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DE2743550C2 - - Google Patents

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Publication number
DE2743550C2
DE2743550C2 DE2743550A DE2743550A DE2743550C2 DE 2743550 C2 DE2743550 C2 DE 2743550C2 DE 2743550 A DE2743550 A DE 2743550A DE 2743550 A DE2743550 A DE 2743550A DE 2743550 C2 DE2743550 C2 DE 2743550C2
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DE
Germany
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turbine
blast furnace
gas
temperature
cooling water
Prior art date
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Expired
Application number
DE2743550A
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English (en)
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DE2743550A1 (de
Inventor
Kiyomi Teshima
Yukimasa Tamano Okoyama Jp Kajitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Nippon Steel Corp filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication of DE2743550A1 publication Critical patent/DE2743550A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2743550C2 publication Critical patent/DE2743550C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/02Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being an unheated pressurised gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/30Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung einer einen elektrischen Generator antreibenden Turbine mit einem in einem Hochofen erzeugten Gichtgas, bei welcher die Turbine an eine von einer Gasflußleitung abzweigende Gasleitung ange­ schlossen ist.
Bei bekannten Hochofenanlagen tritt Gichtgas in großen Mengen aus dem Hochofen aus und befindet sich auf hoher Temperatur und einem erheblichen Druck. Insbesondere bei der Stahlher­ stellung wünscht man die Einsparung von Energie, was dadurch erreicht wird, daß eine Turbine durch die Gichtgase angetrie­ ben wird, welche ihrerseits einen elektrischen Generator an­ treibt und auf diese Weise die Druckenergie in elektrische Energie umwandelt.
Bei diesem Energiegewinnungsverfahren tritt jedoch das Problem auf, daß der Druck oder die abgeführte Menge Gichtgas aus dem Hochofen nicht konstant ist, sondern sich je nach dem Schmelz­ zustand des Erzes oder dem Fließzustand der Schlacke im Hoch­ ofen rasch ändern kann. Während des Betriebes ist im Hochofen ein Teil des aufgegebenen Materials geschmolzen und koaguliert und neigt oftmals zum Zusammenbacken im Hochofen. Dieser Mate­ rialzustand kann nicht auf Dauer beibehalten werden, und dann läßt man die koagulierte Masse in den unteren Raum des Hoch­ ofens fallen, wobei eine große Menge an Gichtgas mit hoher Temperatur auf einmal ausgeblasen wird. Diese Erscheinung wird im folgenden als "Niederblasphänomen" bezeichnet.
Im Normalbetrieb des Hochofens liegt die Temperatur des Gicht­ gases am Auslaß zwischen 200 und 250°C. Da man solche hohen Temperaturen durch Gaswäscher eines Staubabscheiders und der­ gleichen absenken kann, ist eine Verringerung der Gichtgastem­ peratur am Einlaß der Turbine auf 60 bis 80°C möglich. Tritt jedoch das Niederblasphänomen auf, dann wird die Temperatur des Gichtgases am Einlaß der Turbine auf 250°C oder höher an­ gehoben. Der Turbinenrotor kann sich dadurch ausdehnen, des­ gleichen sich bewegende Schaufeln, und daher kann durch un­ gleichmäßige Verformungen des Gehäuses eine Betriebsstörung auftreten, wenn beispielsweise das äußere Ende einer sich be­ wegenden Schaufel in unerwünschter Weise das Gehäuse berührt, oder es kann der elektrische Generator durch einen zu hohen Durchsatz von Gichtgas überlastet werden.
Nachteilig ist es ferner, daß an der Durchgangsleitung oder der Turbine im Gichtgas enthaltener Staub kondensiert wird, besonders an der stationären Schaufel der Turbine. Dieser Staub stört die Gasströmung und vermindert die Turbinenleistung.
Um das Anhaften und Ansammeln von Staub auf dem Gehäuseeinlaß und der stationären Schaufel der Turbine zu verhindern, ist man zwar schon dazu übergegangen, solche Turbinenteile, auf denen Staub sich mutmaßlich absetzen wird, mit einem Material mit guten Trenneigenschaften zu überziehen, wie z. B. mit Fluor­ harz, einem Phenolharz oder kristallinen Metalloxid-Keramikma­ terialien.
