Schwach-gas, Luft) in jedem beliebigen Betriebsfall, sei es Vorwärmung von Gas und
Luft, sei es Vorwärmung der Luft allein, immer ein und dieselben Zufuhrkanäle und
Austrittsdüs-en benutzt werden. Es findeet niemals irgendeine Vertauschung der bezüglichen
Kanäle und-Düsen für verschiedenerlei Verbrennungsstoffe statt. Dies hat den Vorteil,
daß die Zufuhrkanäle und vor allem die Austrittsdüsen hinsichtlich ihrer Anordnung
und Abmessunggen genau dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden können. Nainentlich
die genaue Bemessung und gegenseitige Größenabstimmung der Düsen für Luft, Starkgas
und Schwachgas ist für eine in jedem Betriebsfall gleich gute und sparsame Beheizung
von höchster Bedeutung. Zudem ergeben sich dadurch mancherlei weitere vorteilhafte
Möglichkeiten. Beispielsweise wird die in dem beschriebenen Beispiel vorausgesetzte
gleichmäßig-- Höhenbeheizung mittels stufenweiser Zufuhr der Luft in verschiedenen
Höhen bei Zufuhr des Gases allein am Heizzugfuß, wenn man wahlw-eise Schwachgas
oder Starkgas anwenden will, überhaupt erst durch die Erfindung möglich. Ferner
erlaubt die erlangte Freiheit in der selbständigen Ausbildung der Kanäle und Düsen
für Starkgas, Schwachgas und Luft, daß man die sich im Betriebe einstellenden Druckverhältnisse
in diesen verschiedenen Kanalsystemen vollständig in der Hand hat und beim Entwurf
nach Wahl festlegen kann. Der Aufbau beispielsweise eines Koksofens aus Steintnauerwürk
mit Fugen, das stets unvermeidliche Undichtheiten aufweist, stellt die Forderung,
daß die Gasdrücke in den einander benachbarten Kanälen für Gas und Luft möglichst
nahe gleich groß sind, damit gegenseitige Übertritte zwischen Gas und Luft, die
zu örtlichen Verbrennungen führen, möglichst vermieden werd,en. Die hie-rmit erforderliche
Einstellung der bezüglichen Gasdrücke ist nur durch entsprechende Bemessung der
Austrittsdüsen möglich.
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Die Erfindun- ist weder auf bestimmte Arten von gasbefeuerten Ofen
noch auf bestimmte Ausbildungen und Anwendungen von Wärmespeichern für solche Ofen
- beschränkt; es können ebensogut Regeneratoren wie Rekuperatoren, gegebenenfalls
auch diese beiden Arten von Wärmespeichern nebeneinander, Verwendung finden. Desgleichen
ist die räumliche Anordnung der Wärmespeicher, gleichgültig welcher Art diese sind,
innerhalb des ganzen Ofens keinen Beschränkungen unterworfen.