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Verfahren zur Regelung der Höhenlage der Vereinigungsstellen von Gas
und Luft in den Heizzügen von Verbund-Koksöfen Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Beheizung von Verbund-Ka@l-sofenwänden, durch das eine auch bei den
größten Ofenhöhen vollkommen gleichmäßige und regelbare Beheizung der Kammerwände
in senkrechter Richtung gewährleistet wkd. Bei den neuerdings angestrebten großen
Ofenhöhen von q. m und mehr ist es bekanntlich äußerst schwierig, dem Temperaturabfall
in den von unten nach oben befammten Heizzügen so wirksam zu begegnen,
daß eine gleichmäßige Durchgarung des Kammerinhaltes auf seine gesamte Höhe
hin stattfindet. Es hat nicht an zahlreichen Versuchen gefehlt, dieses Ziel zu erreichen;
so hat man u. a. vorgeschlagen, die Verbrennungsluft den Heizwänden stufenweise,
d. h. in verschiedenen Höhenlagen über der Heizzugsohle, auszuführen oder die Heizzüge
abwechselnd zu verkürzen oder auch eine zusätzliche Beheizung von der Decke aus
stattfinden zu lassen. Alle diese bekannten Mittel bezwecken, den unerwünschten
Temperaturabfall, in den Heizzügen von unten nach oben und damit das langsamere
Durchgaren des oberen Teiles des Kammerinhaltes zu verhindern. Allen diesen bekannten
Mitteln haftet aber der gemeinsame Nachteil an, daß die gewählte Art der Beheizung
nach Fertigstellung der Anlage unveränderlich ist. Nun liegt aber die Erfahrung
vor, daß, je nach Art des verwendeten Heizgases und auch der zu verkokenden Kohle,
sich die Beheizungsverhältnisse stark ändern;- so muß bei Verkokung trockener Kohle
die Zone höchster Temperatur weit höher gelegt werden als bei Verkokung gewaschener
Kokskohle mit einem beispielsweisen Wassergehalt von r z %. Ebenso ändern sich auch
die Heizgase hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Flammenbildung. So bildet Schwachgas
infolge seiner ziemlich trägen Reaktion mit der Verbrennungsluft eine weit längere
Flamme als Starkgas, welches eine sehr große Reaktionsgeschwindigkeit mit der Verbrennungsluft
besitzt. Aber auch die Zusammensetzung des Starkgases selbst ;ändert sich, je nach
der Art der verkokten Kohle, wobei bei höherem Wasserstoffgehalt kurze Flammen ent-_stehen,
während bei fetteren Gasen sich längere Flammen bilden. Es leuchtet nun ohne weiteres
ein, daß zur Erzielung der jeweils günstigsten Beheizungsverhältnisse die Zone der
Flammenbildung verlegt werden muß, um stets ein gleichmäßiges Durchgaren des Kammerinhaltes
zu erzielen.
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Es ist nun bereits bei Verbund-Koksöfen vorgeschlagen worden, die
Höhenlage der Vereinigungsstellen von Gas und Luft und damit die Zone höchster Temperaturentfaltung
in den Heizzügen regelbar zu gestalten, und zwar in der Weise, daß die Trennwände
zwischen Gas- und Luftaustrittsstellen der Schwachgasbeheizung in bezug auf ihre
Höhenlage
von der Heizzugsohle durch auf die Luftaustrittsstellen aufgesetzte gelochte Steine
geändert werden. Bei dieser bekannten Anordnung ist ein Wechsel in der Höhenlage
der Vereinigungsstelle von Gas und Luft nur dadurch zu erreichen, daß die Trennwände
in schwieriger und zeitraubender Arbeit .von der Ofendecke her erhöht oder erniedrigt
«=erden, und zwar muß diese Arbeit bei jedem Wechsel von Starkgas- zu Schwachgasbeheizung
oder umgekehrt vorgenommen werden, um zu erträglichen Verhältnissen zu gelangen.
