FI72593B - Rostblock hos ett rosttak till en foerbraenningsrost foer avfallsfoerbraenning. - Google Patents

Description

72593 Jätteiden polttoon tarkoitetun polttoarinan katteen arina-lohko

Keksinnön kohteena on jätteiden polttoon tarkoitetun polttoarinan arinan katteen arinalohko, jossa polttoarinassa on kattotiilimäisesti toistensa suhteen ja vaakasuoraa vastaan kaltevalle arinan kehykselle sovitetut arinalohkot.

Jätteiden koostumuksen muutoksen takia ja ennen kaikkea jätteiden viime vuosina jatkuvasti kasvavan lämpöarvon takia kohdistuu polttoarinaan kokonaisuudessaan ja yksittäisiin arinaosiin erikseen entistä suurempia lämpökuormituksia. Koska polttoarina on kaksoistoimintansa takia, jolloin se toimii ilmastuslaitteella varustettuna palamisalustana samoin kuin palamistuotteen kuljetuslaitteena, jossa on esimerkiksi vuorotellen kiinteitä ja liikkuvia arinaosia, rakenteeltaan mutkikas ja moniosainen ja koska lisäksi tällainen polttoarina sellaisen säätöpiirin osana, jolta odotetaan vastaavasti nopeaa vastausta säätötoimenpiteeseen, ei saa alittaa dynamiikkansa tiettyä tarkkuusastetta, on saatava aikaan reunaehdot, joiden puitteissa polttoarina voi toimia häiriöttä, esim. erikoistoimenpitein normaalisti esiintyvää tasapainoa vastaan.

Eräs oleellinen reunehto on esimerkiksi arinan lämpötila. Erityinen toimenpide on palamisen lämpötilan ohjauksen aikaansaanti siten, että esim. palamistilan lämpötilan ollessa n. 1000°C arinan katteen keskilämpötila arinaa pitkin ei saa olla suurempi kuin 300°C.

Ammattipiireissä tunnettu ongelma, joka liittyy arinan katteen ylikuumenemiseen lämmön kasaantumisen takia, johtaa suurempaan korroosio- ja hilseilyasteeseen ja lopuksi arinan katteen osien täydelliseen tuhoutumiseen lyhyessä ajassa. Tällaiset kateosat on korvattava uusilla; vaihdettavuus on 2 72593 tällöin toivottavaa,, tämä toivomus on myös täytetty monenlaisin tähän suuntaan tähtääviin rakenteellisiin ratkaisuihin.

Arinan katteen pakkojäähdytys on eräs suojatoimenpide, jolla estetään suuret korroosio- ja vastaavasti hilseilyasteet ja suurentunut mekaaninen kuluminen, mikä johtaa suurempien yksiköiden ennenaikaiseen tuhoutumiseen. Jokseenkin poikkeuksetta ainakin jäähdytysiiman osaa käytetään tunnetussa tekniikassa myös edelleen primaarisena palamisilmana. Primaarisen palamisilman ohjaus on siten myös lämpötilaa ohjaava toimenpide.

Arinan katetta vastaan virtaa yleensä pakkojäähdytystä varten arinan altapuhallusilma, jolloin arinan katteessa olevat ilmanläpikulkuaukot mahdollistavat jäähdytysväliaineen osan pääsyn poltettavaan jätekerrokseen, jossa se ottaa osaa palamiseen ensiöilmana. Ilmanläpikulkuaukkojen tukkeutuminen aiheuttaa jäähdytysilman virtauksen kasaantumisen ja niin ollen lämmön kasaantumisen arinan katteen kyseisessä kohdassa; tämä johtaa arinaosan termiseen ylikuormitukseen ja lopuksi lyhyen ajan sisällä tämän arinaosan tuhoutumi seen.

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan arinan katteen osana arinalohko, jolla ei enää ole kuvattuja epäkohtia.

Tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksissa esitetyillä keksinnön tunnusmerkeillä.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavien piirustusten avulla, joissa kuviot la-ld esittävät kaaviollisesti arinalohkon toteutus-muotoja, jotka johtavat käyttöhäiriöihin, kuvio 2 esittää arinalohkojen keskinäistä sovitusta, kuviot 3a + 3b esittävät keksinnön mukaisen arinalohkon toteutusmuotoa, ja 3 72593 kuviot 4a-4c esittävät ulospuhallusaukkojen mitoitusta ja asemaa.

