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Winderhitzeranlage für Hochöfen Die Winderhitzer in der chemischen
und 1-isenindtistrie besitzen meist feuerfeste 7ustellung, wenn sie nach dem Regerferativsvstem
und in der - Regel Heizflächen aus Stahl und Eisen, wenn sie nach dem Rektipei,ativsvstem
betrieben werden. Für hohe Windtemperaturen ist der steinerne Winderhitzer als Regenerator
vorherrschend.
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Die starke Beanspruchung, des Baumaterials durch hohe Temperatur und
gleichzeitige hohe Druckbeanspruchung führten immer wieder zu raschen Zerstörungen
und kostspieligen Erneuerungsatbeiten.-Durch Verbesserungen im eigentlichen Ilochofenbetrieb.
und seiner Gaswirtschaft ist die Beschaffenheit des Gases jedoch so verbessert worden,-daß
die Verbrennungstemperaturen sehr stark anstiegen. Trotz dauernder Verbesserung
der Güte des Baumaterials der Winderhitzer hörten deshalb die unliebsamen Beschädigungen
nicht auf, zumal durch verbesserte Überwachungs- und Reglerein'= richtungen der
Verbrennungsvorgang -mit ge= -ringstein Luftüberschuß geleitet werden konnte. Die
Erneuerungskosten, Stillstande, Erzeugungsausfälle tmd -kosten stiegen an, trotz
. wesentlicher Betriebsverbesserungen. Die Ursache lag nur darin, daß die allgemeinen
Verbesserungen des Ofenbetriebs die @`erbesserungen im Bau und Betrieb der Winderhitzer
überholte. DieserUmständ verhinderte auch die erfolgreiche Einführung des bekannten
brennschachtlosen Winderhitzers und die Verwendung des Rekuperators aus Stahl und
Eisen in ausreichendem Maße. Hochwertige- Sonderstähle für diese Zwecke sind in
den letzten Jahren besonders von der- deutschen -Industrie für ähnliche Zwecke.
mit größtem Erfolg geschaffen -und verwenet worden.
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Versuche, zu raschen Verschleiß an steinernen Winderhitzern= zu verhindern
dur-cli Verminderung der Drückbelasttuig auf dein Wege .der Uriterteilütig des Winderhi@zers
führten nicht zu den- erhofften Erfolgen.
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Vom- feuerüngs- und wä rmetechnischun Standpunkt aus zu verwerfen
ist das auf nianclien Werken.eingeführte 'Verfahren, die hohe Verbrennungstemperatur
durch Anwendtingeines großen LuftüberschtiSSeS Herabzudrücken, um das Bartmaterial
zu schonen. Diese Lösung kann nur Notbehelf sein, da der - Gasverbrauch hierdurch
erhöht wird. Diese Betriebsart birgt außerdem die Gefahr in -sich, daß die Bedienungsmannschaft
nach _Vorübergehendem Gasmangel die Verlustzeit -durch- kräftiges Aufheizen ohne
Luftüberschuß nachholt und dabei doch Beschädiguiigen der Erhitzer herbeiführt.
Die als bekannt vorausgesetzten Anlagen zur Rückgewimiting von Verlustwärmen, wie
Abliitzekessel z. D. hinter metallurgischen Üfen oder Regenerativöfen, Primär- und
Sekundärluftvorwärmung usw., können nicht mit Anlagen nach der Erfindung verglichen,
werden. Beien Gegentand der Erfindung ist die für den Hauptteil a der Anlage aufzuwendende
Wärmemenge und die zulässige Eintrittstemperatur
für die Größe
des Temperaturminderers und die zu verbrennende Gasmenge bestimmend. Im Gegensatz
hierzu hängt die Größe der Gasmenge bei jenen bekannten Anlagen allein vom Wärmeverbrauch
und der durch den Arbeitsvorgang (z. B. hohe Badtemperatur) vorgeschriebenen Austrittstemperatur
ab.
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Mit anderen Worten: der Temperaturminderer erhöht stets die für den
Winderhitzer errechnete Gasmenge um einen Prozentsatz, der von der Größe der Temperaturminderung
abhängig ist. Bei den bekannten Rückgewinnungsanlagen (Abhitze, Strahlung usw.)
tritt eine Erhöhung der Gasmenge nicht ein.
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Bei einem Hochofen mit einem täglichen Koksverbrauch von etwa
500 t beträgt beispielsweise der Wärmeverbrauch für die Winderhitzung etwa
15 ooo ooo kcal stündlich je nach fleißwindtemperatur und Wirkungsgrad. Muß
mit Rücksicht auf das Baumaterial der Winderhitzer die erzielbare Verbrennungstemperatur
von i 500° C auf i x 50c 'C herabgedrückt werden, dann steigt der Gesamtwärmeverbrauch
von Winderhitzer und Temperätu rminderer auf etwa 2a ooo ooo kcal. Bei der Dimensionierung
der Brenner ist dieser Umstand zu berücksichtigen.
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Der Temperaturminderer b ist erfindungsgemäß zwischen Brenner c und
Erhitzer a angeordnet. Er erhält Kühlflächen, welche die abzuführende Wärmemenge
nicht allein durch Wärmeleitung, sondern vor allein durch direkte Gasstrahlung mitgeteilt
erhalten. Er kann zur Erzeugung von Heißwasser oder Dampf u. dgl. .eingerichtet
sein, und seine Leistung kann unabhängig von der Leistung des Winderhitzers regelbar
vorgesehen werden.
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Bei Anwendung des Erfindungsgedankens ergibt sich eine Verbilligung
des Winderhitzerbetriebes neben gesenkten Kosten für die Dampferzeugung. DerWirkungsgrad,
also die Brennstoffausnützung, ist für den gemeinsamen Brenner c höher nicht allein
deshalb, weil mit geringstem Luftüberschuß gearbeitet «erden kann, die Abgasmenge
also kleiner wird, sondern weil durch diesen geringen Luftüberschuß mit den höchsten
Anfangstemperaturen gearbeitet werden kann. Außer der Verbesserung des Wirkungsgrades
werden die Betriebskosten noch durch geringeren Kapitaldienst gesenkt. Dies ergibt
sich aus der Tatsache, daß für Winderhitzer- und Kesselanlage (Temperaturminderer)
gemeinsame Gasleitungen einschließlich Armaturen und Unterstützung, gemeinsame Brenner
und Rauchabzüge, gemeinsame Bedienung und zum Teil gemeinsame Überwachungsinstrumente
vorhanden sind. Die Gefahrenquellen für das Baumaterial werden beseitigt, und die
Einführung einfacherer Winderhitzertypen (brennschachtlos und Stahlrekuperatoren)
wird begünstigt bzw. überhaupt möglich gemacht.
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Ob -die Heizgaszuführung von unten, wie in der schematischen Zeichnung
dargestellt, oder von oben an der Kuppel erfolgt, hängt von den jeweiligen Betriebsverhältnissen,
der Bodenbeschaffenheit und der Anlage der übrigen Bauwerke, Rohrleistungen usw.
ab. Die der Erfindung zugrunde liegende Anordnung kann auch bei liegenden Erhitzern
Ai,-wendung finden, da bei diesen die gleichen Vorteile erzielt werden.