DEP0031330DA - Abstimmung der Beheizung von Industrieöfen auf eine für die Erwärmung des Wärmgutes zweckmäßige Ofentemperaturverteilung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstimmung der Beheizung von Industrieöfen, beispielsweise von Durchsatzöfen oder auch Glühöfen auf die für den Betrieb solcher Öfen zweckmässige Arbeitstemperaturverteilung. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, einen Teil der Ofenabgase in regelbarer Menge aus dem Abgasstrom abzuzweigen und den Brennmedien, d.h. der Verbrennungsluft, dem Heizgas oder den Gemisch- bzw. Verbrennungsprodukten zuzusetzen. Bei Betrieb mit Abhitzeverwertung, z.B. Luftvorwärmer, soll die Abzweigung der Abgase zur vollen Ausnutzung der darin enthaltenen fühlbaren Wärme im Ofen vor dem Abhitzeverwerter erfolgen, bei Ausnutzung im Abhitzeverwerter jedoch nach diesem. Durch die Beimischung eines Bruchteiles der Gesamt-Abgase zu den Brennmedien wird erfindungsgemäss einerseits eine für den Anwärmeprozess unzuträgliche Überhöhung der Flammentemperatur vermieden bzw. letztere auf die erwünschte befestgeeignete Höhe gesenkt, andererseits aber die zur Steigerung der Vorwärmung des Wärmegutes sehr erwünschte Vermehrung der Ofengase herbeigeführt.

Es ist eine in der Wärmewirtschaft noch viel zu wenig beachtete Tatsache, dass die Flammentemperatur vieler Brennstoffe z.B. Ferngas, Wassergas, Kohlenstaub, bei wirtschaftlicher Verbrennung für viele Wärmeprozesse eine unzweckmässige Höhe erreicht, d.h. allzu hoch über der Ziehtemperatur des Wärmgutes liegt. Das Wärmgut muss in solchen sehr häufigen Fällen vorzeitig, d.h. vor der erwünschten gleichmässigen Durchwärmung, aus dem Ofen gezogen werden, um dessen Überhitzung an der Oberfläche zu vermeiden. Gesteigert wird diese unerwünschte Erscheinung noch, wenn, wie dies ebenfalls oft der Fall ist, zwecks Verwendung der Ofenabhitze mit vorgewärmter Luft oder vorgewärmtem Heizgas, d.h. also mit noch weiter überhöhter Verbrennungstemperatur, gearbeitet wird. In solchen Fällen wirkt sich die Abhitzeverwertung nur schädlich aus und ist völlig abwegig. Es bleibt dann nur noch der Ausweg, die Abhitzeverwertung stillzusetzen, was nicht selten geschieht, oder den Wirkungsgrad der Beheizung so weit herabzusetzen, dass keine Überhitzung durch die hohe Flammentemperatur mehr auftreten kann. Man hat sich hierzu verschiedener Mittel bedient, die aber sämtlich schwer zu handhaben und schwer zu kontrollieren sind und die Gefahr des Versagens bergen. So hat man z.B. durch verschiedene Maßnahmen eine Verzögerung der Verbrennung bzw. ein Indielängeziehen der Flamme angewendet, indem man z.B. Gas- und Luftstrom mit gleicher Geschwindigkeit parallel legte, eine Verwirbelung möglichst vermied oder auch das leichte Gas über die schwerere Luft legte. Auch hat man mit unvollständiger Verbrennung und Zweitluftzugabe im Ofen gearbeitet. Jeder Bedienungsfehler solcher Maßnahmen kann aber zu sehr unangenehmen Störungen führen. Wird z.B. vergessen, bei Betriebsstockung die Zweitluft abzudrehen, so schweisst das Wärmgut zusammen, wodurch eine der unangenehmsten Betriebsstörungen verursacht und der Zweitluftbetrieb für diesen Betrieb ausgeschaltet wird. Auch durch die Lenkung der Flamme in eine zweckmässige Richtung am Wärmgut vorbei hat man sich zu helfen versucht, aber mehr oder weniger blieben auch dies unzuverlässige Behelfe, denn bei Anwachsen des Herdes oder Werfen der Geschränkplatten, in welche die Brenner eingesetzt sind, berührt die Flamme nach gewisser Betriebszeit das Wärmgut doch. Schliesslich noch erzwingt eine unnötig hohe Flammentemperatur eine teure, hochfeuerfeste Ofenbauart. Bei Anwendung der erfindungsgemäss vorgesehenen teilweisen Ofengasumwälzung fallen alle diese Nachteile fort, indem ein regelbarer, auf die Abstimmung der zweckmässigen Temperaturverteilung im Ofen eingestellter Anteil der Ofenabgase den Brennmedien auf beliebige, den jeweiligen Umständen angepasste Weise beigemischt wird. Beispielsweise werden zusammen mit der Verbrennungsluft die Abgase vor oder hinter dem Abhitzeverwerter von einem Ventilator angesaugt und mit diesem durch Abgase sozusagen verdünnten Luftsauerstoff die Beheizung betrieben, oder man drückt Ofenabgase in zweckmässig dosierter Menge in das Heizgas, dieses verdünnend. Dieser Fall wird sich bei Verwendung bestimmter Brennerbauarten, z.B. der sogenannten K-Brenner, empfehlen. Es kann auch der für die zweckmässigste Temperaturverteilung im Ofen erforderliche Ofenabgasanteil mittels Exhaustor in einer gesonderten Leitung direkt in den Ofen zu den dort verbrennenden Brennmedien (Brennstoff und Luft) geleitet werden. In jedem Fall wird die Flammentemperatur herabgesetzt und die Ofenabgase um den umgewälzten Anteil Ofenabgase vermehrt, eine Überhitzung des Wärmgutes verhindert, zweckmässige Durchwärmung des Wärmgutes ermöglicht, die Vorwärmung des Wärmgutes durch vermehrte Ofengase gefördert und der chemische Angriff durch Vermehrung neutraler Ofengase vermindert. Weiterhin ermöglicht die Anwendung der erfindungsgemäss vorgesehenen teilweisen Ofengasumwälzung eine unbegrenzte Abhitzerückgewinnung in Form von Luft- bzw. Gasvorwärmung, weil die durch diese Vorwärmung bisher sehr oft schädliche Überhöhung der Flammentemperatur durch die gesteuerte Abgasumwälzung in jeder erwünschten Grenze gehalten werden kann. Der bisher die Vorwärmung des Wärmgutes stark behindernde Mangel an Ofengasen infolge der Notwendigkeit, die Heizgasmenge entsprechend der durch die Vorwärmung der Brennmedien zusätzlich dem Ofen zugeführten Wärme zu drosseln, ja darüber hinaus die Beheizung infolge der überhöhten Flammentemperatur noch weiter einschränken zu müssen, wird durch die erfindungsgemäss vorgeschlagene Vermehrung der Ofengase in einen oft ausschlaggebenden Vorteil verwandelt, da die Ofenleistung infolge der verbesserten Vorwärmung eine wesentliche Steigerung erfährt.