Hierbei hat sich aber gezeigt, daß ein Überzug von Turbinentei­ len mit einem solchen Material mit guter Trenneigenschaft zwar das Anhaften von Staub und die sich daraus ergebende Leistungs­ verminderung verhindern kann, doch ist ein solches Überzugma­ terial im allgemeinen nicht hitzebeständig und unterliegt leicht einer thermischen Beschädigung. Insbesondere wenn das oben erwähnte Niederblasphänomen im Hochofen auftritt, wird das Überzugsmaterial durch ein Gichtgas hoher Temperatur, welches plötzlich in die Speiseleitung in die Turbine eingeführt wird, thermisch zersetzt.
In einem Hochofen verändern die Füllmaterialien, wie Erz, ihre Form und Gestalt in rascher zeitlicher Folge, und es ist daher unmöglich, das Auftreten des Niederblasphänomens zu verhindern. Somit muß eine Turbinenanlage so aufgebaut sein, daß sie durch die mit dem Niederblasphänomen verbundenen physikalischen Grö­ ßenänderungen nicht beschädigt wird.
Aus der DE-OS 20 62 542 ist eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art beschrieben, bei welcher ebenfalls eine Turbine mit dem Gichtgas eines Hochofens angetrieben wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind aber keine Maßnahmen vorgesehen, mit deren Hilfe die Turbine auch bei einem plötzlichen und drastischen Druck- oder Temperaturanstieg, wie er bei dem Niederblasphänomen auftritt, weiter derart betrieben werden könnte, daß Beschädigungen oder erhebliche Beeinträchtigungen vermieden werden. Es sind lediglich zwei Absperrventile in den Zu- und Ableitungen der Turbine vorgesehen, mit deren Hil­ fe das strömende Gichtgas abgesperrt werden kann. Die in Ver­ bindung mit dem Niederblasphänomen auftretenden Nachteile sind in der Vorveröffentlichung nicht erwähnt und behandelt. Viel­ mehr wird bei der bekannten Vorrichtung ein kontinuierlicher Gasstrom von im wesentlichen konstantem Druck und konstanter Temperatur vorausgesetzt. Bei einem starken Druck- und Tempe­ raturanstieg werden die Absperrventile gegenüber der Hauptlei­ tung und der Niederdruckleitung geschlossen, wodurch die Tur­ bine vom Gichtgasstrom abgetrennt wird. Ihr Betrieb wird dann unterbrochen.
Die DE-PS 5 73 671 beschreibt eine Kühlvorrichtung für Treibga­ se von Gasturbinen durch Einspritzen großer Flüssigkeitsmengen in fein verteilter Form zur Abkühlung. Auch hier wird von einem gleichförmigen und sich allenfalls langsam veränderlichen Gas­ strom konstanten Druckes und konstanter Temperatur ausgegangen. Man versucht eine effektive Kühlung der heißen Gase durch eine möglichst feine Zerstäubung des Kühlwassers. Die nach dieser Veröffentlichung bekannte Kühlvorrichtung ist jedoch nicht geeignet, das unter gelegentlich sehr starkem Druck- und Tempe­ raturschwankungen aus einem Hochofen austretende Gichtgas stets auf eine für die Turbine optimale Temperatur abzukühlen, da die Kühlleistung der bekannten Vorrichtung sich nicht selbst­ tätig den jeweiligen Druck- oder Temperaturwerten des Gicht­ gases anpassen kann. Es wird auch nur allgemein das Kühlen durch Einspritzen beschrieben, ohne daß das Niederblasphänomen und die damit verbundenen starken Größenänderungen angesprochen werden.