Kuviot la-ld esittävät kaaviollisesti arinalohkon 1 osaa leikkauksena sivulta nähtynä samoin kuin tähän liittyvää arinalohkon etukuvaa, jota on merkitty viitenumerolla 1'. Ilmanläpikulkuaukkoja on merkitty numeroilla 5a-5d; nuoli L symbolisoi ulos tulevaa ilmavirtaa. Ilmanläpikulkuaukot 5a-5d on tehty raoiksi esim. tapauksessa 5a ja 5b tai pyö-reiksi aukoiksi tapauksessa 5c ja 5d. Jokaista tässä esitettyä laitetta ja muotoa samoin kuin mitoitusta on käytetty käytännössä; yksikään näistä esimerkeistä ei ole johtanut tyydyttävään tulokseen.

Esimerkin la mukainen toteutus esittää nokkamaista, arina-lohkon koko etusivun leveyden yli kulkevaa ulkonemaa 2, jonka alasivulle on muodostettu rakomainen ilmanläpikulkuaukko 5a. Tässä lähemmin esittämättä jätettyjen ilmanjohto-elementtien kautta osa jäähdytysilmavirrasta L saapuu ra-komaiseen aukkoon 5a ja menee siinä oleellisesti yhdensuuntaisesti arinalohkon 1, 1' otsapinnan kanssa ulos. Arina-lohkot sijaitsevat, kuten kuviossa 2 esitetään, kattotiili-mäisesti sovitettuina vinosti päällekkäin; ulos virtaava toisioilma osuu siis tässä kuvatussa toteutuksessa suoraan alla olevan arinalohkon yläosaan. Arinalohkon päällä sijaitseva palava jätekerros jakaa ilmavirran hyvin, mutta ilman-läpikulkuaukon läheisyydessä tapahtuu paikallisten ylikuumenemisten takia yhä enemmän paakkuuntumista, jolloin rakomainen aukko hitaasti "kasvaa umpeen". Tässä kohdassa lämpötilan ohjaus pysähtyy paikallisesti, ja ylikuumenemisen aikana alkaa nopea hilseily.

Tämän asiantilan auttamiseksi esitettiin, kuten kuvio Ib esittää, ensiöpalamisilman suora virtaus seuraavaa arina-lohkoa vastaan; virtauksen ohjaus suunnattiin 90°:n verran pois arinalohkon etusivulta. Kaksi ensimmäiseen toteutukseen verrattuna nyt pystysuoraa, rakomaista ilmanpoisto-aukkoa 5b mahdollistaa nyt jäähdytys- tai toisioilman L

4 72593 puhalluksen suoraan jätekerrokseen ilman, että ilma vielä oleellisesti sivuaa alla olevaa arinalohkoa (kuvio 2).

Täysin yllättävää oli, että huolimatta otaksutusta avusta esiintyivät samat epäedulliset ilmiöt kuten ennenkin: paak-kuuntumista esiintyi ilmarakojen läheisyydessä, jotka kas-voivat hitaasti umpeen, hilseily alkoi, ja arinalohkot täytyi vaihtaa.

Tällaisten ilmeisen epäedullisten, rakomaisten ilmanpoisto-aukkojen poisjättäminen suutinmaisten, pyöreiden aukkojen hyväksi oli itsestään selvää. Tämä on esitetty kuviossa 1c. Palavan jätekerroksen riittävää ilmastusta varten toisioil-malla aukot 5c sovitettiin mahdollisimman syvälle arina-lohkon 1* etusivulle, ja huolehdittiin seuraavan arinaloh-kon yläsivun kanssa mahdollisimman yhdensuuntaisesta virran ohjauksesta L. Tulos oli yhtä epätyydyttävä; uusilla ilman-poistoaukoilla oli taipumuksena tukkeutua tuhkalla tai kir-jometallisulatteella, mikä tietysti jälleen johti hilsei-lyyn ja arinalohkon rikkoutumiseen.

Kuvio Id esittää seuraavan askeleen, nimittäin ilmanpoisto-aukkojen sovituksen mahdollisimman korkealle kiilamaisen panoksen yläpuolelle, joka muodostuu arinalohkojen suomuisen päällekkäin sijoituksen vaikutuksesta. Tässä kiilamaisessa panoksessa on odotettavissa kuona- tai kirjometalli-sulatteen kertymistä. Ilmanpoistoaukkojen sovitus arina-lohkon etusivun keskiosan yläpuolelle sijoittaa tukkeutumiselle alttiit aukot tältä ongelma-alueelta tämän suhteen suotuisammalle alueelle. Ilmavirran L, joka nyt poistuu hieman korkeammalla jätekerroksessa, tulisi kuitenkin riittää ensiöilmastukseen.

