NO117433B - - Google Patents

Description

Forbrenningsovn for by- og/elier industrisøppel.

Denne oppfinnelse vedrører en forbrenningsovn for by- og/eller industrisøppel, hvorved det innenfor ovnen for avkjøling av søppel-røkgassene på deres vei fra forbrenningsrommet til avgassrenseinnretningen er anordnet en av et rørsystem bestående varmeutveksler hvis rør bestrykes av søppelrøkgassene og gjennomstrøm-mes av en varmebærer.

Forbrenningsanlegg for søppel, enten by-søppel eller industrisøppel, skal som kjent for-brenne materialet slik at restene blir minst mu-lige både med hensyn til vekt og volum og dessuten skal restene være praktisk talt sterile, dvs. frie for gj ærbare substanser slik at de kan lagres uten den minste risiko for forurensning av om-givende luft eller grunnvann.

Desuten må forbrenningsprosessen utføres slik at omgivelsesluften hverken forurenses ved faste partikler fra forbrenningsgassen, dvs. støv, eller tilføres illeluktende substanser.

Por å tilfredsstille de to ovennevnte krav må forbrenningsprosessen foregå ved praktisk talt fullstendig utbrenning, hvilket igjen krever høy temperatur for brennmaterialet hhv. forbrenningsrommet. For å unngå forurensning av luft ved støv må forbrenningsgassene underkastes en grundig rensningsprosess før de kan ledes ut i atmosfæren.

Søppelen er imidlertid et mindreverdig brennmateriale som vanligvis inneholder forholdsvis liten del brennbare stoffer samtidig som søppelen som oftest har høy fuktighetsge-halt. Dessuten varierer søppelens sammenset-ning sterkt etter sted og tid, og søppelen har en egenartet sammenfiltret og uhomogen beskaffenhet. Av disse grunner kan forbrenningen i praksis neppe gjennomføres under optimale betingelser, dvs. bare tilnærmelsesvis med den teoretiske forbrenningsluftmengde som sikrer en høy brennstofflag- hhv. fyrromtemperatur, og forbrenningsovner må som oftest kjøres med luftoverskuddstall 2 til 2,5. Under slike forhold kan kravet om praktisk talt fullstendig utbrenning og fullstendig desodorering av røkgassene bare tilfredsstilles ved at forbrenningen skjer i godt varmeisolerte forbrenningsrom, dvs. rom som ikke utsettes for uønsket avkjøling. Under slike betingelser fåes at de gassformede forbrenningsprodukter (røkgasser) som strømmer ut fra forbrenningsrommet, har temperaturer i området fra 800 til 1000°C.

Dette faktum står imidlertid i motsetning til det ovenfor nevnte annet krav om avgassenes støvfrihet hhv. rensning, fordi denne ved tek-nikkens stand bare kan gjenomføres ved rime-lige temperaturer, og også av hensyn til de store effektive gassvolumina og gasstettheter ved høye temperaturer. Dessuten må det også tas hensyn til at den temperatur som normalt tåles av vandige avgass-renseinnretninger, såsom cyklo-ner, stoffiltere, elektrofiltere osv., er begrenset oppover til ca. 350°C.

Man får derfor en forholdsvis sterk avkjø-ling av røkgassene på veien fra forbrenningsrommet til avgass-renseinnretningen (avstøv-ning) med en reduksjon av røkgasstemperaturen på 600 til 700°C.

Ved ovner med direkte varmeutvikling opp-nås denne som kjent ved innkobling hhv. inn-bygning av en damp- eller hetvannskjel i søp-pelforbrenningsanlegget, og røkgassene avgir sin følbare varme til kjelens heteflater slik at deres temperatur nedsettes i nødvendig utstrek-ning i! avhengighet av denne varmeutførsel.

Ved ovner uten direkte varmeutvikling har man oppnådd den nødvendige temperatursenk-ning for røkgassene ved innsprøytning av vann og/eller iblanding av luft i avgassene.

