NL8104872A - Systeem voor het benutten van hoogovengas. - Google Patents

Description

* * N/30.465-tM/f.

* ' Systeem voor het benutten van hoogovengas.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem met een fijnstofverzamelaar van het droge type, die geschikt is voor het benutten van hoogovengas,· en meer in het bijzonder op een systeem voor het benutten van hoog-5 ovengas, voorzien van een hoogoven, een grofstofverzamelaar, een fijnstofverzamelaar van het droge type en een turbine voor het terugwinnen van vermogen uit de topdruk van de hoogoven, welke in serie langs de hoogovengasstroming zijn aangebracht.

10 De Britse octrooiaanvrage 2.049.820 A be schrijft een dergelijk systeem, waarin de turbine door een uitlaatpijp is verbonden met een bestaande eindpijp, die op zijn beurt is verbonden met een gashouder,ketel, windverhit-ter, verhittingsoven of dergelijke eindeenheid voor het be-15 nutten van hoogovengas. Om te zorgen, dat het hoogovengas (hierna aangeduid als "B gas"}om de turbine heen direct in de eindpijp stroomt, wanneer dit gewenst is, is een bypass-pijp parallel aan de turbine aangebracht, waarbij een druk-regelklep is gemonteerd op de bypass-pijp om de stroming 20 van B gas door de bypass te regelen.

Met dit systeem is de bypassklep gewoonlijk geheel gesloten, terwijl de turbine in werking is, waardoor het B gas van de hoogoven kan worden gereinigd door de twee stofverzamelaars (die beide van het droge type zijn, zodat 25 weinig of geen reductie van drift of temperatuur optreedt) , en dan passeert door een afsluitklep en een regulateurkiep op de turbine-inlaatpijp en daarna in de turbine stroomt, waarin vermogen wordt teruggewonnen uit het gas. Het resulterende gas met gereduceerde temperatuur stroomt in de eind-30 pijp· Echter, wanneer de turbine om de een of andere reden stopt, sluiten de afsluitklep en de regulateurkiep en opent de bypass-klep, waardoor het B gas door de bypass direct in de eindpijp stroomt, zodat het gas een hoge temperatuur houdt. Daar de eindpijp en de daarmee 'verbonden eindeenheid, 35 die het B gas benut reeds bestaan en niet zijn ontworpen met weerstand tegen hoge temperatuur, geeft het hete gas aanleiding tot problemen als het in de eindpijp stroomt, wanneer de turbine stopt.

8104872 V '* -2-

Een doel van de uitvinding is derhalve het verschaffen van een systeem voor het benutten van B gas, dat bestaande eindpijpen en eindheden, die B gas benutten, beschermt zelfs als B gas om een turbine heen stroomt.

5 Om dit doel te bereiken verschaft de onderha vige uitvinding een B gas benuttingssysteem, dat in serie langs de B gasstroming is voorzien van een hoogoven, een grofstofverzamelaar, een fijnstofverzamelaar van het droge type, een turbine met een inlaatpijp en uitlaatpijp om uit 10 de topdruk van de hoogoven vermogen te winnen en een met de turbine-uitlaatpijp verbonden eindpijp, waarbij een bijpass-pijp evenwijdig aan de turbine is aangebracht en is verbonden met de eindpijp, met het kenmerk, dat de bijpass-pijp of de eindpijp is voorzien van koelmiddelen, waardoor B gas 15 met.een hoge temperatuur, dat door de bijpass-pijp stroomt, wanneer de turbine in of uit bedrijf wordt gesteld, wordt gekoeld tot een niveau, dat niet hoger is dan een gespecificeerde temperatuur op een punt stroomafwaarts van de koelmiddelen.

20 Bij dit systeem wordt B gas, dat om de turbine heen stroomt en een hoge temperatuur houdt, gekoeld door de koelmiddelen op de bypass-pijp of de eindpijp. Hierdoor worden de problemen vermeden die optreden bij de warmte-uitzet-ting van de eindpijp en de eindeenheid, die B gas benut, en 25 bij de hittebestendigheid van pakkingen en afdichtingsrin-gen.

