NL8100748A

NL8100748A - METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING HOT WIND TEMPERATURE IN HOT WIND GENERATING PLANTS

Info

Publication number: NL8100748A
Application number: NL8100748A
Authority: NL
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1981-09-16
Also published as: IT8119752A0; ATA51081A; DE3104336A1; FR2476133A1; SE8101001L; IT1169204B; LU82174A1; BE887479A; GB2069678A; GB2069678B; JPS56130413A

Description

P & cP & c

W 3956-22 Ned.M/LvDW 3956-22 Dutch M / LvD

Werkwijze en inrichting voor het regelen van de hete windtenperatuur in opwekkingsinstallaties van hete wind.Method and device for controlling the hot wind temperature in hot wind generating plants.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het regelen 5 van de hete windtemperatuur in hete wind opwekkingsinstallaties met tenminste twee windverhitters, waarbij elke windverhitter onder andere een roosterwerkschacht omvat, die in wezen door een roosterwerk uit vuurvaste steen opgevuld en aan zijn basis van een inlaatopening voor koude wind en een uitlaatopening voor afgewerkte gassen voorzien is, alsmede 10 aan zijn bovenste deel van een uitlaatopening voor hete wind, een of meerdere branders, die ofwel boven het vuurvaste roosterwerk gemonteerd zijn, danwel in een verbrandingsschacht, alsmede een temperatuur bewa-kingsinrichting voor de door de installatie opgewekte hete wind, waarbij deze werkwijze een verbrandingsfase omvat, waarin door verbranding van 15 een verbrandingsgas in elk dezer branders van de rooster werkschacht verhit wordt, en een windfase, waarin aan de basis van de roosterwerkschacht koude lucht ingelaten en aan het bovenste deel van de schacht hete wind uitgelaten wordt, die bij het doorlopen van het roosterwerk de tijdens de verbrandingsfase daarin opgeslagen warmte opgenomen heeft, en een 20 mengproces voor de toegift van een bepaalde hoeveelheid koude wind op de hete wind, waarbij deze hoeveelheid koude wind in functie van de door de temperatuur bewakingsinrichting vastgestelde temperatuur geregeld wordt met het doel de temperatuur op een bepaalde waarde te handhaven, met het kenmerk, dat dit mengproces in het inwendige van het windverhittershuis 25 uitgevoerd wordt.The invention relates to a method for controlling the hot wind temperature in hot wind generating installations with at least two wind heaters, each wind heater comprising, inter alia, a grate shaft, which is essentially filled by refractory grate and at its base of an inlet opening for cold wind and an exhaust opening for waste gases is provided, as well as at its upper part an outlet opening for hot wind, one or more burners, which are mounted either above the refractory grate or in a combustion shaft, and a temperature monitoring device for the hot wind generated by the installation, this method comprising a combustion phase, in which by combustion of a combustion gas in each of these burners of the grate work shaft is heated, and a wind phase, in which cold air is introduced at the base of the grate work shaft and the upper part of the shaft hot wind which has taken up the heat stored during the combustion phase during the passage of the grate, and a mixing process for the addition of a certain amount of cold wind to the hot wind, this amount of cold wind depending on the temperature temperature control device is controlled for the purpose of maintaining the temperature at a certain value, characterized in that this mixing process is carried out in the interior of the wind heater housing.