I det første tilfelle skjer varmebortførselen ved fordampning av det innsprøytede vann og overhetning av samme til slutt-temperaturen for gass-damp-blandingen. Denne fremgangs-måte er imidlertid forbundet med vesentlige ulemper som skal forklares nærmere nedenfor.

Ved ufagmessig forstøvning av vannet eller ikke kontinuerlig dvs. intermittent drift, kan ovnens opphetede ildfaste murverkspartier utsettes for farlig bråkjøling. Videre er faren til stede for at der ved syreholdige røkgasser, såsom SOs og S03fra svovelholdige avfall, eller HC1 (saltsyre) fra kunststoffer, f. eks. PVC, opp-trer sterke korrosjoner som skyldes lokal avkjø-ling helt til under vedkommende avgass' dugg-punkttemperatur. Denne fare består særlig ved og i nærheten av innsprøytningsdysene som derfor spises opp og hvilket igjen bevirker en dår-lig forstøvning og indirekte den ovenfor nevnte bråkjøling av murverket. Dessuten får avgassene som følge av vanninnsprøytningen et util-børlig høyt fuktighetsinnhold som ved lave yt-tertemperaturer kan føre til uønskede nedslag rundt forbrenningsanleggets skorsten.

Like overfor det som nettopp er nevnt er avkjølingen av røkgassene ved hjelp av lufttil-blanding mindre farlig, men ved den lave spe-sifikke varme for luften representerer de luft-mengder som skal iblandes det mangedobbelte av de røkgassmengder man har å gjøre med. Dette betinger først og fremst en kollossal overdimen-sjonering av avstøvningsanlegget og sugeanleg-get og de dermed forbundne ekstra omkostnin-ger. En større ulempe er imidlertid det faktum at ballasten på grunn av den flerdobbelte luft-iblanding reduserer fyringens regulerbarhet sterkt, nærmere bestemt slik at en elastisk tilpasning av fyringen til de øyeblikkelige for-brenningsbetingelser neppe er mulig.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe et forbrenningsanlegg av den inn-ledningsvis nevnte art, hvor de ovenfor nevnte ulemper unngås, mens de ovenfor nevnte krav og forutsetninger tilfredsstilles på den mest økonomiske måte, med en avpasset varmebort-førsel i ovnen mellom det egentlige forbren-ningssted i forbrenningsrommet og stedet for avgassenes utløp fra ovnen, og hvor varmebort-førselen skal være lett innstillbar med hensyn til mengde og de lokale behov.

Denne hensikt har man ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at varmeutveksleren som begrenser i det minste en side av forbrenningsrommet av den for en røkgassavkjøling uten direkte varmeutnyttelse innrettede søppelforbrennings-ovn og som består av en strålingsdel og i det minste en konveksjonsdel, er anordnet som primær varmeutveksler i et lukket kretsløpssystem for den i dette system sirkulerte varmebærer som tjener som kjølemedium for søppelrøkgas-sene og at i samme kretsløpssystem dog utenfor søppelforbrennlngsovnen for indirekte varmeutnyttelse av i det minste en del av den i ovnen frembragte varme er anordnet en med sin se-kundærdel til en varmeforbruker tilkoblet ytterligere varmeutveksler og en etter denne utveksler etterkoblet sekundær varmeutveksler som tjener som tilbakekjøler for varmebæreren i det lukkede kretsløpssystem, at det videre i de to kretsløpsystemer for den primære og den sekundære varmebærer er anordnet i hver av dem i det minste et av en reguleringsventil eller/og en sirkulasjonspumpe bestående gjennomstrøm-ningsreguleringsorgan, og at det i den primære varmebærers kretsløpssystem anordnede gjen-nomstrømningsreguleringsorgan for opprettholdelse av en forutbestemt temperatur i de ut av søppelforbrenningsovnen uttredende søppelrøk-gasser under tilpasning av gjennomstrømnings-mengden av den primære varmebærer til den aktuelle varmebelastning av søppelforbren-ningsovnen er styrbart ved hjelp av en i ovnens røkgassutløpsstuss anordnet temperaturføler over en styreinnretning i avhengighet av røk-gassutløpstemperaturen og ved hjelp av det i den sekundære varmebærers kretsløpssystem anordnede gj ennomstrømningsreguleringsorgan under tilpasning av den sekundære varmebærers gj ennomstrømhingsmengde til nyttevarme-avtagning ved varmeforbrukeren med hjelp av en som styrestørrelse tjenende målbar størrelse som er holdt konstant på en forutbestemt verdi, og hvor det i den sekundære varmebærers krets-løpssystem anordnede gjennomstrømningsregu-leringsorgan er styrt ved hjelp av en i søppel-forbrenningsovnens røkgasstuss anordnet tem-peraturføler over en styreinnretning og i avhengighet av røkgassens utløpstemperatur.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningen som viser et vertikalt lengdesnitt gjennom en forbrenningsovn utført i samsvar med oppfinnelsen.