Anderzijds is er..een ander probleem wanneer " de turbine op de gebruikelijke wijze in bedrijf is. Systemen van het beschreven type omvatten een fijnstofverzamelaar 30 van het droge type inplaats van een gebruikelijke fijnstof-yerzamelaar van het natte type, zoals een venturiwasser, zodat de temperatuur van B gas niet zeer sterk daalt alvo-. rens binnen te treden in de turbine.Het probleem van condensatie van vocht in de turbine treedt derhalve op als een 35 grote drukdaling optreedt in de turbine.

De druk. van B gas aan de uitlaat van de turbine is afhankelijk van de weerstand van de eindpijp ströom-afwaarts: van de turbine en die van de met deze pijp verbonden eindeenheid,die B gas benut (daar de druk aan het eind 40 van het systeem, dat B gas benut, bijvoorbeeld aan de ketel- 8104872 « 4 -3- brander, in elk geval ongeveer bepaald is). In zoverre deze weerstand hetzelfde is/ is de gasuitlaatdruk althans nagenoeg hetzelfde ongeacht of de hoogoven van het hogedruktype of lagedruktype is. De verhouding tussen de B gasdrukken aan 5 de turbine-inlaat en -uitlaat is derhalve slechts afhankelijk van de topdruk van de oven en neemt toe met het toenemen van de oventopdruk. De temperatuurdaling neemt toe met toenemende drukverhouding. Derhalve afhankelijk van de oventopdruk en van het watergehalte van B gas aan de turbine-inlaat ondergaat 10 het in het B gas opgenomen vocht een condensatie binnen de turbine. Dit brengt de volgende twee problemen met zich.

(1). Afzetting en opeenhoping van stof op turbineschoepen of aantasting door afwatering. Dit is een serieus probleem. Wanneer droog B gas altijd wordt toegevoerd 15 is er geen kans van stofafzetting of opeenhoping of erosie tengevolge van aantasting door afwatering, zodat de turbine kan worden ontworpen om het gas daardoorheen te laten stromen met een verhoogde snelheid om de kosten te verminderen en het rendement te verbeteren. Echter, als het B gas nat is, zijn 20 deze voordelen niet te verkrijgen.

(21. Probleem van mist in gas dat vrijkomt uit de turbine.

De mist in het gas uit de turbine-uitlaat veroorzaakt corrosie van, en verkort de levensduur van, on-25 derdelen van branders (die in het algemeen zijn gemaakt van keramisch, materiaal) in de eindeenheid, die B gas benut (in het geval van een ketel, windverhitter, verhittingsoven of dergelijke1. Wanneer het B gas wordt verbrand door de brander, ontstaat verder de noodzaak van compensatie voor de latente 30 warmte van verdamping van mist en om verdampt water te verhitten tot de verbrandingstemperatuur. Dit vermindert de warmte^opbrengst van het B gas. Zelfs als wordt gepoogd de warmte-^opbrengst van B gas te verhogen door een mistverwij-deringseenheid stroomafwaarts van de turbine te verschaffen, 35 verhoogt de aanwezigheid van de mistverwijderingseenheid de turbine-uitlaatdruk, hetgeen resulteert in een overeenkomstige vermindering van het turbinevermogen. Dus is het turbine-vermogen in conflict met de warmte-opbrengst van B gas.

Het probleem van mist treedt alleen op vanuit het gezichts-40 punt van de levensduur van de brander en niet vanuit het ge- 8104872 -4-

t V

zichtspunt van terugwinning van energie.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een ideaal systeem voor het benutten van B gas, waarbij ook aandacht wordt gegeven aan het probleem van 5 condensatie van vocht binnen de turbine tijdens zijn werking.

Volgens een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft de hierbij toegepaste turbine schoepen in meerdere trappen en heeft het systeem een IQ takpijp, die een tussenliggend punt van de turbine-inlaat-pijp verbindt met het gaskanaal in de turbine in de tweede : of een van de volgende trappen, en een op de takpijp gemonteerde stroomregelklep.