Aivan odottamatta osoittautui, että tuhkaa ja osaksi myös kirjometallisulatetta voi päästä arinalohkon sisään, ja tarkemmin sanottuna virtaussuuntaa L vastaan, jota on kuviossa Id esitetty vastakkaissuuntaisella nuolella A. Vieraiden aineiden kertymistä arinalohkon sisäosaan on merkitty 5 72593 numerolla 3. Tässäkin sovitelmassa toisioilman läpivirtaus ja niin ollen jäähdytys häiriytyvät vähitellen, mikä johtaa jo tunnettuihin ilmiöihin.

Kuvio 3a esittää etukuvana keksinnön mukaista arinalohkoa, jossa on esim. kaksi suorakulmaista ulospuhallusaukkoa samoin kuin etupuolinen, kuviossa 3b leikattuna sivukuvana esitetty viiste 12. Projektiossa etusivua vastaan on ulos-puhallusaukkojen 15 ja viisteen alapuolisen etupinnan suhteen noudatettava seuraavia suhteita, kuten kuvio 4a esittää: 1^ on ulospuhallusaukon suurempi pituus, 12 on ulospuhallusaukon pienempi pituus, on etupinnan suurempi pituus ilman viistettä, L2 on etupinnan pienempi pituus ilman viistettä, f on ulospuhallusaukon pinta-ala, F on etupinnan pinta-ala, tällöin pätee seuraava, suhteet määräävä yhteys: (I) Li:L2 < ^1 : ^2' ^un L1 “ L2? ^1 ^ ^2 (II) 20 = F : nf = 40, n kokonaisluvullisesti positiivinen seuraavassa, etupinnan F mukaan sovitetussa asennossa: (III) L1 x L2 (i_j) = kYij osakentät, i = j kokonaisluvullisesti positiivinen

Edullisesti on: L-j : L2 = 1,7 lohkon leveyden L-j ollessa = 2 06 mm; 1-, : 12 * 2,2 I F : nf = 34 - 38 ja n = 2 Käytännöllisesti katsoen poikkeuksetta on mainittuja mittoja käytettäessä osoittautunut hyväksi sovittaa kaksi ulospuhallusaukkoa vyöhykkeisiin ja Z^4 kuvion 4b mukaisesti. Vaihtelut vyöhykkeissä Y1^ ja kuvion 4c mukaisesti an- 6 72593 toivat vielä käyttökelpoisia tuloksia, mutta osoittivat kuitenkin ulospuhallusaukon sijainnin riippuvuutta etupinnasta. Kuviot 4b ja 4c on ymmärrettävä x Ljin muodostaman etupinnan yhdenmukaisena jakona; tarkoittaa 1/16- kenttää ylhäältä vasemmalla ja 1/16-kenttää ylhäällä oikealla. ja I<2 on tällöin jaettu neljään yhtä suureen osaan. Vähemmän rajoitettu on kuvion 4c mukainen Y-jako; jako kolmeen osaan antaa suurempia kenttiä ulospuhallusauk-kojen sovitusta varten. Kenttien ja Y^ ulkopuolella tuottaa ulospuhallusaukkojen sovitus yhä enemmän kuvattuja vaikeuksia, ts. arinalohkojen pitkäaikainen stabiliteetti alkaa pienentyä.

Kuviossa 3b on esitetty lisätoimenpide, jolla estetään tuhkan ja sulatteen tunkeutuminen sisäänpuhallusaukon kautta arinalohkon sisäosaan. Väliseinän 30 ja sitä vastaavan, samansuuntaisen kattosivun 31 avulla muodostetaan vinosti alas laskeutuva ulospuhalluskanava 33, jonka kaltevuus tässä esimerkissä muodostaa annetun mitoituksen suhteen kulman a, joka on välillä 15° ja 25°, arinalohkon yläreunan kanssa. Kulma on mitoitettava siten, ettei ulos virtaava ensiöilma virtaa suoraan suuaukon alla tai edessä sijaitsevaa, seu-raavaa arinalohkoa vastaan. Tämä ehto näkyy hyvin kahdesta kuvion 2 mukaisesta arinalohkosta.

