DE1039084B

DE1039084B - Verfahren und Einrichtung zur fortlaufenden Ausnuetzung der absatzweise anfallenden Waermemenge von Konverterabgasen

Info

Publication number: DE1039084B
Application number: DEW13781A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roland Kemmetmueller
Original assignee: Waagner Biro AG
Current assignee: Waagner Biro AG
Priority date: 1953-04-30
Filing date: 1954-04-22
Publication date: 1958-09-18

Description

Verfahren und Einrichtung zur fortlaufenden Ausnützung der absatzweise anfallenden Wärmemenge von Konverterabgasen Die Erfindung betrifft vor allem ein Verfahren zur fortlaufenden Ausnützung der absatzweise anfallenden Wärmemengen von Konverterabgasen in Abwärmeverwertungsanlagen. Es ist bereits bekannt, die Wärme von Konverterabgasen zur Vorwärmung der Blasluft zu verwenden. Zu diesem Zweck durchströmen die heißen Abgase aus dem Konverter einen Wärmeaustatischer, wo sie ihre Wärme an die Blasluft abgeben, die vorgewärmt dem Konverter zugeführt wird.
Es ist auch vorgeschlagen worden, an Stelle des Wärmeaustauschers mindesten., zwei Regeneratoren zu verwenden, von denen der eine durch die Abgase aufgeheizt wird, während der andere seine aufgespeicherte Wärme an die Blasluft abgibt.
Nachteilig bei allen diesen Einrichtungen ist es, daß sie nicht in der Lage sind, die stoßweise anfallenden Wärmemengen auszugleichen und ein gleichmäßiges Wärmeband auch dann abzugeben, wenn in den Blaspausen keine Wärme anfällt. Sie sind vielmehr den großen Temperaturschwankungen des Konverterbetriebes unterworfen, was sich auch auf das Material der Wärmeaustauscher sehr ungünstig auswirkt. Eine gleichmäßige kontinuierliche Wärmeausnützung, wie etwa zur Dampf- bzw. Stromerzeugung, ist damit nicht möglich.
Alle diese Nachteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch vermieden, daß die Konverterabgase vor Eintritt in die als Rekuperator arbeitende Abwärmeverwertungsanlage durch einen Wärmespeicher derart strömen, daß sie ihm einen Teil ihrer Wärme abgeben und daß in den Zeiten, in denen kein oder nur ein geringer Wärmeanfall auftritt, die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme der Abwärineverwertungsanlage zugeführt wird.
Durch diese erfindungsgemäße Hintereinanderschaltung wird auch erreicht, daß der Wärmespeicher, der auch kleiner bemessen sein kann, im hohen Temperaturbereich arbeitet, was die feuerfesten Steine leichter aushalten, während der rekuperative Wärmeaustauscher mit Gasen niedrigerer Temperatur betrieben wird, so daß er materialmäßig weniger beansprucht wird und ebenfalls billiger gehalten werden kann.
An Hand der schematischen Zeichnung kann der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform erklärt werden.
Fig. 1 zeigt eine vollständige derartige Anlage, Fig. 2 eine Einzelheit.
Mit 1 ist die Abwärmeverwertungsanlage bezeichnet, die z. B. als Luftvorwärmer (Rekuperator), Abhitzekessel, kombinierte Fliehkraftabscheider- und Wärmeaustauscheranlage, Turbinenanlage od. dgl. vorgesehen sein kann. Die vom Konverter 14 kommenden heißen Abgase durchströmen vor ihrem Eintritt in die Anlage 1 den Wärmespeicher 2. Aus diesem Speicher wird in den Zeiten, in denen keine Abwärme anfällt, die gespeicherte Wärme mittels eines beliebigen Wärmeträgers, wie z. B. Luft, Gas oder Flüssigkeit, entzogen und der Abwärmeverwertungsanlage 1 zugeführt.
Zum Beispiel wird nach Beendigung des Wärmeanfalles Luft durch den Speicher gefördert. Die Regelung der Luftmenge kann mittels des Schiebers 9, der beim Eintritt 7 in der Abgasleitung angebracht ist, oder durch das Saugzuggebläse durchgeführt werden. Diese Luft nimmt die Wärme vom Speicher 2 auf und beheizt damit die Anlage 1. Derartige Regelorgane, wie Schieber 9 und Gebläse 12, zur Änderung der Gasdurchsatzmenge können auch an anderer Stelle, also nicht bloß am Anfang oder Ende der gesamten Anlage angeordnet werden.
Um die Wärmezufuhr zu der Abwärmev erwertungsanlage 1 möglichst gleichmäßig und somit wirtschaftlich zu gestalten, kann an beliebiger Stelle vor der Abwärmeverwertungsanlage 1 eine Zusatzheizung 3 vorgesehen werden. Vorteilhaft ist es fernerhin noch, die heißen Gase vor dem Wärmespeicher 2 einer Kühlfläche 5 zuzuführen, an der mitgerissene schmelzende Bestandteile abgekühlt und ausgeschieden werden. Beim Durchführen des gesamten Verfahrens können die Abgase vor, in oder nach der ,#,bwärmeverwertungsanlage 1 einer Reinigung unterzogen werden. Eine solche Reinigungsmöglichkeit ist gemäß Fig. 1 bei 6 z. B. als Gaswaschanlage angedeutet. Selbstverständlich kann statt Wasser hier auch Dampf zur