FI121313B2 - Soodakattilan sularännialueen suojausjärjestely - Google Patents

Description

SOODAKATTILAN SULARÄNNIALUEEN SUOJAUSJÄRJESTELY Keksinnön kohde

Keksinnön kohteena on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä soodakattilan sularännialueen käyttöturvallisuuden parantamiseksi sekä oheisen patenttivaatimuksen 6 johdanto-osan mukainen soodakattilan sularännialue.

Keksinnön taustaa

Sellunvalmistuksessa syntynyttä jätelipeää eli ns. mustalipeää poltetaan soodakattilassa toisaalta sen sisältämän energian talteen ottamiseksi ja toisaalta sen sisältämien kemikaalien talteen ottamiseksi ja palauttamiseksi uudelleen kiertoon. Soodakattilan pohjalle muodostuu mustalipeää poltettaessa keko, mistä korkeassa lämpötilassa muodostuu sulaa, mikä poistetaan kattilasta jatkuvana virtauksena sularännien kautta liuotussäiliöön.

Tulipesän alapuolella on soodakattilan liuotinsäiliön kansialue eli sularännialue, jossa tulipesän alaosasta johdetaan sula ns. sularänniä pitkin liuotinsäiliöön. Kuvassa 1 on esitetty tyypillinen soodakattilan sularännialue, joka käsittää sularännit 2, joita pitkin sula johdetaan tuli-pesästä 3 liuotinsäiliöön 4.

Sularännien läheisyydessä on työskenneltävä suhteellisen usein, koska sularännien toimintaa pitää valvoa määrävälein. Tarvittaessa sula-ränneistä on poistettava tukkeutumia, jotta sula pääsee kulkemaan liu-otinsäilöön. Lisäksi primääri-ilmansuuttimet 5 sijaitsevat usein sularännialueen läheisyydessä (ns. primäärirekisteritasolla), jolloin ilmasuutti-mien tarkastaminen ja säätö edellyttää sularännialueella työskentelyä.

Tyypillisesti sula on erittäin kuumaa (esimerkiksi 750-820 °C). Sulan mahdolliset roiskeet aiheuttavat ympäristössä työskenteleville ja liikkuville henkilöille vaaratilanteita. Tämän takia sularännien läheisyydessä on nykyään yleensä suoja-alue, jolla liikkumista tulee välttää ja jolla työskenteleminen edellyttää erityisten suojavarusteiden käyttämistä.

Keksinnön Ivhvt yhteenveto

Nyt käsillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on esittää uusi ratkaisu työskentelyturvallisuuden lisäämiseksi.

Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle soodakattilan sularännialueelle on puolestaan pääasiassa tunnusomaista se, mikä on esitetty itsenäisen patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa. Muissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja.

Keksinnön perusajatuksena on järjestää sularännien eteen suojaseinämä, joka on liikuteltavissa, kuten esimerkiksi suljettavissa ja avattavissa. Perusajatuksen mukaisesti suljettu suojaseinämä asettuu työs-kentelyalueella olevan henkilön ja sularännin väliin. Suojaseinämä estää mahdollisten sularoiskeiden lentämisen henkilön päälle. Edullisessa suoritusmuodossa suojaseinämä myös vaimentaa työskentelyalu-eelle sularänneistä kohdistuvaa meteliä. Eräässä suoritusmuodossa sularännien työskentelyalueelle säteilemä lämpösäteily vaimenee suojaseinämän vaikutuksesta.

Keksinnön mukainen menetelmä esittää ratkaisun soodakattilan sula-rännialueen käyttöturvallisuuden parantamiseksi, joka sularännialue käsittää työskentelyalueen sekä kattilan alaosaan yhteydessä olevat sularännit sulan ohjaamiseksi kattilasta liuotinsäillöön. Menetelmässä erotetaan sularännit työskentelyalueesta sularännien suhteen liikkuvaksi järjestettävällä suojaseinämällä. Vastaavasti keksinnön mukaisessa voimalaitoksessa sularännialue käsittää yhden tai useamman sularännin suhteen liikkuvaksi järjestetyn suojaseinämän sularännien erottamiseksi työskentelyalueesta.

Eräässä suoritusmuodossa suojaseinämä muodostetaan yhdestä tai useammasta liikkuvaksi järjestetystä suojayksiköstä. Suojayksiköt voivat liikkua eri suunnissa sovelluskohtaisesti, kuten esimerkiksi vaakatasossa tai korkeussuunnassa.

Liikuteltava suojaseinämä mahdollistaa erilaisten suurta liikkumistilaa vaativien käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöiden tekemisen. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa suojaseinämä on avattavissa suurelta yhtenäiseltä matkalta.

