Verfahren zur Regelung der Höhenlage der Vereinigungsstellen von Gas
und Luft in den Heizzügen von Verbund-Koksöfen Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Beheizung von Verbund-Ka@l-sofenwänden, durch das eine auch bei den
größten Ofenhöhen vollkommen gleichmäßige und regelbare Beheizung der Kammerwände
in senkrechter Richtung gewährleistet wkd. Bei den neuerdings angestrebten großen
Ofenhöhen von q. m und mehr ist es bekanntlich äußerst schwierig, dem Temperaturabfall
in den von unten nach oben befammten Heizzügen so wirksam zu begegnen,
daß eine gleichmäßige Durchgarung des Kammerinhaltes auf seine gesamte Höhe
hin stattfindet. Es hat nicht an zahlreichen Versuchen gefehlt, dieses Ziel zu erreichen;
so hat man u. a. vorgeschlagen, die Verbrennungsluft den Heizwänden stufenweise,
d. h. in verschiedenen Höhenlagen über der Heizzugsohle, auszuführen oder die Heizzüge
abwechselnd zu verkürzen oder auch eine zusätzliche Beheizung von der Decke aus
stattfinden zu lassen. Alle diese bekannten Mittel bezwecken, den unerwünschten
Temperaturabfall, in den Heizzügen von unten nach oben und damit das langsamere
Durchgaren des oberen Teiles des Kammerinhaltes zu verhindern. Allen diesen bekannten
Mitteln haftet aber der gemeinsame Nachteil an, daß die gewählte Art der Beheizung
nach Fertigstellung der Anlage unveränderlich ist. Nun liegt aber die Erfahrung
vor, daß, je nach Art des verwendeten Heizgases und auch der zu verkokenden Kohle,
sich die Beheizungsverhältnisse stark ändern;- so muß bei Verkokung trockener Kohle
die Zone höchster Temperatur weit höher gelegt werden als bei Verkokung gewaschener
Kokskohle mit einem beispielsweisen Wassergehalt von r z %. Ebenso ändern sich auch
die Heizgase hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Flammenbildung. So bildet Schwachgas
infolge seiner ziemlich trägen Reaktion mit der Verbrennungsluft eine weit längere
Flamme als Starkgas, welches eine sehr große Reaktionsgeschwindigkeit mit der Verbrennungsluft
besitzt. Aber auch die Zusammensetzung des Starkgases selbst ;ändert sich, je nach
der Art der verkokten Kohle, wobei bei höherem Wasserstoffgehalt kurze Flammen ent-_stehen,
während bei fetteren Gasen sich längere Flammen bilden. Es leuchtet nun ohne weiteres
ein, daß zur Erzielung der jeweils günstigsten Beheizungsverhältnisse die Zone der
Flammenbildung verlegt werden muß, um stets ein gleichmäßiges Durchgaren des Kammerinhaltes
zu erzielen.Method for regulating the height of the junction of gas and air in the heating flues of composite coke ovens The subject of the invention is a method for heating composite Ka @ l sofen walls through which the chamber walls can be heated completely evenly and controllably even at the highest furnace heights guaranteed in the vertical direction wkd. With the recently aimed high furnace heights of q. It is known that it is extremely difficult to counteract the temperature drop in the flues exposed to fire from the bottom up so effectively that the entire height of the chamber is cooked through evenly. There has been no shortage of numerous attempts to achieve this goal; So it has been proposed, among other things, to run the combustion air to the heating walls in stages, ie at different heights above the sole of the heating flue, or to alternately shorten the heating flues or to allow additional heating to take place from the ceiling. All these known means aim to prevent the undesirable temperature drop in the heating flues from bottom to top and thus the slower through-cooking of the upper part of the chamber contents. However, all these known means have the common disadvantage that the type of heating chosen cannot be changed after the installation has been completed. Now, however, experience has shown that, depending on the type of heating gas used and the type of coal to be coked, the heating conditions change considerably; for example, when coking dry coal, the highest temperature zone must be set far higher than when coking washed coking coal with one for example water content of rz%. The heating gases also change in terms of their composition and flame formation. As a result of its rather sluggish reaction with the combustion air, lean gas forms a much longer flame than strong gas, which has a very high reaction speed with the combustion air. But the composition of the strong gas itself also changes, depending on the type of coked coal, with a higher hydrogen content producing short flames, while with richer gases longer flames are produced. It is now obvious that in order to achieve the most favorable heating conditions in each case, the zone of flame formation must be relocated in order to always achieve even cooking of the chamber contents.