Aus der CH-PS 2 28 271 ist schließlich eine Schnellschlußvor­ richtung an thermischen Turbinenanlagen bekannt, bei welcher zum Unterbrechen bzw. Vermindern der Zufuhr von Arbeitsmittel zur Turbine mindestens ein Teil des Arbeitsmittels durch eine Umgehungsleitung von der Turbine abgeleitet wird. Ausdrück­ lich will man dadurch erreichen, daß die Leistungsabgabe der Turbine unterbrochen oder doch mindestens stark vermindert wird. Es wird dort auch vorgeschlagen, gleichzeitig mit dem Ableiten des Arbeitsgases durch die Beipaß-Leitung die Zufuhr zur Turbine abzusperren; und möglichst beim Abschluß der Zu­ fuhrleitung zur Turbine dieser ein Kühlmittel zuzuführen, um eine unzulässige Erhitzung infolge Ventilationswirkung zu verhindern.
Diese bekannte Schnellschlußvorrichtung hat aber nichts mit einem Hochofen und dem Antrieb der Turbine durch Gichtgas zu tun. Außerdem richtet sich das Augenmerk der bekannten Vor­ richtung auf das Abschalten der Zufuhr des Arbeitsmittels zur Turbine hin, so daß ein kontinuierlicher Betrieb mit dieser Vorrichtung jedenfalls nicht möglich oder denkbar wäre.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung der bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend, daß im Betrieb des Hochofens der Durchsatz der Turbine mit Gichtgas unter geeigneten Zustandsbedingungen ständig aufrechterhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird in erfinderischer Weise durch eine Schutz­ vorrichtung für die Turbine gelöst, die aus Einrichtungen zum Versprühen von Kühlwasser in den Bereich zwischen dem Hochofen und der Turbine und aus einer Einrichtung besteht zur Steuerung des Gichtgasstromes durch die Turbine mittels ventilgesteuertem Beipaß, wobei die Schutzvorrichtung durch Temperatur- oder Druck­ meßfühler (21) im Gichtgas zum Erfassen des Auftretens des Niederblasphänomens in dem Hochofen gesteuert ist. Mit Vorteil wird durch die neue Schutzvorrichtung die vom Gichtgas durch­ strömte Turbine auch während des Auftretens des Niederblas­ phänomens mit einem Gas geeigneter Temperatur versorgt, denn der entsprechende Temperatur- und/oder Druckmeßfühler erlaubt eine kurzfristige und effektive Steuerung des Kühlwassers einer­ seits und der Beipaß-Steuerung andererseits. Auf diese Weise kann eine Turbine und damit auch ein elektrischer Generator ständig durch das Gichtgas eines Hochofens betrieben werden, selbst wenn dieser bei Auftreten des Niederblasphänomens starke Druck- und/oder vor allem starke Temperaturschwankungen zeigt.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn erfindungsgemäß die Kühlwasser- Sprüheinrichtung in dem Gaseinlaßabschnitt der Turbine ange­ ordnet ist. Dadurch kann man die Maschinenteile der Turbine auf dem gewünschten Temperaturniveau halten, so daß keine un­ erwünschten Temperaturschwankungen und -spannungen und damit Beschädigungen der Turbine auftreten können. Damit verbessert man gleichzeitig auch die Gesamtleistung der aus dem Gichtgas rückgewonnenen Energie.
Das Auftreten des Niederblasphänomens im Hochofen wird durch geeignete Temperatur- und/oder Druckmeßfühler sofort nach de­ ren Auftreten festgestellt und in ein Steuersignal umgewandelt, mit welchem Ventile gesteuert werden, um einerseits Kühlwas­ ser zu versprühen und/oder andererseits Gichtgasströme umzu­ leiten. Dies gelingt mit Vorteil besonders dann, wenn erfin­ dungsgemäß die Kühlwasser-Sprüheinrichtung in der Transport­ leitung für das Gichtgas angeordnet ist.
Die Stelle für die Anbringung der Temperatur- und/oder Druck­ meßfühler in der Turbinenanlage wird insbesondere in der Lei­ tung am oberen Ende des Hochofens oder in einer in der Nähe davon liegenden Leitung sein. Zweckmäßig verwendet man elek­ trische Abfühleinrichtungen und Signalgeber als Mittel zum Feststellen von Temperatur oder Druck bzw. als Mittel zur Ab­ gabe eines Signals entsprechend der Messung. Ohne Zeitverzöge­ rung kann dann vom Punkt des Auftretens des Niederblasphänomens bis zur Kühlwasser-Sprüheinrichtung oder den Beipaßventilen das Signal weitergegeben werden. Dadurch gibt es auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Gichtgase keine Probleme. Gege­ benenfalls kann die Temperatur des Gichtgases am Einlaß der Turbine im Bereich zwischen 60 und 80°C gehalten werden, selbst wenn beim Auftreten des Niederblasphänomens das Gichtgas zu­ nächst eine Temperatur von etwa 250°C angenommen haben sollte.