Suojaseinämä voidaan toteuttaa usealla eri tavalla. Edullisesti seinämä on muodostettu useasta yksiköstä, jolloin sen käsittely on helpompaa kuin suurten yksiköiden. Esimerkiksi seinämä voi koostua liukuovista, säleovista, kaihtimista ja/tai paljeovista. Seinämän yksittäisten yksiköiden liikesuunta riippuu sovelluksesta. Esimerkiksi liikesuunta voi olla horisontaalinen tai vertikaalinen. Seinämä voi myös liikkua yhdensuuntaisesti tai kohtisuorasti kattilan sularännien rivistön suhteen.

Eräässä suoritusmuodossa sularännialue käsittää lisäksi sularännien suhteen liikkuvaksi järjestetyn huoltotason, joka käsittää suojaseinämän. Huoltotaso on tarkoitettu korkealla olevien kohteiden, kuten esimerkiksi primäärirekisteritason, käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöiden tekemistä varten.

Suojaseinämä käsittää edullisesti tarkastusaukkoja, kuten esimerkiksi avattavia ikkunoita ja/tai luukkuja, joiden kautta voidaan suorittaa mm. visuaalista valvontaa, rännien rassaamista sekä muita käyttö-, huoltoja kunnossapitotöitä. Luukkuja ja ikkunoita voi olla erilaisia ja erimuotoisia tarjoten mahdollisimman optimaalisen käyttöliittymän eri tehtäviin.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan monia merkittäviä etuja tunnettuun tekniikan tasoon verrattuna. Soodakattilan sularännialueen turvallisuus paranee, kun suojarakenne erottaa sularännit työntekijöistä. Suojarakenne voi sovelluskohtaisesti estää erilaisten roiskeiden, höyryjen ja/tai paineiskujen etenemisen työskentelyalueelle.

Eräässä sovelluksessa sularännialueen melutaso pienenee. Melun vaimennukseen vaikutetaan suojarakenteen muotoilulla ja materiaaleilla. Melutason pieneneminen parantaa työoloja sekä lisää omalta osaltaan työturvallisuutta.

Eräässä tapauksessa keksintö puolestaan mahdollistaa sularännialueen tehokkaan hyödyntämisen, koska suoja-aluetta voidaan suojaus-ratkaisun ansiosta pienentää ja näin vapautuvaa aluetta voidaan käyttää tehokkaasti.

Piirustusten kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin periaatteellisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää tekniikan tason mukaista sularännialuetta kuva 2 esittää erästä keksinnön mukaista sularännialuetta sivultapäin nähtynä kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista suojaseinämäyksikköä edestäpäin kuva 4 esittää erästä keksinnön mukaista suojaseinämää edestäpäin kuva 5 esittää kuvan 4 mukaista suojaseinämää kohdalta A-A.

Piirustuksissa on esitetty selvyyden vuoksi vain keksinnön ymmärtämisen kannalta tarpeelliset yksityiskohdat. Keksinnön ymmärtämisen kannalta tarpeettomat, mutta ammattimiehelle selvät rakenteet ja yksityiskohdat on jätetty kuvista pois keksinnön ominaispiirteiden korostamiseksi.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kuvassa 1 on esitetty eräs nykyinen soodakattilan sularännialue. Alueella on sularännit 2, joita pitkin sula johdetaan tulipesästä 3 liuotinsäi-liöön 4. Yleensä kattiloissa primääri-ilmatason ilmasuuttimet 5 on sijoitettu sularännien 2 yläpuolelle siten, että niille on pääsy sularännialu-eelta esimerkiksi jonkin tason avulla.

Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukainen suojaseinämä 8 sivulta nähtynä. Tämä suunta on sama kuin sularännien 2 rivistön suunta eli kattilan seinän suunta. Suojaseinämä 8 on järjestetty työskentelyalueen 6 ja sularännien 2 väliin. Työskentelyalueella 6 tarkoitetaan sitä sularän-nialueen aluetta, jolla työntekijät työskentelevät käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöitä tehdessä. Kuvan 2 mukaisessa tapauksessa työskente-lyalue 6 on suojaseinämän 8 vasemmanpuoleinen alue. Kuvassa 2 työskentelyalueella 6 sijaitsee mm. huoltotaso 7, joka muodostaa oman pienemmän työskentelyalueen. Kuten kuvasta 2 voidaan nähdä, suojaa suojaseinämä 8 työskentelyalueella 6 olevaa henkilöä 1 erottamalla henkilön suorasta yhteydestä sularänniin 2.

