ES2308341T3 - Placa de rejilla, rejilla de incineracion asociada e instalacion de incineracion de materiales residuales correspondientes. - Google Patents
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Abstract
Placa de rejilla para una rejilla de incineración con las características siguientes: a) la placa de rejilla presenta un lado superior (10), un lado inferior (12), dos lados longitudinales (14, 16) y dos lados anchos, b) adyacente a un primer lado longitudinal (14), la placa de rejilla presenta por lo menos un dispositivo para la conexión de un elemento de apoyo (20), c) debajo del lado superior (10) y junto al segundo lado longitudinal (16) está formado por lo menos un canal de circulación (32), a lo largo del cual se puede conducir aire desde una zona situada debajo de la placa de rejilla hasta una abertura (32o) en la sección (16u) adyacente al lado inferior (12), del segundo lado longitudinal (16), y caracterizada porque el lado superior (10) de la placa de rejilla es en su sección (10v), adyacente al canal de circulación (32), más delgado que en la sección (10r) situada detrás del canal de circulación (32).
Description
Placa de rejilla, rejilla de incineración
asociada e instalación de incineración de materiales residuales
correspondiente.
La invención se refiere a una placa de rejilla
para una rejilla de incineración, a una rejilla de incineración
formada por placas de rejilla así como a instalación de incineración
de material residual con una rejilla de incineración de este
tipo.
Un componente importante de una instalación de
incineración de material residual es la rejilla de incineración, la
cual está dispuesta horizontalmente o inclinada y sobre la cual el
material de combustión, por ejemplo basura, es transportado desde
un primer extremo hacia un segundo extremo, llamado generalmente
rejilla de extinción. El necesario aire de incineración se impele a
través de la rejilla de incineración. Para ello están previstas en
la rejilla las aberturas correspondientes. De esta manera el
material de combustión (material residual) es, esencialmente en
tres pasos del procedimiento, "secado", después es
"incinerado" y finalmente es transformado en escoria. Los tres
pasos del procedimiento pueden ser controlados individualmente en
caso necesario.
Existen diferentes tipos de rejillas de
incineración, a las cuales pertenece, entre otras, la llamada
rejilla de incineración de desplazamiento. Una rejilla de este tipo
presenta partes móviles (placas de rejilla) las cuales son
adecuadas para llevar a cabo elevaciones de atizado, con lo cual el
material de combustión (el material residual) es transportado sobre
la rejilla de incineración. Al mismo tiempo, las placas de rejilla
individuales, están desplazadas a modo de escalera entre sí, en la
zona de su lado longitudinal orientado hacia el espacio de
incineración. Si, por ejemplo, cada segunda placa de rejilla está
dispuesta móvil se consigue, mediante el movimiento de esta placa
de rejilla, que el material residual, la cual se apoya sobre la
placa de rejilla siguiente en la dirección de transporte, continúe
siendo transportada sobre la placa de rejilla que viene entonces a
continuación.
En una instalación de incineración del tipo
mencionado se pueden incinerar diferentes tipos de materiales
residuales. Son materiales residuales típicos la basura doméstica,
basura industrial, serrín de madera, madera residual, madera vieja,
fracciones preparadas de diferentes materiales residuales (RDF =
combustible derivado de desperdicios), biomasa o similares, por
ejemplo lodos de clarificación. Los tipos individuales de material
residual se diferencian con respecto a su potencia calorífica. Esto
es válido sin embargo también dentro de cada uno de los tipos
individuales de material residual. Así, la basura doméstica puede
presentar, por ejemplo, una potencia calorífica comprendida entre 5
y 20 MJ/kg. Dependiendo de esta potencia calorífica varía la
solicitación térmica y mecánica de la rejilla de incineración o de
sus placas de rejilla.
Para actuar en contra de este desgaste basta,
durante la incineración de materiales residuales con una potencia
calorífica de hasta aproximadamente 10 MJ/kg, con refrigerar las
placas de rejilla con aire. Los documentos EP 0 391 146 A1 y DE 201
11 804 U1 describen una rejilla de incineración refrigerada por
aire.
