NL1022586C2 - Ketelwanddeel met uitstekend element. - Google Patents

Description

KETELWANDDEEL MET UITSTEKEND ELEMENT

De uitvinding betreft een ketelwanddeel voor een verbrandingsoven. Een verbrandingsoven bestaat gewoonlijk uit een ovendeel waarin het vuur gestookt wordt en een keteldeel waar de warmte opgenomen wordt in een koelmiddel, zoals 5 water, om vervolgens bijv. Electriciteit op te wekken.

Het controleren en reproduceren van het verbrandingsproces in een verbrandingsoven, in het bijzonder een afvalverbrandingsoven, waarin inhomogene brandstof, zoals huisafval verbrand wordt, is buitengewoon moeilijk. Door de 10 constructie van conventionele verbrandingsovens begint de afkoeling van de rookgassen al, terwijl de uitbranding van de rookgassen boven het afval-verbrandingsrooster nog nauwelijks is begonnen. Hierdoor kunnen CO-houdende rookgasslierten uit de oven ontsnappen, waardoor extreem snelle corrosies 15 veroorzaakt worden en als gevolg waarvan lekkages in de afvalverbrandingsketels kunnen ontstaan. Dit brengt als gevolg stilstand en kosten met zich mee.

Om een betere en gelijkmatige verbranding te verkrijgen is het bekend om vanaf de zijwand van de oven 20 lucht in te blazen, waardoor een betere menging van de rookgassen verkregen wordt en uitschieters in het vuur voorkomen worden. Het nadeel van het inblazen van deze lucht is echter dat de rookgassen lokaal teveel afgekoeld worden en de verbranding hiervan ingevroren wordt.

25 Om het vuur in een verbrandingsoven beter te kunnen controleren is het gewenst om meer lokaal metingen te kunnen doen en bijvoorbeeld lucht in te kunnen blazen. Echter gezien de grote afmetingen van een verbrandingsoven en de zeer hoge 1022586 Η temperaturen vlak boven de vuurhaard is het niet mogelijk om een permanente bevestigingsconstructie aan te brengen. Er zijn systemen bekend, waarbij een lans ingebracht wordt in de verbrandingsoven en tijdelijk metingen gedaan worden of lucht H 5 ingeblazen wordt. Echter vanwege de hoge temperaturen is het H noodzakelijk deze lans weer binnen een bepaald tijdsbestek H uit de verbrandingsoven te halen. Dit vereist echter zeer H complexe constructies.

Het is een doel van de uitvinding om tegen lage H 10 kosten een bevestigingsconstructie te verschaffen, die permanent boven de vuurhaard aangebracht kan worden en H waardoor het mogelijk wordt om permanent bijvoorbeeld metingen te verrichten of lucht in te blazen.

H Dit doel wordt bereikt met een ketelwanddeel volgens 15 de uitvinding, welk ketelwanddeel een in hoofdzaak vlakke sectie omvat en ten minste één langwerpig buisvormig element, dat zich uitstrekt vanaf de in hoofdzaak vlakke sectie, waarbij het buisvormige element doorstroombaar is met een koelmiddel.

20 Doordat het buisvormig element doorstroombaar is met een koelmiddel, neemt deze buis in hoofdzaak de temperatuur aan van het koelmiddel en zal het, ondanks de hoge temperaturen in de verbrandingsoven, niet te heet worden.

Hierdoor is het mogelijk om aan dit buisvormige element I 25 bijvoorbeeld sensoren te hangen, die de samenstelling van de I lucht kunnen meten. Hierdoor is het mogelijk om permanent metingen uit te voeren en zo het verbrandingsproces bij te sturen.

I In een voorkeursuitvoeringsvorm van het ketelwanddeel I 30 volgens de uitvinding omvat de in hoofdzaak vlakke sectie een aantal in hoofdzaak parallelle buizen, die elke met een I koelmiddel doorstroombaar zijn, en staat het ten minste één

I jV) O C Q P

I U ü j u ü 3 zich uitstrekkende buisvormige element in vloeistofverbinding met één van de buizen van de vlakke sectie.

