DE1451460C - Im Boden des Brennschachtes eines einraumigen turmartigen Gas oder Wind erhitzers angeordnete Verbrennungsemrich tung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Boden des Brennschachtes eines einräumigen turmartigen Gasoder Winderhitzers angeordnete, aus feuerfestem keramischen Werkstoff bestehende Verbrennungseinrichtung mit in abwechselnder Reihenfolge ausgebildeten Zuführungsdüsen für Schwachgas und Verbrennungsluft.

Es ist eine Verbrennungseinrichtung für einen Gaserhitzer mit im Querschnitt kreisförmigem Brennschacht bekannt, bei der das Brenngas über einen im Brennschachtmauerwerk angeordneten Ringkanal von Gewölbebrücken getragenen, über den gesamten Brennschachtquerschnitt verteilten, vertikalen,. parallelen, schlitzförmigen Kanälen zugeführt wird, zwischen denen vertikale Durchtrittskanäle für die unterhalb der Gewölbebrücken nahe dem Brennschachtboden eintretende Verbrennungsluft bestehen.

Bei dieser bekannten Verbrennungseinrichtung erfolgt die Vermischung und Verbrennung der über den Brennschachtquerschnitt weitgehend gleichmäßig verteilt zuströmenden Verbrennungsluft und des von der Brennschachtaußenwand den schlitzförmigen Kanälen zugeführten Brenngases nur unvollständig, da auf Grund unterschiedlicher Strömungsverluste eine gleichmäßige Aufteilung des Brenngasstromes auf alle Bereiche der Brenngaskanäle nicht erreichbar ist. Es besteht daher die Gefahr, daß Brennmittelsträhnen bis in höher gelegene Brennschachtzonen gelangen und stichflammenartige Nachverbrennungen in der Brennschachtkuppel und damit Zerstörungen am Mauerwerk auftreten.

Eine andere bekannte Verbrennungseinrichtung für einräumige turmartige Gaserhitzer besteht aus mehreren über den gesamten Brennschachtquerschnitt verteilten, vertikalen, parallelen, feuerfesten Wänden, deren nach oben offene Zwischenräume abwechselnd mit der Brenngas- und Verbrennungsluftzuführung in Verbindung stehen.

Diese bekannte Verbrennungseinrichtung sichert zwar eine praktisch gleichmäßige Verbrennung infolge der über den Brennschachtquerschnitt weitgehend gleichmäßig verteilt zugeführten Brennmittel, jedoch ist der Aufbau infolge der beiden gegenüberliegenden gewölbeartigen Verteilräume und der darüber ausgebildeten schlitzförmigen Zwischenräume kompliziert und kostspielig.

Schließlich ist auch noch ein Brenner zur wahlweisen Verfeuerung von Gas und Kohlenstaub oder einem der beiden Brennstoffe bekannt, der ringförmig um eine zentrale Brennmittelzuführung in abwechselnder Reihenfolge zur Längsachse hin geneigt angeordnete Gas- und Verbrennungsluftdüsen aufweist.

Die Beheizung von Winderhitzern zur Zufuhr heißen Windes zum Hochofen erfolgt durchweg mit dem anfallenden heizwertarmen 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 kann durch hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder des vom Hochofen her bereits warmen Gichtgases erfüllt werden. Für diese hohe Vorwärmung werden kostspielige zusätzliche Einrichtungen benötigt.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch die gleichzeitige Verbrennung von heizwertarmem gasförmigen Brennstoff (Gichtgas) und heizwertreichem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff die erforderliche hohe Erwärmung der Regenerativeinbauten des Winderhitzers ohne Brennmittel-Fremdvorwärmung und unter Mauerwerksschonung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwachgas- und Luftdüsen in an sich bekannter Weise ringförmig um eine zentrale Brennmittelzuführung zur Achse der Verbrennungseinrichtung hin geneigt angeordnet sind, wobei jedoch die zentrale Brennmittelzuführung mindestens eine der Öl- oder Starkgaszufuhr dienende Düsenlanze aufweist, die einen senkrechten Zuführungskanal für die zur Öl- oder Starkgasverbrennung erforderliche Luft durchsetzt.

Durch eine derartige Ausbildung werden die Vorteile erreicht, daß eine gleichmäßige, innige Vermischung der Brennmittel auf engem Raum unmittelbar oberhalb des Brennschachtbodens erzielt werden kann und eine Berührung der Brennschachtwand durch das heizwertreiche Brennmittelgemisch und damit die Gefahr örtlicher Mauerwerksüberhitzungen vermieden werden können.

Es ist weiterhin eine kostspielige Mischeinrichtung für die Anreicherung des Schwachgases mit Starkgas nicht erforderlich. Eine solche Vermischung ist bei Verwendung von nicht gekühltem, im warmen Zustand vom Hochofen kommendem Gichtgas infolge der Zersetzungsgefahr des Starkgases auch nicht ohne weiteres möglich.