Deze uitvoering heeft het volgende kenmerk. 25 Het aan de turbine-inlaat geleverde B gas, zelfs wanneer dit een grote vermindering van druk, dus van temperatuur in de turbine ondergaat, wordt gemengd met het hete B gas, dat ingevoerd wordt via de takpijp en wordt daardoor gehouden op een temperatuur, die niet lager is 2Q dan een bepaald niveau. Dit verhindert de condensatie- van de damp in het gas en verhindert de erosie van schoepen en opeenhoping van stof daarop dat anders zou optreden,en verhindert verder de vermindering van de levensduur van de brander, die is opgenomeh in de eindeenheid, die het B gas 25 benut.

Volgens een andere bij voorkeur toegepaste uitvoering van de uitvinding is de takpijp op een tussenliggend deel daarvan voorzien van middelen om het afgetakte B gas te verhitten.

3Q Wanneer een vergrote hoeveelheid B gas wordt geleverd door de takpijp om condensatie binnen de turbine te verhinderen, neemt het vermogen van de turbine af. Niettemin, bij deze uitvoering waarin de verhittings-middelen zijn aangebracht op de takpijp, kan condensatie 35 worden verhinderd door een kleine hoeveelheid afgetakt gas. bijna zonder een vermindering van het turbinevermogen te veroorzaken.

Verschillende kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende be-4Q schrijving van uitvoeringen met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: 8104872 * * -5- fig. 1 is een schema, dat een systeem toont voor het benutten van B gas volgens de uitvinding; fig. 2 is een schema, dat het in fig. 1 afgebeelde systeem toont en verder is voorzien van middelen 5 om condensatie binnen een turbine te verhinderen? fig. 3 en fig. 4 zijn doorsneden, die turbines tonen, die kunnen worden toegepast bij het systeem; fig. 5 is een vooraanzicht van een stilstaande schoep van de in fig. 4 afgebeelde turbine; 10 fig. 6 is een bovenaanzicht bij fig. 5? fig. 7 is een schema van het in fig. 2 afgebeelde systeem, dat verder is voorzien van verwarmingsmiddelen; fig. 8 is een schema van een gewijzigde 15 uitvoering van het systeem van fig. 7.

In de tekeningen zijn dezelfde onderdelen voorzien van dezelfde verwijzingscijfers.

Met verwijzing naar fig. 1, die het basissysteem volgens de uitvinding toont, stroomt het B gas, dat 20 wordt afgeleverd uit de top van een hoogoven 1 door een grof— stofafscheider (stofvanger of dergelijke) 3, die is aangebracht in een stofafvoerpijp 2 en het gas treedt binnen in een fijnstofafscheider van het droge type (elektrische pre-cipitatie-inrichting, zakfilter of dergelijke) 4. Het gas 25 stroomt verder door een bypass-pijp 6 met een drukregelklep 5 voor het regelen van de topdruk van de oven, passeert dan door een eindpijp 7 en wordt gevoerd in een gashouder, ketel, windverhitter, verwarmingsoven of dergelijke eindeenheid, die B gas benut. Een turbine 8 met schoepen in meerdere trappen 30 om uit de oventopdruk vermogen te winnen is evenwijdig aan de drukregelklep 5 aangebracht en verbonden met een generator voor het krachtnet van de fabriek. Het B gas wordt geleverd via een inlaatpijp 10, die is afgetakt van een inlaatdeel van de bypass-pijp 6, stroomt door de turbine 8 en dan door een 35 uitlaatpijp 11, die is verbonden met een uitlaatdeel van de bypass-pijp 6 en wordt gevoerd in de eindpijp 7. De inlaatpijp IQ is voorzien van een inlaatafsluitklep 12, een nood-afsluitklep 13 en een regulatorklep 14. De uitlaatpijp 11 heeft een uitlaatafsluitklep 15.

40 Een koelmiddelinjecteur 17 met een koelmid- 8104372 ¥ ï -6- delregelklep 16 is aangebracht in de eindpijp 7 om een koel-middel te injecteren in de eindpijp 7 wanneer de turbine 8 in en uit bedrijf wordt gesteld. Een temperatuurvoeIer 18 is aangebracht op een punt stroomafwaarts van de injecteur 5 17 om een temperatuuraanwijssignaal 19 te geven voor het regelen van de koelmiddelregelklep 16. De injecteur 17 kan zijn vervangen door een warmtewisselaar om het B gas te koelen en de warmte van het gas te benutten. In dit geval is de regelklep 16 vervangen door een stroomregelklep die is 10 o aangebracht in de fluïdumbuis van de warmtewisselaar.

Wanneer de hoogoven 1 in normaal bedrijf is, heeft het uit de top van de oven afgeleverde B gas een temperatuur van 110 tot 150°C. Met het oog op de warmte, die vrijkomt uit het gas voordat het uit de fijnstofverza-15 melaar 4 van het droge type stroomt, heeft het gas een temperatuur van 100 tot 140°C aan de uitlaat van de verzamelaar 4. Terwijl de turbine 8 in bedrijf is, is de bypass-druk-regelklep 5 gewoonlijk geheel gesloten en wordt de topdruk van de hoogoven 1 geregeld op een constant niveau door de 20 regulateurklep 14 stroomopwaarts van de turbine 8 of door de verstelbare stilstaande schoepen van de turbine 8. Aannemende, dat het gas een temperatuur Tl aan de inlaat van de turbine 8 heeft, wordt de temperatuur T2 van het gas aan de uitlaat van de turbine 8 gegeven door de volgende vergelij-25 king. (Er wordt aangenomen, dat geen condensatie van vocht optreedt binnen de turbine)..

r"' / P2 ' * )

T2 = Tl 1 - /{ad j 1 - ) k )J

waarin PI : turbine - inlaatdruk P2 : turbine-uitlaatdruk 30 r\ad: warmte-isolatierendement k : warmte-isolatiefactor aannemende dat PI = 1,5 + 1,033 = 2,533 kg/cm2(absolute druk) P2 = 0,07 (gewoonlijk 0,06 tot 0,08 kg/cm2G) + 35 1,033 = 1,103 kg/cm2 (absolute druk).

Tl = 140 + 273 = 413° K, iiad= 0,85 en k = 1,37 T2 = 342® K = 69° C.

8104872 * -7-

Dus het B gas dat stroomt in de turbine 8 bij 140°C wordt daaruit afgeleverd bij 69°C wanneer de turbine-

2 2 inlaatdruk 1,5 kg/cm G is. Dus als PI = 1,0 tot 2,5 kg/cm G

ondergaat het B gas, dat binnentreedt in de turbine 8 een 5 temperatuurdaling binnen de turbine en wordt het daaruit afgeleverd met een temperatuur van ongeveer 10 tot ongeveer 80°C, hoewel de temperatuur verschilt alnaargelang de tur- bine-inlaattemperatuur en -inlaatdruk.

De stroomafwaartse leiding van het leiding-10 systeem voor het benutten van Bgas in gebruikelijke staalfabrieken is ontworpen om hoogovengas te hanteren, dat is afgekoeld tot 30 tot 70°C door een natte wasser, die dient als fijnstofverzamelaar en is daarom niet bestand tegen hitte. Geen speciaal probleem zal optreden wanneer de natte 15 wasser wordt vervangen door de fijnstofverzamelaar 4 van het droge type, zoals is afgebeeld en gehele of bijna gehele hoeveelheid B gas door de turbine 8 wordt gevoerd, terwijl de bypass-klep 5 bijvoorbeeld "septum valve", gesloten is, daar de temperatuur van B gas aan de uitlaat van de turbine 20 even laag is als in geval van het gebruikelijke systeem.

