CH697072A5 - Kesselwandteil für einen Verbrennungsofen. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Kesselwandteil für einen Verbrennungsofen. Ein Verbrennungsofen besteht gewöhnlich aus einem Ofenteil, in dem gefeuert wird, und einem Kesselteil, in dem die Wärme in ein Kühlmittel aufgenommen wird, wie Wasser, um daraufhin zum Beispiel Strom zu erzeugen.

[0002] Die Überprüfung und Reproduktion des Verbrennungsvorgangs in einem Verbrennungsofen, insbesondere einem Müllverbrennungsofen, in dem inhomogener Brennstoff, wie Hausmüll, verbrannt wird, ist ausserordentlich schwierig. Bedingt durch die Konstruktion herkömmlicher Verbrennungsöfen beginnt die Abkühlung der Abgase schon, während das Ausbrennen der Abgase über dem Müllverbrennungsrost noch kaum begonnen hat.

   Dadurch können CO-haltige Abgasschwaden aus dem Ofen entweichen, wodurch extrem schnelle Korrosionen verursacht werden und infolgedessen Lecks in den Müllverbrennungskesseln entstehen können. Dies hat Stillstand und Kosten zur Folge.

[0003] Um eine bessere und gleichmässige Verbrennung zu erhalten, ist es bekannt, von der Seitenwand des Ofens aus Luft einzublasen, wodurch eine bessere Vermischung der Abgase erhalten wird und Ausreisser im Feuer vermieden werden. Der Nachteil des Einblasens dieser Luft ist jedoch, dass die Abgase lokal zu stark abgekühlt werden und deren Verbrennung eingefroren wird.

[0004] Um das Feuer in einem Verbrennungsofen besser überwachen zu können, ist es erwünscht, lokalere Messungen vornehmen zu können und beispielsweise Luft einblasen zu können.

   Jedoch angesichts der grossen Abmessungen eines Verbrennungsofens und der sehr hohen Temperaturen direkt über dem Feuerherd ist es nicht möglich, eine permanente Befestigungskonstruktion anzubringen. Es sind Systeme bekannt, bei denen eine Lanze in den Verbrennungsofen eingebracht wird und vorübergehend Messungen vorgenommen werden oder Luft eingeblasen wird. Jedoch wegen der hohen Temperaturen ist es notwendig, diese Lanze wieder innerhalb einer bestimmten Zeitspanne aus dem Verbrennungsofen herauszuholen.

   Dies erfordert jedoch sehr aufwendige Konstruktionen.

[0005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, zu niedrigen Kosten eine Befestigungskonstruktion zu schaffen, die permanent über dem Feuerherd angebracht werden kann und wodurch es ermöglicht wird, permanent beispielsweise Messungen vorzunehmen oder Luft einzublasen.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem erfindungsgemässen Kesselwandteil, welches Kesselwandteil einen im Wesentlichen flachen Abschnitt und wenigstens ein längliches, rohrförmiges Element umfasst, das von dem im Wesentlichen flachen Abschnitt wegragt, wobei durch das rohrförmige Element ein Kühlmittel strömen kann.

[0007] Dadurch, dass das rohrförmige Element von einem Kühlmittel durchströmt werden kann, übernimmt dieses Rohr im Wesentlichen die Temperatur des Kühlmittels und wird es, trotz der hohen Temperaturen in dem Verbrennungsofen,

   nicht zu heiss werden. Dadurch ist es möglich, an dieses rohrförmige Element beispielsweise Sensoren zu hängen, die die Zusammensetzung der Luft messen können. Dadurch ist es möglich, permanent Messungen vorzunehmen und somit den Verbrennungsvorgang nachzusteuern.

[0008] In einer Vorzugsausführungsform des erfindungsgemässen Kesselwandteils umfasst der im Wesentlichen flache Abschnitt eine Anzahl von im Wesentlichen parallelen Rohren, die jeweils von einem Kühlmittel durchströmt werden können, und steht das wenigstens eine sich erstreckende rohrförmige Element in Flüssigkeitsverbindung mit einem der Rohre des flachen Abschnitts.

[0009] Für gewöhnlich sind die senkrechten Wände eines Verbrennungsofens als eine sogenannte Membranwand ausgeführt.

   Eine solche Membranwand besteht aus einer grossen Anzahl senkrecht nebeneinander angeordneter Rohre, durch die ein Kühlmittel strömt. Damit wird die Wärme aus dem Verbrennungsofen aufgenommen und kann diese Wärme zur Energieerzeugung verwendet werden. Es ist in einem solchen Fall vorteilhaft, das Kühlmittel für das von der Membranwand wegragende rohrförmige Element aus diesen Rohren der Membranwand abzuzweigen.