Reinigung Verwendung finden, der z. B. in den vorgeschalteten Wärmeaustauscheinrichtungen 1, 2 oder 5 gewonnen wurde. Die nachgeschaltete Reinigungsanlage kann durch Schließen der Klappe 19 und Öftnen der Haube 20 außer Betrieb gesetzt werden. Mit 21 ist der Abzugsschacht benannt. In an sich bekannter Weise ist eine derartige Reinigung der Abgase aber auch auf trockenem Wege durch eine Reinigungsanlage wie z. B. in einem Fliehkraftstaubabscheider oder Elektrofilter durchführbar. Die Abwärmeverwertungsanlage 1 ist vorzugsweise als Luftvorwärmer (Rektiperator) ausgebildet, mit dem im geschlossenen oder offenen Kreislauf eine Heißluftturbine 4 betrieben wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Abwärmeverwertungsanlage 1 ist darin gelegen. an dieser Stelle einen Abhitzekessel vorzusehen. Es kann aber auch der Wärmeaustauscher 1 nach dein Wärmespeicher entfallen und die Abgase bzw. die Lttft direkt einer Gas- und Luftturbine zugeführt werden.
In Fig. 1 ist der Wärmespeicher 2 drehbar ausgebildet. Nach dem Aufheizen mit dem heißen Gas wird der Speicher 2 um 180° gedreht, so daß der nunmehr durchgeleitete kalte Wärmeträger in vorteilhafter Weise zuerst mit den kälteren Teilen dieses Speichers 2 in Berührung kommt. Gemäß Fig. 2 ist zti dem gleichen Zweck der Gasweg umschaltbar. Ein Aufheizen mit den heißen Abgasen erfolgt hier nach dem mit voller Linie eingezeichneten Weg 15. Fällt zu gegebener Zeit kein heißes Abgas an, so wird der Verbindungsweg 16 umgeschaltet; es strömt dann der Wärmeträger. z. B. kalte Luft, über den gestrichelt eingezeichneten Weg 17 durch den Speicher 2 um dessen Mittelwand 18 und von dort zur Anlage 1.
Aus Fig. 1 ist noch zu ersehen, daß im Kanal für die heißen Abgase unmittelbar nach der Einströmöffnung 7 und auch unmittelbar unterhalb jeder Wärmeaustauschfläche 5, 2 oder 1 Trichter 11 zum Sammeln und Abführen fester Verbrennungsrückstände vorgesehen sind.
Die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränkt. Soweit die an den WärineaustauSchflächen 5, 2 oder auch 1 zugeführte Wärm: zur Vergleichmäßigung des Betriebes der Abwärineverwertungsanlage 1 nicht benötigt wird, so kann diese überschüssige Wärme auch anderen Wärineverwertungsstellen zugeleitet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur fortlaufenden Ausnützung der absatzweise anfallenden Wärmemengen von Konverterabgasen in Abwärmeverwertungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Konverterabgase vor Eintritt in die als Rekuperator arbeitende Abwärmeverwertungsanlage durch einen Wärmespeicher derart strömen, daß sie ihm einen Teil ihrer Wärme abgeben und daß in den Zeiten, in denen kein oder nur ein geringer Wärmeanfall auftritt, die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme der Abwärmeverwertungsanlage zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer beliebigen Stelle vor dem Abwärmeverwerter (1) beim Auftreten von Wärmeschwankungen (bzw. in den Pausen) eine an sich bekannte Zusatzheizung (3) eingeschaltet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Abwärmeverwertungsanlage (1) ein Luftvorwärnier Verwendung findet.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewärmte Luft zum Betrieb einer Luftturbine verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Abwärmeverwertungsanlage (1) ein Abbitzekessel Verwendung findet.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abgasverwertungsanlage (1) eine Gas- und/oder Luftturbine verwendet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Abgase vor dem Wärmespeicher (2) einer Kühlfläche (5) zugeführt werden, an der mitgerissene schmelzbare Bestandteile abgekühlt und ausgeschieden werden. B.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die an die Kühlfläche (5) abgeführte Wärme der Abwärmeverwertungsanlage (1) oder einer anderen Wärmeverwertungsstelle zugeführt wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe vor. in oder nach der Abwä rmeverwertungsanlage (1) einer Reinigung unterzogen werden.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (2) drehbar (Fig.l) oder im Gasweg umschaltbar (Fig.2) vorgesehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal für die heißen Abgase unmittelbar nach der Einströtiiöffnung (7) und auch unmittelbar unterhalb jeder Wärmetauschfläche (5, 2, i) Trichter (11) zum Sammeln und Abführen fester Verbrennungsrückstände vorgesehen sind.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Gasdurchsatzmenge regelbare Organe (9, 12) vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 824799; österreichische Patentschrift Nr. 184585.