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Regenerativ-Verbundkoksofen Die Erfindung bezieht sich auf waagerechte
Regenerativ-Verbundkoksöfen mit unterhalb der Kammern angeordneten und in deren
Längsrichtung sich erstreckenden, im wesentlichen senkrecht beaufschlagten Regeneratoren,
die mit unter diesen angeordneten Sohlkanälen zum Zuführen von I_tift oder Schwachgas
sowie zum Ableiten der Abgase versehen sind. Die Regeneratoren dienen bei Beheizung
des Ofens mit Starkgas zum Vorwärmen der Verbrennungsluft, bei Beheizung mit Schwachgas
zum Vorwärmen des Schwachgases und der Verbrennungsluft.
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Zur Verteilung dieser strömenden Medien auf die Länge der Regeneratoren
hat man schon jedem Regenerator zwei Sohlkanäle zugeordnet, von denen der eine zum
Zuführen der Verbrennungsluft oder des Schwachgases, der andere zum Ableiten der
Abgase diente. Mit diesen zwei Kanälen in Verbindung mit auf die Kanallänge verteilten
kalibrierten oder mit Schiebern einstellbaren Durchtrittsöffnungen zum Regenerator
wollte man für sich getrennt, sowohl für die aufwärts gerichtete als auch für die
abwärts gerichtete Gasströmung eine gleichmäßige Regeneratorbeaufschlagung erzielen.
Diese Einrichtung ist aber für die wahlweise Beheizung des Ofens mit Starkgas oder
Schwachgas (Verbundöfen) nicht ausreichend, da die Mengen der zu- und abzuführenden
Medien bei den beiden Beheizungsarten verschieden groß sind und demgemäß jeder Wechsel
in der Beheizungsart eine erneute Einstellung der Durchtrittsöffnungen notwendig
macht.
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Das Ziel der Erfindung ist deshalb, bei regenerativ betriebenen Verbundöfen,
deren Regeneratoren über kalibrierte oder regelbare Durchtrittsöffnungen mit Sohlkanälen
in Verbindung stehen,
eine gleichmäßige Regeneratorbeaufschlagung
für alle strömenden Medien unter Beibehalten der erstmalig bestimmten Durchtrittsöffnungen
bei jedem Wechsel der Beheizungsart zu erreichen. Zu diesem Zweck ist jeder Regenerator
eines solchen Ofens erfindungsgmäß mit drei Sohlkanälen versehen, von denen in einer
Beheizungsperiode der eine Kanal zum Zuführen der für das Starkgas benötigten Verbrennungsluft,
der zweite Kanal zum Zuführen des Schwachgases oder der für dieses Gas benötigten
Verbrennungsluft und nach Zugwechsel der erste und dritte Kanal bei beiden Beheizungsarten
zum Abgleiten der Abgase dient. Mit dieser Sohlkanalanordnung ist es nunmehr möglich,
die zur Erzielung einer gleichmäßigen Regeneratorbeaufschlagung erforderlichen Durch-'trittsquerschnitte
zu den Regeneratoren nach deren erstmaliger Festlegung bei jedem Wechsel der Beheizungsart
beizubehalten. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung der strömenden Mittel
über den Querschnitt des Regenerators, insbesondere beim Ableiten der Abgase aus
den Regeneratoren, wird vorteilhaft der das Schwachgas bzw. die zugehörige Verbrennungsluft
führende Sohlkanal zwischen den beiden anderen in einer Beheizungsperiode Abgas
führenden Sohlkanälen angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Sohlkanalanordnung kann sowohl bei Ofen mit in
Kammerlängsrichtung halbgeteilten Regeneratoren als auch mit über die ganze Kammerlänge
sich erstreckenden Regeneratoren verwendet werden. Sie ist darüber hinaus in gleicher
Weise bei allen anderen Ofenarten anwendbar, sofern diese als regenerativ betriebene
Öfen wahlweise mit Starkgas- und Schwachgasbeheizung arbeiten.