Gewoonlijk zijn de verticale wanden van een verbrandingsoven uitgevoerd als een zogenaamde membraanwand.

5 Een dergelijke membraanwand bestaat uit een groot aantal verticaal naast elkaar geplaatste buizen, waardoorheen een koelmiddel stroomt. Hiermee wordt de warmte uit de verbrandingsoven opgenomen en kan deze warmte gebruikt worden voor het opwekken van energie. Het is in een dergelijk geval 10 voordelig om het koelmiddel voor het uitstrekkende buisvormige element af te takken uit deze buizen van de membraanwand.

In een bijzondere uitvoering is er tenminste één buisvormig element gevormd door een buis van de vlakke 15 sectie, welke uit het vlak van de sectie gebogen is. Daarbij kan deze uit het vlak van de sectie gebogen buis doorlopen naar de andere zijde van de ovenruimte en daar weer opgenomen worden in de membraanwand of de buis kan zich tot een zekere hoogte uitstrekken en vervolgens weer omgebogen zijn en 20 teruglopen naar de sectie en daarin weer opgenomen worden. Zo is het mogelijk om relatief lange elementen in de ovenruimte aan te brengen, zonder dat deze zullen doorbuigen of omknikken.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van het 25 ketelwanddeel volgens de uitvinding omvat deze ten minste drie langwerpige buisvormige elementen, die zich elk uitstrekken vanaf de in hoofdzaak vlakke sectie, en scheidingswanden, welke zich over in hoofdzaak de gehele lengte uitstrekken tussen de buisvormige elementen, ten einde 30 tussen de buisvormige elementen een kanaal te vormen.

Door deze drie buisvormige elementen wordt het mogelijk om een kanaal te vormen, dat doorstroombaar is met een medium, anders dan het koelmiddel, dat door de buizen 1022586 H loopt. Het koelmiddel zorgt er bovendien voor dat het kanaal H op een relatief lage temperatuur gehouden wordt.

H Bij voorkeur is ten minste één van de H scheidingswanden voorzien van uitstroomopeningen. Zo is het H 5 mogelijk om door het kanaal lucht te voeren en deze via de H uitstroomopeningen in de ovenruimte te blazen. Zo wordt het H mogelijk om vanaf bovenaf lucht op de vuurhaard te blazen en daarmee het verbrandingsproces te controleren.

In weer een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding H 10 zijn in het gevormde kanaal afsluitmiddelen aangebracht voor H het afsluiten van de uitstroomopeningen. Hierdoor is het mogelijk om de hoeveelheid ingebrachte lucht te doseren.

H Verder is het mogelijk om sensormiddelen aan te brengen op het ten minste één langwerpig uitstrekkende 15 buisvormige elementen. Hiermee kan bijvoorbeeld de locale temperatuur van de rookgassen gemeten worden of de samenstelling van deze rookgassen.

I De uitvinding omvat verder een verbrandingsoven omvattende een door verticale ketelwanden omsloten 20 verbrandingsruimte, een aan de bovenzijde van de verbrandingsruimte aangebrachte rookgasafvoer en aan de I onderzijde een verbrandingsrooster voor verbranding van brandstof, waarbij de verticale ketelwanden een groot aantal I verticale buizen omvatten, waardoorheen een koelmiddel 25 stroomt, waarbij ten minste een wanddeel ten minste één langwerpig buisvormig element omvat, dat zich uitstrekt vanaf I de in hoofdzaak vlakke wand tot in de verbrandingsruimte, H waarbij het buisvormige element doorstroombaar is met een I koelmiddel.

I 30 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de I verbrandingsoven volgens de uitvinding omvat deze ten minste I één wanddeel met drie langwerpig buisvormige elementen, die I zich elk uitstrekken vanaf het in hoofdzaak vlakke wanddeel, I 1 022 bÖ 6 5 en scheidingswanden, welke zich over in hoofdzaak de gehele lengte uitstrekken tussen de buisvormige elementen, ten einde tussen de buisvormige elementen een kanaal te vormen.