Während bei Schwachgasbeheizung infolge der trägen Verbrennung ein Zusammentreffen
von Luft und Gas möglichst an der Heizzugsohle stattfinden muß, liegen bei Starkgasbeheizung
die Verhältnisse genau umgekehrt, da infolge der schnellen Verbrennung des Starkgases
und der dadurch bedingten kurzen Flamme .ein Höherlegen der Vereinigungsstelle erforderlich
ist.
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Diese in gewissem Sinne einander widersprechenden Forderungen werden
durch .das Verfahren nach der Erfindung in denkbar einfachster Weise dadurch erfüllt,
daß die einzelnen Starkgasaustrittsstellen jeder Heizwand in bezug auf ihre senkrechten
Abstände von den an der Heizzugsohle angeordneten Luft- oder Luft- und Schwachgasaustrittsstellen,
je nach der gewünschten Verteilung der Beheizung, einstellbar ang@eordnet werden.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, beim übergang von Starkgas- zu Sc'hwachgasbeheizung
und umgekehrt ohne weitere Verstellung die günstigsten Beheizungsverhältnisse zu
erzielen, indem bei Schwachgasbeheizung die Vereinigung von Gas und Luft unmittelbar
an der, Heizzugsohle und bei Starkgasbehehung um ein gewisses, je nach der gewünschten
Wärmeverteilung veränderbares Maß oberhalb der Heizzugsohle stattfindet. Die diesbezüglichen
Verhältnisse sind im folgenden näher geschildert.
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Bei Schwachgäsbeheizung sind infolge der großen, zur Verbrennung gelangenden
Gasmengen große Austrittsquerschnitte erforderlich und ferner die Vereinigung von
Gas und Luft unmittelbar über der Heizzugsohle, da sich infolge der trägen Reaktion
zwischen Schwachgas und Luft, wie bereits eingangs erwähnt ist, eine lange Flamme
bildet. Große Querschnitte der Gasaustritte sind ferner für Schwachgasbeheizung
deshalb von Vorteil, weil dadurch eine geringe Strömungsgeschivindigkeit und somit
eine stärkere Beheizung der Heizzugsohle gewährleistet wird, die sonst infolge der
langsamen Flammenbildung leicht zu wenig beheizt wird. Bei Starkgasbeheizung liegen
die Verhältnisse gerade umgekehrt. Starkgas ergibt infolge seiner großen Reaktionsgeschwindigkeit
mit der Verbrennungsluft kurze, sehr heiße Flammen; es ist also eine Vereinigung
von Starkgas und Luft unmittelbar über der Heizzugsohle nachteilig, weil in diesem
Falle die unteren Heizzugteile zu stark beheizt werden. Ferner ist zur Verlängerung
der Flammen eine große Strömungsgeschwindigkeit des austretenden Starkgases erforderlich.
Hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Verbrennungsmedien ist
in Rücksicht zu ziehen, daß diese Geschwindigkeiten im . allgemeinen nur durch Drosselung
der Austrittsöffnungen vergrößert werden können. Diese Drosselung findet nun ihre
praktisch sehr enge Grenze durch den im Ofen herrschenden Kaminzug, da dieser ausreichen
muß, um die durch die Drosselung hervorgerufene Widerstandserhöhung zu überwinden.
Besonders eng ist die Grenze dieser Drosselung für die regenerativ bzw. rekuperativ
vorgewärmten Medien, Luft und Schwachgas, da der sehr beträchtliche Widerstand:
der Regeneratoren bzw. Rekuperatoren durch die Drosselung der Austrittsstellen nur
wenig erhöht werden darf, wenn man mit dem natürlichen Kaminzug auskommen will.
Für die Starkgaszuführung liegen die tVerhältnisse insofern günstiger, als Starkgas
nicht vorgewärmt zu werden braucht und daher der Widerstand der Regeneratoren bzw.