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Bei Beheizung des Ofens mit Starkgas werden die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen
des einen außenliegenden Sohlkanals für die Luftzuführung, die des anderen außenliegenden
Sohlkanals für die Abgasableitung im Sinne einer gleichmäßigen Regeneratorbeaufschlagung
bestimmt. Bei dieser Querschnittsbemessung ist zu berücksichtigen, daß die Abgasmenge
um etwa 20% und mehr größer als die eingeführte Luftmenge ist. Nach Zugwechsel strömen
die Abgase auch durch den zuvor Luft führenden Kanal mit ab. Entsprechend der Querschnittsbemessung
der Durchtrittsöffnungen beider Kanäle ist jedoch die Menge des in diesen beiden
Kanälen abziehenden Abgases unterschiedlich groß.
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Bei Beheizung des Ofens mit Schwachgas erfolgt die Zuführung und Verteilung
dieses Gases bzw. der zugehörigen Verbrennungsluft im mittleren Sohlkanal. Dienen
bei der Starkgasbeheizung, beispielsweise bei halbgeteilten Öfen, alle Regeneratoren
einer Ofenseite zur Luftvorwärmung, so wird bei der Schwachgasbeheizung nur in jedem
zweiten Regenerator dieser Ofenseite Luft vorgewärmt, während die zwischen diesen
liegenden Regeneratoren das Schwachgas aufheizen. Dabei sind die den einzelnen Regenerator
durchströmenden Schwachgas- bzw. Luftmengen untereinander etwa gleich groß, jede
für sich jedoch etwa 4o bis 5o% größer als die bei der Starkgasbeheizung zugeführte
Luftmenge. Somit ergibt sich für die Bemessung der Durchtrittsquerschnitte des mittleren
Kanals gegenüber denen des zur Starkgas-Luftzuführung dienenden außenliegenden Kanals
ein wesentlicher Unterschied.
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Die bei dieser Beheizungsart anfallende Abgasmenge ist nur etwa io
bis i i % größer als die bei der Starkgasbeheizung anfallende Abgasmenge. Demgemäß
können nach erfolgtem Zugwechsel die bei der Schwachgasbeheizung anfallenden Abgase
ebenfalls durch die beiden außenliegenden Sohlkanäle abgeleitet werden, ohne daß
eine Veränderung der dort bereits vorhandenen Durchtrittsquerschnitte erforderlich
ist.
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Jeder der drei Sohlkanäle benötigt, seiner Aufgabe entsprechend, für
sich regelbare -und von denen benachbarter Kanäle getrennte Einrichtungen zum Zu-
und Abführen der Strömungsmedien. In Weiterausbildung der Erfindung erhalten jedoch
die drei Sohlkanäle ein einziges Gaswechselventil, das mit den vorerwähnten Erfordernissen
gerecht werdenden Einrichtungen versehen ist, Dieses Ventil besitzt drei gegeneinander
abgeschlossene Kammern. Die beiden außenliegenden, auch an die äußeren Sohlkanäle
angeschlossenen Kammern, sind mit je einem Abgas-Abführungsventil versehen, über
das sie mit dem Rauchgaskanal in Verbindung stehen. Weiter besitzt jede dieser beiden
Kammern eine Luftzuführungsklappe, wobei allerdings nur die Klappe der einen außenliegenden
Kammer als solche während des Ofenbetriebes arbeitet. Die Klappe der anderen außenliegenden
Kammer dient als Zugangsöffnung zu dem angeschlossenen Sohlkanal. Die mittlere,
auch dem mittleren Sohlkanal zugeordnete Kämmer hat keine Verbindung mit dem Rauchgaskanal.
Sie besitzt nur entweder eine Luftklappe oder einen Anschlußkrümmer an die Schwachgaszuleitung
zum Ofen.
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Durch die Luftklappen bzw. durch eine Verschlußkappe im Schwachgas-Zuführungskrümmer
sind die drei Sohlkanäle von außen her zugänglich. Durch diese Öffnungen hindurch
werden auch die Durchtrittsquerschnitte zu den über den Sohlkanälen liegenden Regeneratoren
mit Hilfe von Stangen eingestellt.