4040

Zoals bekend, wordt in hoogovens de hete wind door een ringleiding toegevoerd, welke de afzonderlijke windvormen voedt, waardoor de hete wind ter handhaving van het proces in het inwendige van de oven in laatst genoemde wordt ingeblazen om het procesverloop in de oven te 30 kunnen beheersen is het noodzakelijk dat de hete windtemperatuur constant of tenminste beïnvloedbaar is. Nu heeft echter de in een windverhitter-installatie opgewekte hete wind geen constante temperatuur tijdens de duur van de windfase. Bovendien kan het voorkomen, dat temperatuurverschillen bestaan tussen de hete wind uit de ene windverhitter en die van een 35 andere. Om deze temperatuurschommelingen te verhinderen is bij de toenmalige installaties een mengstation stroomopwaarts van de ringleiding en stroomafwaarts van de windverhitters aangebracht. In dit mengstation wordt aan de hete wind de noodzakelijke hoeveelheid koude wind toegevoerd om de temperatuur in de ringleiding op een constante waarde, de zogenaamde geregelde temperatuur van de hete wind behouden. Is een geregelde tem- - 8100748 r fj - 2 - peratuur van de hete wind van bijvoorbeeld 1250 C gewenst, wat bij moderne hoogovens het geval is, dan moet de temperatuur van het vuurvaste o roosterwerk tenminste aan het bovenste deel ervan op 1400 C gebracht worden.As is known, in blast furnaces, the hot wind is supplied through a ring line, which feeds the individual wind forms, through which the hot wind is blown into the interior of the furnace in the latter to maintain the process in order to control the process flow in the furnace it is necessary that the hot wind temperature is constant or at least influenced. Now, however, the hot wind generated in a wind heater installation does not have a constant temperature during the duration of the wind phase. In addition, it may occur that temperature differences exist between the hot wind from one wind heater and that from another. In order to prevent these temperature fluctuations, a mixing station was installed upstream of the ring line and downstream of the wind heaters in the former installations. In this mixing station, the necessary amount of cold wind is supplied to the hot wind in order to maintain the temperature in the ring line at a constant value, the so-called controlled temperature of the hot wind. If a regulated temperature of the hot wind of, for example, 1250 C is desired, as is the case with modern blast furnaces, the temperature of the refractory grates must be brought to at least 1400 C at the top. turn into.

5 De uitvinding stelt zich tot taak een nieuwe mengwerkwijze voor te stellen, waardoor een wezenlijke vereenvoudiging van de hete wind opwekkingsinstallatie verkregen wordt. Hiertoe heeft de werkwijze volgens de uitvinding tot kenmerk, dat het mengproces in het inwendige van het windverhitterhuis zelf plaatsvindt. Hierdoor wordt het gehele 10 mengstation overbodig.The object of the invention is to propose a new mixing method, whereby an essential simplification of the hot wind generating installation is obtained. To this end, the method according to the invention is characterized in that the mixing process takes place in the interior of the wind heater housing itself. This makes the entire mixing station superfluous.

In een voordelige uitvoeringsvorm vindt het mengproces onmiddellijk boven het vuurvaste roosterwerk plaats, waarbij de mengwind door de branders aangevoerd wordt, en wel zowel in het geval dat de brander in een verbrandingsschacht ondergebracht zijn, als ook in het geval waar zij 15 zich in de koepel van de windverhitter onmiddellijk boven het roosterwerk bevinden. De mengwind bestaat bij voorkeur uit koude wind, die uit de hoofd-inlaatleiding voor koude wind in de noodzakelijke hoeveelheid afgetakt wordt.In an advantageous embodiment, the mixing process takes place immediately above the refractory grate, whereby the mixing wind is supplied by the burners, both in the case where the burner is housed in a combustion shaft, and also in the case where they are located in the dome. of the fan heater immediately above the grille. The mixing wind preferably consists of cold wind, which is branched from the main cold wind inlet pipe in the necessary amount.

De inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze wordt ge-20 kenmerkt door een hulpleiding, die tenminste een van de branders met een hoofdinlaatleiding voor koude lucht aan de basis van de roosterwerk-schacht verbindt en door een regelklep in deze hulpleiding, waarbij de stand van deze klep automatisch in functie van de door de temperatuur-bewakingsinrichting geleverde waarden gestuurd wordt.The apparatus for carrying out the method is characterized by an auxiliary pipe connecting at least one of the burners to a main cold air inlet pipe at the base of the grate shaft and by a control valve in this auxiliary pipe, the position of which this valve is controlled automatically in function of the values supplied by the temperature monitoring device.

25 De uitvinding zal hieronder aan de hand van een in de figuren __ der bijgaande tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures in the accompanying drawing.

De figuur stoont een windverhitter zonder verbrandingsschacht met in de koepel ondergebrachte branders van het type, zoals deze in de 30 Nederlandse octrooiaanvrage ....... "onze referentie W 3956-21" beschre ven wordt, die op de zelfde dag als de onderhavige aanvrage werd ingediend. Er moet echter naar voren gebracht worden, dat.de uitvinding zich niet tot dit specifieke voorbeeld beperkt.The figure shows a wind heater without a combustion shaft with burners housed in the dome of the type described in the Dutch patent application ....... "our reference W 3956-21", which is on the same day as the the present application was filed. However, it should be pointed out that the invention is not limited to this specific example.