Kuvio 2 esittää leikkauskuvana kuvion 2 mukaisilla arina-lohkoilla varustettua arinaa. Arinalohkot 10 on laakeroitu kiertyvästi kiinteille 8 ja liikkuville lohkonpitimille 9 kulloisillakin arinalohkon laakeroinneilla 11 ja koottu ryhmiksi poikittain arinan pituussuuntaa vastaan vetotanko-jen 7 avulla. Numerolla 6 merkitään tähän tarvittavaa kiinnikettä. Ulospuhalluskanava 33 päättyy ulospuhallusaukkoon 15 ja kehittää suuaukosta pois suunnatun, laajenevan ilma-suihkun L, joka ilman arinan päällä sijaitsevan jätekerrok-sen suihkua poikkeuttavaa vaikutusta suuntautuu suoraan pois viisteen 31 reunan yli. Viitteellä H merkitään vaakasuoraa, joka on kohtisuora painovoimaa vastaan. Tällä vaaka 72593 suoralla näkyy arinaradan likimainen kaltevuus. Jo selitetty ilmanpoistoaukkojen poikkileikkauksen valinta mahdollistaa suuren painehäviön ansiosta, joka kehittyy ensiöilman poistuessa, jätekerroksen paksuudesta enemmän tai vähemmän riippumattoman palamisilman jakautumisen jätteiden peittä-mälle arinan pinnalle, mikä johtaa tasaiseen palamisprosessiin. Säätöpiirin osana on arinalla toisaalta oltava hyvät kuljetus1- ja kuonausominaisuudet ja toisaalta sen on taattava tasainen palamisprosessi, jolloin jäähdytyksellä ja jo mainitulla painehäviöllä on ratkaiseva vaikutus.

Claims (6)

1. 8 72593
2. 1. Jätteiden polttamiseen tarkoitetun polttoarinan arinan katteen arinalohko, jossa polttoarinassa on kattotiilimäi-sesti toistensa suhteen ja vaakasuoraa vastaan kaltevalle arinan kehykselle sovitetut arinalohkot, jossa arinalohkos-sa on laitteet pakkojäähdytystä varten ja jäähdytysilman johtamiseksi poltettavaan jätekerrokseen ensiöpalamisilmana, tunnettu siitä, että arinalohkon (10) pääosaan sovitetut ulospuhalluskanavasta (33) tulevat ulospuhallusaukot (15) on mitoitettu niin, että 1*1 : L2 < 11 : 12r ja 20 = ^ F : nf = 40, jossa on arinalohkon etupinnan suurempi ulottuvuus ilman viistettä L2 on arinalohkon etupinnan pienempi ulottuvuus 1^ on ulospuhallusaukon suurempi ulottuvuus I2 on ulospuhallusaukon pienempi ulottuvuus F on etupinnan pinta-ala f on ulospuhallusaukon pinta-ala n on positiivinen kokonaisluku ja että lisäksi, kun etupinta (10') jaetaan i x j kappaleeseen osakenttiä (Yij), jossa i ja j ovat positiivisia kokonaislukuja ja i tarkoittaa asemaa pystysuunnassa sekä j vaakasuunnassa, niin ulospuhallusaukot on sovitettu asemaan L1 (1-i) x L2 (1-j) = kYlj' jolloin k on positiivinen kokonaisluku ja k-n osakenttää hylätään sekä sovitetaan ulospuhallusaukot jäljelle jääviin osakenttiin.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen arinalohko, t u n - π λ/ n e t t u ulospuhallusaukon mitoituksesta γ F : nf = 34 - 38 II 9 72593 kun n = 2 ja, asemasta L , i4 x L , = 16 Y kun l(l-i) 2(1-j) ij i=j=4, jolloin hylätään k - n = 14 osakenttää lukuunottamatta Y ja Y^, joihin ulospuhallusaukot (15) on sovitettu.
4. 3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen arinalohko, tunnettu kulloinkin arinalohkon yläreunan suhteen kulmassa a pois kallistuvasta ulospuhalluskanavasta (33), joka laskee ulospuhallusaukkoihin (15).
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen arinalohko, t u n - o n e t t u ulospuhalluskanavan (33) kulmasta a 15-25 (kuvio 3b) arinalohkon yläreunan suhteen.
6. 1. Rostblock hos ett rosttak tili en förbränningsrost för avfallsförbränning, vilken förbränningsrost uppvisar taktegelartat i relation till varandra och i en relativt ho-risontalplanet lutande rostram anpassade rostblock, där rost-blocket uppvisar anordningar för tvängskylning och ledande av kylluft sasom primärförbränningsluft tili avfallsskiktet som förbränns, kännetecknat av att de i rostblockets (10) huvudparti anordnade, frän en utbläsningskanal (33) kommande utbläsningsöppningarna (15) dimensionerats sa, att L : L <1 : 1 , och 12 12 20 < “ F : nf < 40 där anger den större dimensionen hos rostblockets frontyta utan avfasning anger den mindre dimensionen hos rostblockets frontyta 1^ anger den större dimensionen hos utbläsningsöppningen 1 anger den mindre dimensionen hos utbläsningsöppningen