Daarbij kunnen een aantal van dergelijke gevormde 5 kanalen aanwezig zijn, die gezamenlijk een netwerk vormen boven de vuurhaard ten einde het gehele vuurhaard oppervlak te kunnen beïnvloeden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de verbrandingsoven volgens de uitvinding ten minste één 10 ketelwanddeel volgens de uitvinding.

Deze en andere kenmerken worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

In figuur 1 wordt een perspectivisch aanzicht getoond van een uitvoeringsvorm van een ketelwanddeel volgens de 15 uitvinding.

Figuur 2 toont in perspectivisch aanzicht een onderaanzicht van het ketelwanddeel volgens figuur 1.

Figuur 3 toont in perspectivisch aanzicht een achteraanzicht van het ketelwanddeel.

20 Figuur 4 toont een bovenaanzicht in dwarsdoorsnede van een aantal naast elkaar geplaatste ketelwanddelen volgens figuur 1.

Figuur 5 toont het zijaanzicht van de samenstelling volgens figuur 4.

25 Figuur 6 toont een verbrandingsoven volgens de uitvinding in dwarsdoorsnedeaanzicht.

Figuren 7a-7c tonen verschillende uitvoeringsvormen van het uitstekende buiselement volgens de uitvinding.

Figuren 8a en 8b tonen ten slotte in 30 dwarsdoorsnedeaanzicht afsluitmiddelen voor het afsluiten van uitstroomopeningen in de kanalen.

In figuur 1 wordt in perspectivisch aanzicht een ketelwanddeel 1 volgens de uitvinding getoond. Dit 1022586 H ketelwanddeel l bestaat uit een vlakke sectie 2 en een H daarvan zich uitstrekkend langwerpig deel 3. De vlakke sectie 2 bestaat uit een groot aantal parallelle buizen 4, die met elkaar verbonden zijn door middel van verbindingsplaten 5.

5 Twee van de in de sectie 2 aangebrachte buizen 6,7 zijn uit H dit vlak gebogen en vormen zo gezamenlijk een langwerpig H uitstekend deel. Tussen deze twee uitstekende pijpen 6,7 zijn H scheidingswanden 8 aangebracht.

H In figuur 2 is een onderaanzicht van het 10 ketelwanddeel 1 getoond. Tussen de twee uitstekende buizen 6,7 zijn aldus scheidingswanden 8 aangebracht. Hierdoor wordt een kanaal gevormd. De onderste scheidingswand 8 is voorzien van uitstroomopeningen 9, waarmee lucht vanuit het kanaal naar beneden geblazen kan worden in de ruimte.

I 15 In figuur 3 is de toegang 10 tot het kanaal I gedefinieerd door de buizen 6,7 en scheidingswanden 8 getoond. Het voordeel hiervan is dat lucht L gemakkelijk van buiten de verbrandingsoven ingebracht kan worden.

In figuur 4 is een bovenaanzicht getoond van een 20 aantal ketelwanddelen 1 volgens de uitvinding, die tot een verbrandingsoven zijn samengesteld. In figuur 5 is een zijaanzicht getoond. Duidelijk is hierin te zien, dat de gevormde kanalen taps toelopen. Dit is voor de gelijkmatige I verdeling van lucht over het kanaal voordelig.

25 In figuur 6 is in dwarsdoorsnedeaanzicht een verbrandingsoven 20 volgens de uitvinding getoond. Deze I verbrandingsoven 20 heeft verticale wanden 21 met daarin ketelwanddelen l volgens voorgaande figuren. De verticale I ketelwanden 21 vormen een verbrandingsruimte 22, die aan de I 30 onderzijde begrensd wordt door een verbrandingsrooster 23. Op I dit verbrandingsrooster 23 ligt vuil V, dat aldaar verbrand I wordt. Het vuur kan gecontroleerd worden door lucht L, dat I uit de uitstekende delen van de ketelwand 1 stroomt.