Durante la incineración de material de
combustión con una potencia calorífica mayor se prefieren
frecuentemente rejillas de incineración cuyas placas de rejilla son
refrigeradas con un líquido, en especial agua. La complejidad de la
técnica del procedimiento es sin embargo claramente mayor en una
refrigeración por agua que en una refrigeración por aire. Para
determinados procesos de incineración la refrigeración intensiva por
agua conduce a una refrigeración, indeseadamente intensiva, de las
placas de rejilla.
La invención se plantea el problema de mostrar
una posibilidad en la cual, mediante refrigeración por aire, se
puede incinerar también material de combustión (material residual)
con potencias caloríficas superiores a las usuales hasta ahora, en
especial con potencias caloríficas > 10 MJ/kg.
Para resolver este problema la invención parte
de la siguiente reflexión: cada placa de rejilla está sometida
sobre todo hacia el hogar, es decir en especial en su lado superior
y su lado frontal delantero, a una carga térmica especialmente
intensa. Se conduce aire primario contra el lado inferior de las
placas de rejilla, enfría estas por lo tanto desde abajo, y es
impelido, a través de aberturas en las placas de rejilla o entre
las placas de rejilla, a la capa de capa de material de combustión
que se apoya sobre las placas de rejilla. A la parte cargada
térmicamente de cada placa de rejilla se le opone por debajo un
volumen de refrigeración determinado para la retirada del calor
generado. La refrigeración es sin embargo insuficiente, en especial
en la zona del canto. Las zonas de este tipo, por ejemplo el lado
frontal (lado longitudinal) orientado hacia el hogar de una placa
de rejilla están por ello especialmente en peligro de sufrir
corrosión y erosión.
En este punto se aplica la invención; gracias a
que en la zona situada debajo del lado superior y junto al lado
longitudinal del lado frontal de la placa de rejilla se forma por lo
menos un canal de circulación, a lo largo del cual se conduce aire
desde abajo selectivamente contra el lado superior o respectivamente
el lado longitudinal delantero adyacente. Al mismo tiempo la zona
del lado superior de la placa de rejilla, que está adyacente al
canal de circulación, se forma más delgada que las zonas situadas
detrás, de manera que la refrigeración se hace aún más intensa.
De esta manera se forma una especie de tobera de
aire, refrigerando "desde abajo" el aire con una velocidad de
circulación correspondientemente alta la sección crítica delantera
(orientada hacia el espacio de incineración) de la placa de rejilla
correspondiente.
Al mismo tiempo, éste por lo menos un canal de
circulación está formado de tal manera que presenta una abertura de
salida de aire en la sección, adyacente al lado inferior, del lado
frontal (superficie frontal) correspondiente, de manera que la
corriente de aire es conducida a continuación selectivamente sobre
la superficie superior de la placa de rejilla siguiente -en la
dirección de transporte del material de combustión- y refrigera
asimismo esta superficie. Mediante este soplado selectivo con aire
de la placa de rejilla adyacente resulta la ventaja adicional de
que se pueden evitar allí ampliamente los depósitos observados en el
estado de la técnica. Estos depósitos, también llamados
adherencias, se forman en rejillas de combustión del estado de la
técnica por ejemplo mediante precipitación de metales procedentes
del material de combustión.
En la parte "posterior" de la placa de
rejilla puede continuarse con la refrigeración conocida hasta
ahora.
De acuerdo con esto, la invención se refiere en
su forma de realización más general a una placa de rejilla para una
rejilla de incineración según la reivindicación 1.
De acuerdo con una forma de realización la placa
de rejilla está estructurada, debajo del lado superior, con un gran
número de escotaduras, las cuales se extienden en cada caso desde
una zona adyacente al primer lado longitudinal hasta una zona
adyacente al segundo lado longitudinal y que están abiertas hacia el
lado inferior.
Gracias a estas escotaduras el lado superior
(superficie frontal superior de la placa de rejilla) se puede
formar relativamente delgado, por ejemplo 10-15
mm.