Es ist nun bereits bei Verbund-Koksöfen vorgeschlagen worden, die
Höhenlage der Vereinigungsstellen von Gas und Luft und damit die Zone höchster Temperaturentfaltung
in den Heizzügen regelbar zu gestalten, und zwar in der Weise, daß die Trennwände
zwischen Gas- und Luftaustrittsstellen der Schwachgasbeheizung in bezug auf ihre
Höhenlage
von der Heizzugsohle durch auf die Luftaustrittsstellen aufgesetzte gelochte Steine
geändert werden. Bei dieser bekannten Anordnung ist ein Wechsel in der Höhenlage
der Vereinigungsstelle von Gas und Luft nur dadurch zu erreichen, daß die Trennwände
in schwieriger und zeitraubender Arbeit .von der Ofendecke her erhöht oder erniedrigt
«=erden, und zwar muß diese Arbeit bei jedem Wechsel von Starkgas- zu Schwachgasbeheizung
oder umgekehrt vorgenommen werden, um zu erträglichen Verhältnissen zu gelangen.
Während bei Schwachgasbeheizung infolge der trägen Verbrennung ein Zusammentreffen
von Luft und Gas möglichst an der Heizzugsohle stattfinden muß, liegen bei Starkgasbeheizung
die Verhältnisse genau umgekehrt, da infolge der schnellen Verbrennung des Starkgases
und der dadurch bedingten kurzen Flamme .ein Höherlegen der Vereinigungsstelle erforderlich
ist.It has now been proposed in composite coke ovens that
Altitude of the meeting points of gas and air and thus the zone of highest temperature development
to make adjustable in the heating flues, in such a way that the partitions
between gas and air outlet points of the lean gas heating with respect to their
Altitude
from the heating draft sole through perforated stones placed on the air outlet points
be changed. In this known arrangement there is a change in altitude
the junction of gas and air can only be reached by the partition walls
in difficult and time-consuming work. Raised or lowered from the furnace roof
«= Earth, and this work has to be done every time you switch from high-gas to lean-gas heating
or vice versa, in order to achieve tolerable conditions.
While with lean gas heating a coincidence due to the sluggish combustion
of air and gas must take place at the bottom of the heating draft, if possible, are with high-gas heating
the situation is exactly the opposite, as it is due to the rapid combustion of the strong gas
and the resulting short flame
is.
Diese in gewissem Sinne einander widersprechenden Forderungen werden
durch .das Verfahren nach der Erfindung in denkbar einfachster Weise dadurch erfüllt,
daß die einzelnen Starkgasaustrittsstellen jeder Heizwand in bezug auf ihre senkrechten
Abstände von den an der Heizzugsohle angeordneten Luft- oder Luft- und Schwachgasaustrittsstellen,
je nach der gewünschten Verteilung der Beheizung, einstellbar ang@eordnet werden.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, beim übergang von Starkgas- zu Sc'hwachgasbeheizung
und umgekehrt ohne weitere Verstellung die günstigsten Beheizungsverhältnisse zu
erzielen, indem bei Schwachgasbeheizung die Vereinigung von Gas und Luft unmittelbar
an der, Heizzugsohle und bei Starkgasbehehung um ein gewisses, je nach der gewünschten
Wärmeverteilung veränderbares Maß oberhalb der Heizzugsohle stattfindet. Die diesbezüglichen
Verhältnisse sind im folgenden näher geschildert.These in a sense become contradicting demands
fulfilled by .the method according to the invention in the simplest possible way,
that the individual strong gas outlet points of each heating wall with respect to their vertical
Distances from the air or air and lean gas outlet points arranged on the heating draft sole,
depending on the desired distribution of the heating, adjustable.
In this way, it is made possible during the transition from high-gas to low-gas heating
and vice versa, the most favorable heating conditions are achieved without further adjustment
achieve by the unification of gas and air directly with lean gas heating
on the, heating draft soles and in the case of high-gas heating by a certain amount, depending on the desired
Heat distribution takes place changeable degree above the heating draft sole. The related
Conditions are described in more detail below.
Bei Schwachgäsbeheizung sind infolge der großen, zur Verbrennung gelangenden
Gasmengen große Austrittsquerschnitte erforderlich und ferner die Vereinigung von
Gas und Luft unmittelbar über der Heizzugsohle, da sich infolge der trägen Reaktion
zwischen Schwachgas und Luft, wie bereits eingangs erwähnt ist, eine lange Flamme
bildet. Große Querschnitte der Gasaustritte sind ferner für Schwachgasbeheizung
deshalb von Vorteil, weil dadurch eine geringe Strömungsgeschivindigkeit und somit
eine stärkere Beheizung der Heizzugsohle gewährleistet wird, die sonst infolge der
langsamen Flammenbildung leicht zu wenig beheizt wird. Bei Starkgasbeheizung liegen
die Verhältnisse gerade umgekehrt. Starkgas ergibt infolge seiner großen Reaktionsgeschwindigkeit
mit der Verbrennungsluft kurze, sehr heiße Flammen; es ist also eine Vereinigung
von Starkgas und Luft unmittelbar über der Heizzugsohle nachteilig, weil in diesem
Falle die unteren Heizzugteile zu stark beheizt werden. Ferner ist zur Verlängerung
der Flammen eine große Strömungsgeschwindigkeit des austretenden Starkgases erforderlich.
Hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Verbrennungsmedien ist
in Rücksicht zu ziehen, daß diese Geschwindigkeiten im . allgemeinen nur durch Drosselung
der Austrittsöffnungen vergrößert werden können. Diese Drosselung findet nun ihre
praktisch sehr enge Grenze durch den im Ofen herrschenden Kaminzug, da dieser ausreichen
muß, um die durch die Drosselung hervorgerufene Widerstandserhöhung zu überwinden.
Besonders eng ist die Grenze dieser Drosselung für die regenerativ bzw. rekuperativ
vorgewärmten Medien, Luft und Schwachgas, da der sehr beträchtliche Widerstand:
der Regeneratoren bzw. Rekuperatoren durch die Drosselung der Austrittsstellen nur
wenig erhöht werden darf, wenn man mit dem natürlichen Kaminzug auskommen will.
Für die Starkgaszuführung liegen die tVerhältnisse insofern günstiger, als Starkgas
nicht vorgewärmt zu werden braucht und daher der Widerstand der Regeneratoren bzw.
Rekuperatorenfortfällt,es kann also eine stärkere Dros= selung der Starkgasaustrittsstelle
und damit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Starkgases vorgenommen
werden. Alle diese sich aus der Natur der Beheizungsverhältnisse ergebenden Umstände
werden durch die Erfindung dahingehend ausgenutzt, daß für jede Beheizungsart die
günstigsten Betriebsverhältnisse erreicht werden. Die Austrittsstellen für Schwachgas
und Verbrennungsluft werden in bekannter Weise am Fuße der einzelnen Heizzüge angeordnet
und können möglichst große Querschnitte erhalten. Damit wird die für Schwachgasbeheizung
erforderliche geringe Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Medien erzielt und
zugleich der Strömungswiderstand innerhalb des Ofens auf das Beringst mögliche Maß
verkleinert. Die Austrittsstellen für Starkgas werden dagegen in ihrer Höhenlage
über der Heizzugsohle einstellbar angeordnet, so daß um ein gewisses Stück - von
der Heizzugsohle bis zu der jeweiligen Düsenöffnung der Starkgasleitung - im untersten
Teil der Heizzüg° überhaupt keine Flammenbildung stattfindet, also eine Überhitzung
dieser Teile mit Sicherheit vermieden wird. Ebenso können die Starkgasaustrittsstellen
entsprechend gedrosselt werden, um eine große Strömungsgeschwindigkeit des austretenden
Starkgases zu erzielen, während die Verbrennungsluft nach
wie vor
ungedrosselt mit geringer Strömungsgeschwindigkeit austritt, also auch bei Starkgasbeheizung
die Widerstände in den Vorwärmungsräumen für die Verbrennungsluft gleich niedrig
gehalten werden können wie bei Schwachgasbeheizung. Ferner kann die Zone der Flammenbildung,
entsprechend der jeweiligen Zusammensetzung des Starkgases und der zu verkokenden
Kohle, infolge der Einstellbarkeit der Höhenlage der einzelnen Starkgasaustrittsstellen
über der Heizzugsohle, beliebig verlegt und den jeweiligen Betriebsverhältnissen
angepaßt werden. In sehr einfacher und bequemer Weise kann diese Einstellbarkeit
dadurch erreicht werden, daß auswechselbare Düsenaufsatzrohre von verschiedener
Höhe auf den festliegenden Düsenstein der Starkgasleitung aufgesetzt werden.In the case of weak gas heating, large outlet cross-sections are required due to the large quantities of gas that are burned, and furthermore the combination of gas and air directly above the heating draft base, since a long flame forms as a result of the slow reaction between the weak gas and air, as mentioned above. Large cross-sections of the gas outlets are also advantageous for lean gas heating because this ensures a low flow velocity and thus greater heating of the heating draft base, which otherwise is easily underheated due to the slow flame formation. In the case of high-gas heating, the situation is exactly the opposite. Due to its high reaction speed with the combustion air, strong gas produces short, very hot flames; A combination of high-strength gas and air directly above the sole of the heating flue is disadvantageous because in this case the lower parts of the heating flue are heated too much. Furthermore, a high flow velocity of the escaping strong gas is required to lengthen the flames. With regard to the flow speed of the exiting combustion media, it must be taken into account that these speeds im. can generally only be increased by throttling the outlet openings. This throttling now finds its practically very narrow limit due to the chimney draft prevailing in the furnace, since this must be sufficient to overcome the increase in resistance caused by the throttling. The limit of this throttling is particularly narrow for the regeneratively or recuperatively preheated media, air and lean gas, since the very considerable resistance of the regenerators or recuperators can only be increased slightly by throttling the outlet points if one wants to get by with the natural chimney draft . The conditions for the high-strength gas supply are more favorable in that the high-strength gas does not need to be