Før man omtaler den på tegningen bare skjematisk viste utførelse i detalj, skal man først for å lette forståelsen av ovnen og dens virkemåte samt fordeler også forklare noen al-minnelige varmetekniske forutsetninger på hvilke konsepsjonen av denne ovnsutførelse be-ror.

Ved en betraktning av det lukkede kretsløp for den primære varmebærer finner man at for den samme utvekslede varmemengde er forskjel-len mellom grensetemperaturene tI)lul.a og tminfor den primære varmebærer avhengig av om varmebæreren utsettes for en faseendring eller ei, dvs. om en fordampning og etterføl-gende kondensasjon, dvs. væskedannelse i varmebæreren finner sted, og hvor det skal antas, for å holde betraktningen ganske alminnelig, at en slik forandring av aggregattilstanden finner sted for en del av den gjennomstrømmende mengde av den primære varmebærer.

Ved den nedenstående betraktning, ved hvilken muligheten for en overhetning av den dampformede varmebærer antas eliminert, skal benyttes følgende symboler: G total gjennomstrømningsmengde av den primære varmebærer i det lukkede kretsløp

pr. tidsenhet (kg/h),

G' delmengde av den primære varmebærer som

var underkastet en faseendring (kg/h),

r spesifik varme for faseendringen (kcal/kg), c gjennomsnittlig spesifik varme i varmebæreren (kcal/kg/°C) og

Q utvekslet varmemengde (kcal/h).

Den utvekslede varmemengde kan derfor uttrykkes:

Under den nevnte forutsetning at fordamp-ningen av den primære varmebærer skjer uten overhetning av den dannede damp er den mak-simale temperatur tmaksav varmebæreren iden-tisk med dennes metningstemperatur ts, hvor den sistnevnte er avhengig av det driftstrykk p (i ata) som er valgt for det lukkede kretsløp. På den annen side har det vist seg i praksis at den laveste temperatur tmjn, for å unngå de skadelige korrosjoner, ikke må underskride en viss minsteverdi som ligger på omtrent 150 til 200°C og som i dette tilfelle skal betegnes t,..

På denne måte får man ut av den ovenfor anførte ligning (1): Q = G.c. (t3—tc) + G'.r (la)

I praksis velges et tilstrekkelig høyt driftstrykk p (i ata) slik at metningstemperaturen tsligger rikelig høyt over den minste temperatur t0som ikke må underskrides. Hvis man f. eks. benytter vann som primær varmebærer er det i alle tilfelle tilstrekkelig med et driftstrykk ved 25 ata, som sikrer en tsverdi på 223°C.

