DE1451460A1 - Verbrennungseinrichtung fuer einraeumige turmartige Gasoder Winderhitzer - Google Patents

Description

Essen, deft. 22. August 1963 If 394-6/1 ' Re./H.

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Heinrich Koppere Gesellschaft mit beschränkter Haftung, Basen. Moltkeatraße 29

Verbrennungseinrichtung für einräumige turmartige Gas- oder Winderhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungseinrichtung

■j für einräumige turmartige Gas- oder Winderhitzer (Cowper) mit ™ einer am Boden des Brennschachtes angeordneten Verbrennungseinrichtung, der das Brenngas durch über den Umfang des Schachtes ▼erteilt angeordnete Düsen zugeführt wird.

Es ist eine Verbrennungseinrichtung für einen Cowper bekannt, bei der der von unten in den Brennschacht eingeführte, vorzugsweise vorerhitete Yerbrennungsluftstrom unterhalb der Brenngasdüsen den ganzen Schachtquerschnitt ausfüllt und quer durch den luftdurchetrömten Teil des Brennschachtes, vorzugsweise von Ge- , wülbebrücken getragene Kanäle, geführt wird, die innerhalb des Brennschachtquerschnittes verteilte Brenngasdüsen oder -schlitze speisen.

Bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung erfolgt die Vermischung und Verbrennung der von der Schachtwand zur Sohacht- ■itte geführten Brenngase mit der senkrecht aufsteigenden Luft nur unvollständig. Das Gas muß unter hohem Druck gegen den Luft-

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strom eingeführt werden, um überhaupt bis "zur Mitte zu gelangen und nicht mehr oder weniger unvollständig im Bereich der Schachtwand und in teilweise unverbrannten Strähnen aufzusteigen und teilweise stichflainmenartig zu verbrennen. Ein vollständiges Ausbrennen oberhalb des Brennschachtbodens ist aber erforderlich, um stichflammenartige Fachverbrennungen in der. Schachtkuppel und eine Zerstörung des Mauerwerks zu vermeiden.

Es ist ferner eine Verbrennungseinrichtung für turmartige Gaserhitzer bekannt, die aus einer Reihe von über den ganzen Schachtquerschnitt sich erstreckenden senkrechten und parallelen feuerfesten Wänden besteht und wobei Jeder zweite zwischen diesen parallelen Wänden freibleibende, nach oben offene Zwisehenrauai mit der Luftzuführung, die übrigen Zwischenräume mit der Heizgaszuführung in Verbindung stehen.

Bieee bekannte Verbrennungeeinrichtung sichert zwar eine praktisch gleichmäßige Verbrennung durch die über den Schaehtquerschnitt verteilt zugeführten Verbrennungaiaittel, ^edech ist der Aufbau infolge der beiden halbseitigen gewölbeartigen Yerteilräume vaiä der darüberliegenden ineinandergreifenden schlitzförmigen Zwischenräume verwickelt und kostspielig.

Me Beheizung von Winderhitzern zur Zufuhr heißen Windes zum Hochofen erfolgt durehweg mit dem anfallenden heizwertarmen

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Gichtgas. Der häufig stark schwankende Heizwert des Gichtgases reicht nicht aus, um den Wärmebedarf für die heute immer mehr verlangte hohe Temperatur des Hochofenwindes zwecks Koksersparnis beim Hochofenprozeß zu decken. Diese Forderung wird durch hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oäer des mit der vom Hochofen her bereits wanne» Gichtgases erfüllt. Pur diese hohe Vorwärmung werden kostspielige zusätzliche Einrichtungen benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist nun, die erforderliche hohe Temperatur des Cowpergitterwerks mit dem zur Verfügung stehenden Gichtgas durch unmittelbare zusätzliche Zufuhr von Brennstoff höheren Heizwertes ohne Vorwärmung der Heizmittel durch Wärme aus fremden Quellen vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf dem Umfang des Brennschachtes verteilt miteinander abwechselnd Schwachgas-, Starkgas- und Luftdüsen angeordnet sind. Dadurch * wird eine gleichmäßige innige Vermischung der Verbrennungsmittel unmittelbar oberhalb des Brennschachtbodens und eine schnellere Verbrennung ohne jede örtliche Überhitzung erzielt· Die Verbrennungseinrichtung hat ferner einen einfachen, nur von Kanälen durchsetzten Aufbau. Es ist weiter keine kostspielige Mischeinrichtung für eine Anreicherung des Schwachgases mit Starkgäs <Srfözierlich. Eine äoleh* Verinieöhung ist auch bei tirw«itäüfti von äieht gekühltem, im warefci Zuetand vom Hochofen