I 1 lil 7 9 R Ö R

7

In figuren 7a t/m 7c zijn verschillende uitvoeringsvormen getoond van de uitstekende delen van de ketelwanden volgens de uitvinding. In figuur 7a is een dwarsdoorsnedeaanzicht getoond van een uitstekend deel 3 5 volgens figuur 1. Dit uitstekende deel 3 wordt gevormd door twee naast elkaar liggende uitstekende buizen 6,7 en daartussen geplaatste scheidingswanden 8 ten einde een kanaal te kunnen vormen.

In figuur 7b is een enkelvoudige uitvoering 30 10 getoond. Deze uitvoering bestaat slechts uit een boven- en onderbuis 31,32 met daartussen scheidingswanden 8. Hierdoor wordt een zeer smal kanaal gevormd waar eventueel nog lucht doorheen gevoerd kan worden, maar een dergelijke uitvoering volgens figuur 7b is met name geschikt voor het aanbrengen 15 van sensoren boven de vuurhaard.

In figuur 7c is een grotere versie 35 getoond van het uitstekende deel. Door de zeshoekige opstelling van de buizen 36 is het mogelijk om nu ook de lucht onder een schuine hoek uit te blazen.

20 In figuren 8a en 8b is een dwarsdoorsnedeaanzicht getoond van het uitstekende deel 3 volgens figuur 1. De doorsnede is genomen over de scheidingsplaten 8 en duidelijk zijn de uitstroomopeningen 9 aan de onderzijde te zien. In het kanaal gevormd door deze scheidingswanden 8 is een 25 afsluiter 15 aangebracht. Op deze afsluiter 15 zijn afsluitdoppen 16 aangebracht, die een uitstroomopening 9 kunnen afsluiten. De steek tussen de verschillende afsluitdoppen 16 verschilt met de steek tussen de verschillende uitstroomopeningen. Hierdoor is het mogelijk om 30 de luchtverdeling over de verschillende uitstroomopeningen te verschuiven. In figuur 8b is een tweede stand van de afsluiter 15 getoond.

1022586 H Naast de beschreven toepassing van de uitvinding om H de vuurhaard met lucht te controleren en door middel van sensoren de rookgassen te meten zijn er verschillende andere denkbare toepassingen voor een ketelwanddeel volgens de 5 uitvinding.

H Zo kan de inrichting gebruikt worden om een mengsel H van brandbaar gas en lucht in te blazen om zo de afvalverbrandingsketels explosief te kunnen reinigen. Een dergelijk techniek wordt reeds vaak toegepast en zelfs eens 10 in de vier weken. Hierom is het aantrekkelijk om een vaste inrichting in de oven aan te kunnen brengen. Daarnaast is het mogelijk om op de uitstekende delen bougies aan te brengen ten einde het mengsel te kunnen ontsteken.

Een andere toepassing is het inblazen van stoom ten 15 einde roet van pijpbundels af te kunnen blazen. Daarbij is het denkbaar om roteerbare mondstukken aan te brengen in de uitstekende delen, zodat de stoomstralen een groter oppervlak kunnen bereiken.

I Naast het inblazen van lucht op de vuurhaard is het 20 ook mogelijk om ammoniak of ureum in te blazen om zo de I uitstoot van NOX te reduceren. In het bijzonder in combinatie met metingen van de samenstelling van het gas kan zo een reductie verkregen in schadelijke stoffen in de rookgassen en een reductie verkregen worden in de door de rookgassen 25 bewerkstelligde corrosie.

I Met een ketelwand volgens de uitvinding is het verder mogelijk om slib en andere pasteuze brandstoffen omlaag I gericht aan te brengen op de vuurhaard. Daarbij wordt het slib via de kanalen in de verbrandingsruimte ingebracht, . 30 waarna door de kanalen alsnog een stroom stoom geblazen wordt I om de kanalen weer te reinigen.

H Ten slotte kan een inrichting volgens de uitvinding ook nog gebruikt worden om gasvormig of vloeibaar brandstof 9 te injecteren ten einde de temperatuur van de vuurhaard boven een wettelijk bepaald punt te houden.