preheated and therefore the resistance of the regenerators or recuperators does not apply, i.e. the high-gas outlet point can be throttled more strongly and the flow speed of the high-strength gas can be increased. All these circumstances resulting from the nature of the heating conditions are used by the invention to the effect that the most favorable operating conditions are achieved for each type of heating. The outlet points for lean gas and combustion air are arranged in a known manner at the foot of the individual heating flues and can have the largest possible cross-sections. This achieves the low flow velocity of the exiting media required for lean gas heating and at the same time reduces the flow resistance within the furnace to the extent possible. The exit points for high-power gas, on the other hand, are adjustable in their height above the heating draft sole, so that for a certain distance - from the heating draft sole to the respective nozzle opening of the high-power gas line - in the lowest part of the heating draft ° there is no flame formation at all, i.e. these parts are also overheated Security is avoided. Likewise, the high gas outlet points can be throttled accordingly in order to achieve a high flow speed of the discharged high gas, while the combustion air continues to exit unthrottled at a low flow speed, i.e. even with high gas heating the resistances in the preheating rooms for the combustion air can be kept as low as with lean gas heating . Furthermore, the zone of the flame, according to the particular to samm ensetzung of the rich gas and the coking coal to be adapted due to the adjustability of the height position of the individual Stark gas leaks on the heating flue, placed in any position and the respective operating conditions. This adjustability can be achieved in a very simple and convenient manner in that exchangeable nozzle attachment pipes of different heights are placed on the fixed nozzle block of the heavy gas line.
Die zuletzt genannte Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden
an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Bei dem in Abb. i dargestellten unteren
Teil eines Heizzuges ist mit a der im Mauerwerk festsitzende Düsenstein der Starkgasleitung
bezeichnet, auf den ein auswechselbares Düsenaufsatzrohr b aufgesetzt werden
kann. Mit d ist der von den Vorwärmräumen zu der Heizzugsohle führende Luftzuführungskanal
bezeichnet. Wie keiner weiteren Erläuterung bedarf, läßt sich die Starkgassaustrittsstelle
dadurch, daß Rohre b verschiedener Höhe aufgesetzt werden können, um ein beliebiges
Maß von der Heizzugsohle entfernt, d. h.- in bezug auf ihren senkrechten Abstand-zu
der Luftaustrittsstelle, einstellbar anordnen. Der auf der entgegengesetzten Seite
des Düsensteines @a liegende, dem Luftzuführungskanal o entsprechende Zuführungskanal
(gestrichelt gezeichnet) dient bei Starkgasbeheizung ebenfalls zur Luftzuführung,
bei Schwachgasbeheizung zur Schwachgaszuführung. Abb, 2 zeigt eine ganze Heizwand
im Längsschnitt, bei der die einzelnen Starkgasaustrittsstellen in nach der Wandmitte
zu steigenden verschiedenen Höhenlagen über der Heizzugsohle, die in allgemein üblicher
Weise sich mindestens angenähert in gleicher Höhe wie die Ofensohle befindet, angeordnet
sind. Wie Abb. 2 ohne weiteres erkennen läßt, können die einzelnen Aufsatzrohre
b von der Ofendecke aus durch die bekannten, über den einzelnen Heizzügen befindlichen
Durchbrechüngen der Decke ausgewechselt werden.The last-mentioned embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In the case of the lower part of a heating flue shown in Fig. I, the nozzle block of the heavy gas line, which is stuck in the masonry and onto which an exchangeable nozzle attachment pipe b can be placed, is designated with a. D the leading of the Vorwärmräumen to the heating flue air supply duct is labeled. As there is no need for further explanation, the high-gas outlet point can be arranged so that it can be adjusted by placing pipes b of different heights at any desired distance from the sole of the heating draft, ie with respect to their perpendicular distance to the air outlet point. The supply channel (shown in dashed lines) on the opposite side of the nozzle stone @a, corresponding to the air supply channel o, is also used for air supply with high-gas heating and for lean gas supply with lean gas heating. Fig. 2 shows an entire heating wall in longitudinal section, in which the individual high-gas outlet points are arranged at different heights that increase towards the middle of the wall above the heating draft base, which is generally at least approximately the same height as the furnace base. As Fig. 2 clearly shows, the individual extension tubes b can be exchanged from the furnace ceiling through the known openings in the ceiling located above the individual heating flues.