Echter, wanneer de turbine 8 om de een of andere reden stopt, zal B gas met een hoge temperatuur stromen door de bypass-pijp 6 in de bestaande eindpijp 7 en eindeenheid voor het benutten van B gas en aanleiding geven tot problemen met be-25 trekking tot de warmte-uitzetting van deze pijp en eenheid en de warmtebestendigheid van pakkingen en afdichtingsringen.

Volgens de onderhavige uitvinding is derhalve de bypasspijp 6 of eindpijp 7 voorzien van de koelmiddel-injecteur 17 of warmtewisselaar of dergelijke koelmiddelen 30 en de gastemperatuurvoeler 18 is stroomafwaarts van de koelmiddelen aangebracht om de koelmiddelregelklep 16 of de regelklep voor de warmtewisselaar te regelen ten einde de gastemperatuur op een niveau te houden dat niet hoger is dan de ontwerpbedrijfstemperatuur van de eindpijp en eind-35 eenheid.

JDe turbine, als deze in bedrijf is, wordt tot een noodstop gebracht en de turbine wordt in werking gesteld op de volgende wijze, a. Noodstop.

40 De drukregelklep 5 op de bypass wordt urgent 8104872

t V

-8- geopend, de noodafsluitklep 13 en de regelateurklep 14 wordt gesloten en de turbine 8 wordt tegelijk ontlast. Vervolgens functioneert de koelmiddelklep 16 onder invloed van een tem-peratuuraanwijssignaal 19 van de voeler 18 om het koelmiddel 5 te injecteren in de eindpijp en het gas te houden op een temperatuur/ die niet hoger is dan de ontwerptemperatuur van de pijp 7 en de eindeenheid/ bijvoorbeeld 10 tot 80°C.

b. Inwerkingstelling.

Terwijl de inlaatafsluitklep 12/ de uitlaat-10 afsluitklep 15 en de noodafsluitklep 13 geopend zijn, wordt de regulateurklep 14 geopend, terwijl de bypassklep 5 geleidelijk wordt gesloten, waardoor de turbine 8 in werking wordt gesteld. Wanneer de snelheid van de turbine eeh vooraf-bepaalde waarde heeft bereikt, wordt de turbine belast. Op de 15 bovenstaande wijze mengt zich het met lage temperatuur door de turbine 8 stromende gas met het hete gas in de eindpijp .7 7 met als resultaat, dat de eindpijp uiteindelijk wordt gevuld met het gas met lage temperatuur. Ondertussen wordt de koel-middelregelklep 16 geregeld door temperatuuraanwijssignalen 20 19 van de voeler 18 om het injecteren van koelmiddel uit de injecteur 17 te verminderen en uiteindelijk te stoppen. Wanneer de stilstaande schoepen van de turbine 8 verstelbaar zijn gemaakt, zodat ze dienst kunnen doen als regulateurklep wordt de regulateurklep 14 weggelaten.

25 De koelmiddelinjecteur 17, hoewel deze in de afbeelding is aangebracht voor de eindpijp 7, kan anders zijn aangebracht in de bypasspijp 6. Speciaal wanneer de injecteur 17 stroomopwaarts van de bypassklep 5 is aangebracht, zal B gas worden gereinigd alvorens in de klep 5 te stromen, 30 zodat het voordeel wordt verkregen dat de klep 5 schoon kan worden gehouden,

In de praktijk wordt het stoppen ert starten van de turbine 8 automatisch gedetecteerd om de noodafsluitklep 13 en de bypassklep 5 in werkzaam verband met de turbine 35 8 te regelen door niet afgebeelde regelmiddelen en om verder de kleppen 13 en 5 in werkzaam verband met de koelmiddelregel-klep 16 te houden door dezelfde regelmiddelen, waardoor de vertraging in reactie wordt opgeheven, die het resultaat zou zijn als alleen werd vertrouwd op de koppeling tussen de voe-40 Ier 18 en de klep 16. Verder worden in de praktijk de af- 8 1 0 4 872 -9- * * sluitklep 12, de regulateurklep 14 en de uitlaatafsluitklep 15 natuurlijk geregeld door de regelmiddelen.

Het systeem voor hetbenutten van B gas, dat is afgeheeld in fig. 2 is hetzelfde als dat van fig. 1 5 behalve dat het eerste is voorzien van middelen om de condensatie van de damp in het B gas in de turbine te verhinderen. Tijdens de werking van de turbine 8 stroomt het B gas uit de stofverzamelaar 4 hoofdzakelijk door de inlaatpomp 10 in> de turbine 8. Tegelijk stroomt een deel van het gas door een 10 takpijp 20, die zich uitstrekt van een tussenliggend deel van de inlaatpijp 10 in het gaskanaal in de turbine 8 in de tweede of een van de volgende trappen van de turbine en vermengt zich met het gas, dat is toegevoerd aan de eerste trap. Het in de eerste trap gekoelde gas wordt verhit, doordat het 15 wordt vermengd met het afgetakte gas, zodat het watergehalte van het gas geen condensatie ondergaat aan de uitlaat van de turbine 8.

Om het gas uit de turbine-uitlaat zo te regelen, dat het gas nooit verzadigd is met water, is een 20 relatieve vochtigheidsvoeler 22 gemonteerd op de turbine-uitlaatpijp 11, terwijl een gasstroomregelklep 21 is gemonteerd op de takpijp 20, zodat de openingsgraad van de stroomregelklep 21 wordt geregeld onder invloed van het de-tectiesignaal van de voeler 22. De relatieve vochtigheids-25 voeler behoeft niet altijd te worden aangebracht maar de stroomregelklep 21 kan worden geregeld door een temperatuur-voeler als het watergehalte van B gas zoals dit wordt afge·»· leverd uit de hoogoven, althans nagenoeg constant én bekend is, omdat de relatieve vochtigheid aan de turbine-uitlaat kan 30 worden bepaald als het watergehalte van B gas, zoals dit wordt afgeleverd uit de oven bekend is, en de temperatuur aan de turbine-uitlaat ook bekend is, daar de druk van B gas aan de uitlaat ongeveer constant is in het geval van een dergelijk- systeem voor het benutten van B gas.

35 Fig. 3 is een doorsnede van de turbine 8 met meerdere trappen, die geschikt is voor het systeem van de uitvinding. De turbine heeft een inwendig gaskanaal 23, stilstaande schoepen 24, beweegbare schoepen 25 en een roteerbare as 28, Het gaskanaal 23 heeft een ruimte met ver-40 grote breedte (het punt overeenkomend met de tweede trapl 8104872 ♦ ' i- ' -lo tussen de beweegbare schoepen 25A van de eerste trap en de stilstaande schoepen 24B van de tweede trap'. De takpijp 20 staat in verbinding met deze ruimte/ waarin het afgetakte gas zich vermengt met het aan de eerste trap toegevoerde hoofdgas 5 om de condensatie van het water in het stroomafwaartse deel van het gaskanaal 23 te verhinderen. Bij 24A/ 24C zijn respectievelijk stilstaande bladen van de eerste trap en de derde trap aangegeven en bij 25B/ 25C beweegbare bladen van de tweede en derde trap.

10 Fig. 4 toont een wijziging van de turbi ne 8 van fig. 3. Een ringvormig kanaal 27 is rondom het gaskanaal 23 aangebracht en staat in verbinding met de takpijp 20. Zoals in fig. 5 en 6 te zien is, heeft elk stilstaand blad 24B/ 24C van de tweede trap en de derde trap een kanaal 15 28, dat aan zijn tegenovergestelde einden open is. Gaten 29 zijn gevormd in de wand van de schoep. Het kanaal 28 staat aan zijn basiseind in verbinding met het ringvormige kanaal 27 via een opening 30. Het afgetakte gas stroomt door het ringvormige kanaal 27, de openingen 30, de kanalen 28 en 20 gaten 29 in de genoemde volgorde en wordt in het gaskanaal 23 geperst, waar het afgetakte gas zich mengt met het aan de eerste trap geleverde hoofdgas om de condensatie van water in het kanaal 23 in de tweede en volgende trappen te verhinderen. Daar het afgetakte gas dus in dit geval uit de stil-25 staande schoepen 24C van de derde trap wordt geperst, kan de condensatie van damp met verbeterde doelmatigheid worden verhinderd. De in de wanden van de stilstaande schoepen 24B, 24C gevormde gaten 29 die dienen om het afgetakte gas gelijkmatig te injecteren in het gaskanaal 23 verhinderen de kans 30 van plaatselijke condensatie van water.