[0010] In einer besonderen Ausführung ist wenigstens ein rohrförmiges Element von einem Rohr des flachen Abschnitts gebildet, das aus der Ebene des Abschnitts gebogen ist.

   Dabei kann dieses aus der Ebene des Abschnitts gebogene Rohr zur anderen Seite des Ofenraums weiterlaufen und dort wieder in die Membranwand aufgenommen werden oder das Rohr kann sich bis zu einer gewissen Höhe erstrecken und anschliessend wieder umgebogen sein und zum Abschnitt zurückführen und in diesen wieder aufgenommen werden.

   So ist es möglich, relativ lange Elemente in dem Ofenraum anzubringen, ohne dass diese durchbiegen oder umknicken werden.

[0011] In einer anderen Vorzugsausführungsform des Kesselwandteils nach der Erfindung umfasst dieser Teil wenigstens zwei längliche rohrförmige Elemente, die jeweils von dem im Wesentlichen flachen Abschnitt wegragen, und Trennwände, die sich über im Wesentlichen die gesamte Länge zwischen den rohrförmigen Elementen erstrecken, um zwischen den rohrförmigen Elementen einen Kanal zu bilden.

[0012] Durch diese zwei rohrförmigen Elemente wird es möglich, einen Kanal zu bilden, durch den ein Medium strömen kann, das nicht das Kühlmittel ist, das durch die Rohre fliesst.

[0013] Das Kühlmittel sorgt ausserdem dafür,

   dass der Kanal auf einer relativ niedrigen Temperatur gehalten wird.

[0014] Vorzugsweise ist wenigstens eine der Trennwände mit Ausströmöffnungen versehen. So ist es möglich, durch den Kanal Luft zu führen und diese über die Ausströmöffnungen in den Ofenraum hineinzublasen. So wird es möglich, von oben Luft auf den Feuerherd zu blasen und damit den Verbrennungsvorgang zu kontrollieren.

[0015] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in dem gebildeten Kanal Absperrmittel angebracht zum Absperren der Ausströmöffnungen. Dadurch ist es möglich, die Menge der eingebrachten Luft zu dosieren.

[0016] Weiter ist es möglich, Sensormittel auf dem wenigstens einen länglichen, rohrförmigen Element anzubringen.

   Damit kann beispielsweise die lokale Temperatur der Abgase oder die Zusammensetzung dieser Abgase gemessen werden.

[0017] Ein Verbrennungsofen nach der Erfindung umfasst wenigstens ein erfindungsgemässes Kesselwandteil, wobei sich das wenigstens eine längliche, rohrförmige Element von der im Wesentlichen flachen Kesselwand bis in den Verbrennungsraum hinein erstreckt.

[0018] Dieses und andere Merkmale werden im Einzelnen anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
<tb>In Fig. 1<sep>wird eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kesselwandteils gezeigt.


  <tb>Fig. 2<sep>zeigt in der perspektivischen Ansicht eine Unteransicht des Kesselwandteils gemäss Fig. 1.


  <tb>Fig. 3<sep>zeigt in der perspektivischen Ansicht eine Rückansicht des Kesselwandteils.


  <tb>Fig. 4<sep>zeigt eine Draufsicht im Querschnitt einer Anzahl nebeneinander angeordneter Kesselwandteile nach der Fig. 1.


  <tb>Fig. 5<sep> zeigt die Seitenansicht der Konstruktion nach der Fig. 4.


  <tb>Fig. 6<sep> zeigt einen Verbrennungsofen nach der Erfindung in der Querschnittsansicht.


  <tb>Fig. 7a-7c<sep>zeigen verschiedene Ausführungsformen des herausragenden Rohrelements nach der Erfindung.


  <tb>Fig. 8a und 8b<sep>schliesslich zeigen in der Querschnittsansicht Absperrmittel zum Absperren von Ausströmöffnungen in den Kanälen.

[0019] In Fig. 1 wird in der perspektivischen Ansicht ein Kesselwandteil 1 nach der Erfindung gezeigt. Dieses Kesselwandteil 1 besteht aus einem flachen Abschnitt 2 und einem davon wegragenden länglichen Teil 3, welches wenigstens ein rohrförmiges Element umfasst. Der flache Abschnitt 2 besteht aus einer grossen Anzahl paralleler Rohre 4, die miteinander mittels Verbindungsplatten 5 verbunden sind. Zwei der in dem Abschnitt 2 angebrachten Rohre sind aus dieser Ebene gebogen und bilden so je ein längliches, rohrförmiges Element 6, 7. Zwischen diesen beiden vom Abschnitt 2 wegragenden rohrförmigen Elementen 6, 7 sind Trennwände 8 angebracht.

[0020] In Fig. 2 ist eine Unteransicht des Kesselwandteils 1 gezeigt.