De in de figuur weergegeven windverhitter .of Cowper luchtver-35 hitter is globaal met het verwijzingscijfer 2 aangegeven en omvat in wezen een roosterwerkschacht 4 met een daarboven bevindende kamer 6, waarvan hij door een tranversaalplafond 8 uit vuurvast materiaal gescheiden is. Dit plafond draagt meerdere, in het getekende voorbeeld 4 branders 10, die zich in het inwendige van de kamer 6 bevinden. Deze 40 branders 10 worden met een verbrandingsgas gevoed door een buitenste 8 1 00 74 8 ^ <? - 3 - ringleiding 12 en met verbrandingslucht door een centrale leiding 14, die in radiale richting met elk der branders verbonden is.The wind heater or Cowper fan heater shown in the figure is indicated generally by reference numeral 2 and essentially comprises a grate shaft 4 with an chamber 6 located above it, of which it is separated by a transverse ceiling 8 of refractory material. This ceiling carries several burners 10, shown in the example 4, which are located in the interior of chamber 6. These 40 burners 10 are fed with a combustion gas through an outer 8 1 00 74 8 3 - ring line 12 and with combustion air through a central line 14, which is connected radially to each of the burners.

De fig. toont eveneens een hoofdleiding 16 voor de toevoer van koude wind aan de basis van de windverhitter. Deze leiding 16 5 staat via een hoofdklep 18 en een hulpklep 20 met de roosterwerkschacht 4 in verbinding. De hete wind verlaat de roosterwerkschacht door een zijdelingse opening 22, die met de hete wind ringleiding van een hoogoven kan zijn verbonden.The Figure also shows a main line 16 for the supply of cold wind to the base of the wind heater. This conduit 16 5 communicates with the grate shaft 4 via a main valve 18 and an auxiliary valve 20. The hot wind leaves the grate shaft through a lateral opening 22, which may be connected to the hot wind ring line of a blast furnace.

Bij het in de figuur weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is even-10 eens een koel- en drukbelastingssysteem voor de kamer 6 aanwezig, analoog aan het in fig. 6 van de eerder genoemde octrooiaanvrage weergegeven uitvoeringsvoorbeeld. Hiertoe staat de leiding 14 voor de verbrandingslucht via een kleppenstel 24 met het inwendige van de kamer 6 in verbinding.In the exemplary embodiment shown in the figure, a cooling and pressure loading system for chamber 6 is also provided, analogous to the exemplary embodiment shown in fig. 6 of the aforementioned patent application. To this end, the combustion air line 14 communicates with the interior of the chamber 6 via a valve assembly 24.

Een verder kleppenstel 26 regelt de doorlaat tussen de leiding 14 en elk 15 van de branders 10. De circulatie in de kamer 6 wordt daardoor tot stand gebracht, dat de lucht door een leiding 28 naar de atmosfeer wordt geëvacueerd, dan wel naar de basis van de roosterwerkschacht 4 voor een terugvoer ervan in de koude windstroom. Tijdens de verbrandingsfase circuleert derhalve niet alleen de verbrandingslucht in de branders, doch eveneens 20 rondom de genoemde en in het inwendige van de kamer 6 voor de afkoeling van laatstgenoemde.A further valve set 26 controls the passage between the line 14 and each 15 of the burners 10. The circulation in the chamber 6 is thereby effected that the air is evacuated through a line 28 to the atmosphere or to the base of the grate shaft 4 for its return in the cold wind flow. During the combustion phase, therefore, not only the combustion air circulates in the burners, but also around the said and in the interior of the chamber 6 for cooling the latter.

Voor de drukbelasting van de kamer 6 en de afkoeling ervan tijdens de windfase is een hulpleiding 30 voor koude wind aanwezig, die de hoofdleiding 16 via kleppen 18 en 20 met de leiding 14 voor de voeding 25 van de brander 10 met verbrandingslucht verbindt. Deze leiding 30 bezit eveneens een regelklep 32 voor de doorstroomregeling in de leiding 30.For the pressure loading of the chamber 6 and its cooling during the wind phase, an auxiliary line 30 for cold wind is provided, which connects the main line 16 via valves 18 and 20 to the line 14 for the power supply 25 of the burner 10 with combustion air. This line 30 also has a flow control valve 32 in the line 30.