Hoewel de condensatie binnen de turbine van het in fig. 2 afgeheelde systeem geheel kan worden yer-hinderd door instelling van de toevoer van afgetakt gas, moet de toevoer van afgetakt gas worden vergroot als de in-35 wendige druk (temperatuur1-daling van de turbine groot is.

Dit leidt tot een afname van het vermogen van de turbine.

Fig, 7 toont een systeem, dat dit probleem heeft overwonnen.

De afgebeelde aftakpijp 20 is op een tussenliggend deel daarvan voorzien van een warmtewisselaar 31, die dient als ver-40 hittingsmiddel voor het verhitten van het afgetakte gas om het 8104872 _ » ·* -liver hit te gas toe te voeren aan een tussenliggend deel van het gaskanaal in de turbine 8. Een toevoerpijp 32 voor het toevoeren van stoom als verwarmingsmiddel/ uitlaatgas of een dergelijk verwarmingsfluïdum aan de warmtewisselaar 31 is 5 voorzien van een regelklep 33 voor het verwarmingsmedium. Verder is een gasstroomregelklep 21 aangebracht in de tak-pijp 20 stroomafwaarts van de warmtewisselaar 31. Een relatieve vochtigheidskoeler 22/ die is aangebracht in de uitlaatpijp 11 van de turbine, geeft een detectiesignaal 34 af 10 dat de twee regelkleppen 21, 33 regelt. De in fig. 3 of 4 afgebeelde turbine wordt gebruikt als de turbine 8 voor dit systeem.

Wanneer nu de relatieve vochtigheid van B gas aan de turbine-uitlaat een voorafbepaalde waarde over-15 schrijdt, opent de gasstroomregelklep 21. Tegelijk of met enige vertraging begint de regelklep 33 voor het warmte-medium de warmtewisseling in de warmtewisselaar 31 op gang te brengen, waardoor het afgetakte gas wordt verhit om de relatieve vochtigheid van B gas aan de turbine-uitlaat te 20 regelen op een niveau, dat niet hoger is dan de voorafbepaalde waarde. De temperatuur en de stromingssnelheid van het afgetakte gas wordt dus geregeld door het detecteren van de relatieve vochtigheid van B gas aan de turbine-uitlaat, zodat het B gas aan de uitlaat niet met water verzadigd is.

25 De stroming van het afgetakte gas wordt verminderd om de reductie van het turbinevermogen tengevolge van de afname van de hoofdgastoevoer te verhinderen. De vochtigheid wordt geregeld voor het verhinderen van condensatie door het verhitten van het afgetakte gas.

30 De warmtewisselaar 31, die in het bovenge noemde voorbeeld wordt gebruikt als het verwarmingsmiddel, kan worden vervangen door een gasbrander 35 met inwendige verbranding, zoals te zien is in fig. 8. De luchttoevoer voor de hoogoven of de fabriek is bruikbaar voor het leveren 35 van de verbrandingslucht aan de brander. De lucht wordt geleverd door een luchttoevoerpijp 36 aan de gasbrander 35 bij een druk die iets hoger is dan de druk van B gas.