Ligningen la viser at i det lukkede kretsløp kan den med varmebæreren oppnåelige varmeutveksling forandres innenfor vide grenser hvis driftstrykket p i den primære varmebærer og varmebærer ens omløpsmengde holdes konstant. Av ligningen la fremgår nemlig klart at den fordampede delmengde G' av den primære varmebærer er for en hvilken som helst verdi av den utvekslede varmemengde Q en funksjon av varmebærernes totale gjennomstrømningsmeng-de G, slik at til slutt blir Q bare en funksjon av G, dvs. Q = f(G). Derav fåes at man ved økning eller minskning av den totale gjennomstrøm-ningsmengde G av den primære varmebærer pr. tidsenhet i det lukkede kretsløp har fått muligheten for å tilpasse det primære varmeut-vekslingssystems arbeidsmåte etter den angjel-dende varmebelastning av ovnen henholdsvis etter omsetningen av brennmaterialet (i kg/h) og varmeverdien (i kcal/kg) av det avfall, f.eks. søppel, som skal forbrennes.

Denne tilpasningsevne av den utvekslede varmemengde ved konstant, enhetlig valgt driftstrykk p, som uttrykt i ligningen la, tillater for en bestemt ovnsstørrelse en standardutførelse av det i det primære kretsløp beliggende varme-og kjølesystem, idet dette bare behøver å dimensjoneres etter ovnens varmekapasitet forholdsvis nominal ytelse. Dette betyr en betydelig ra-sjonalisering av fremstillingen, fordi den primære varmeutveksler som tjener til oppvarming av varmebæreren og den annen varmeutveksler som tjener til tilbakekjøling kan fremstilles som standardutførelser med forholdsvis lave frem-stillingsomkostninger, hvilket representerer et betydelig teknisk fremskritt på området.

Varmeforbrukeren som skal kobles til forbrenningsovnen har en varmeopptagningskapa-sitet som skal betegnes med Q" (kcal/h). Ved den her foreslåtte forbrenningsovn skal imidlertid denne varmemengde .Q" tilføres denne for-bruker indirekte gjennom en sekundær varmebærer, hvor denne sirkuleres i et lukket eller åpent kretsløp, nemlig med en omsetning pr.

tidsenhet som skal betegnes med G" (i kg/h) og

med en innløps- og utløpstemperatur t", henholdsvis t"2, betegnet på varmeforbrukeren. Dermed fås følgende ligning:

hvor c" betegner gjennomsnittlig spesifik varme i den sekundære varmebærer. I praksis forekommer ofte at varmeforbrukeren består av en oppvarmningsinnretning, hvor varmtvannet benyttes som sekundær varmebærer (med en gjennomsnittlig spesifikk varme c" = 1 kcal/kg °C, hvor turløpstemperaturen t", = ca. 70° C og returtemperaturen t"2= ca. 40° C. Ved disse forholdsvis lave temperaturverdier som ligger langt under de verdier for grensetemperaturene som må bli aktuelle i drift, nemlig tsog t0for den primære varmebærer, er det helt umulig å foreta en direkte uttagning av en delstrøm fra den primære varmebærers kretsløp for å forsyne varmeforbrukeren indirekte med den av den primære varmebærer medførte varme.

Av denne grunn er ved ovnutførelsen ifølge figuren anordnet en ytterligere mellomliggende varmeveksler i den primære varmebærers krets-løp, og denne varmeutvekslers sekundære del, som kan være i åpent eller lukket kretsløp, er koblet til vårmeforbrukerén, og en sekundær varmebærer som strømmer i dette kretsløp, men som oppvarmes i den ytterligere varmeutveksler avgir sin varme til vårmeforbrukeren. Av åpenbare grunner ér denne ytterligere varmeveksler helst anordnet ved et slik sted at den primære varmebærers kretsløp hvor varmebæreren har sin største entalpi, dvs. sitt største varmeinnhold (i kcal/kg), dvs. på et sted hvor det helst enda finnes metningstemperaturen t3, altså i nærheten aV den primære varmebærers utløp fra ovnen.

