4.3.1 Rekuperator
Från varje bränsleeldad ugn avgår heta avgaser. Dessa kan ha temperaturer upp till 800°C. Avgaserna innehåller mycket energi som helst skulle återföras till ugnen på något sätt för att därigenom minska bränsleförbrukningen.
Ett vanligt sätt är återföra energi till ugnen är att förvärma inkommande kall förbränningsluft med energi från utgående varma ugnsavgaser. Detta sker med hjälp av en värmeväxlare som kallas rekuperator.
4.3.2 Varför minskar bränsleförbrukningen med en rekuperator?
Förenklat kan man säga att bränsle och kall luft förbränns till gaser som har en temperatur på kanske 1200°C. Energin som åtgår för att åstadkomma denna höga temperatur på gaserna tillförs i form av bränsle.
Om nu förbränningsluften redan innan förbränningen har en temperatur på 400°C genom att den värmts med ”gratis” avgasenergi i rekuperatorn åtgår väsentligt mindre bränsle för att åstadkomma den önskade gastemperaturen i ugnen.
4.3.3 Hur mycket minskar bränsleförbrukningen?
Som en tumregel kan nämnas att för varje 100-tal grader som förbränningsluften värms så minskar bränsleförbrukningen med 5 %. Vanliga förvärmningstemperaturer är 300-400°C. Dessa temperaturer medför alltså bränslebesparingar på 15-20 %.
Om förvärmningstemperaturerna överstiger cirka 450°C uppstår svårigheter, dels måste dyrare material väljas i rekuperatorer och rörledningar, dels kommer bildningen av miljöfarliga kväveoxider vid förbränningen att öka.
Internt i speciella, så kallade regenerativa brännare, kan förvärmningstemperaturer, som konstant ligger endast 100-200°C lägre än ugnstemperaturen uppnås.
Anmärkning: I så kallade regeneratorer kan luft också förvärmas till mycket höga temperaturer, 1100°C. Detta genom att värma en ”tegelhög” som sedan får värma ingående förbränningsluft. Helt konstant lufttemperatur på 1100°C kan dock ej åstadkommas. Varmapparaterna i anslutning till masugnar är de största regeneratorer som finns inom stålindustrin. Normalt används 2-4 varmapparater till en masugn.