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kommenden G-iehtgas infolge der Zersetzungsgefahr dss Starkgases nicht ohne weiteres möglich«,

Erfin&ungsgemäß sind ferner die Starkg&sdUsen «nt©rhal"b dar Sehwachgaedüsen der Schwachga@-Luftdüs©areihe angeordnet₉ so daß bei Undichtigkeiten des Mauerwerks 'Starkgas nisht unmittel bar in die Luftkanäle gelangen wiä durch Stichflasmenbildung das Mauerwerk zerstören, kann.

durch Übereinanderliegenden üaaiitt@lbar mit d«r Sefeaelitwand verbundene.Hingleitungsn·

Erfindungsgemäß liegt di© 8ehw&ah|

der oberen Luft» und der unteren Starkgasver'toilleitung, so dafl bei Undichtigkeiten a@s Mauerwerks kein© zu führende Vereinigung γοη Starkgs® und Luft in äi den Mauerwerkakanältn ©jpfolgsn karin. ^

ifeeh einem weiteren Merkmal ö@r Irfinäroag s±n& die

files® Weis® treffen sieh die. IMistastraSiiaii ^©gelfSsmig, ®o si© iaaig verwirbelt ν&τύΘη unfi &^,m ¥@rte©iiiiiiiigagesii©efe

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der Erfindung können ferner im Boden des Brennschachtes eine oder mehrere Brennstoffdüsen angeordnet sein, was insbesondere bei Zusatzbeheizung mit öl vorteilhaft ist» Diese Düsen können je nach Art des zu verbrennenden Brennstoffes ausgewechselt werden.

Ein weitere» Merkmal der Erfindung ist, die Abzugsöffnung für den in der Windperiode abzuziehenden Heißwind konzentrisch im Boden des Brennsohachtes anzuordnen. Eine solche Anordnung hat den Vorzug, daß die Windleitung unmittelbar ohne Krümmer nach unten und in Höhe der lingleitung der Hochofenwinddüsen mit dieser verbunden werden kann.

Schließlich ist noch Gegenstand der Erfindung» daß Je eine der nebeneinanderliegenden Schwachgas- und iuftdtisen zu Mischdüsen. vereinigt sind, Dadurch erfolgt bereits an der Austrittsstelle eine innige Vermischung des nur verzögert brennenden Sehwaeh-

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gases mit der Luft, wobei diesem konzentrisch verwirbelnden Gemisch dann das von unten zugeführte Starkgas oder zerstäubte öl bzw* Luft-Öldampfgemisch zugeführt wird.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht.

Pig. 1 stellt schematises ein® Erhitzeranlage dar· Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch äen unteren Teil des Brennschachtes.

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Fig. 3 seigt einen, waagerechten. Schnitt nach Linie III-III

der Fig. 2.
Fig. 4 sseigt eine weitere Ausführungeform der Ferbrennungseinrieiitung im Brennschacht im teilweise senkrechten Schnitt.

Fig. 5 ist ein Ausschnitt aus der Sehwaehgas-Luftdüsenmisch-'einrichtung im senkrechten Schnitt nach Linie V-V der

Die Erhitis®reinrichtung besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, aus einem senkrechten mit zur Aufnahme der Wärme dienenden Gitterwerk 2 versehenen Sehacht 1, dessen Kuppel 3 durch eine waagerechte Verbindung 4 mit der Kuppel 5 eines Brennschachtes verbunden ist. Der Brennsehacht 6 ruht auf einem Gestell 7.

Bie Amfheizung des Wärmespsicher-Gitterwerfcs 2 erfolgt vom Brennschacht 6 aus mittels einer am Boden angeordneten Verbrennungseinrichtung. Die heißen Abgase durchströmen den Sehacht t von. der Erhitserkuppel J aus nach unten und werden bei 8 abgezogen. Der zu erhitzend® Wind wird in der Windperiode dem Sehaoht 1 unten bei 8a zugeführt und, 5© nach Ausbildung der Beheisungs®inriehtung, entweder durch den Bodea des Brenneehaehtes β dureh ©ine Leitung 9 od©r oberhalb der Beheissungseinrichtung bei 10 abgezogen.