Die Verbrennungseinrichtung kann auch derart ausgebildet sein, daß die Düsenlanze durch einen koaxial innerhalb der Schwachgas- und Luftdüsen angeordneten Kranz von Starkgasdüsen ersetzt wird und ein zentraler Kanal im Boden des Brennschachtes und eine daran angeschlossene Leitung der Abführung des Heißwindes dienen.

Eine derartige Einrichtung hat den Vorzug, daß die Windleitung unmittelbar ohne Krümmer nach unten geführt und in Höhe der Ringleitung der Hochofenwinddüsen mit dieser verbunden werden kann.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt

F i g. 1 schematisch einen einräumigen turmartigen Gas- oder Winderhitzer mit nebenstehendem Brennschacht,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch den unteren Teil des Brennschachtes,

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der Verbrennungseinrichtung im Teillängsschnitt,

Fig. 5 einen Ausschnitt der Schwachgas-Luftmischeinrichtung im Längsschnitt nach Linie V-V der Fig. 3.

Die Erhitzeranlage besteht, wie aus F i g. 1 ersichtlich, aus einem senkrechten mit zur Aufnahme der Wärme dienendem Gitterwerk 2 versehenen Schacht 1, dessen Kuppel 3 durch eine waagerechte Verbindung 4 mit der Kuppel 5 eines Brennschachtes 6 verbunden ist. Der Brennschacht 6 ruht auf einem Gestell 7.

Die Aufheizung des Gitterwerks 2 erfolgt vom Brennschacht 6 aus mittels einer am Boden angeordneten Verbrennungseinrichtung. Die heißen Abgase durchströmen den Schacht 1 von der Kuppel 3 aus nach unten und werden bei 8 abgezogen. Der zu erhitzende Wind wird in der Windperiode dem

Claims (3)

1. 3 4

   Schacht 1 unten bei 8a zugeführt und, je nach Aus- form nach Fig. 2. Unterhalb des Ringkanals 18 ist bildung der Verbrennungseinrichtung, entweder durch eine Starkgasringleitung 41 angeordnet, von der den Boden des Brennschachtes 6 durch eine Leitung 9 radiale Starkgaskanäle 42 abgehen, die in Düsen 43 oder oberhalb der Verbrennungseinrichtung bei 10 des schrägen Ringbodens 27 münden. Die Starkgasabgezogen. 5 känäle 42 und Düsen 43 liegen unterhalb der Kanäle Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform 16 und Düsen 12 für Schwachgas, so daß bei Undichwird der Heißwind aus dem Brennschacht 6 oberhalb tigkeiten des sie trennenden Mauerwerks lediglich ein der Verbrennungseinrichtung bei 10 abgezogen. Die Austausch von Schwachgas- und Starkgas, nicht aber im Boden 11 des Brennschachtes 6 angeordnete Ver- ein solcher von Starkgas und Luft erfolgen kann, brennungseinrichtung weist einen Kranz ringförmig io Hierdurch werden bei Undichtigkeiten Stichflammenangeordneter Düsen 12, 13 auf, denen sich Misch- bildungen durch eine Vereinigung von Starkgas mit düsen 14 anschließen, die wie die Düsen 12, 13 Luft vermieden. Durch die Leitung 25 wird in diesem derart schräg nach oben gerichtet sind, daß die Falle so viel Luft zugeführt, daß diese für die Veraustretenden Brennmittelstrahlen einen gestrichelt brennung von Schwachgas und Starkgas ausreicht, dargestellten, mit 15 bezeichneten Kegelmantel erge- 15 Das aus den Mischdüsen 14 aufsteigende Schwachgasben. Luftgemisch weist daher einen Luftüberschuß auf, j Die Düsen 12 bzw. 13 schließen sich an von Ring- durch den das von unten zuströmende Starkgas nach kanälen 18 bzw. 19 abgehende, radial verlaufende Vermischung zur Verbrennung gelangt, ohne daß : Kanäle 16 bzw. 17 an. Die Kanäle 16 sind mit einem sich stichflammenartige Erscheinungen zeigen kön-

   RingkanallS und die Kanäle 17 mit einem Ring- 20 nen.

   '■ kanal 19 verbunden. Beide Ringkanäle 18, 19 sind Sowohl bei dieser als auch der Ausführungsform

   gasdicht mit dem das Brennschachtmauerwerk 21 nach F i g. 2 kann somit kein Starkgas- oder Öldampf-

   f\ umgebenden Blechmantel 20 verbunden. Der Ring- Gemisch unmittelbar an die Schachtwand gelangen,

   kanal 18 dient zur Zuführung von Schwachgas und Nach Aufheizung des Gitterwerks 2 wird in dieses

   ist unter Vermittlung eines Absperrorgans 22 mit 25 durch die Leitung 8 α Kaltwind eingeführt. Die Tem-

   einer Zuleitung 23 und der Ringkanal 19 unter Zwi- peratur des erhitzten Windes fällt bis zum Ende der

   schenschaltung eines Absperrorgans 24 mit einer Windperiode ab. Um eine gleichmäßige Windtempe-