Kuvassa 3 on esitetty eräs suojaseinämän 8 muodostava suojayksikkö 9 (suojamoduuli, suojaelementti) nähtynä edestäpäin, eli katselusuun-nan ollessa työskentelyalueelta 6 sularänneihin 2 päin. Esimerkissä suojaseinämän 8 suojayksikkö 9 käsittää kaksi ikkunaa 11, 12. Esimerkissä näistä ikkunoista ylempi ikkuna 11 on kiinteä ja se on tarkoitettu visuaalisen tarkkailun suorittamiseen. Alempi ikkuna 12 on avattavissa ja suljettavissa, ja se mahdollistaa usein toistuvien käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöiden, kuten rassaamisen, tekemisen ilman, että suoja-seinämää 8 pitää siirtää sivuun. Ikkunoiden 11, 12 ansiosta ei suoja-seinämää 8 tarvitse aukaista silmämääräistä tarkastusta varten. Tällöin tarkastus voidaan suorittaa suojatusta tilasta käsin. Suojaseinämässä 8 voi olla useita luukkuja ja/tai ikkunaa 11, 12 tai ei välttämättä yhtään luukkua ja/tai ikkunaa. Luukut voivat olla ikkunallisia tai umpinaisia käyttökohteen mukaan. Esimerkiksi suojaseinämässä 8 voi olla luukku työskentelyä varten ja ikkuna kameravalvontaa varten.

Kuva 4 esittää sovelluksen, jossa suojaseinämä 8 käsittää useita vierekkäisiä kuvassa 3 kuvattuja suojayksikköjä 9. Suojaseinämä 8 voi käsittää yhden tai useamman suojayksikön 9. Esimerkissä suojaseinämän 8 suojayksiköt 9 ovat eräänlaisia liukuovia, joita voidaan Uuttaa kattilan seinämän suuntaisesti. Tätä varten alhaalla ja ylhäällä on liu-kukiskot 13, jotka mahdollistavat liikuttamisen. Edullisesti kiskoja 13 on useita vierekkäin, kuten esimerkiksi kolme tai neljä kiskoa, jolloin seinämää avattaessa on mahdollista liuttaa useita ovia rinnakkain nippuun ja näin muodostaa suurempi aukko. Tätä on pyritty havainnollistamaan kuvalla 5, joka esittää kuvan 4 mukaista sovellusta ylhäältäpäin nähtynä linjalla A-A.

Avaamalla suojaseinämä 8 osittain tai kokonaan saadaan aikaiseksi suuri ja mahdollisimman esteetön kulkuyhteys suojaseinämän 8 muodostaman linjan takaiselle alueelle, kuten esimerkiksi sularänneille 2. Tällöin on helpompi tehdä laajempia käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöitä. Kuten kuvasta 5 voidaan havaita, voidaan suojaseinämän 8 avaaminen suorittaa siirtämällä suojayksikköjä 9 kiskoja 13 pitkin. Eri kiskoilla 13 olevat suojayksiköt 9 voidaan sijoittaa keskenään siten, että toinen suojayksikkö asettuu ensimmäisen suojayksikön taakse. Suoja-seinämän 8 avaamiseen ja sulkemiseen liittyvät yksityiskohdat riippuvat luonnollisesti suojaseinämän rakenteesta. Avaaminen ja sulkeminen voi perustua esimerkiksi rakenteiden limittämiseen, laskostamiseen, rullaamiseen ja/tai poistamiseen.

Eräässä sovelluksessa suojaseinämän 8 suojayksikön 9 kiinnitys on järjestetty pikakiinnityksellä, joka mahdollistaa suojayksikön helpon ja nopean irrottamisen ja tarvittaessa poistamisen ja/tai vaihtamisen.

Suojaseinämä 8 voi sovelluskohtaisesti sijaita kattilan eri sivuilla (yhdellä tai useammalla sivulla). Eräässä voimalaitossovelluksessa suoja-seinämä 8 on niillä kattilan sivuilla, joilla sularännit 2 sijaitsevat. Eräässä toisessa voimalaitossovelluksessa suojaseinämä 8 on sijoitettu kattilan ympärille.

