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Verfahren und Einrichtung zur Umstellung von batterieweise zusammengefaßten
Regenerativöfen mit in Hälften geteilten Regeneratorkammern Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Einrichtung zur Umstellung von batterieweise zusammengefaßten,
mit einem regenerativvorgewärmten Gemisch aus Starkgas und eigenem Rauchgas beheizten
Regenerativöfen mit in Hälften geteilten Regeneratorkammern und je einer Hälfte
zugehörigem Abgas- und Brenngas- bzw. Luftabsperrorgan. Zu solchen Öfen gehören
beispielsweise Koksöfen mit quer zur Batterielängsrichtung angeordneten Regeneratoren,
die durch eine gasdichte mittlere Trennwand in zwei während der Heizperioden im
gleichen Strömungssinn und mit dem gleichen Medium beaufschlagte Hälften unterteilt
sind. Sollen diese Öfen mit einem regenerativ vorzuwärmenden Gemisch aus Starkgas
und eigenem Rauchgas beheizt werden, so erfolgt der Rauchgaszusatz üblicherweise
in einem Gasmischer. Dieser steht mit einer Starkgaszuleitung und der Druckleitung
eines Gebläses in Verbindung, das die erforderliche Rauchgasmenge aus dem Kaminkanal
oder einem besonderen, vor den Regeneratorstirnseiten verlaufenden Rauchgaskanal
ansaugt.
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Bei der üblichen Regeneratorumstellung verbleiben bekanntlich im Gitterwerk
der bisher mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren Gas- bzw. Luftreste, die nach
Zugwechsel in die Abgaskanäle gelangen. Um dabei die Bildung explosibler Gasgemische
zu verhüten, hängt man gewöhnlich erst die eine Regeneratorgruppe, beispielsweise
die bisherigen Gasregeneratoren, beim Zugwechsel an den Kaminkanal an und die andere
Regeneratorgruppe erst dann, wenn die erste Gruppe mit Sicherheit
unter
der Einwirkung des Kaminzuges keine Reste ihrer früheren Füllung mehr enthält. Das
bedingt lange Umstellzeiten und entsprechende Unterbrechung der Ofenbeheizung. Zur
Vermeidung der Explosionsgefahr hat man auch bereits vorgeschlagen, zu Beginn der
Umstellung die bis dahin mit Einströmung arbeitenden Regeneratorräume mit Rauchgas
zu spülen. Jedoch erfordern die bekannten Einrichtungen noch größere Umstellzeiten,
so daß sich wegen des damit verbundenen Stillstandes der Ofenbeheizung diese Vorschläge
nicht haben einbürgern können.
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Um unter Ausschaltung jeder Explosionsgefahr den während der Umstellung
zwangläufig eintretenden Beheizungsstillstand auf ein Mindestmaß zu beschränken,
wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die beiden Regeneratorhälften zeitlich nacheinander
umzusteuern, wobei vorzugsweise die Brenngas- und die Luftfüllung jeder Kammerhälfte
am Ende jeder Periode mittels Rauchgas in die Feuerzüge gespült werden. Da während
der Umstellung der ersten Einheit die andere vollkommen ungestört weiterläuft, wobei
also auch das Rauchgasgebläse und der Gasmischer weiter in Tätigkeit bleiben, kann
man durch einen von der Druckleitung des Gebläses zur Gasverteilleitung führenden
Abzweig in die bisher auf Gas oder Luft stehenden Regeneratorhälften der ersten
Heizeinheit zwecks Spülung Rauchgas hineindrücken. Während dieses Vorganges herrscht
in' den zu spülenden Regeneratorräumen ein wesentlich höheres Druckgefälle als im
Normalbetrieb, nämlich nunmehr das Gefälle zwischen dem Überdruck in der Gebläsedruckleitung
und dem Unterdruck im Kaminkanal, an den die bisherigen Abhitzeregeneratoren zunächst
unverändert angeschlossen bleiben. . Der Spülvorgang erfordert daher nur eine recht
kurze Zeit. Danach erfolgt in der umzustellenden Heizeinheit der Zug,#vechsel in
der üblichen Weise, worauf anschließend die Gasverteilleitung wieder von der Gebläsedruckleitung
abgesperrt und an den Gasmischer angeschlossen wird. Da dieser während der ganzen
Umstellzeit der einen Heizeinheit nach wie vor zur Beheizung der anderen Einheit
dient, steht der volle Gasdruck und vor allem auch ein Brenngas unveränderter Zusammensetzung
zur Verfügung, so daß nach beendeter Umstellung die Beheizung der betreffenden Einheit
sofort in voller Stärke wieder einsetzt. Anschließend wird dann in der gleichen
Weise die auf der anderen Batterieseite gelegene Heizeinheit umgestellt. Es genügt
also eine einzige Umstellwinde, die ohne weiteres in der üblichen Weise selbsttätig
gesteuert werden kann. Da diese Winde jedesmal nur die Hälfte aller Umstelleinrichtungen
undAbsperrorgane der Ofenbatterie zu betätigen hat, kann sie wesentlich leichter
und billiger ausgeführt werden als bei der bisherigen üblichen gleichzeitigen Umstellung
beider Heizeinheiten. Gegebenenfalls können natürlich auch für jede Heizeinheit
eine besondere Umstellwinde und ein besonderes Gebläse vorgesehen werden, ohne daß
sich dadurch die erfindungsgemäße Umstellung ändert. Weitere Einzelheiten der Erfindung
seien an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt Abb. i die Regeneratoren einer Koksofenbatterie mitsamt
den zugehörigen Zu- und Ableitungen der Verbrennungsmedien einschließlich desGasmischers,
Gebläses und Kamins; Abb. 2 bis q. zeigen die einzelnen Stufen der Umstellung der
auf einer Batterieseite gelegenen Heizeinheit.
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Jeder Regenerator ist durch eine gasdichte mittlere Trennwand i in
zwei voneinander unabhängige Hälften unterteilt. Sämtliche auf einer Batterieseite
gelegenen Regeneratorhälften bilden zusammen mit den angeschlossenen Heizzügen eine
geschlossene Heizeinheit. Alle zu der einen Einheit gehörenden Teile sind mit dem
Unterscheidungszeichen a und alle zur anderen Einheit gehörenden Teile mit dem Unterscheidungszeichen
b versehen. Die im Zugwechsel zusammenarbeitenden Gas- und Abhitzeregeneratoren
sind mit 2 und 3 und die zusammenarbeitenden Luft- und Anhitzeregeneratoren mit
q. und 5 bezeichnet. Alle Regeneratoren stehen mit einer Gasverteillei,turig 6 in
absperrbarer Verbindung. Ferner sind die Gasregeneratoren 2 und 3 an einen zweisträngigen
Rauchgaskanal7 und die Luftregeneratoren q. und 5 an einen ähnlichen Kaminkanal
1q. absperrbar anzuschließen, der in einen Kamin 15 mündet.
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Die in den Verbindungsleitungen zwischen den Regeneratoren 2 und der
Gasverteilleitung 6 bzw. dem Rauchkanal ? angeordneten und als Ventile ausgebildeten
Ansperrorgane sind mit 8 und g und die entsprechenden Ventile der Regeneratoren
3 mit io und ii bezeichnet. In ähnlicher Weise enthalten die Verbindungsleitungen
zwischen den Regeneratoren q. und der Verteilleitung 6 bzw. dem Kaminkanal 1q. Absperrorgane
12 bzw. 13 und die zur Außenluft führenden Zuleitungen Ventile 16. Die entsprechenden
Absperrorgane der Regeneratoren 5 sind mit 17, 18 und i9 bezeichnet.
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Die beiden Stränge 7a und 7b des Rauchgaskanals münden in die Ansaugleitung
2o eines Gebläses 21, dessen Druckleitung 22 zu einem Gasmischer 23 führt, der außerdem
absperrbar an eine Starkgasleitung 2,4 angeschlossen ist. Vom Mischer 23 führt eine
Gaszuleitung 26 zu den Strängen 611 und 6b der Gasverteilleitung, die außerdem über
Leitungen 25a bzw. 25b mit Absperrventilen 2711 bzw. 27b mit der Druckleitung :2
des Gebläses absperrbar verbunden ist. Zwischen denEinmündungsstellenderLeitungen
25 und 26 befinden sich in den Strängen der Verteilleitung 6 Absperrorgane 28a bzw.
28b.
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Abb. i zeigt den Zustand der Batteriebeheizung während der Heizperiode.
Die Gasregenerato@ren 2 erhalten bei offenen Ventilen 8 Brenngas aus Verteilleitung
6, die bei offenen Ventilen 2811 und 28b an die gemeinsame Gasleitung 26 angeschlossen
ist. Die Ventile g in den Verbindungsleitungen zum Rauchkanal 7 sind geschlossen.
Umgekehrt sind die entsprechenden Ventile i i der Abhitzeregeneratoren 3 geöffnet
und die in der Verbindung zur Verteilleitung 6 gelegenen Ventile io geschlossen.
Aus
den Abhitzeregeneratoren 3 strömen daher die Rauchgase durch
Kanal 7 und Ansaugleitung 2o zum Gebläse 21 und werden von diesem durch Leitung
22 in regelbarer Menge dem Gasmischer 23 zugeführt. Der als Zusatz zum Starkgas
nicht benötigte Teil der Rauchgase kann durch eine nicht gezeichnete Überströmleitung
über Kaminkanal 14 zum Kamin 15 oder unmittelbar ins Freie gelangen. Die Luftregeneratoren
4 stehen bei geöffneten Ventilen 16 mit der Außenluft in Verbindung, ihre Anschlüsse
an die Verteilleitung6 bzw. den Kaminkanal 14 sind durch Schließen der Ventile 12
und 13
abgesperrt. Umgekehrt sind bei den zugehörigen Regeneratoren 5 die
Abgasventile 18 geöffnet, dagegen die Anschlüsse an die Verteilleitung 6 und die
Außenluft durch Schließen der Ventile 17 und ig unterbrochen.
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In Abb.2 ist der Beginn der Umstellung der einen Heizeinheit dargestellt,
deren Teile das Bezugszeichen a tragen. Durch Schließen des Ventils 28 und Öffnen
des Ventils 27 wird Strang 6a von der Gasleitung 26 abgesperrt und mit der Druckleitung
22 des Gebläses 21 in Verbindung gebracht. Nach gleichzeitigem Öffnen der Ventile
12a und Schließen der Ventile 1611 strömt Rauchgas in die Regeneratorhälften 2a
und 4a, drückt die in diesen Räumen befindlichen Gas- bzw. Luftreste in die angeschlossenen
Heizzüge, wo sie verbrennen, und wird aus den zugehörigen Abhitzeregeneratoren
3" und 5a in den Rauchgaskanal 7a bzw. Kaminkanal i4a abgesaugt.
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Nach Beendigung dieses wegen des hohen Druckgefälles zwischen einströmenden
und ausströmenden Regeneratoren nur recht kurzen Spülvorganges erfolgt der in Abb.
3 dargestellte Zugwechsel. Dazu werden die Ventile 8 und 12 der Regeneratorhälften
8a und I2a der Regeneratorhälften 2a und 4a geschlossen und die Ventile ga und 13a
geöffnet. Ebenso werden bei den Regeneratorhälften 3a und 5a zunächst die Ventile
iia und i8a geschlossen und sodann die Ventile ioa und 17a geöffnet. Nunmehr arbeiten
die Regeneratoren 2a und 4a mit Ausströmung und die Regeneratoren 3a und 5a mit
Einströmung.