Durch das Niederblasphänomen kann sich auch die Zusammensetzung des Gichtgases und sein Verbrennungszustand ändern. Deshalb ist es erfindungsgemäß ferner günstig, wenn dem Kühlwasser ein Mittel zum Schutz des Inneren der Turbine beigemischt wird. Zwar könnte man dieses Mittel kontinuierlich beigeben, es ist erfindungsgemäß aber auch möglich, Meßeinrichtungen in dem Leitungssystem so vorzusehen, daß die Veränderung der Zusammen­ setzung des Gichtgases festgestellt wird und bei Auftreten solcher Feststellungssignale das Mittel zum Schutz der Turbine beigemischt wird, wodurch die Zusammensetzung des Abgases be­ einflußt oder auch der Verbrennungszustand geändert werden kann.
Wenn man Wasser in Form eines Gemisches mit dem Mittel zum Schutz des Inneren der Turbine oder mit einem anderen entspre­ chend zu verwendenden Additiv einsprüht, kann das Gichtgas auf die gewünschte Endtemperatur am Eintritt in die Turbine abgesenkt und gleichzeitig die Turbine geschützt werden.
Es ist bevorzugt, das Wasser unter einem hohen Druck und in fein versprühtem Zustand zuzuführen, so daß es auch sofort im Gichtgas dispergiert und vergast wird. Die versprühte Was­ sermenge kann man derart steuern, daß die Temperatur des Gicht­ gases beim Eintritt in die Turbine im Bereich von 60 bis 80°C gehalten wird. Dieser Temperaturbereich unterscheidet sich jedoch etwas von den Eigenschaften und Merkmalen der jeweili­ gen Turbine und ihrem Werkstoff. Je nach der speziell verwende­ ten Turbine wird daher die Wassermenge bevorzugt ausgewählt.
Wenn die Turbine oder die Transportleitung für das Gichtgas aus einem Material besteht, welches nicht genügend hitzebestän­ dig ist, kann man das Wasser direkt auf einen Teil eines sol­ chen Materials versprühen, um einen Temperaturanstieg dieses Teils und seine thermische Beschädigung zu verhindern.
Erfindungsgemäß weist die Einrichtung zur Steuerung des Gicht­ gasstromes durch die Turbine ein von dem Temperatur- und/oder Druckmeßfühler über eine elektrische Steuerung angesteuertes Beipaß-Ventil auf. Dadurch kann man bei Auftreten des Nieder­ blasphänomens im Hochofen die Änderung der entsprechenden phy­ sikalischen Größe im Gichtgas feststellen und Wasser kurz da­ nach als Reaktion auf ein entsprechendes Signal in die Trans­ portleitung, vor die Turbine oder sogar in die Turbine ein­ sprühen. Dadurch kann man mit Vorteil die Temperatur des Gicht­ gases in wirksamer Weise auf einem gewünschten Niveau halten. Es gibt keine ungleichmäßigen Verformungen von Turbinenteilen durch thermische Ausdehnung oder dergleichen mehr. Daher kann ein Material, das leicht thermisch beeinträchtigt werden kann, sowohl in der Transportleitung für das Gichtgas als auch in der Turbine verwendet werden, denn es ist erfindungsgemäß ein wirksamer Schutz für diese Teile und Materialien gegeben. Damit kann man die jeweilige Turbine in stabilen Betriebsbedingungen halten und mit hoher Leistung betreiben. Die aus dem Gichtgas erhaltene Energie kann man mit hohem Wirkungsgrad zurückgewin­ nen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Versprühen von Kühlwasser in eine Turbine bei Empfang eines Signals, durch welches das Auftreten des Nieder­ blasphänomens angezeigt wird, und
Fig. 2 abgebrochen den Vertikalschnitt durch den Gaseinlaß einer Turbine.