   Durch die rohrförmigen Elemente 6, 7 und die Trennwände 8 wird ein Kanal gebildet. Die untere Trennwand 8 ist mit Ausströmöffnungen 9 versehen, mit denen Luft aus dem Kanal nach unten in den Raum hineingeblasen werden kann.

[0021] In Fig. 3 ist der Zugang 10 zum Kanal, definiert durch die Rohre 6, 7 und die Trennwände 8, gezeigt. Der Vorteil dabei ist, dass Luft L leicht von ausserhalb des Verbrennungsofens eingebracht werden kann.

[0022] In Fig. 4 ist eine Anzahl Kesselwandteile 1 nach der Erfindung in Draufsicht gezeigt, die zu einem Verbrennungsofen zusammengesetzt sind.

[0023] In Fig. 5 ist eine Seitenansicht gezeigt. Klar ist darin zu erkennen, dass die gebildeten Kanäle konisch zulaufen. Dies ist für die gleichmässige Verteilung von Luft im Kanal vorteilhaft.

[0024] In Fig. 6 ist in der Querschnittsansicht ein Verbrennungsofen 20 nach der Erfindung gezeigt.

   Dieser Verbrennungsofen 20 hat senkrechte Wände 21 mit Kesselwandteilen 1 gemäss den vorhergehenden Figuren. Die senkrechten Kesselwände 21 bilden einen Verbrennungsraum 22, der an der Unterseite von einem Verbrennungsrost 23 begrenzt wird. Auf diesem Verbrennungsrost 23 liegt Müll V, der dort verbrannt wird. Das Feuer kann kontrolliert werden mit Luft L, die aus den herausragenden Teilen der Kesselwand 1 strömt.

[0025] In den Fig. 7a bis 7c sind verschiedene Ausführungsformen der von den Kesselwänden wegragenden und längliche, rohrförmige Elemente umfassenden Teile gezeigt.

   In Fig. 7a ist eine Querschnittsansicht eines Teils 3 nach der Fig. 1 gezeigt.

[0026] Dieser Teil 3 wird gebildet von zwei nebeneinanderliegenden rohrförmigen Elementen 6, 7 und dazwischen angeordneten Trennwänden 8, um einen Kanal bilden zu können.

[0027] In Fig. 7b ist eine einfache Ausführung eines Teils 30 gezeigt. Diese Ausführung besteht nur aus einem Ober- und Unterrohr 31, 32 mit Trennwänden 8 dazwischen. Dadurch wird ein sehr schmaler Kanal gebildet, durch den gegebenenfalls noch Luft hindurchgeführt werden kann, jedoch ist eine solche Ausführung nach Fig. 7b insbesondere zum Anbringen von Sensoren über dem Feuerherd geeignet.

[0028] In Fig. 7c ist eine grössere Ausführung des von einer Kesselwand wegragenden Teils 35 gezeigt.

   Aufgrund der sechseckigen Anordnung der Rohre 36 ist es möglich, nun auch die Luft in schrägem Winkel auszublasen.

[0029] In Fig. 8a und 8b ist eine Längsschnittsansicht des Teils 3 nach Fig. 1 gezeigt. Der Schnitt ist über die Trennungsplatten 8 gemacht und klar sind die Ausströmöffnungen 9 an der Unterseite zu erkennen. In dem Kanal, gebildet von diesen Trennwänden 8 ist eine Absperrvorrichtung 15 angebracht. An dieser Absperrvorrichtung 15 sind Sperrkappen 16 angebracht, die eine Ausströmöffnung 9 absperren können. Der Abstand zwischen den einzelnen Sperrkappen 16 weicht ab von dem Abstand zwischen den einzelnen Ausströmöffnungen 9. Dadurch ist es möglich, die Luftverteilung auf die einzelnen Ausströmöffnungen 9 zu verschieben.

   In Fig. 8b ist eine zweite Stellung der Absperrvorrichtung 15 gezeigt.

[0030] Neben der beschriebenen Anwendung der Erfindung, den Feuerherd mit Luft zu kontrollieren und mittels Sensoren die Abgase zu messen, gibt es verschiedene andere vorstellbare Anwendungen für ein erfindungsgemässes Kesselwandteil.

[0031] So kann die Vorrichtung dazu verwendet werden, ein Gemisch von brennbarem Gas und Luft einzublasen, um somit die Müllverbrennungskessel explosiv reinigen zu können. Eine solche Technik wird oft angewandt, beispielsweise alle vier Wochen. Deshalb ist es attraktiv, eine feste Vorrichtung in dem Ofen anbringen zu können. Darüber hinaus ist es möglich, an den herausragenden Teilen Zündkerzen anzubringen, um das Gemisch zünden zu können.

