DK173090B1

DK173090B1 - Waste incineration boiler

Info

Publication number: DK173090B1
Application number: DK128197A
Authority: DK
Inventors: Gabriel Da Silva Pinto
Original assignee: Fls Miljoe As
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2000-01-10
Also published as: AU1144499A; DK128199A; WO1999028675A9; WO1999028675A1

Description

DK 173090 B1 iDK 173090 B1 i

Opfindelsen vedrører en affaldsforbrændingskedel med et fra et fyrrum udgående røggastræk med et strålingsafsnit og et konvektionsafsnit, hvilket konvektionsafsnit omfatter en overhedersektion og en vandret 5 economisersektion, der i vandret plan afgrænses af to sidevægge, hvor economisersektionen indeholder en eller flere economisere.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a waste incineration boiler having a four-room exhaust flue gas having a radiation section and a convection section, said convection section comprising a superhigh section and a horizontal economizer section, which is horizontally bounded by two side walls, wherein the economizer section contains one or more economizers.

I kendte affaldsforbrændingskedler af ovennævnte art er economisersektionen almindeligvis meget lang i 10 sammenligning med economisersektionen i kedler, der fx anvender olie eller naturgas som eneste brændstof. Dette skyldes at røggassen, der dannes ved forbrændingen af affaldet, har et stort indhold af aske, der har tendens til at sætte sig på rørene i economisernes 15 hedeflader og derved kan blokere mellemrummene mellem rørene. For at undgå en sådan blokering udføres econo-miserne med rørmellemrum, der er større end i economisere anvendt i olie eller gasfyrede kedler. Dette medfører at den enkelte economiser får en lavere 20 virkningsgrad, og det er derfor nødvendigt at placere flere economisere efter hinanden for at kunne udnytte varmen i røggassen fuldt ud, hvilket resulterer i den omtalte, lange economisersektion.In known waste incineration boilers of the above-mentioned type, the economizer section is generally very long in comparison with the economizer section in boilers which, for example, use oil or natural gas as the only fuel. This is because the flue gas formed by the incineration of the waste has a high content of ash, which tends to settle on the pipes in the heat surfaces of the economists 15 and thereby can block the gaps between the pipes. To avoid such a blockage, economists are carried out with pipe gaps larger than in economizers used in oil or gas-fired boilers. As a result, each economist has a lower efficiency, and it is therefore necessary to place several economists one after another in order to fully utilize the heat in the flue gas, which results in the long economizer section mentioned.

For yderligere at forhindre nævnte blokering er 25 hedefladerne forsynet med vibrations- eller bankeapparater, der sætter rørpanelerne i svingninger, hvorved asken rystes ned fra rørene til underliggende asketragte. Såfremt det forsøges at forøge virkningsgraden af economiserne ved at forøge røggassens hastighed hen 30 over rørene, kan dette kun ske ved at formindske røggastrækkets tværsnitsareal. Herved reduceres imidlertid det til rådighed stående areal til anbringelse af economiserhedeflader, og skal der kompenseres herfor, må economisersektionen forlænges tilsvarende.To further prevent said blockage, the heating surfaces are provided with vibration or banking apparatus which sets the pipe panels in turns, whereby the ash is shaken from the pipes to the underlying ash funnels. If an attempt is made to increase the efficiency of the economists by increasing the velocity of the flue gas across the pipes, this can only be done by reducing the cross-sectional area of the flue gas. However, this reduces the available space for placing economizer surfaces, and if this is to be compensated for, the economizer section must be extended accordingly.

35 Disse forhold resulterer i at economisersektionen 2 DK 173090 B1 på grund af sin længde optager et stort grundareal og at såvel røggastrækkets fundamenter, sidevægge og loft, som til- og afgangsrørledninger for economiserne bliver lange, hvilket medfører høje anlægs- og vedligeholdel-5 sesomkostninger.35 These conditions result in the economizer section 2 DK 173090 B1, because of its length, occupies a large ground area and that the foundations, sidewalls and ceiling of the flue gas line as well as the supply and discharge pipelines for the economists become long, which entails high construction and maintenance costs. .