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Die Zeichnung veranschaulicht die erfindungsgemäße Ausbildung des
Regenerativ - Verbundofens, wobei entsprechend dem Neuerungsvorschlag nur der untere
Teil eines Regenerators dargestellt ist.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Querschnitt durch diesen Regeneratorteil
nach der Linie a-b der Abb. 2, Abb.2 einen waagerechten Längsschnitt durch diesen
Regeneratorteil nach der Linie c-d der Abb. i, Abb. 3 zeigt eine Vorderansicht des
Gaswechselventils, Abb.4 einen senkrechten Längsschnitt durch dieses Ventil.
1,
2 und 3 sind die drei Sohlkanäle, mit denen jeder Regenerator 4 des Regenerativ-Verbundkoksofens
versehen ist. Jeder dieser Kanäle steht für sich durch über seine Länge verteilte
Durchtrittsöffnungen mit dem Regeneratorraum in offener Verbindung. Diese Verbindung
bilden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die in den Trennwänden der Sohlkanäle
angeordneten senkrechten Kanäle 5, die nach oben mit freier Öffnung in den Regeneratorraum
4 münden. An ihrem unteren Ende sind sie mit regelbaren Öffnungen 6 versehen, die
je nach Zugrichtung als Ein- bzw. Austrittsöffnungen für die Strömungsmedien arbeiten.
Die Querschnittsregelung erfolgt durch die auf der Kanalsohle aufstehenden Schieber
7.
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Von den drei Sohlkanälen dient während einer Heizperiode der außenliegende
Kanal i zum Zuführen der bei Beheizung mit Starkgas benötigten Verbrennungsluft.
Dabei werden zum Erreichen einer gleichmäßigen Regeneratorbeaufschlagung die Schieber
7 dieses Kanals entsprechend eingestellt, wobei die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen
6 der für die Starkgasbeheizung benötigten Menge an Luft angepaßt werden. Nach Zugumkehr
dient in erster Linie der außenliegende Kanal 3 als Abgas-Ableitungskanal. Die Bemessung
der Durchtrittsquerschnitte 6 dieses Kanals erfolgt unter dem Gesichtspunkt, daß
die anfallende Abgasmenge wesentlich größer als die zugeführte Luftmenge ist. Daneben
wird auch durch den Kanal i Abgas abgeleitet.
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Bei Beheizung mit Schwachgas wird die benötigte Schwachgas- bzw. Luftmenge
durch den mittleren Kanal 2 zugeleitet und durch zweckmäßige Einstellung der in
diesem Kanal angeordneten Schieber 7 gleichmäßig auf den Regeneratorraum 4 verteilt.
Bei Einstellung der Durchtrittsquerschnitte 6 dieses Kanals ist zu berücksichtigen,
daß die Menge des Schwachgases bzw. der Luft etwa 5o% größer als die für die Starkgasbeheizung
zugeführte Luftmenge ist. Nach Zugwechsel strömen die Abgase dieser Beheizungsart
ebenfalls durch die Kanäle i und 3 ab. Da die Abgasmenge aus der Schwachgasbeheizung
annähernd der Abgasmenge aus der Starkgasbeheizung entspricht, kann die für die
Starkgasbeheizung in diesen Kanälen festgelegte Schieberstellung für die Abgasabführung
aus der Schwachgasbeheizung beibehalten werden.
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Zuführung und Ableitung aller Strömungsmedien erfolgt durch das erfindungsgemäß
ausgebildete Gaswechselventil 8, das aus den drei, voneinander getrennten Kammern
9, io und i i besteht und mit Einrichtungen zum Zuführen und Ableiten der Medien
versehen ist. Hierfür besitzen die beiden außenliegenden Kammern g und i i je eine
Luftzuführungsklappe 12 und 13 und je ein Abgasventil 14 und 15. Diese.Ventile stellen
über das Sammelrohr 16 die Verbindung mit dem Rauchgaskanal 17 her. Die mittlere
Kammer io erhält entweder eine Luftklappe 18 oder einen mit einer Verschlußkappe
i9 versehenen Anschlußkrümmer 2o an die Schwachgaszuleitung. Luftklappen und Verschlußkappe
ermöglichen die Zugänglichkeit zu den Sohlkanälen von außen her.