   Verbrennungsluftleitung 25 verbunden. Die die Düsen ratur aufrechtzuerhalten, ist es daher erforderlich,

   12, 13 trennenden Wände 26 enden unterhalb des dem Heißwind eine entsprechend abfallende Menge

   ringförmigen Schrägbodens 27. In die Düsen 12, 13 30 Kaltwind zuzumischen.

   ragen von der Schrägwand 27 aus kurze Wände 28, Diese Zumischung wird im allgemeinen in besonzwischen denen die Mischdüsen 14 entstehen, wie aus deren Mischkammern, die eine intensive Mischung F i g. 5 ersichtlich. des Kalt- und Heißwindes bewirken, oder durch ein-Im Boden des Brennschachtes 6 ist koaxial inner- faches Einblasen des Kaltwindes in die Heißwindhalb des Kranzes der Düsen 12, 13 ein vertikaler 35 leitung vorgenommen. Bei der letztgenannten-Aus-Durchgang 29 angeordnet, der unten von einem führung muß eine genügend lange Mischstrecke zur Rohrstück 30 abgeschlossen ist, dessen Boden 31 von Verfugung stehen.

   einer Düsenlanze 32 durchsetzt ist. Die Düse 33 der Die Verbrennungseinrichtung ermöglicht bei der

   Düsenlanze 32 ist von einem keramischen, mit Durch- Ausführungsform nach Fig. 4 eine Kaltwindzu-

   lässen 34 versehenen Ringteil 35 umgeben und von 40 mischung im Bereich der Verbrennungseinrichtung

   diesem gehalten. Die Düsenlanze 32 ist nach unten ohne besondere Mischeinrichtung. Die Kanäle 17 für

   herausziehbar, so daß sie, je nach Art des zuzufüh- Verbrennungsluft werden in der Heißwindperiode

   renden Brennstoffes, beispielsweise Starkgas oder Öl, mit Zumischkaltwind beaufschlagt. Eine intensive

   entsprechend ausgewechselt werden kann. Das Rohr- Durchmischung von Heißwind und Kaltwind erfolgt

   stück 30 ist mit einer Rohrleitung 36 zur Zuführung 45 im Bereich des Brennschachtbodens und gewährlei-

   von Verbrennungsluft verbunden. stet, daß die Verbrennungseinrichtung durch die

   Vorzugsweise sind die Düsen 12, 13 für die Durchströmung von Kaltwind während der Heiß-

   Schwachgas- und Luftzufuhr in Umfangsrichtung windperiode keine extrem hohen Temperaturen

   leicht geneigt, so daß ein drallbehaftetes, verwirbeltes erreicht.

   Brennmittelgemisch entsteht. Diesem Gemisch wird 50 Patentansprüchezentral von unten ein Luft-Starkgas- oder Luft-Öl-Gemisch zugeführt, so daß eine innige Vermischung 1. Im Boden des Brennschachtes eines einräuerfolgt und eine unmittelbare Berührung der Schacht- migen turmartigen Gas- oder Winderhitzers aninnenwand durch das heizwertreiche Brennmittel- geordnete, aus feuerfestem keramischen Werkgemisch, durch die örtliche Überhitzungen entstehen 55 stoff bestehende Verbrennungseinrichtung mit in könnten, vermieden wird. abwechselnder Reihenfolge ausgebildeten Zufüh-Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform rungsdüsen für Schwachgas und Verbrennungsdient die im Boden des Brennschachtes 6 angeord- luft, dadurch gekennzeichnet, daß die nete Durchbrechung 37 zum Ableiten des im Schwachgas- und Luftdüsen (12, 13) in an sich Schacht 1 erhitzten Windes. Der Heißwind wird 60 bekannter Weise ringförmig um eine zentrale durch die Leitung 9 nach unten abgezogen und ge- Brennmittelzuführung zur Achse der Verbrenlangt durch die in Höhe der Winddüsen des nicht nungseinrichtung hin geneigt angeordnet sind, dargestellten Hochofens angeordnete Leitung 39 in wobei jedoch die zentrale Brennmittelzuführung den Hochofen. Die Leitung 39 ist durch eine Ab- mindestens eine der Öl- oder Starkgaszufuhr sperrvorrichtung 40 abschließbar. 65 dienende Düsenlanze (32) aufweist, die einen Die Ringkanäle 18, 19 sind in gleicher Weise über- senkrechten Zuführungskanal (29) für die zur einander angeordnet und mit der Schachtummante- Öl- oder Starkgasverbrennung erforderliche Luft lung 20 gasdicht verbunden wie bei der Ausführungs- durchsetzt.
2. 2. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlanze (32) durch einen koaxial innerhalb der Schwachgas- und Luftdüsen (12, 13) angeordneten Kranz von Starkgasdüsen (43) ersetzt wird und ein zentraler Kanal (37) im Boden des Brennschachtes (6) und eine daran angeschlossene Leitung (9) der Abführung des Heißwindes dienen.
3. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen