Die Verbrennungsluft für Industrieöfen, insbesondere für Hochöfen,
muß unter Überdruck (2,3 ata und mehr) zugeführt werden. Diese Verbrennungsluft
wird heute durchKolben-, Radial-oder Axialverdichter geliefert. Die Verdichter werden
durch Gasmotoren, Dampf- bzw. Gasturbinen oder durch Elektromotoren angetrieben.
Die Luft besitzt. am Austritt aus dem Verdichter eine Temperatur bis zu i oo° C
und mehr. Der Industrieofen, insbesondere der Hochofen, verlangt für die zugeführte
Verbrennungsluft eine Temperatur von 750° C und mehr. Lm diese Temperatur zu erreichen,
wird die Druckluft in Wärmeaustauschern aufgewärmt. Die bekanntesten Austauscher
sind die aus Formsteinen hergestellten, sog. Cowper-Apparate; diese gestatten aber
keinen ununterbrochenen Betrieb. Die Druckluft muß periodisch von einem Cowper-Apparat
zu einem anderen umgeschaltet werden. Der Wirkungsgrad dieser Cowper-Apparate ist
niedrig, knapp 8o%. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet einen ununterbrochenen
Betrieb der Vorwärmung und besteht darin, daß die Verbrennungsluft vor Eintritt
in den Ofen unmittelbar durch eine innere, luftüberschußreiche Verbrennung auf die
gewünschte Temperatur gebracht wird. Bei Hochöfen kann die Verbrennungsluft durch
Verbrennen mit Gichtgasen auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Da Gichtgase
und Verbrennungsluft vor Eintritt in den Brennraum verdichtet werden müssen, eignet
sich die Gasturbine besonders gut als Antriebsmaschine für die Verdichter.The combustion air for industrial furnaces, especially for blast furnaces,
must be supplied under overpressure (2.3 ata and more). This combustion air
is supplied today by piston, centrifugal or axial compressors. The compressors will
driven by gas engines, steam or gas turbines or by electric motors.
The air owns. a temperature of up to 100 ° C at the outlet from the compressor
and more. The industrial furnace, especially the blast furnace, demands for the fed
Combustion air has a temperature of 750 ° C and more. To reach this temperature
the compressed air is warmed up in heat exchangers. The most famous exchangers
are the so-called Cowper devices made from molded stones; but these allow
no continuous operation. The compressed air must be periodically supplied by a Cowper apparatus
be switched to another. The efficiency of these Cowper apparatus is
low, just under 8o%. The inventive method allows an uninterrupted
Operation of preheating and consists in that the combustion air before entry
into the furnace directly through an internal combustion that is rich in excess air on the
desired temperature is brought. In the case of blast furnaces, the combustion air can pass through
Incineration with blast furnace gases can be brought to the desired temperature. There gout gases
and combustion air must be compressed before entering the combustion chamber
the gas turbine is particularly suitable as a drive machine for the compressors.
Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar mit Gasturbine und Hochofen.The drawing shows schematically two exemplary embodiments of the subject matter of the invention,
namely with a gas turbine and blast furnace.
In Fig. t bezeichnet i den Hochofen und 2 den Brennraum, in welchem
die Verbrennungsluft für den Hochofen auf die gewünschte Temperatur, z. B. auf 75o°
C, gebracht wird. Zufolge der Vorverbrennung im Brennraum 2 tritt nun luftüberschußreiches
Gas als Verbrennungsluft in den Hochofen. Dem Brennraum 2 ist eine Gasturl>inenanlage
3, 4, 5, 6 zugeordnet. 3 bezeichnet die Gasturbine, 4 den Luft-und 5 den Gasverdichter.