Suojaseinämän 8 sekä yksittäisten suojayksikköjen 9 rakenne voi vaihdella sovelluskohtaisesti. Eräitä mahdollisia ratkaisuja ovat erilaiset liukuovet, säleovet, paljeovet, rullaverhot, jne. Lisäksi suojayksikköjen 9 liikesuunta voi sovelluskohtaisesti vaihdella. Edellisessä esimerkissä suojayksikköjen 9 liikesuunta on horisontaalinen ja kattilan seinämän suuntainen. Eräässä toisessa sovelluksessa suojayksikön 9 liikesuunta on oleellisesti kohtisuorassa kattilan seinämään päin. Eräässä sovelluksessa suojayksikön 9 liikesuunta on oleellisesti vertikaalinen. Eräässä sovelluksessa korkeussuunnassa tapahtuvan liikkeen liikesuunta on puolestaan vino. Erityisesti erilaiset verhotyyppiset suojaseinämät 8 on edullista järjestää liikkumaan korkeussuunnassa mielellään mahdollisuuksien mukaan vertikaaliseksi, jolloin rakenteen ei tarvitse välttämättä olla jäykkä suojaseinämän 8 liikkeen hallitsemiseksi. Suojaseinämän 8 liikettä voidaan myös hallita erilaisilla ratkaisuilla, kuten esimerkiksi rullilla, Huilia, johteilla, saranoilla ja liitosrakenteilla.

Suojaseinämän 8 materiaalin valinnassa on edullista kiinnittää huomiota mm. lämmönkestoon ja esiintyvien kemikaalien kestoon. Suojaseinämän 8 tulisi olla palamaton ja mielellään ääntä eristävä. Käsittelyn helppouden takia suojaseinämän 8 suojayksikköjen 9 tulisi olla kevyitä, johon vaikuttaa materiaalien lisäksi myös suojayksikön koko ja muoto. Eräissä kokeissa on havaittu ruostumattomasta teräksestä valmistetun suojaseinämän 8 olevan käyttökelpoinen. Sen äänenvaimennusta voidaan lisätä erilaisilla äänenvaimennusmateriaaleilla. Muita vaihtoehtoja on myös olemassa, kuten esimerkiksi metallista, komposiitista ja keraamista kokonaan tai osittain valmistetut rakenteet.

Suojaseinämän 8 on myös siedettävä suuret lämpötilan vaihtelut, joita esiintyy mm. kattilan ylösajon ja alasajon yhteydessä. Kattilan lämpöliike aiheuttaa suojaseinämän 8 mittojen muuttumista. Lisäksi suojaseinämän 8 lämpötilan muutos aiheuttaa sen rakenteisiin mittojen muuttumista. Tämän takia suojaseinämän 8 pitää mahdollistaa sekä suoja-seinämän että muiden rakenteiden lämpölaajeneminen. Suojaseinämään 8 vaikuttavat lämpölaajenemisen aikaansaamat muutokset voivat olla suuruudeltaan useita kymmeniä senttejä. Suojaseinämä 8 voidaan esimerkiksi toteuttaa siten, että sen rakenne on joustava tai sen raken ne kasvaa ja pienenee tarpeen mukaan. On myös mahdollista, että kiinnitysratkaisu mahdollistaa lämpöliikkeen.

Suojaseinämän 8 kattilan ympärille rajoittama tila voi olla oleellisesti umpinainen tai hengittävä. Hengittävä rakenne voidaan toteuttaa usealla eri tavalla. Suojaseinämä 8 voi olla esimerkiksi muodostettu siten, että ilma voi virrata suojaseinämän suojayksikköjen 9 välistä. Paineen tasaukseen voidaan käyttää myös erilaisia huohotin- ja venttiilirakentei-ta. Myös erityyppisillä kanavarakenteilla voidaan hallita ilman ja muiden kaasujen virtausta. Esimerkiksi suojaseinämän 8 kattilan ympärille rajoittamasta tilasta voi johtaa putki ulkopuolelle. Erilaisia paineiskuja voi esiintyä ko. tilassa esimerkiksi silloin kun sularännissä 2 syntyy häiriö, kuten esimerkiksi sulasyöksy.

Kuvissa 2 ja 4 on esitetty myös huoltotaso 7. Esimerkissä huoltotaso 7 on tarkoitettu ns. primäärirekisteritason käyttö-, huolto- ja kunnossapitotöiden tekemistä varten. Kuvan mukaisessa esimerkissä primäärire-kisteritaso on sularännien 2 yläpuolella ja se käsittää mm. primääri-ilmansuuttimet 5. Huoltotaso 7 on jäljestetty liikkuvaksi. Esimerkissä huoltotasossa 7 on pyörät, jotka sijoittuvat lattiassa oleviin kiskoihin 14. Kiskojen 14 avulla hallitaan huoltotason 7 liikerataa. On myös mahdollista järjestää huoltotaso 7 muulla tavoin liikuteltavaksi. Huoltotason 7 ja/tai suojaseinämän 8 liikuttaminen voi sovelluskohtaisesti tapahtua joko manuaalisesti ja/tai konevoimalla, kuten esimerkiksi sähkömoottorikäytöllä.