Fig. 1 stellt die Beschickungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit der Schutzvorrichtung für die Turbine schematisch dar. Die Turbine 7 wird mit Hochofengichtgas angetrieben, und die Schutzvorrichtung sorgt im Betrieb des Hochofens für ein stän­ diges Aufrechterhalten des Durchsatzes der Turbine mit Gicht­ gas unter geeigneten Zustandsbedingungen.
Die Doppellinie bedeutet das Fließsystem des Gichtgases aus dem Hochofen, die einzelne ausgezogene Linie zeigt das Fließ­ system für Kühlwasser, und die gestrichelten Linien zeigen elektrische Verbindungen zwischen Meßstellen und Steuerungen.
Durch eine Gichtgasleitung 2 a, die mit dem oberen Ende eines Hochofens 1 verbunden ist, wird Gichtgas zu einem Staubsammler 3 geführt, wo der meiste Staub, der in dem Gichtgas enthalten ist, entfernt wird. Sodann wird das Gichtgas einem Venturi- Gaswäscher 4 über eine Gasleitung 2 b zugeführt. Von diesem Venturi-Gaswäscher 4 wird das Gichtgas mit Wasser oder einer Chemikalienlösung derart behandelt, daß es bei den folgenden Stufen keine Korrosion oder andere Schwierigkeiten verursacht. Eine Hauptgichtgasleitung 2 c verzweigt sich zu einer Gaslei­ tung 2 e zur Turbine 7 hin und zu einer Gasflußsteuerleitung 2 d. Diese Gasflußsteuerleitung 2 d verläuft zu einem zweiten Venturi-Gaswäscher 6 durch ein Beipaß-Ventil 5. Dieser zweite Venturi-Gaswäscher 6 kann gerade hinter dem ersten Venturi- Gaswäscher 4 angeordnet sein. Die Gasleitung 2 e führt das Gichtgas zur Turbine 7 hin, die auf der anderen Seite mit einer Gichtgasleitung 2 f verbunden ist, die zu dem zweiten Venturi- Gaswäscher 6 führt. Ein elektrischer Generator 8 ist mit der Turbine 7 verbunden, und die in dem Gichtgas enthaltene Ener­ gie wird durch diesen elektrischen Generator 8 zurückgewonnen.
Die Einrichtung zur Feststellung der Temperatur oder des Dru­ ckes, nämlich ein Temperatur- oder Druckrelais 21, ist in der Gichtgasleitung 2 a in einem Abschnitt nahe dem Hochofen 1 ange­ ordnet. Ein von diesem Temperatur- oder Druckrelais 21 erzeug­ tes Signal wird über einen elektrischen Steuerkreis 22 zu ei­ nem Wasserzuführventil 23 geführt. Andererseits kann gemäß der oben angeordneten gestrichelten elektrischen Leitung auch das Beipaß-Ventil 5 angesteuert werden, so daß es die Gasfluß­ leitung 2 d mehr oder weniger öffnet bzw. sperrt.
Das Bezugszeichen 24 stellt eine Kühlwasserleitung dar, die in Verbindung mit dem Wasserzuführventil 23 bei der Beschrei­ bung des Betriebes nachfolgend erläutert wird.
Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch die Turbine 7 mit der Darstellung, daß Kühlwasser versprüht wird. Eine Rotornabe 34 ist drehbar in der Mitte des Gehäuses 31 befestigt, und eine sich drehende Schaufel 33 ist am Umfang der Rotornabe 34 angebracht. Ferner ist eine stationäre Schaufel 32 am Ge­ häuse befestigt. Eine Kühlwassersprühdüse 25 ist im Bereich des Gaseinlaßabschnittes 35 derart befestigt, daß Kühlwasser auf eine erste stationäre Schaufel 36 der ersten Stufe ge­ sprüht wird, die am Gehäuse 31 befestigt ist. Aus der Düse 25 versprühtes Kühlwasser wird in dem im Gehäuse 31 strömenden Gas verteilt, nimmt Wärme aus diesem auf und verdampft, wobei die Temperatur des Gases auf ein vorbestimmtes Niveau gesenkt wird. Man sieht, daß die Kühlwassersprühdüse 25 an einem Teil für die Zuführung des Gichtgases zur Turbine 7 hin angeordnet ist, wie Fig. 2 zeigt. Wenn die Temperatur des Gases auf die­ se Weise durch Versprühen von Kühlwasser gesenkt wird, sinkt auch die Temperatur der betreffenden Turbinenteile, und es kann somit eine Beschädigung des Materials mit schlechter Wär­ mebeständigkeit, wie beispielsweise ein auf der stationären Schaufel zur Verhinderung von Staubablagerungen aufgebrachter Überzug, wirksam verhindert werden. Außerdem kann man errei­ chen, daß der auf den stationären Schaufeln und dem Gaseinlaß­ abschnitt des Gehäuses anhaftende Staub entfernt wird.
Andererseits ist es auch möglich, die Temperatur des der Tur­ bine zugeführten Gichtgases auf einen vorbestimmten Wert abzu­ senken, wenn man die Kühlwassersprühdüse an einer anderen Stel­ le als an dem oben angegebenen Punkt anordnet. Beispielsweise kann sie an irgendeinem Teil der Gichtgasleitung angeordnet sein, die vom Hochofen 1 zur Turbine 7 führt.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Tem­ peratur eines Maschinenteils, welches thermisch leicht zersetz­ bar ist, örtlich gesenkt wird. Wenn beispielsweise die statio­ näre Schaufel der ersten Turbinenstufe mit einem Material über­ zogen ist, welches durch höhere Temperaturen leicht beeinträch­ tigt werden kann, dann wird zum Schutz der Überzugsfläche in der beschriebenen Weise Kühlwasser aufgesprüht. Bei einer sol­ chen Ausführungsform kann die zu versprühende Wassermenge ver­ ringert werden, doch wird in vielen Fällen die Temperatur des durch die Turbine fließenden Gichtgases dann nicht gesenkt. Das durch höhere Temperaturen sonst beeinträchtigte Turbinen­ teil kann auf diese Weise vor der Beschädigung geschützt wer­ den.
Im Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung mit der Schutzeinrichtung für die Turbine wird ein von dem Hochofen 1 abgegebenes Gichtgas zunächst in den Staubsammler 3 einge­ führt, wo grobe Staubteilchen niedergeschlagen und abgetrennt werden. Sodann wird der Gasfluß in den Venturi-Gaswäscher 4 eingeführt, wo wesentliche Anteile feiner Staubteilchen durch Besprühen mit Wasser oder einer chemischen Lösung entfernt werden und die Temperatur des Gases soweit abgesenkt wird, daß das Gas in der Turbine verwendet werden kann, nämlich auf 60 bis 80°C.
Die Fließgeschwindigkeit des durch die Gasflußsteuerleitung 2 d strömenden Gichtgases wird mit Hilfe des Beipaß-Ventiles 5 derart gesteuert, daß der Druck des Hochofens 1 auf einem be­ stimmten Niveau gehalten wird, ungeachtet der Belastung der Turbine 7. Das Gichtgas aus der Turbine 7 und dem Beipaß-Ventil 5 vereinigt sich mit dem aus der Leitung 2 b strömenden Gas, und das vereinigte Gas wird in eine nachgeschaltete Anlage über den zweiten Venturi-Gaswäscher 6 und eine Gichtgasleitung 2 g eingespeist.
Die Temperatur des Druckrelais 21 wird so eingestellt, daß eine plötzliche Veränderung der Temperatur oder des Druckes im Gichtgas, die durch das Niederblasphänomen im Hochofen 1 verursacht werden, festgestellt wird. Es ist bevorzugt, daß das Abfühlteil des Relais 21 aus einem Material besteht, wel­ ches nicht zersetzt wird, selbst wenn es stets dem staubhalti­ gen Gichtgas ausgesetzt ist, und daß die Oberfläche des Ab­ fühlteils des Relais 21 mit einem kristallinen Metalloxid- Keramiküberzug versehen ist, und die Überzugsoberfläche so poliert ist, daß ein Anhaften und eine Ablagerung von Staub verhindert wird.