Fra DE fremlæggelsesskrift nr. 4 0 25 252 kendes en affaldsforbrændingskedel af ovennævnte art i hvilken konvektionsafsnittet indeholdende overhedere, fordamperslanger og economisere er placeret parallelt med 10 strålingsafsnittet, således at de to afsnit er adskilt af en fælles vandkølet væg. Dette arrangement afhjælper ikke ovennævnte mangler, men medfører den yderligere ulempe, at varmen der optages i den kølede skillevæg fra strålingsafsnittet, afgives til economisersektio-15 nen, hvilket medfører en forringet samlet virkningsgrad af kedlen.From DE Publication No. 4 0 25 252 a waste incineration boiler of the above type is known in which the convection section containing superheaters, evaporator hoses and economizers is placed parallel to the radiation section, so that the two sections are separated by a common water-cooled wall. This arrangement does not remedy the aforementioned shortcomings, but causes the further disadvantage that the heat absorbed in the chilled partition from the radiation section is delivered to the economizer section, resulting in a deterioration of the overall efficiency of the boiler.

DE fremlæggelsskriftet viser også en modifikation hvor konvektionsafsnittet er fordelt på to røggastræk, der begge forløber parallelt med strålingsafsnittet.The DE presentation also shows a modification in which the convection section is divided into two flue gases, both of which run parallel to the radiation section.

20 Det er på denne måde muligt at kompensere for faldende røggashastighed under delbelastning ved simpelthen at aflukke røggasudløbet for det ene af de to konvektions-afsnit.In this way, it is possible to compensate for decreasing flue gas velocity under partial loading by simply closing the flue gas outlet for one of the two convection sections.

Det er en hensigt med opfindelsen at tilvejebringe 25 en forbedret affaldsforbrændingskedel, hvor ovennævnte ulemper er formindsket. Denne hensigt nås ifølge opfindelsen med en affaldsforbrændingskedel af den indledningsvis angivne art, hvor hver economiser omfatter flere, af i det væsentlige lodrette rør opbyggede, i 30 det væsentlige lodret nedhængende, rørpaneler med topog bundkasser beliggende i røggastrækkets tværretning, hvor sidevæggene i røggastrækkets economisersektion er ukølede, og hvor den del af røggastrækket der indeholder economisersektionen, i det mindste omfatter én i et 35 vandret plan beliggende 180° bøjning, således at to, i DK 173090 B1 3 røggasstrømmens retning set, umiddelbart på hinanden følgende afsnit af røggastrækket, har en fælles side-eller skillevæg.It is an object of the invention to provide an improved waste incineration boiler where the above disadvantages are mitigated. This object is achieved according to the invention with a waste incineration boiler of the kind initially indicated, wherein each economizer comprises a plurality of substantially vertical tubes, substantially vertically suspended, tube panels with top and bottom boxes located in the transverse direction of the flue gas section, where the side walls of the flue gas section are uncooled, and wherein the portion of the flue gas stream containing the economizer section comprises at least one 180 ° bend located in a horizontal plane, such that two, in the direction of the flue gas stream seen, immediately consecutive sections of the flue gas stream, have a common side or partition.

Ved at affaldsforbrændingskedlens røggastræk 5 indeholdende economisersektionen foldes tilbage på sig selv i en bøjning på 180°, opnås at economisersektionen bliver væsentlig mindre pladskrævende, og at fundamenter, rør etc. kan koncentreres på et mindre område.By folding the waste incinerator boiler flue gas 5 containing the economizer section into a bend of 180 °, it is achieved that the economizer section becomes substantially less space consuming and that foundations, pipes etc. can be concentrated in a smaller area.

Hvis røggastrækkets economisersektion omfatter to 180° 10 bøjninger er det fx muligt at reducere afstanden mellem tilgangen for røggas og afgangen for røggas, og dermed totallængden af economisersektionen, til ca. en tredjedel af den længde, der sædvanligvis har været anvendt i kendte affaldsforbrændingskedler. Dette har den yder-15 ligere fordel, at economisersektionens udvendige overfladeareal formindskes, hvilket direkte medfører en formindskelse af varmetabet til omgivelserne.For example, if the economizer section of the flue gas line comprises two 180 ° 10 bends, it is possible to reduce the distance between the inlet of the flue gas and the outlet of the flue gas, and thus the total length of the economizer section, to approx. a third of the length usually used in known waste incineration boilers. This has the additional advantage of reducing the exterior surface area of the economizer section, which directly causes a reduction in heat loss to the surroundings.