Edellä kuvattu suojaseinämä 8 suojaa huoltotasolla 7 olevaa henkilöä 1. On myös mahdollista jäljestää huoltotason 7 yhteyteen suojaseinämä 10. Tällöin suojaseinämä 10 liikkuu huoltotason 7 mukana ollen aina huoltotason työskentelyalueen ja sularännien 2 välissä suojaten työskentelyaluetta. Myös tämä huoltotason 7 suojaseinämä 10 voidaan varustaa erilaisilla luukuilla ja ikkunoilla, kuten on esimerkiksi edellä kuvattu. Huoltotason suojaseinän 10 koko ja ulkomuoto voi vaihdella käyttökohteen mukaan.

Suojaseinän 8 suojaustehoa sekä työturvallisuutta voidaan parantaa järjestämällä sularännialueen laitteet edullisiin asemiin. Muotoilemalla primääri-ilmansuuttimet 5 esimerkiksi pitemmiksi, saadaan työskente-lyasennosta turvallisempi ja ergonomisempi. Kuten kuvasta 2 voidaan nähdä, järjestämällä ilmasuuttimen 5 ensimmäinen sivu (tulipesään yhteydessä olevan sivun vastakkainen sivu) lähelle suojaseinämän 8 muodostamaa pystysuuntaista linjaa, ei henkilön 1 tarvitse kurottautua yhtä paljon kuin perinteisissä ratkaisuissa.

Keksinnön edellä esitettyjen eri suoritusmuotojen yhteydessä esitettyjä toimintatapoja ja rakenteita eri tavoin yhdistelemällä voidaan aikaansaada erilaisia keksinnön suoritusmuotoja, jotka ovat keksinnön hengen mukaisia. Tämän vuoksi edellä esitettyjä esimerkkejä ei tule tulkita keksintöä rajoittavasti, vaan keksinnön suoritusmuodot voivat vapaasti vaihdella jäljempänä patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnöllisten piirteiden puitteissa.

Claims (11)

1. Menetelmä soodakattilan sularännialueen käyttöturvallisuuden parantamiseksi, joka sularännialue käsittää työskentelyalueen (6) sekä sularännien rivistön, joka käsittää kattilan alaosaan yhteydessä olevat sularännit (2) sulan ohjaamiseksi kattilasta liuotinsäiliöön (4), tunnettu siitä, että menetelmässä: erotetaan sularännien rivistö työskentelyalueesta (6) sularännien suhteen liikkuvaksi järjestetyllä suojaseinämällä (8), jossa on ainakin yksi avattava luukku (12), ja suoritetaan työntekijän toimesta sularännin rassaamista kyseisen luukun (12) kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suojaseinämä (8) muodostetaan yhdestä tai useammasta liikkuvaksi järjestettävällä suojayksiköstä (9).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suojayksikkö (9) järjestetään vaakatasossa liikkuvaksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suojayksikkö (9) järjestetään korkeussuunnassa liikkuvaksi.

5. Soodakattilan sularännialue, joka käsittää työskentelyalueen (6) sekä sularännien rivistön, joka käsittää kattilan alaosaan yhteydessä olevat sularännit (2) sulan ohjaamiseksi kattilasta liuotinsäiliöön (4), tunnettu siitä, että: sularännialue käsittää sularännien (2) suhteen liikkuvaksi järjestetyn suojaseinämän (8), joka on sovitettu erottamaan sularännien rivistö työskentelyalueesta (6), ja suojaseinämässä (8) on ainakin yksi avattava luukku (12), jonka kautta työntekijän toimesta on suoritettavissa sularännin käyttö-, huolto-ja kunnossapitotöitä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että suojaseinämä (8) on muodostettu yhdestä tai useammasta liikkuvaksi järjestetystä suojayksiköstä (9).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että suojayksikkö (9) on järjestetty vaakatasossa liikkuvaksi.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että suojayksikkö (9) on järjestetty korkeussuunnassa liikkuvaksi.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-8 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että suojaseinämä (8) on muodostettu yhdestä tai useammasta suojayksiköstä (9), joka on ainakin jokin seu-raavista: liukuovi, säleovi, paljeovi, rullaverho.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-9 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että suojaseinämä (8) käsittää yhden tai useamman ikkunan (11,12).

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 5-10 mukainen soodakattilan sularännialue, tunnettu siitä, että luukku (12) on ikkunallinen tai umpinainen.