Rekuperatorenfortfällt,es kann also eine stärkere Dros= selung der Starkgasaustrittsstelle
und damit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Starkgases vorgenommen
werden. Alle diese sich aus der Natur der Beheizungsverhältnisse ergebenden Umstände
werden durch die Erfindung dahingehend ausgenutzt, daß für jede Beheizungsart die
günstigsten Betriebsverhältnisse erreicht werden. Die Austrittsstellen für Schwachgas
und Verbrennungsluft werden in bekannter Weise am Fuße der einzelnen Heizzüge angeordnet
und können möglichst große Querschnitte erhalten. Damit wird die für Schwachgasbeheizung
erforderliche geringe Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Medien erzielt und
zugleich der Strömungswiderstand innerhalb des Ofens auf das Beringst mögliche Maß
verkleinert. Die Austrittsstellen für Starkgas werden dagegen in ihrer Höhenlage
über der Heizzugsohle einstellbar angeordnet, so daß um ein gewisses Stück - von
der Heizzugsohle bis zu der jeweiligen Düsenöffnung der Starkgasleitung - im untersten
Teil der Heizzüg° überhaupt keine Flammenbildung stattfindet, also eine Überhitzung
dieser Teile mit Sicherheit vermieden wird. Ebenso können die Starkgasaustrittsstellen
entsprechend gedrosselt werden, um eine große Strömungsgeschwindigkeit des austretenden
Starkgases zu erzielen, während die Verbrennungsluft nach
wie vor
ungedrosselt mit geringer Strömungsgeschwindigkeit austritt, also auch bei Starkgasbeheizung
die Widerstände in den Vorwärmungsräumen für die Verbrennungsluft gleich niedrig
gehalten werden können wie bei Schwachgasbeheizung. Ferner kann die Zone der Flammenbildung,
entsprechend der jeweiligen Zusammensetzung des Starkgases und der zu verkokenden
Kohle, infolge der Einstellbarkeit der Höhenlage der einzelnen Starkgasaustrittsstellen
über der Heizzugsohle, beliebig verlegt und den jeweiligen Betriebsverhältnissen
angepaßt werden. In sehr einfacher und bequemer Weise kann diese Einstellbarkeit
dadurch erreicht werden, daß auswechselbare Düsenaufsatzrohre von verschiedener
Höhe auf den festliegenden Düsenstein der Starkgasleitung aufgesetzt werden.
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Die zuletzt genannte Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden
an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Bei dem in Abb. i dargestellten unteren
Teil eines Heizzuges ist mit a der im Mauerwerk festsitzende Düsenstein der Starkgasleitung
bezeichnet, auf den ein auswechselbares Düsenaufsatzrohr b aufgesetzt werden
kann. Mit d ist der von den Vorwärmräumen zu der Heizzugsohle führende Luftzuführungskanal
bezeichnet. Wie keiner weiteren Erläuterung bedarf, läßt sich die Starkgassaustrittsstelle
dadurch, daß Rohre b verschiedener Höhe aufgesetzt werden können, um ein beliebiges
Maß von der Heizzugsohle entfernt, d. h.- in bezug auf ihren senkrechten Abstand-zu
der Luftaustrittsstelle, einstellbar anordnen. Der auf der entgegengesetzten Seite
des Düsensteines @a liegende, dem Luftzuführungskanal o entsprechende Zuführungskanal
(gestrichelt gezeichnet) dient bei Starkgasbeheizung ebenfalls zur Luftzuführung,
bei Schwachgasbeheizung zur Schwachgaszuführung. Abb, 2 zeigt eine ganze Heizwand
im Längsschnitt, bei der die einzelnen Starkgasaustrittsstellen in nach der Wandmitte
zu steigenden verschiedenen Höhenlagen über der Heizzugsohle, die in allgemein üblicher
Weise sich mindestens angenähert in gleicher Höhe wie die Ofensohle befindet, angeordnet
sind. Wie Abb. 2 ohne weiteres erkennen läßt, können die einzelnen Aufsatzrohre
b von der Ofendecke aus durch die bekannten, über den einzelnen Heizzügen befindlichen
Durchbrechüngen der Decke ausgewechselt werden.