El canal de circulación, respectivamente los
canales de circulación, se extiende(n) de acuerdo con una
forma de realización perpendicularmente con respecto al lado
longitudinal de la placa de rejilla. Expresado de otra forma: la
circulación de aire a lo largo de los canales de circulación
discurre en dirección hacia la superficie frontal delantera de la
placa de rejilla.
Como se ha afirmado ya, esta sección
"delantera" de las placas de rejilla está especialmente en
peligro. En esta medida se puede limitar la longitud del canal de
circulación en caso normal a una longitud la cual corresponde al
10-50% de la anchura de la placa de rejilla, siendo
suficiente por regla general una longitud comprendida entre el 10 y
el 30%. Ésta es en especial la sección la cual no es superada en una
rejilla de incineración de desplazamiento.
Una placa de rejilla no presenta usualmente por
el lado del perímetro una forma exacta de paralelepípedo. En
especial la superficie frontal (segundo lado longitudinal) no
discurre según esto perpendicular con respecto al lado superior de
la placa de rejilla. Más bien el segundo lado longitudinal puede
discurrir bajo un ángulo \alpha < 90º con respecto al lado
superior y, en su caso, presenta adicionalmente por lo menos un
acodamiento adicional.
Con respecto al canal de circulación esto
significa que el canal de circulación no es tampoco rectilíneo,
sino que en esta zona sigue la forma de la placa de rejilla, es
decir, por ejemplo -en sección transversal- describe un semicírculo
o presenta varios acodamientos. De esta manera resulta
simultáneamente también una prolongación del canal de circulación.
Una intensificación de la refrigeración se consigue cuando el canal
de circulación llega relativamente cerca de las zonas de superficie
correspondientes de la placa de rejilla. Dicho con otras palabras:
una pared delimitadora superior (exterior) del canal de circulación
es formada al mismo tiempo por una superficie (interior) del lado
superior y una superficie (interior) del segundo lado
longitudinal.
Una pared delimitadora inferior (interior) para
el canal de circulación puede estar formada por una aleta, la cual
se extiende entre paredes o almas, que forman por ejemplo
limitaciones laterales de las escotaduras mencionadas.
Si el lado inferior de la placa de rejilla
(también llamado etapa de rejilla) está estructurado de tal manera
que el lado superior de la placa de rejilla, cuando se apoya la
placa de rejilla sobre una superficie horizontal, discurre
ascendiendo (con una inclinación de por ejemplo:
3-10º) desde el primer lado longitudinal hacia el
segundo lado longitudinal (es decir, desde atrás hacia delante),
esto facilita el apoyo de placas de rejilla adyacentes y el
transporte de material de combustión a lo largo de la rejilla de
incineración.
Con este fin, el lado inferior, del segundo lado
longitudinal (lado frontal delantero), puede estar formado con un
escalón que sobresale hacia abajo, como está representado en la
descripción de las figuras que viene a continuación. En este caso
la placa de rejilla correspondiente se apoya con este escalón sobre
la placa de rejilla (etapa de rejilla) siguiente en la dirección de
transporte del material de combustión.
Su lado longitudinal delantero acaba frente a
éste preferentemente a distancia del lado superior de la placa de
rejilla siguiente y correspondientemente la abertura de salida del
canal de circulación está también por encima de la superficie de
apoyo de la placa de rejilla siguiente. De esta manera se favorece
adicionalmente que fluya selectivamente contra la superficie de la
placa de rejilla adyacente. Esto se representa y explica también en
la descripción de las figuras que viene a continuación.
Alternativamente sería posible disponer la
abertura de salida del canal de circulación en la sección inferior
del lado longitudinal delantero, con lo cual resultaría una
circulación de aire esencialmente paralela con respecto al lado
superior de la placa de rejilla siguiente.
La refrigeración adicional según la invención
crea la posibilidad de formar las secciones de la placa de rejilla
adyacentes al canal de circulación más delgadas que las restantes
secciones de la placa de rejilla. Con ello no sólo se ahorra
material sino que se aumenta también el efecto de refrigeración.
Esta sección "más delgada" puede hacer no
únicamente referencia al lado longitudinal delantero sino también a
las secciones parciales adyacentes del lado superior de la placa de
rejilla.
Las placas de rejilla del tipo mencionado
presentan por ejemplo una anchura de 40-60 cm y una
longitud de varios metros. En esta medida es conocido formar una
placa de rejilla a partir de varios tramos, acoplados unas con
otras, conectados entre sí, llamados barras de rejilla. Los tramos
individuales pueden ser piezas de fundición, pudiendo ser formado
in situ el canal de circulación. Cada tramo está con ello
realizado en una pieza. Los tramos (barras de rejilla) pueden estar
formados con tramos inferiores, en especial cuando son soldados a
partir de chapas. Una barra de rejilla puede presentar por ejemplo
una anchura (en la dirección longitudinal de la totalidad de la
placa de rejilla) de 5-25 cm, aunque también
mayor.
La conexión de barras de rejilla adyacentes
tiene lugar mediante una técnica de conexión conocida, por ejemplo
mediante atornillado o gracias a que varias barras de rejilla son
conectadas entre sí mediante barras de conexión. Los grupos de
barras de rejilla formados de esta manera pueden ser conectados
entre sí de nuevo de forma análoga.
Al mismo tiempo una forma de realización prevé
formar las placas de rejilla de tal manera que por lo menos se
forme una escotadura de dos barras de rejilla (tramos) que se
conecten entre sí, es decir que cada barra de rejilla forme una
parte, por ejemplo una mitad, de la escotadura correspondiente.
El objeto de la invención es además una rejilla
de incineración, en especial una rejilla de incineración de
desplazamiento, con un gran número de placas de rejilla del tipo
mencionado con anterioridad.
Al mismo tiempo el concepto "rejilla de
incineración de desplazamiento" comprende todos los tipos de
rejillas de incineración de desplazamiento, independientemente de
si estas discurren horizontales o inclinadas, o el material de
combustión es transportado en una u otra dirección. El concepto
"rejilla de incineración de desplazamiento" no es tampoco
limitativo en la medida en que comprende rejillas de incineración de
desplazamiento en las cuales, por ejemplo, cada segunda placa de
rejilla está dispuesta móvil, pero también las rejillas en las
cuales entre las placas de rejilla, que llevan a cabo elevaciones
de atizado, están situadas más de una placa de rejilla
estacionaria.
La invención comprende, finalmente, una
instalación de incineración de material residual, por ejemplo una
instalación de incineración de basuras, con una rejilla de
incineración del tipo mencionado anteriormente.
Otras características de la invención resultan
de las características de las reivindicaciones subordinadas así
como de la restante documentación de solicitud. Las características
que se dan a conocer en las mismas pueden ser esenciales, en
combinaciones discrecionales, para la invención.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle sobre la base de un ejemplo de realización. Al mismo tiempo
representan en cada caso en una representación muy ampliada:
la Figura 1, una sección vertical a través de la
sección delantera de dos placas de rejilla situadas una encima de
otra de una rejilla de incineración de desplazamiento;
la Figura 2, una sección a lo largo de la línea
A-A según la Figura 1.
La estructura básica de una placa de rejilla se
explica sobre la base de la placa de rejilla inferior de la Figura
1: la placa de rejilla presenta un lado superior 10, un lado
inferior 12, un lado longitudinal posterior 14, un lado
longitudinal delantero 16 y, correspondientemente, dos lados anchos,
los cuales no se pueden reconocer a causa de la representación en
sección. La superficie frontal 10o superior del lado superior 10 es
plana. El segundo lado longitudinal 16, delantero, está acodado un
ángulo \alpha (de aproximadamente 45º) con respecto a la
superficie 10o y presenta a continuación un acodamiento 16w.
Adyacente al primer (posterior) lado
longitudinal 14, la placa de rejilla presenta por el lado inferior
una escotadura 18, que discurre en dirección longitudinal (hacia el
interior del plano del dibujo), en la cual hay una barra redonda
20, sobre la cual se apoya la placa de rejilla. La placa de rejilla
representada arriba en la Figura 1 se puede mover en la dirección
de la flecha P con la ayuda de esta barra redonda 20. Cada placa de
rejilla está formada, en la zona del lado inferior 12, con un gran
número de escotaduras 22 situadas unas junto a otras. Cada
escotadura 22 es limitada lateralmente (paralelamente respecto de
los lados anchos) por paredes, pudiendo reconocerse aquí únicamente
una pared 24. En el extremo posterior de la placa de rejilla la
escotadura 22 es limitada por una sección 14a correspondiente del
primer lado longitudinal y en la sección delantera (orientada hacia
un espacio de incineración 26) por el delantero (segundo lado
longitudinal) 16. De la pared 24 sobresalen varias aletas
refrigeradoras 28 al interior de la escotadura 22.
Entre paredes 24 adyacentes discurre además una
pared 30, la cual presenta en la vista en sección esencialmente una
forma de arco y que en el extremo delantero, contiguo al segundo
lado longitudinal 16, se convierte en una sección 30v engrosada que
sobresale mediante un canto frontal 16u inferior del segundo lado
longitudinal 16, delantero, y forma una superficie de apoyo 30u
para las placas de rejilla.
Esta pared 30 forma una pared delimitadora
inferior (interior) de un canal de circulación 32, el cual se
extiende desde el extremo 16u inferior del segundo lado
longitudinal 16 paralelo con respecto a la pared 30 (con ello la
superficie interior del lado longitudinal 16 forma otra limitación
para el canal de circulación 32) y en su recorrido posterior es
limitado por una superficie 10u inferior del lado superior 10, antes
de abrirse en dirección hacia el lado inferior 12 de la placa de
rejilla. En el ejemplo de realización representado la pared 30
finaliza en el extremo inferior del espacio 22; también podría
acabar antes. En el ejemplo de realización representado resulta una
abertura de afluencia para aire de refrigeración de tipo embudo, el
cual se proporciona por debajo de la placa de rejilla y que fluye
contra la totalidad de la escotadura 22, incluida la zona situada
debajo de la pared 30.
En la placa de rejilla superior representada en
la Figura 1 la parte del aire de refrigeración, que es conducida a
través del canal de circulación 32, está simbolizada mediante una
flecha K. El aire de refrigeración entra por lo tanto en el canal
de circulación 32 por el extremo 32k de tipo embudo y es conducido
entonces en primer lugar a lo largo de la superficie interior 10u
del lado superior 10 y después a lo largo de la superficie interior
16i del lado longitudinal 16, antes de que el aire de refrigeración
salga en la zona de la abertura 32o e incida sobre el lado superior
10 de la placa de rejilla adyacente y fluya contra ella.
El suministro de más aire de refrigeración está
simbolizado mediante flechas L en la parte inferior de la Figura
1.
Mediante el fluyo con aire contra el lado
superior 10 de la placa de rejilla se refrigera por lo tanto
adicionalmente con aire desde el exterior la sección adyacente al
canal de circulación 32. De esta manera se pueden evitar adhesiones
(así llamadas adherencias) a causa de precipitaciones, en especial
precipitaciones metálicas procedentes del material de combustión,
las cuales se indican en la Figura 1 mediante la zona 34 de
puntos.
Mediante la refrigeración intensiva
(refrigeración adicional) en la parte delantera, especialmente
crítica, de la placa de rejilla se puede formar allí el grosor de
pared de la placa de rejilla más delgado que en la parte posterior,
como muestra la figura.
Por ejemplo, el grosor del lado superior 10 mide
en la parte trasera 10r 12 mm, en la parte delantera (adyacente al
canal de circulación 32) únicamente 6 u 8 mm. Esto es válido de
forma análoga para el grosor de pared del segundo lado longitudinal
16.
En el ejemplo de realización representado la
placa de rejilla está formada por un gran número de tramos situados
unos junto a otros, los cuales se acoplan directamente unos con
otros y están conectados entre sí. Estos tramos se denominan
también barras de rejilla.