Bei der in Fig. 2 äturgeeteilten Ausführungsfona wird d#r Heißwind aus den Breaaschacht 6 oberhalb der Verbrennungaeinriehtung

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"bei tO abgezogen. Die im Boden 11 des Brunnschaehtes angeordnete Yerbrennungseinrichtung besteht aus einer Seihe von konzentrisch ringförmig angeordneten Düsen 12, 13, deren Mündung schräg nach oben gerichtet ist derart, daß die austretenden Brennstrahlen einen gestrichelt dargestellten, mit 15 bezeichneten Kegel ergeben.

Die Düsen 12 gehen von -waagerechten radialen Kanälen 16 und die

f Düsen 13 von radialen waagerechten Kanälen 17 aus. Die radialen Kanäle 16 sind mit einem Ringkanal 18 und die radialen Kanäle mit einem Ringkanal 19 verbunden. Beide Ringkannle 18, 19 sind gasdicht mit dem das Brennechachtmauerwerk 21 umgebenden Bl.echmantel 20 verbunden. Der Ringkanal 18 dient zur Zuführung von Schwachgas und ist unter Vermittlung eines Absperrorgans 22 mit einer Zuleitung 23 und die Ringleitung 19 unter !Zwischenschaltung eines Absperrorgans 24 mit einer Verbrennungslilftleitung verbunden. Die Mündungen 14 der Düsen 12, 13 sind als Gemisehdüsen ausgebildet, wie aus Hg. 5 ersichtlich. Die Enden der { die Düsen 12, 13 trennenden Wände 26 enden unterhalb des ringförmigen S.chrägbodens 27« In die Msen 12, 13 ragen von der Sehrägwand 27 aus kurze Wände 28, zwischen denen die Mischräume 14 entstehen.

Im Boden des Brennechachtes 6 ist konzentrisch ein senkrechter Durchgang 29 angeordnet, der unten von einem Rohrstück 30 abgeschlossen ist, dessen Boden 31 von einer Düsenlanze 32 durch-

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seist ist* Die Düse 33 der Diisenlaiase,; ist rom eia®©.

mit Durchbrechungen versehenen. Ringt eil .35 is^efeen. und.

Bern gehalten» Die Düpenlanze 52 ist. nach- \ini;3&. ^ herausziehbar« -es daß sie, je nach Art des ^uauführendan Br weise. Staa?kgas oder Öl.« -«ntspreohend. ausgewechselt .if Das Roiirstüclc 30 ißt mit ,eine^..Rohrleitung -36. star Ziafüfenrng-"V«r"brennuagsluft-.-verbunden-...,.;. .. . .> .._;. ;·,...:■ .^

Vorzugsweise.-sind die. Düsen 12₉ ■ 13 .für.-.die Sehwacfegas-Iixft^m-_r fuhr etwas tangential... gericht© t₉ bö daS-die k©g®lf^imig a§,eh _; , oben, gerieh te ten Brenne rs tralilen sieh la-sehraubenfUimiges? T@r- · wirbelung'vereinigen.. Diesem Terwirbelnden"Gemisch- nrlr4 konzentrisoh-. dureh. die.'.Düse 33 ein Luft-Starkgaa- oder 'Gemisch -.zugeführt * so daß., ©i&s innig© _;¥esiis0laui*g lsi "_k©na©a-. tr lach, aufsteigenden Strom, ©rf ©Igt und'.-©la© nsmittelbar© B®~ rUhrung dar- S^haohtinnenwaad.-y äureh-die eatetehan

Bsi der in"Mg..' 4- dargestellten Ausführungsfeim dient -die im Boden des. Brennschacht©«;,^^agÄördaete., Dterchliyeehisag. .37 sna A~b leiten-dts.im.S.ahaeht l.e'rhltstea Wisdts» Bsr HeiSwiüt wi.rö ., durch die Leitung-9 n&eh unten ßlg©Ep.gfK mfi. gtlmgt.Äurek.,-■ , die in Höhe der Winddüsen' d-ea 'alcht" dargesätell tea .-Hochofen®' ,angeordnetiB' _.Ld^tung^|9-₇la fien^Hochofea^.IÖte .Leitmif Jf.ist, .. dureh stm. Abßp.errvorri.ehtuag.,.40 absehlieSiar* >_v:- - ,■> ., _;. , :,.,