For denne ytterligere varmeutveksler, som også kommer i tillegg til dén utenfor ovnen anordnede og i den primære varmebærers krets-løp beliggende sekundære varmeutveksler, kan nå også anvendes en standardkonstruksjon. Denne varmeutveksler dimensjoneres for ovnensVarmeytelse (termiske nominale ytelse i kcal/h) Og varmeforbrukerens varmebehov (i kcal/h) under hensyntagen til en tilpasning av den avgitte varmemengde Q" etter det varmebehov som måtte forekomme, og da til og med under forhold med fullstendig opphevelse av nyttevarmeav-givelse (Q" = 0), hvilken tilpasning åpnes allerede ved det at omsetningsmengdén G" (i kg/h) i den sekundære varmebærer ifølge den oven-stående ligning (2) endres mens temperaturene t"j og t"2holdes konstant. Derfor kan denne ytterligere varmeutveksler fremstilles som stan-dardutførelse i serieproduksjon med forholdsvis lave fremstillingsomkostnihger.

En nærmere betraktning aV de to ligninger (la) og (2) vil danne grunnlaget for muligheten for reguleringen av innretningene, nemlig:

1. ) for det primære kretsløpsystem:

a) opprettelse av konstant driftstrykk p med en forutbestemt Verdi f. eks. 25 åta

for det behandlede tilfelle,

b) regulering av gjennomstrømningsmeng-den G (i kg/h) i den primære varmebærer, for å holde temperaturen på de fra ovnen utstrømmende røkgasser på temperaturen tfcsom ligger omtrent ved 250 til 300° C henholdsvis 150 til 200° C og som ikke må underskrides for å unngå

skadelige korrosjoner.

2. ) for det sekundære kretsløpsystem: regulering av'gjennomstrømningsmeng-den G" (i kg/h) av den sekundære varmebærer, for å holde turløptemperaturen t'\ og, hvis det dreier seg om et lukket kretsrøp, returløptemperaturen t"2på bestemte verdier, f. eks. 70° C henholdsvis 40° C.

Disse reguleringer kan lett gjøres automa-tiske fordi de størrelser som skal holdes konstant på på forhånd gitte verdier kan måles direkte og derfor kan benyttes som styringsstørrelser for reguleringen.

I den etterfølgende beskrivelse av utførelses-eksemplene Ifølge figuren er de forskjellige temperaturer som forekommer betegnet med t -méd de forskjellige indekstall >som angir på hvilke steder temperaturene er målt eller hvor de forekommer. Ved utførelsen ifølge figuren har man for det sekundære kretsløpsystem valgt et lukket kretsløp. Som nevnt kan man imidlertid her også benytte et åpent kretsløpsystem.

På figuren er med 1 betegnet en forbrenningsovn med tre løp med en ristfyring slik den anvendes til forbrenning av mindreverdige ma-terialer såsom søppel, avfall og lignende, særlig ved kommunale storanlegg til tilintetgjørelse av søppel. Det brennbare materiale, f. eks. søppel, føres over en ifyllingsinnretning la som her er utformet som en ifyllingssjakt og på en rist 2. Brennmassen som i form av flere sjikt 3 er anbragt på risten fortørkes suksessivt på kjent måte på samme, antennes og forbrennes. Den luft som trenges til forbrenning av brennmaterialet 3 tilføres som undervindsluft nedenfra og gjennom risten 2 og til gassen 3, som vist med retningspilene 4 på figuren. Under forbrenningen av brennmaterialet 3 i forbrenningsrommet 5 dannes gassformede forbrenningsprodukter som nedenfor skal betegnes røkgasser som strømmer gjennom de etter hverandre anordnede røk-gassløp 6, 6' og 6" av ovnen 1, og som forlater ovnen ved utløpsstedet 7, som vist med den gjen-nomgående serpentinerformede strømningsret-ningspil F.

Røkgassene som går ut av ovnen 1 ved ut-løpsstedet 7 strømmer på kjent måte gjennom et avstøvningsanlegg for deretter gjennom et sugetrykkanlegg (sugevifte) og til slutt inn i og gjennom en skorsten som ved tilstrekkelig stor høyde under visse forhold kan erstatte suge-viften, hvoretter røkgassene unnviker i atmosfæren.

De uforbrente rester som dannes ved forbrenning av materialet 3, dvs. slagg, fjernes fra ovnen 1 ved uttaksstedet 8.

Når de hete røkgasser strømmer igjennom ovnens røkgassløp 6, 6' og 6" avgir de sin varme til tre heteflatesystemer 10', 10" og 10"' som sett i forhold til røkgassveien, er anordnet etter hverandre i ovnen i de tre røkgassløp 6, 6' og 6" og som sammen danner en primær varmeutveksler 10 som tjener til oppvarmning av en primær varmebærer og som begrenser fyringsrommets 5 ene side. Denne primære varmeutvekslers 10 heteflater 10', 10" og 10"' består av rørsystemer som gjennomstrømmes av den primære varmebærer og som er utformet som rørbunter eller som av rør bestående vegger. Dette varmesystem for oppvårmning av den primære varmebærer omfatter foruten de tre delsystemer 10', 10" og 10"' også de nødvendige til- og bortstrømnings-ledninger som på tegningen bare er antydet ved 21 henholdsvis 22,.samt én hensiktsmessig anordnet samletrommél som på tegningen er betegnet med 16.

Den primære varmeutveksler 10 og dennes samletrommél 16 befinner seg i ét lukket krets-løpsystem som gjennomstrømmes av den primære varmebærer og som på figuren er betegnet med 30. Varmebæreren sirkuleres i systemets ledninger 31 ved hjelp av 'en mekanisk sirkulasjonspumpe 23. Denne sirkulasjon kunne eventuelt også tilveiebringes uten pumpe f. -eks. ved hjelp av den kjente såkalte •termosyfonvirkriing, dvs. ved naturlig omløp.

Uansett på hvilken må'te sirkulasjonen i det lukkede kretsløpsystem 30 utføres, kan den pri mære varmebærer stå under hvilket som helst trykk fordi det strømmer i et i og for seg lukket kretsløpsystem.

Rørene i den primære varmeutvekslers 10 første heteflatesystem 10' grenser til forbren-i ningsrommet 5 og utsettes for varmestråling fra fyringsrommet, mens rørbuntene i de to heteflatesystemer 10" og 10"' som er anbragt i de etterfølgende røkgassløp 6' henholdsvis 5" på-virkes ved varme på grunn av varmekonveksjon, dvs. ved direkte berøring med røkgassene som strømmer langs disse rørbunter. Disse to heteflatesystemer 10" og 10"' utgjør altså en konveksjonsdel av varmeutveksleren 10.

Den primære varmebærer føres inn i syste-met ved stedet som er betegnet 15, og etter å ha strømmet gjennom den primære varmeveksler 10 forlater den sistnevnte over samletrommelen 16. Dermed vil varmebæreren foruten å oppvarmes av røkgassene fra innløpstemperaturen t15til utløpstemperaturen tJCsamtidig utsettes for en partial eller total faseforandring, idet i det minste en delmengde G' (i kg/h) av den totale mengde G (i kg/h) av den primære varmebærer vil som følge av opphetningen i varmeutveksleren 10 overføres fra væskeformet aggregattilstand til dampformet aggregattilstand, dvs. fordampes.

Innløpstemperaturen t15for den primære varmebærer er den laveste temperatur som forekommer i den primære varmebærers kretsløp-system 30 (tmin), hvilken temperatur t15med henblikk på eventuell korrosjon ikke kan underskride den minste temperatur t(. som ligger i størrelsesordenen 150—200° C. Utløpstempera-turen t16for den primære varmebærer representerer den høyeste temperatur (tmaks) i det lukkede kretsløpsystem, og denne temperatur t16velges fortrinnsvis, idet man utelukker muligheten for dampoverhetning, som den metnihgs-temperatur tB som er tilordnet driftstrykket p.