Wanneer de relatieve vochtigheid van B gas aan de turbine-uitlaat stijgt voorbij een voorafbepaalde 40 waarde, opent de gasstroomregelklep 21. Tegelijk of iets la- 8104372 -12- * <*: . ter functioneert een ontsteker 37 en een luchtklep 38 en een klep 39 voor B gas voor verbranding openen tegelijk daarmede. Tengevolge van het venturi-effect dat wordt geproduceerd door de instroming van lucht stroomt het verbran-5 dingsgas in de brander 35 en begint het te verbranden in de brander..35, waardoor het afgetakte gas wordt verhit om de relatieve vochtigheid van B gas aan de turbine-uitlaat te regelen op een niveau, dat niet hoger is dan de vooraf-bepaalde waarde. Om dezelfde reden als beschreven is voor 10 de bovengenoemde uitvoering, wordt de stroming van het af-^ getakte gas verminderd.

8104872

Claims (13)

1. Systeem voor het benutten van hoogoven-gas, dat in serie aangebracht langs de stroming van hoogoven-gas een hoogoven omvat/ een grofstofverzamelaar/ een fijn-stofverzamelaar van het droge type, een turbine met een 5 inlaatpijp en een uitlaatpijp om uit de topdruk van de hoogoven vermogen te winnen en een met de turbine-uitlaatpijp verbonden eindpijp, waarbij een bypass-pijp evenwijdig aan de turbine is aangebracht en is verbonden met de eindpijp, met het kenmerk, dat in de bypass-pijp 10 of de eindpijp koelmiddelen zijn aangebracht, waardoor hoogovengas met een hoge temperatuur dat door de bypass-pijp stroomt, wanneer de turbine in of buiten werking wordt gesteld, wordt gekoeld tot een niveau, dat niet hoger is dan een voorafbepaalde temperatuur op een punt stroomaf-15 waarts van koelmiddelen.

2. Systeem volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat een temperatuurvoeler is aangebracht in de pijp stroomafwaarts van de koelmiddelen.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, 20 met het kenmerk, dat de koelmiddelen bestaan uit een koelmiddelinjecteur.

4. Systeem volgens éën der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de koelmiddelen bestaan uit een warmtewisselaar.

5. Systeem volgens éên der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de turbine is ontworpen met meerdere trappen, waarbij een takpijp een tussenliggend punt van de turbine-inlaatpijp verbindt met het inwendige gaskanaal van de turbine in de tweede of een van de volgen-30 de trappen van de turbine en waarbij een stroomregelklep is aangebracht in de takpijp.

6, Systeem volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de stroomregelpijp regelbaar is door een directe of indirecte relatieve vochtigheidsvoeler 35 die is gemonteerd op de turbine-uitlaatpijp.

7. Systeem volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de takpijp is voorzien van een verhittingsmiddel stroomopwaarts van de stroomregelklep.

5. Systeem volgens conclusie 7, m e t het 8104872 F -14- * kenmerk, dat de stroomregelklep en de verhittingsmid- delen worden geregeld door een directe of indirecte relatieve vochtigheidsvoeler, die is gemonteerd op de turbine-uitlaat-PïjP-

9. Systeem volgens conclusie 7 of 8, 5 met het kenmerk, dat de verhittingsmiddelen bestaan uit een warmtewisselaar.

10. Systeem volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de verhittingsmiddelen bestaan uit een gasbrander met inwendige verbranding.

11. Systeem volgens ëën der conclusies 5-10, met het kenmerk, dat het turbinegaskanaal een ruimte met vergrote breedte heeft op een punt stroomafwaarts van de beweegbare schoepen van de eerste trap en overeenkomend met de tweede trap, en dat de takpijp in ver-15 binding met deze ruimte staat.

12. Systeem volgens ëën der conclusies 5-10, met het kenmerk, dat de turbine een ring- / vormig kanaal heeft, dat is aangebracht rondom het gaskanaal en in verbinding staat met de takpijp, waarbij ten minste 20 een stilstaande schoep van de turbine in de tweede of volgende trappen is gevormd met een inwendig kanaal, dat aan zijn tegenovergestelde einden open is en in verbinding staat met het ringvormige kanaal.

13. Systeem volgens conclusie .12, me t 25 het kenmerk, dat de stilstaande schoep met de open einden een groot aantal in zijn wand gevormde gaten heeft, die in verbinding staan met het kanaal. 8104872