Für die Abzweigung des umzuwälzenden Anteiles der Ofenabgase werden mehrere Möglichkeiten vorgeschlagen, die sich nach den Umständen richten. So z.B. kann es vorteilhaft sein, die Abgase mittels Exhaustors abzusaugen und dem Ofen in gesonderter Leitung zuzudrücken, wenn beispielsweise die Verbrennungsluftleitung die Abgase nicht mehr schlucken kann, genügend Platz zwischen den Kammern zur Einführung der Umwälzgase und eine genügend lange Mischstrecke (Brennkammer) im Ofen vorhanden ist. Es ist unter allen Umständen aber auch besser, die Ofenabgase der Verbrennungsluft oder dem Heizgas beizumischen, je nach Leitungsquerschnitt bzw. Brennerbauart. Letzteres käme, wie oben erwähnt, besonders für Brenner grossen Gasaustrittsquerschnittes nach Art der K-Brenner in Frage. Eine andere günstige Lösung ist das gleichzeitige Ansaugen von Verbrennungsluft bzw. Heizgas und Abgasen durch einen Ventilator bzw. Gebläse, wozu jedoch auch die Leitungsquerschnitte und die Querschnitte in den Brennern entsprechend ausreichend bemessen sein müssen.

Claims (5)

1.- Verfahren zur Abstimmung der Beheizung von Industrieöfen, beispielsweise von Durchsatzöfen, auf eine für die Erwärmung des Wärmgutes zweckmässige Ofentemperaturverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenabgase in einer zur Erreichung dieser Temperaturverteilung erforderlichen regelbaren Menge den Brennmedien zugesetzt, also umgewälzt werden.

2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der umzuwälzenden Ofenabgase zur vollen Ausnutzung der darin enthaltenen fühlbaren Wärme vor dem Abhitzeverwerter abgezweigt wird.

3.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der umzuwälzenden Ofenabgase zwecks Ausnutzung der darin enthaltenen fühlbaren Wärme vor einem Abhitzverwerter erst nach diesem abgezweigt wird.

4.- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der umzuwälzenden Ofenabgase mittels Exhaustor unmittelbar dem Ofen in gesonderter Leitung zugeführt oder der Verbrennungsluft bzw. dem Heizgas zugedrückt wird.

5.- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der umzuwälzenden Ofenabgase zugleich mit der Verbrennungsluft oder dem Heizgas von einem Ventilator bzw. Gebläse angesaugt wird.