Wanneer een groot aantal uitstekende delen volgens de uitvinding in een verbrandingsoven zijn aangebracht, zodanig 5 dat een netwerk gecreëerd wordt, is het mogelijk om een volledig overzicht te krijgen c.q. een dwarsdoorsnede van de rookgassen. Daarbij kunnen de eerder beschreven grootheden gemeten worden, maar ook de snelheid van de rookgassen. Ook is het mogelijk om in de rookgassen camera's aan te brengen 10 om zo visuele informatie te vergaren. Eventueel worden de beelden eerst via een glasvezelkabel tot buiten de verbrandingsoven gebracht.

Claims (10)

1. 2. Ketelwanddeel volgens conclusie 1, waarbij de in H hoofdzaak vlakke sectie een aantal in hoofdzaak parallelle buizen omvat, die elk met een koelmiddel doorstroombaar zijn, H en waarbij het tenminste één zich uitstrekkende buisvormige 10 element in vloeistof verbinding staat met één van de buizen van de vlakke sectie.
2. 3. Ketelwanddeel volgens conclusie 2, waarbij het tenminste één buisvormige element gevormd is door een buis van de vlakke sectie, welke uit het vlak van de sectie 15 gebogen is.
3. 4. Ketelwanddeel volgens conclusie 3, waarbij de uit het vlak van de sectie gebogen buis zich uitstrekt vanaf de H vlakke sectie en waarbij de buis een deel omvat, dat zich uitstrekt naar de vlakke sectie.
4. 5. Ketelwanddeel volgens één van de voorgaande I conclusies, omvattende tenminste drie langwerpige buisvormige H elementen, die zich elk uitstrekken vanaf de in hoofdzaak vlakke sectie, en scheidingswanden, welke zich over in I hoofdzaak de gehele lengte uitstrekken tussen de buisvormige 25 elementen, ten einde tussen de buisvormige elementen een I kanaal te vormen. I i' U' a! z 3 Q Q
5. 6. Ketelwanddeel volgens conclusie 5, waarbij tenminste één van de scheidingswanden is voorzien van uitstroomopeningen.
6. 7. Ketelwanddeel volgens conclusie 6, waarbij in het 5 gevormde kanaal afsluitmiddelen zijn aangebracht voor het afsluiten van de uitstroomopeningen.
7. 8. Ketelwanddeel volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij sensormiddelen zijn aangebracht op het tenminste één langwerpig uitstrekkende buisvormige element.
8. 9. Verbrandingsoven omvattende een door verticale ketelwanden omsloten verbrandingsruimte, een aan de bovenzijde van de verbrandingsruimte aangebrachte rookgasafvoer en aan de onderzijde een verbrandingsrooster voor verbranding van brandstof, waarbij de verticale 15 ketelwanden een groot aantal verticale buizen omvatten, waardoorheen een koelmiddel stroomt, waarbij ten minste een wanddeel ten minste één langwerpig buisvormig element omvat, dat zich uitstrekt vanaf de in hoofdzaak vlakke wand tot in de verbrandingsruimte, waarbij het buisvormige element 20 doorstroombaar is met een koelmiddel.
9. 10. Verbrandingsoven volgens conclusie 10, omvattende tenminste één wanddeel met drie langwerpige buisvormige elementen, die zich elk uitstrekken vanaf het in hoofdzaak vlakke wanddeel, en scheidingswanden, welke zich over in 25 hoofdzaak de gehele lengte uitstrekken tussen de buisvormige elementen, ten einde tussen de buisvormige elementen een kanaal te vormen.
10. 11. Verbrandingsoven volgens conclusie 9 of 10, waarbij een aantal door buisvormige elementen gevormde 30 kanalen zich uitstrekken van de ketelwanden tot in verbrandingsruimte en een netwerk vormen. 1022586 Η 12. Verbrandingsoven volgens één van de conclusies 9- H 11, omvattende ten minste een ketelwanddeel volgens één van de conclusies 1-8. I 1: p'! O O p O I?