Voor verdere bijzonderheden over de werkingswijze, in het bijzonder de afkoeling en de drukbelasting, wordt verwezen naar de hiervoor genoemde octrooiaanvrage.For further details about the mode of operation, in particular the cooling and the pressure load, reference is made to the aforementioned patent application.

30 Volgens de uitvinding vindt het mengproces tussen de hete'wind en een bepaalde hoeveelheid koude wind plaats met het doel een geregelde hete windtemperatuur te verkrijgen in het inwendige van het huis zelf van de windverhitter 2, en in het bijzondere geval van de figuur, in een kamer 34, welke tussen het bovenste deel van de roosterwerkschacht 4 35 het onderste vlak van het de branders dragende plafond 8 gevormd wordt.According to the invention, the mixing process between the hot wind and a certain amount of cold wind takes place with the aim of obtaining a controlled hot wind temperature in the interior of the house itself of the wind heater 2, and in the particular case of the figure, in a chamber 34, which is formed between the upper part of the grate shaft 4, the lower surface of the burner 8 carrying ceiling 8.

In dit bijzondere geval kan de aanwezigheid van de leiding 30 ten nutte gemaakt worden, om een bepaalde hoeveelheid koude wind door de leiding 14 en de branders 10 van de kamer 34 toe te voeren. Ten gevolge daarvan bestaan zowel de koude lucht voor de kamer 6 en de drukbelastingslucht 40 voor deze kamer 6, alsook de menglucht, uit een bepaalde hoeveelheid 81 00 74 8 - τ; - 4 - koude lucht, die uit de hoofdleiding 16 afgetakt wordt.In this particular case, the presence of conduit 30 can be exploited to supply a certain amount of cold wind through conduit 14 and burners 10 of chamber 34. As a result, both the cold air for the chamber 6 and the compression load air 40 for this chamber 6, as well as the mixed air, consist of a certain amount of 81 00 74 8 - τ; - 4 - cold air, which is branched from the main line 16.

De hoeveelheden regeling voor de in totaal benodigde hoeveelheid voor de koeling, de drukbelasting en het mengproces wordt door middel van de klep 32 uitgevoerd. De opdeling tussen menglucht enerzijds en koel-5 en drukbelastingslucht anderzijds wordt door middel van de beide kleppen-stellen 24 en 26 uitgevoerd. Wanneer bijvoorbeeld de niet-getekende temperatuur bewakingsinrichting in de ringleiding een stijgende tendens van de hete windtemperatuur vastgesteld, moet de mengwind hoeveelheid met het doel de temperatuur terug te brengen op het gewenste niveau, 10 vergroot worden. Hiertoe worden de klep 32, alsmede de kleppen 26 geopend. Onafhankelijk daarvan kan eveneens de klep 24 ter afkoeling van de kamer 6 bediend worden.The amounts of control for the total amount required for the cooling, the pressure load and the mixing process are carried out by means of the valve 32. The division between mixed air on the one hand and cooling air and pressure load air on the other hand is carried out by means of the two valve sets 24 and 26. For example, when the non-drawn temperature monitoring device in the ring line detects an increasing tendency of the hot wind temperature, the mixing wind amount must be increased for the purpose of bringing the temperature back to the desired level. To this end, the valve 32 and the valves 26 are opened. Independently of this, the valve 24 can also be operated to cool the chamber 6.

Wanneer anderzijds de temperatuur bewakingsinrichting een dalende tendens van de geregelde temperatuur van de hete wind vaststelt, 15 behoeft slechts de klep 32 ter vermindering van de doorstroming in de leiding 30 en daarmede de hoeveelheid mengwind, gesloten te worden.On the other hand, when the temperature monitor detects a decreasing tendency of the controlled temperature of the hot wind, only the valve 32 to reduce the flow in the conduit 30 and thereby the amount of mixing wind need be closed.

Wanneer gelijktijdig met een vermindering van de mengwindhoeveelheid een toename van de koelluchthoeveelheid voor koeling van de kamer 6 noodzakelijk is, behoeven slechts de kleppen 24 verder geopend en de kleppen 20 26 verder gesloten te worden zonder de stand van de klep 32 te veranderen .When simultaneously with a decrease in the mixing wind quantity an increase in the cooling air quantity for cooling the chamber 6 is necessary, only the valves 24 need be opened further and the valves 20 26 further closed without changing the position of the valve 32.