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Die Hingleitungen 17» 18 sind in gleicher Weise übereinander angeordnet unä. mit der Schaehtummantelung 20 gasdicht verbunden wie bei der Atisführungsform nach Fig. 2. Unterhalb der Schwachgasringleitung 18 ist eine Starkgasringleitung 41 angeordnet» von der aus radiale Starkgaskanäle 42 gehen, die in Düsen 43 des schrägen Hingbodens 27 münden. Die Starkgaskanäle 42 und Düsen 43 liegen unterhalb der Sohwachgaskanäle, ao daß bei Undichtigkeiten des Mauerwerks lediglich ein Aus- Λ tausch von Schwachgas- und Starkgas, nicht aber ein solcher von Starkgas mit Luft erfolgen kann. Hierdurch werden bei Undichtigkeiten Stichflammenbildungen durch eine Vereinigung von Starkgas mit Luft vermieden» Durch die Ringleitung 25 wird in diesem Falle so viel Luft zugeführt» daß diese für die Verbrennung von Schwachgas und Starkgas ausreicht. Bas aus den Mischdüsen 14 aufsteigende Schwachgas-Luftgemisch weist daher einen Luftüberschuß auf» durch den das von unten zugemischte Starkgas nach Vermischung zur Verbrennung gelangt, ohne daß eich-etichflammenartige Erscheinungen zeigen können.

Sowohl bei dieser als auch der Ausführungsform nach Pig. 2 kamt somit kein Starkgas- oder Öldampf-Gemisch unmittelbar an die Sahachtwand gelangen.

!»oh Aufhellung dee Sehachtgitierwerke 2 wird in dieses durch die Leitung 6a Kftltwind eingeführt. Die Temperatur des erhitzten Windes fällt bis sue Ende der Windperiode ab. Ua eine gleich-

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mäßige Windtemperatur aufrechtzuerhalten, "let es denier erforderlich» dem Heißwind eine entsprechend abfallende Menge Kaltwind zuzumischen. -

Diese Zumischung wird im allgemeinen durch besondere Mischkammern, die eine intensive Mischung des Kalt- und Heißwindes bewirken, oder durch einfaches Einblasen des Kaltwindes in die Heißwindleitung vorgenommen. Bei der letztgenannten Ausführung muß eine genügend lange Misehstrecke zur Verfügung stehen.

Die erfindungsgemäße Verbrennungseinrichtung ermöglicht bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine Kaltwindzumischung im Bereich des Brenners ohne besondere Mischeinrichtung. Die Brennluftkanäle 17 werden in der Heißwindperiode mit Zumischkaltwind beaufschlagt. Eine intensive Durchmischungvon Heißwind und Kaltwind erfolgt in der Bremierebene und gewährleistet, daß der Brenner durch die Durchströmung von Kaltwind während der Heißwindperiode keine extrem hohen Temperaturen erreicht.

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Claims (7)

1. Essen, den 22. August 1963 N 3946/1

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   Patentansprüche

   ( 1. JVerbrennungseinrichtung für einräumige turmartige Gas- oder Winderhitzer (Cowper) mit einer am Boden des Brennschachtee angeordneten Verbrennungseinrichtung, der das Brenngas durch

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   über den Umfang dee Schachtes verteilt angeordnet© Msen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet» daß Schwachgas-, Starkgas- und Luftdüsen miteinander abwechselnd angeordnet sind.
2. 2. Verbrennungeeinrichtung nach Anspruch 1_t dadurch gekennzeichnet, daß die Starkgasdüsen (33,. 43) unterhalb der SeMwaehgas-Iiuftdüsenreihe (12, 13) angeordnet sind.
3. 3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungskanäle (16, 17» 42) im Schaehtmauer- \ werk derart untereinander liegen, daß swisefeea dem Luft- und dem Starkgaskanal (17, 42) der Schwachgaskanal (18) liegt.
4. 4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (12, 13, 43} schräg aufwärts gerichtet sind·

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5. 5. Verbrennungseinrichtung nach einem.oder mehreren der Ansprüche 1 - 4t dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch im Boden des Brennschachtes (6) eine oder mehrere Starkgas- oder öldtisen (33) auswechselbar angeordnet sind.
6. 6. Yerbrennungseinriehtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekonnzeichnet, daß konzentrisch im Boden des Brennschachtes (6) die .Abzugsöffnung (37) für den erhiteten Wind angeordnet ist.
7. 7. VerbrennungBeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwachgas-· und Luftdüsen (12, 13) zu Mischdüsen (H) vereinigt sind.

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