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Der in Abb. 4 dargestellte Betriebszustand wird dadurch hergestellt,
daß durch Schließen des Ventils 27a und Öffnen des Ventils 28a die Verteilleitung
6a von Druckleitung 23 abgesperrt und an die Gaszuleitung 26 angeschlossen wird.
Jetzt erhalten die Regeneratorhälften 3a Brenngas. Gleichzeitig werden die Regeneratoren
5a durch Schließen der Ventile 17" von Leitung 6 abgesperrt und durch Öffnender
Ventile Iga mit der Außenluft verbunden. Damit ist die Umstellung der in Frage stehenden
Heizeinheit vollendet. Der Betrieb der anderen Heizeinheit ist, wie ein Vergleich
der Abb. 2 bis 4 mit Abb. i zeigt, ebenso wie die Betätigung des Gebläses 21 und
des Mischers 23 unverändert geblieben. Es werden also die gefürchteten Druckstöße
in der Starkgaszuleitung 24 und in Kaminkanal 14 vollkommen vermieden.
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Die anschließende Umstellung der zweiten Heizeinheit vollzieht sich
in der gleichen Weise und bedarf keiner weiteren Erläuterung. Nachdem diese beendet
ist, werden die beiden Hälften aller Regeneratoren wieder im gleichen Sinne und
mit dem gleichen Medium beaufschlagt. In der nun folgenden Heizperiode dienen die
Regeneratoren 3 und 5 zur Gas- bzw. Luftvorwärmung und die Regeneratoren 2 und 4
zum Aufnehmen der heißen Abgase.
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Bei dem gezeichneten Schema ist jeder zweite der jeweils Abgas führenden
Regeneratoren an Rauchkanal 7 und damit an Gebläse 21 angeschlossen. Sollte dabei
die vom Gebläse durch Leitung 22 dem Mischer zugeführteRauchgasmenge zu groß werden
und will man auf eine besondere Überströmleitung verzichten, so kann man beispielsweise
nur jeden vierten Abhitzeregenerator an Rauchkanal? und die übrigen drei an Kaminkanal
14 anschließen. Zur Vereinfachung kann man auch Rauchkanal 7 ganz wegfallen lassen
und Gebläse 21 an Kaminkanal 14 anschließen. In diesem Fall müßten natürlich alle
Regeneratoren 2 und 3 ebenfalls mit dem Kaminkanal verbunden werden.
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Es ist jedoch zweckmäßig, auf die Anordnung des zweisträngigen Rauchkanals
7 nicht zu verzichten. Da an diesen vorzugsweise die Gasregeneratoren 2 und 3 absperrbar
anzuschließen sind, können bei Umstellung einer Heizeinheit etwa noch vorhandene
Gasreste in den Regeneratorräumen nur wieder zum Gebläse und von diesem zusammen
mit Rauchgas über den Gasmischer in die Verteilleitung der anderen Einheit gelangen,
Luftreste in Regeneratoren 4 bzw. 5 dagegen nur durch Kaminkanal 14 zum Kamin 15.
Die Bildung explosibler Gasgemische ist also auch dann ausgeschlossen, wenn man
nur eine ungenügende Spülung der mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren vornimmt
oder darauf ganz verzichtet. Bei Fortfall des Rauchkanals 7 dagegen ist zur Vermeidung
von Explosionsgefahren eine gründliche Spülung der mit Einströmung arbeitenden Regeneratoren
unbedingt erforderlich. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, wo sowohl mit
Spülung gearbeitet wird als auch ein besonderer Rauchgaskanal vorgesehen ist, besteht
gewissermaßen eine doppelte Sicherung gegen Explosionsgefahr, ohne daß dadurch die
Umstellzeiten wesentlich verlängert werden.