[0032] Eine andere Anwendung ist das Einblasen von Dampf, um Russ von den Rohrbündeln abblasen zu können.

   Dabei ist es vorstellbar, drehbare Düsen in den von Kesselwänden wegragenden Teilen anzubringen, so dass die Dampfstrahlen eine grössere Fläche erreichen können.

[0033] Neben dem Einblasen von Luft auf den Feuerherd ist es auch möglich, Ammoniak oder Harnstoff einzublasen, um so den Ausstoss von NOX zu verringern.

   Insbesondere in der Kombination mit Messungen der Zusammensetzung des Gases kann so eine Schadstoffverringerung in den Abgasen erzielt werden und kann eine Herabsetzung der durch die Abgase ausgelösten Korrosion herbeigeführt werden.

[0034] Mit einer Kesselwand nach der Erfindung ist es weiter möglich, Schlamm oder dickflüssige Brennstoffe über die Kanäle in den Verbrennungsraum einzubringen, woraufhin durch die Kanäle nachträglich noch ein Dampfstrom geblasen wird, um die Kanäle wieder zu reinigen.

[0035] Zum Schluss kann eine Vorrichtung nach der Erfindung auch noch dazu verwendet werden, in gasförmiger oder flüssiger Form Brennstoff einzuspritzen, um die Temperatur des Feuerherds über einem gesetzlich bestimmten Wert zu halten.

   Wenn eine grosse Anzahl der länglichen, rohrförmigen Elemente nach der Erfindung in einem Verbrennungsofen angebracht sind, und zwar in der Weise, dass ein Netzwerk gebildet wird, ist es möglich, eine vollständige Übersicht bzw. einen Querschnittsblick der Abgase zu erhalten. Dabei können die vorstehend beschriebenen Grössen gemessen werden, auch aber die Geschwindigkeit der Abgase. Auch ist es möglich, in den Abgasen Kameras anzubringen, um somit visuelle Informationen zu sammeln. Gegebenenfalls werden die Bilder zunächst mit einem Glasfaserkabel bis ausserhalb des Verbrennungsofens gebracht.

Claims (9)

1. Kesselwandteil für einen Verbrennungsofen, welches Kesselwandteil einen im Wesentlichen flachen Abschnitt (2) und wenigstens ein längliches, rohrförmiges Element (6, 7; 31, 32; 36) umfasst, das von dem im Wesentlichen flachen Abschnitt (2) wegragt, wobei durch das rohrförmige Element (6, 7; 31, 32; 36) ein Kühlmittel strömen kann.

2. Kesselwandteil nach Anspruch 1, wobei der im Wesentlichen flache Abschnitt (2) eine Anzahl von im Wesentlichen parallelen Rohren (4), durch die jeweils ein Kühlmittel strömen kann, und wobei das wenigstens eine vom flachen Abschnitt (2) wegragende rohrförmige Element (6, 7; 31, 32; 36) mit einem der Rohre (4) des flachen Abschnitts (2) in Flüssigkeitsverbindung steht.

3. Kesselwandteil nach Anspruch 2, wobei das wenigstens eine rohrförmige Element (6, 7) von einem Rohr des flachen Abschnitts (2) gebildet ist, das aus der Ebene des Abschnitts (2) gebogen ist.

4. Kesselwandteil nach Anspruch 3, wobei das aus der Ebene des Abschnitts (2) gebogene Rohr ein Teil umfasst, das zurück zu dem flachen Abschnitt (2) hin verläuft.

5. Kesselwandteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches wenigstens zwei längliche, rohrförmige Elemente 6, 7; 31, 32; 36) umfasst, die jeweils von dem im Wesentlichen flachen Abschnitt (2) wegragen, und Trennwände (8), die sich über im Wesentlichen die gesamte Länge zwischen den rohrförmigen Elementen (6, 7; 31, 32; 36)erstrecken, um zwischen den rohrförmigen Elementen einen Kanal zu bilden.

6. Kesselwandteil nach Anspruch 5, wobei wenigstens eine der Trennwände (8) mit Ausströmöffnungen (9) versehen ist.

7. Kesselwandteil nach Anspruch 6, wobei in dem gebildeten Kanal Absperrmittel (15, 16) angebracht sind, um die Ausströmöffnungen (9) abzusperren.

8. Kesselwandteil nach einem der vorigen Ansprüche, wobei auf dem wenigstens einen länglichen, rohrförmigen Element (6, 7; 31, 32; 36) Sensormittel angebracht sind.

9. Verbrennungsofen, umfassend wenigstens ein Kesselwandteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei sich das wenigstens eine längliche, rohrförmige Element (6, 7; 31, 32; 36) von der im Wesentlichen flachen Kesselwand bis in den Verbrennungsraum hinein ersteckt.