I en foretrukken udførelsesform kan hosliggende rørpaneler i de nævne to umiddelbart på hinanden 20 følgende afsnit af røggastrækkets economisersektion være beliggende i samme tværgående plan, og deres bundkasser kan være indbyrdes mekanisk forbundet i forlængelse af hinanden gennem nævnte afsnits fælles side- eller skillevæg. Det opnås herved at antallet af 25 bankemaskiner kan reduceres kraftigt, idet bankning på den fri ende af en af de indbyrdes mekanisk forbundne bundkasser, med henblik på at løsne eventuelt fastsiddende aske fra rørpanelets hedeflade, medfører at de øvrige mekanisk forbundne bundkasser i samme plan også 30 blive banket eller vibreret. I stedet for at hver bundkasse skal have en bankemaskine, kan hver bankemaskine i den ovenfor angivne udførelsesform, nu betjene tre bundkasser hvorved antallet af bankemaskiner kan reduceres til en trediedel. Da bankemaskiner som følge af 35 deres funktion udsættes for kraftige påvirkninger og 4 DK 173090 B1 yderligere arbejder i en korroderende atmosfære kræver de hyppigt reparationer, og det indses at omkostningerne ved sådanne reparationer kan reduceres i høj grad ved at reducere antallet af bankemaskiner.In a preferred embodiment, adjacent pipe panels in said two consecutive sections of the flue gas economizer section may be located in the same transverse plane, and their bottom boxes may be mechanically interconnected by each other through the common side or partition of said section. It is hereby achieved that the number of 25 banking machines can be greatly reduced, as knocking on the free end of one of the interconnected mechanically connected bottom boxes, in order to release any stuck ash from the heath surface of the pipe panel, means that the other mechanically connected bottom boxes in the same plane also 30 be knocked or vibrated. Instead of each bottom box having a banker, each banker in the embodiment described above can now operate three bottom boxes whereby the number of bankers can be reduced to one third. As bankers, as a result of their function, are subjected to heavy influences and further work in a corrosive atmosphere they require frequent repairs and it is realized that the cost of such repairs can be greatly reduced by reducing the number of bankers.

5 I en anden udførelsesform kan de i forlængelse af hinanden mekanisk forbundne bundkasser i hvert tværgående plan ved en fri ende have en stang indrettet til påvirkning med en bankemaskine, hvilken stang er ført ud af røggastrækket igennem en hosliggende ydervæg, og 10 i en særlig hensigtsmæssig udførelsesform kan alle stænger være ført ud gennem samme ydervæg. Sidstnævnte udførelsesform giver mulighed for at benytte sig af en bankemaskine, der er bevægelig langs nævnte ydervæg på en skinne.In another embodiment, the mechanically connected bottom boxes of each transverse plane at a free end may have a rod arranged for impact with a banker, which rod is extended out of the flue gas through an adjacent outer wall, and 10 in a particularly convenient manner. In embodiment, all rods may be extended through the same outer wall. The latter embodiment allows the use of a banker which is movable along said outer wall of a rail.

15 I en tredje udførelsesform kan i samme tværgående plan beliggende topkasser være indbyrdes mekanisk forbundne i forlængelse af hinanden gennem nævnte fælles side- eller skillevæg. I en særlig simpel udformning kan fx både top- og bundkasser være udformet 20 som gennemgående rør, der strækker sig tværs over røggastrækket fra den ene ydervæg til den anden. Hver af de gennemgående kasser er blokeret indvendigt, fx ved hjælp af blændplader, der er indsvejst i flugt med røggastrækkets langsgående skillevægge.In a third embodiment, the top boxes located in the same transverse plane may be mechanically interconnected by one another through said common side or partition. For example, in a particularly simple design, both top and bottom boxes may be formed 20 as through pipes extending across the flue gas line from one outer wall to the other. Each of the through boxes is blocked internally, for example by means of aperture plates which are welded in alignment with the longitudinal partitions of the flue gas line.

25 I endnu en udføreIsesform kan economiserne være forbundet som modstrømsvarmevekslere, hvilket har vist sig at give en særlig høj virkningsgrad i affaldsforbrændingskedler .In yet another embodiment, the economists may be connected as countercurrent heat exchangers, which has been found to provide a particularly high efficiency in waste incineration boilers.

Opfindelsen vil nu blive nærmere forklaret ved 30 hjælp af nogle udførelsesformer og med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et lodret længdesnit i economisersek-tionen i en affaldsforbrændingskedel ifølge opfindelsen,The invention will now be explained in more detail by means of some embodiments and with reference to the drawing, in which fig. 1 is a vertical longitudinal section of the economizer section of a waste incinerator boiler according to the invention,

35 fig. 2 et billede af et snit langs linien II - IIFIG. 2 is a sectional view taken along line II - II

i DK 173090 B1 5 i fig. 1, fig. 3 et snitbillede som i fig. 2 af en anden udførelsesform af economisersektionen, fig. 4 et billede af et snit langs linien IV -IV 5 i fig. 3, og fig. 5 et diagram over rørføringen på vandsiden af economiserne i udførelsesformen illustreret i fig. 2.in DK 173090 B1 5 in fig. 1, FIG. 3 is a sectional view as in FIG. 2 of another embodiment of the economizer section; FIG. 4 is a sectional view taken along line IV -IV 5 of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram of the water piping of the economists in the embodiment illustrated in FIG. 2nd

Den i fig. 1 og 2 i meget skematisk form illustrerede economisersektion l har et loft 2, sidevægge 10 3 og 4 og endevægge 5 og 6. Røggastrækket er i economisersektionen afgrænset af langsgående skillevægge 11 og 12. Røggassen strømmer ind gennem et indløb 15 og tvinges, som antydet med pile i fig. 2, gennem to 180° bøjninger før den strømmer ud gennem et udløb 16, 15 hvorfra den føres til et ikke vist røggasrenseanlæg og skorstenen. Længden af economisersektionens ene ydervæg, fx ydervæggen 3 er kun ca en trediede 1 af den længde, der benyttes i en kendt economisersektion. Det ses af fig 2 at røggasudløbet, set i economisersektio-20 nens længderetning, er sideforskudt i forhold til røggasindløbet.The FIG. 1 and 2 in very schematic form, economizer section 1 illustrated has a ceiling 2, side walls 10 3 and 4 and end walls 5 and 6. In the economizer section, the flue gas line is bounded by longitudinal partitions 11 and 12. The flue gas flows through an inlet 15 and is forced as indicated. with arrows in FIG. 2, through two 180 ° bends before flowing out through an outlet 16, 15 from which it is led to a flue gas cleaning system and the chimney not shown. The length of the one outer wall of the economizer section, for example the outer wall 3, is only about a third of the length used in a known economizer section. It can be seen from Fig. 2 that the flue gas outlet, seen in the longitudinal direction of the economizer section, is laterally displaced relative to the flue gas inlet.

Economiserens ydervægge, skillevægge samt loft er opbygget af ukølet stålplade, og ydervæggene er isoleret for at formindske varmetabet til omgivelserne.The economist's exterior walls, partitions and ceiling are constructed of uncooled steel plate, and the exterior walls are insulated to reduce the heat loss to the surroundings.

25 Under economisersektionen er der arrangeret asketragte 20 med snegletransportører 21, der fører asken til et askeudtag 22.25 Under the economizer section, ashtrays 20 are provided with auger conveyors 21 which guide the ash to an ash outlet 22.

Hver economiser 30 er opbygget af lodrette rør 32, der foroven er forbundet på tværs af røggastrækkets 30 retning med topkasser 33 og forneden med bundkasser 34, hvor bundkasserne i dette tilfælde er placeret i to forskellige niveauer. Bundkasserne er indbyrdes forbundet på tværs af røggastrækkets retning med stænger 35, der er ført gennem åbninger i skillevæggene 11 og 35 12.Each economizer 30 is made up of vertical pipes 32 which are connected above the direction of the flue gas line 30 with top boxes 33 and below with bottom boxes 34, the bottom boxes being in this case located at two different levels. The bottom boxes are interconnected across the flue gas direction with rods 35 passed through openings in the partitions 11 and 35 12.

6 DK 173090 B16 DK 173090 B1

Den frie ende af de bundkasser, der ligger op til ydervæggen 3 har stænger 40, der er ført gennem ydervæggen 3, således at de kan påvirkes af en bankemaskine 41, hvis indretning skematisk er antydet i fig. 4.The free end of the bottom boxes adjacent to the outer wall 3 has rods 40 passed through the outer wall 3 so that they can be actuated by a banker 41, the device of which is schematically indicated in FIG. 4th

5 Bankemaskinen 41 har en aksel, der forløber parallelt med sidevæggen 3. Denne aksel bærer flere leddelte arme 43, der ved enden har en hammer 42. Når akslen roterer slår hammeren 42 mod stangen 40 på enden af bundkassen, således at afsætninger og aske rystes fri af rørene 32 10 og falder ned i asketragtene 20. Det beskrevne arrangement er indelukket i et hus 44.The banker 41 has a shaft extending parallel to the sidewall 3. This shaft carries multiple articulated arms 43 having a hammer 42 at the end. As the shaft rotates, the hammer 42 strikes the rod 40 on the end of the bottom box so that deposits and ash are shaken. free of the tubes 32 10 and falling into the ash funnels 20. The arrangement described is enclosed in a housing 44.

Economisersektionen vist i fig. 3 og 4 har et loft 2, sidevægge 3 og 4 og endevægge 5 og 6. Røggastrækket er i economisersektionen afgrænset af tre langsgående 15 skillevægge 7, 8, 10 og en tværgående væg 9. Røggassen strømmer ind gennem et indløb 15 og tvinges, som antydet med pile i fig. 3, gennem fire 180° bøjninger, før den strømmer ud gennem et udløb 16, hvorfra den føres til et ikke vist røggasrenseanlæg og skorstenen.The economizer section shown in FIG. 3 and 4 have a ceiling 2, side walls 3 and 4 and end walls 5 and 6. In the economizer section, the flue gas line is bounded by three longitudinal dividers 7, 8, 10 and a transverse wall 9. The flue gas flows through an inlet 15 and is forced as indicated by arrows in FIG. 3, through four 180 ° bends before flowing out through an outlet 16, from which it is led to a flue gas cleaning system and the chimney not shown.

20 I denne udførelsesform ligger røggasindløbet på linie med røggasudløbet.In this embodiment, the flue gas inlet is aligned with the flue gas outlet.

Economisersektionen er i denne udførelsesform opbygget på samme måde som den ovenfor, i forbindelse med fig. 1 og 2, beskrevne economisersektion. Dog er, 25 som det fremgår af fig. 3 og 4, top og bundkasserne, henholdsvis 37 og 36 udført som gennemgående rør, der strækker sig tværs over røggasstrækket fra sidevæggen 3 til sidevæggen 4, og som indvendigt er blokeret med blænder (ikke vist) som er placeret i flugt med de 30 langsgående skillevægge 7,8 og 9.In this embodiment, the economizer section is constructed in the same way as the one above, in connection with FIG. 1 and 2, Economist section described. However, as shown in FIG. 3 and 4, the top and bottom boxes, 37 and 36, respectively, made as through pipes extending across the flue gas stretch from the side wall 3 to the side wall 4 and which are internally blocked with apertures (not shown) aligned with the 30 longitudinal partitions 7,8 and 9.

Economiserne 30 i den i fig. 2 viste udførelsesform er på vandsiden forbundet som vist i fig. 5. Det kolde fødevand strømmer ind ved indløbet 38 og deler sig i to parallelle kredsløb for til sidst at samles 35 ved udløbet 39 for opvarmet fødevand. Rørdiagrammet 7 DK 173090 B1 skal forstås således at indløbet 38 befinder sig ved nederste højre hjørne af fig. 2, medens udløbet 39 befinder sig ved øverste venstre hjørne af fig. 2. Det ses af fig. 5 at vandet i det første fødevandskredsløb 5 gennemløber economiserene mærket ECO 1,1; ECO 1,2; ECO 1,3; ECO 1,4; og ECO 1,5 før det strømmer til udløbet, medens vandet i det andet kredsløb gennemløber economi-serne ECO 2,1; ECO 2,2; ECO 2,3; og ECO 2,4 hvorefter det strømmer til udløbet. I hver enkelt economiser er 10 vandtilgangsrøret respektive vandafgangsrøret forbundet til hver sin topkasse. På denne måde opnås i economi-sersektionen en mere jævn temperaturfordeling end hvis fødevandet var ført fra indløbet 38 i serie gennem economiserne ECO 1,1; ECO 2,1; ECO 1,2; ECO 2,2; ECO 15 1,3; ECO 2,3; ECO 1,4; ECO 1,5; og ECO 2,4. Som følge af denne udjævning af temperaturerne formindskes de af temperaturforskelle fremkaldte spændinger i economi-serens rørpaneler.The economizers 30 in the embodiment of FIG. 2 is connected on the water side as shown in FIG. 5. The cold feed water flows in at the inlet 38 and divides into two parallel circuits to eventually collect 35 at the heated feed water outlet 39. The pipe diagram 7 DK 173090 B1 is to be understood so that the inlet 38 is at the lower right corner of FIG. 2, while outlet 39 is at the upper left corner of FIG. 2. It can be seen from FIG. 5 that the water in the first feed water cycle 5 passes the economists labeled ECO 1.1; ECO 1.2; ECO 1.3; ECO 1.4; and ECO 1.5 before flowing to the outlet, while the water in the second circuit passes the economies ECO 2.1; ECO 2.2; ECO 2.3; and ECO 2.4 after which it flows to the outlet. In each economizer, 10 water supply pipes and water outlet pipes are respectively connected to their top boxes. In this way, in the economics section, a more even temperature distribution is obtained than if the feed water was fed from the inlet 38 in series through the economists ECO 1.1; ECO 2.1; ECO 1.2; ECO 2.2; ECO 1.3; ECO 2.3; ECO 1.4; ECO 1.5; and ECO 2.4. As a result of this leveling of the temperatures, the voltage-induced voltages in the economizer's pipe panels are reduced.

Claims

A waste incinerator boiler having a four-room exhaust flue gas having a radiation section and a convection section, said convection section comprising a 5 superhigh section and a horizontal economizer section (1), horizontally bounded by two side walls (3,4), wherein the economizer section contains one or a plurality of economizers (30), characterized in that each economizer comprises a plurality of substantially vertical 10 tubes (32), substantially vertically suspended, tube panels with top and bottom boxes (33,34: 37,36) located in the transverse direction of the flue gas line, that the sidewalls (3,4,5,6) of the flue gas economizer section (1) are uncooled and that the portion of the flue gas gas containing the economizer section (1) comprises at least one 180 ° bend located in a horizontal plane so that two, in the direction of the flue gas stream, seen in consecutive sections of the flue gas stream, have a common side or partition (11,12, -7,8,10).

Waste incineration boiler according to claim 1, characterized in that adjacent pipe panels in said two successive sections of the economizer section (1) of the flue gas line are located in the same transverse plane and that their bottom boxes (34, -36) are mutually mechanically connected in extension to each other through said common side or partition (11,12, -7,8,10).

Waste incineration boiler according to claim 2, characterized in that, in each of the transverse planes at each free transverse end, at each free transverse plane, the bottom boxes (34, -36) have a rod (40) arranged for impact with a bank machine (41). which rod is led out of the flue gas line through an adjacent outer wall (3).

Waste incineration boiler according to claim 3, characterized in that all rods (40) are extended through the same outer wall (3).

Waste incineration boiler according to any one of the preceding claims, characterized in that top boxes (33; 37) located in the same transverse plane are mechanically connected to each other in extension through said common side or partition (11,12 / 7,8, 10).

Waste incineration boiler according to any one of the preceding 10, characterized in that the economizers (30) are connected as countercurrent heat exchangers.