La Figura 2 muestra que cada barra de rejilla
T1, T2 forma aproximadamente en posición central una pared 24, de
manera que una escotadura 22 es formada en cada caso conjuntamente
por dos barras de rejilla T1, T2 adyacentes. Esto es válido también
para el canal de circulación 32, el cual presenta aquí una sección
transversal aproximadamente ovalada.
Los taladros 36 representados en la Figura 1
sirven para el alojamiento de barras para la conexión de tramos T1,
T2 adyacentes. Un gran número de tramos T1, T2 de este tipo, por
ejemplo 50-60 tramos, forman una placa de
rejilla.
La placa de rejilla representada está realizada
en hierro como pieza de fundición, siendo cada barra de rejilla T1,
T2 de una pieza, es decir que, por ejemplo, las aletas 28 y la pared
30 discurren en unión de material respecto a la pared 24.
Claims (15)
1. Placa de rejilla para una rejilla de
incineración con las características siguientes:
- a)
- la placa de rejilla presenta un lado superior (10), un lado inferior (12), dos lados longitudinales (14, 16) y dos lados anchos,
- b)
- adyacente a un primer lado longitudinal (14), la placa de rejilla presenta por lo menos un dispositivo para la conexión de un elemento de apoyo (20),
- c)
- debajo del lado superior (10) y junto al segundo lado longitudinal (16) está formado por lo menos un canal de circulación (32), a lo largo del cual se puede conducir aire desde una zona situada debajo de la placa de rejilla hasta una abertura (32o) en la sección (16u) adyacente al lado inferior (12), del segundo lado longitudinal (16), y
caracterizada porque el lado superior
(10) de la placa de rejilla es en su sección (10v), adyacente al
canal de circulación (32), más delgado que en la sección (10r)
situada detrás del canal de circulación (32).
2. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
que está conformada, por debajo del lado superior (10), con una
pluralidad de escotaduras (22), que se extienden en cada caso desde
una zona (14a) adyacente al primer lado longitudinal (14) hasta una
zona adyacente al segundo lado longitudinal (16) y que están
abiertas hacia el lado inferior (12).
3. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo canal de circulación (32) se extiende perpendicularmente con
respecto a los lados longitudinales (14, 16) de la barra de
rejilla.
4. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo canal de circulación (32) presenta una longitud que corresponde
a de 10 hasta 50% de la longitud de los lados anchos.
5. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo segundo lado longitudinal (16) discurre bajo un ángulo
\alpha < 90º con respecto al lado superior (10).
6. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo segundo lado longitudinal (16) presenta por lo menos un
acodamiento (16w).
7. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
en la que una pared delimitadora superior (exterior) del canal de
circulación (32) está formada por el lado superior (10) y la segunda
pared longitudinal (16).
8. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
en la que una pared delimitadora (30) inferior (interior) del canal
de circulación (32) está formada por una aleta, que se extiende
entre las paredes (24) que forman las delimitaciones laterales de
la escotadura (22) correspondiente.
9. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo lado inferior (12) está conformado de manera que el lado
superior (10) de la placa de rejilla, al apoyar la placa de rejilla
sobre una superficie horizontal, discurre ascendente desde el
primer lado longitudinal (14) hacia el segundo lado longitudinal
(16).
10. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
cuyo lado inferior (12), adyacente al segundo lado longitudinal
(16), está formado con un escalón (30v) que sobresale hacia
abajo.
11. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
en la que el segundo lado longitudinal (16) es, en su sección
adyacente al canal de circulación (32), más delgado que el lado
superior (10) en la sección (10r) situada detrás del canal de
circulación (32).
12. Placa de rejilla según la reivindicación 1,
formada por varios tramos (T1, T2) unidos entre sí, conectados unos
con otros en la dirección de los lados longitudinales (14, 16).
13. Placa de rejilla según la reivindicación 12,
en la que se forma por lo menos una escotadura (22) de dos tramos
(T1, T2) conectados entre sí.
14. Rejilla de incineración, en particular
rejilla de incineración de desplazamiento, con una pluralidad de
placas de rejilla según una de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Instalación de incineración de materiales
residuales con una rejilla de incineración según la reivindicación
14.
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