Dem Luftverdichter 4 wird in einer Zwischenstufe Luft entzogen und dem Brennraum
2 als Verbrennungsluft zugeleitet. Der Verdichter 4 drückt auf einen höheren Druck
als diesen der Entnahme entsprechenden Zwischendruck, damit die Gasturbine die Verdichterleistung
aufbringen kann. Die Druckluft aus der Endstufe des Verdichters .4 wird in einem
Wärmeaustauscher 6 durch die Abgase der Gasturbine vorgewärmt. Druckgas, ebenfalls
vorgewärmt, wird sowohl dem Brennraum 2 als auch dem Brennraum 7 als Brennstoff
zugeführt. Der Brennraum 2 ersetzt die bekannten Cowper-Apparate, ist kleiner im
Raumbedarf und billiger, und es kann die Temperatur als Verbrennungsluft für den
Hochofen mit Hilfe von
Regulierorganen genau einreguliert und auf eine
beliebige Höhe eingestellt \verden, sofern nötig
auch über 75o° C.
Beim Beispiel nach Fig. 2 sind die Bezeichnungen
der Apparate die gleichen wie in Fig. i. Im Gegen-
satz zum Beispiel i wird dem Brennraum 2 nicht
Druckluft aus dem Verdichter 4 zugeleitet, sondern
Druckgas, das einer Zwischenstufe der Gasturbine 3
entnommen wird. Die Gase der Gasturbine besitzen
bekanntlich einen großen Luftüberschuß, so daß das
der Gasturbine entnommene Gas dem Brennraum 2
genügend '\"erl)renntilgsltift zuführt. Der Ver-
dichter 4 fördert nun alle Luft zum Brennraum 7
der Gasturbine. Das einer Zwischenstufe der Gas-
turbine entnommene Gas hat, bevor es in den Brenn-
raum 2 gelangt, noch Arbeit geleistet.
Bei der Ausführung nach Fig. i könnten die Ver-
dichter 4 und 5 auch durch einen Gasmotor, eine
Dampfturbine oder einen Elektromotor angetrieben
werden statt durch eile Gasturbine. Die Verdichter
würden dann nur auf den für den Brennraum 2
nötigen Druck fördern. Die Brennräume 2 und 7
könnten statt mit Gas mit einem anderen Brennstoff
betrieben werden.
In Fig. T i denotes the blast furnace and 2 the combustion chamber in which the combustion air for the blast furnace to the desired temperature, e.g. B. to 75o ° C, is brought. As a result of the pre-combustion in the combustion chamber 2, gas that is rich in excess air now enters the blast furnace as combustion air. A gas turbine system 3, 4, 5, 6 is assigned to the combustion chamber 2. 3 designates the gas turbine, 4 the air compressor and 5 the gas compressor. Air is extracted from the air compressor 4 in an intermediate stage and fed to the combustion chamber 2 as combustion air. The compressor 4 presses a higher pressure than this intermediate pressure corresponding to the withdrawal, so that the gas turbine can generate the compressor output. The compressed air from the final stage of the compressor .4 is preheated in a heat exchanger 6 by the exhaust gases from the gas turbine. Compressed gas, also preheated, is fed to both the combustion chamber 2 and the combustion chamber 7 as fuel. The combustion chamber 2 replaces the known Cowper apparatus, is smaller in terms of space and cheaper, and it can be used as combustion air for the blast furnace with the help of Regulatory organs precisely regulated and on one
set any height, if necessary
even above 75o ° C.
In the example of FIG. 2, the designations are
the apparatus are the same as in Fig. i. In the opposite
For example, sentence i is not assigned to combustion chamber 2
Compressed air supplied from the compressor 4, but
Pressurized gas, which is an intermediate stage of the gas turbine 3
is removed. Own the gases of the gas turbine
known to have a large excess of air, so that the
the gas taken from the gas turbine from the combustion chamber 2
supplies enough '\ "er) renntilgsltift.
Denser 4 now conveys all air to the combustion chamber 7
the gas turbine. An intermediate stage of the gas
the gas removed from the turbine before it is
Room 2 arrived, work still done.
In the embodiment according to Fig. I, the
denser 4 and 5 also by a gas engine, one
Steam turbine or an electric motor driven
instead of rushing through the gas turbine. The compressors
would then only use the one for combustion chamber 2
promote the necessary pressure. The combustion chambers 2 and 7
could use another fuel instead of gas
operate.