Das Temperatur- oder Druckrelais 21 kann an irgendeinem Teil des Leitungsdurchganges zwischen dem Hochofen 1 und der Turbi­ ne 7 angeordnet sein. Um jedoch genügend Zeit vom Ort der Fest­ stellung einer Temperatur- oder Druckveränderung durch das Niederblasphänomen bis zu dem Punkt der Ankunft eines abnorm hochtemperierten Gases bei der Turbine 7 zu gewährleisten und um genügend Zeit für die Betätigung der Turbinenschutzeinrich­ tung zu bekommen, ist es bevorzugt, daß das Relais 21 an einem Teil in der Anlage angebracht ist, welches so nahe wie möglich am Hochofen 1 liegt.
Wenn das Niederblasphänomen in dem Hochofen 1 auftritt, wird die anormale Temperaturerhöhung oder Druckerhöhung von dem Relais 21 festgestellt, wodurch z. B. Ventile umgeschaltet wer­ den, z. B. das Beipaß-Ventil 5 geöffnet wird.
Im Betrieb der Kühlwasserversprüheinrichtung, bei welchem also Kühlwasser am Gaseinlaßabschnitt der Turbine 7 eingesprüht wird, kann die Turbine kontinuierlich betrieben werden, selbst wenn das Niederblasphänomen auftritt.
Wenn das Niederblasphänomen auftritt und eine Druck- oder Tem­ peraturveränderung am Relais 21 festgestellt wird, wird das Wasserzuführventil 23 beim Empfang des dieser Messung entspre­ chenden Signals geöffnet, um Kühlwasser am Gaseinlaßabschnitt 35 der Turbine 7 zu versprühen. Dadurch wird sofort die Gastem­ peratur auf ein vorbestimmtes Niveau abgesenkt.
Die Schutzvorrichtung für die Turbine 7 erlaubt also bei deren kontinuierlichem Betrieb je nach Auftreten des Niederblasphä­ nomens das Versprühen von Kühlwasser, vorzugsweise am Gasein­ laßabschnitt 35 der Turbine, und der Gichtgasstrom durch die Turbine 7 kann durch das Beipaß-Ventil 5 und den Steuerkreis 22 durch den in Fig. 1 gezeigten ventilgesteuerten Beipaß (Leitung 2 d) gesteuert werden. Auf diese Weise kann ständig der Durchsatz der Turbine 7 mit Gichtgas unter geeigneten Zu­ standsbedingungen aufrechterhalten werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Beschickung einer einen elektrischen Gene­ rator (8) antreibenden Turbine (7) mit einem in einem Hochofen (1) erzeugten Gichtgas, bei welcher die Turbine (7) an eine von einer Gasflußleitung (2 d) abzweigenden Gas­ leitung (2 e) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Schutzvorrichtung für die Turbine (7), bestehend aus Ein­ richtungen (23, 25) zum Versprühen von Kühlwasser in den Bereich zwischen dem Hochofen (1) und der Turbine (7) und aus einer Einrichtung (5, 22) zur Steuerung des Gichtgasstromes durch die Turbine (7) mittels ventilge­ steuertem Beipaß, wobei die Schutzvorrichtung durch Tem­ peratur- und/oder Druckmeßfühler (21) im Gichtgas zum Erfassen des Auftretens des Niederblasphänomens in dem Hochofen (1) gesteuert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasser-Sprüheinrichtung (25) in dem Gaseinlaßab­ schnitt (35) der Turbine (7) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasser-Sprüheinrichtung in der Transportleitung (2 b-2 e) für das Gichtgas angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlwasser ein Mittel zum Schutz des Inneren der Tur­ bine (7) beigemischt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung des Gichtgasstromes durch die Turbine (7) ein von dem Temperatur- und/oder Druckmeßfühler (21) über eine elektrische Steuerung (22) angesteuertes Beipaß-Ventil (5) aufweist.
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