Het is vanzelfsprekend, dat de bediening van de kleppen automatisch geschiedt als functie van de door de hete windtemperatuur bewakingsinrichting voor de hete windtemperatuur in de ringleiding geleverde warmte enerzijds en als functie van de gegeven aanwijzingen van een 25 andere temperatuur bewakingsinrichting in de kamer 6 anderzijds.It goes without saying that the valves are operated automatically as a function of the heat supplied by the hot wind temperature monitoring device for the hot wind temperature in the ring line on the one hand and as a function of the instructions given by another temperature monitoring device in the chamber 6 on the other side.

Bij een windverhitter van het gebruikelijke type met een ver- brandingsschacht, zij het met een gescheiden of een geintregeerde......With a wind heater of the usual type with a combustion shaft, be it with a separate or an integrated ......

is het eveneens mogelijk, de mengwind door de brander (s)' toe te voeren, terwijl laatstgenoemde via een hulpleiding analoog aan de leiding 30 met 30 de hoofdleiding voor de inlaat van koude wind verbonden worden. Het is echter duidelijk, dat het voorgestelde systeem bijzonder gunstig is in het geval van een uitvoering volgens de figuur of in het geval van de andere, in de hiervoor genoemde octrooiaanvrage voorgestelde uitvoeringsvormen, aangezien men de aanwezigheid van de koelkringlopen ten nutte maken kan 35 en het meng- en het koelproces combineren kan. Met andere woorden verkrijgt men een hete wind met geregelde temperatuur zonder dat daar voor een mengstation noodzakelijk is en zonder op een extra uitrusting ' te moeten teruggrijpen. 1 8 1 00 74 8it is also possible to supply the mixing wind through the burner (s), while the latter are connected via an auxiliary line analogous to line 30 with the main line for the inlet of cold wind. It is clear, however, that the proposed system is particularly favorable in the case of an embodiment according to the figure or in the other embodiments proposed in the aforementioned patent application, since the presence of the cooling circuits can be exploited and can combine the mixing and cooling process. In other words, a hot wind with controlled temperature is obtained without the necessity for a mixing station and without having to resort to additional equipment. 1 8 1 00 74 8

Claims

1. The invention relates to a method for controlling the hot wind temperature in hot wind generating installations with at least two wind heaters, each wind heater comprising, inter alia, a grate shaft, which is essentially filled by a refractory stone grate 5 and at its base of an inlet for cold wind and an outlet for waste gases is provided, and at its upper part an outlet for hot wind, one or more burners, which are mounted either above the refractory grate or in a combustion shaft, and a temperature monitoring 10 a device for the hot wind generated by the installation, this method comprising a combustion phase, in which working air is heated by combustion of a combustion gas in each of these burners of the grate shaft, and a wind phase, in which cold air is introduced at the base of the grate shaft and at the top of the shaft hot wind 15, which has absorbed the heat stored during the combustion phase during the passage of the grate, and a mixing process for the addition of a certain amount of cold wind to the hot wind, this amount of cold wind depending on the temperature temperature control is controlled with the aim of maintaining the temperature at a certain value, characterized in that this mixing process is carried out in the interior of the wind heater housing.

Method according to claim 1, characterized in that the mixing process takes place immediately above the refractory grates. 2S

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing wind is fed through the burner (s).

4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixing wind consists of a part of the cold wind, which is taken from a main inlet pipe for cold wind at the base of the grating shaft.

Device for carrying out the method according to any one of the preceding claims, characterized by an auxiliary line comprising at least one. of the burners to a main cold air inlet pipe at the base of the grate shaft and through a control valve in this auxiliary line, the position of this valve being controlled automatically according to the values supplied by the temperature monitor.

Device according to claim 5, characterized in that the

81 - 6 - auxiliary line (30) is connected to the burners (10) via a combustion air inlet pipe (14) in which control valves (26) are arranged.

Device according to claim 5 or 6, characterized in that the 5 burners (10) are mounted on a transverse ceiling (8) above the grate shaft (4) and in that the mixing process takes place in a mixing chamber (34), which is between the ceiling (8) and the upper part of the grille (4) are defined.

8. Device as claimed in claim 7, characterized in that the auxiliary line (30) is formed by said line, whereby cold wind is supplied as cooling and pressure-loading air in the upper part of the wind heater above the ceiling (8). . 15 81 00 74 8