Som følge av varmeavgivelsen til heteflatene 10', 10" og 10"' og dermed til den primære varmebærer avkjøles røkgassene som kommer fra forbrenningsrommet 5, slik at deres utløpstempera-tur t7ved utløpsstedet 7 ligger vesentlig under forbrenningsrommets 5 forbrenningsromtempe-ratur t3(t7<t,).

Dermed tjener den primære varmebærer som gjennomstrømmer den primære varmeutveksler 10, bortsett fra sin funksjon å transpor-tere den i ovnen 1 frembragte nyttige varme til anvendelsesstedet, som kjølemedium for avkjø-ling av de hete røkgasser.

Da den primære varmeutvekslers 10 heteflatesystemer 10', 10" og 10"' bare behøver å dimensjoneres i samsvar med ovnens 1 varmekapasitet henholdsvis nominale ytelse, kan varmeutveksleren 10 på fordelaktig måte fremstilles i seriefabrikasjon som standardutførelse.

En ytterligere varmeutveksler 17 er anordnet i den primære varmebærers kretsløpsystem 30 utenfor ovnen 1 slik at den primære varmebærer etter å ha forlatt samletrommelen 16, strømmer inn i utveksleren. Den på tegningen med 17a betegnede sékundærdel av denne ytterligere varmeutveksler 17 er over en turledning 17' samt en returledning 17" forbundet med en varmeforbruker 18 og danner derved et i seg selv lukket kretsløpsystem som er betegnet med 17b. I dette lukkede kretsløpsystem 17b sirkulerer som en sekundær varmebærer f. eks. vann, som særlig ofte benyttes i oppvarmningsinnretninger. Denne sekundære varmebærer opptar under gjennomstrømningen av varmeutveksleren 17 en viss varmemengde (i kcal/h) fra den hete primære varmebærer, slik at den sekundære varmebærers temperatur stiger til t'\. Denne varme avgis så av den sekundære varmebærer til varmeforbrukeren 18 hvorved den sekundære varmebærer påny avkjøles slik at dennes temperatur synker til t"2. Ved denne temperatur t"2strømmer den avkjølte sekundære varmebærer påny i varmeutveksler ens 17 sékundærdel 17a for å oppvarmes der til temperaturer t" v Turtemperaturen kan i dette tilfelle være t'\ — ca. 70° C og returtemperaturen t"2kan være ca. 40° C, hvilket svært ofte forekommer i praksis.

Ved disse relativt lave driftstemperaturer for varmeforbrukeren 18, som ligger langt under den primære varmebærers temperatur (tmak9,<t>min) kan man selvfølgelig ikke foreta en avgrening eller uttagning av en delstrøm fra den primære varmebærers lukkede kretsløpsystem 30 for direkte varmeforsyning av varmeforbrukeren 18. Av denne grunn er i det primære kretsløpsystem 30 anordnet en ytterligere varmeutveksler 17

hvis sékundærdel 17a forsyner varmeforbrukeren

18 med varme. Av åpenbare grunner er da denne

ytterligere varmeutveksler 17 anordnet på det sted av det primære kretsløpsystem 30 hvor den primære varmebærer når sin høyeste entalpi, dvs. har sitt største varmeinnhold (i kcal/kg), dvs. ved metningstemperaturen ts, fordi en dampoverhetning ikke skal forekomme. For denne ytterligere varmeutveksler 17, som for den primære varmeutveksler 10, kan anvendes en normal eller en standardkonstruksjon, som dimensjoneres for ovnens 1 nominale varmeytelse og for varmeforbrukerens 18 varmebehov under hensyntagen til den nødvendige regulerbarhet av den sistnevnte.

I et kjølesystem 11 som hensiktsmessig også er utstyrt med rør 11b for varmeutveksling og som er anordnet utenfor ovnen og sett i strøm-ningsretningen etter den nettopp omtalte ytterligere varmeutveksler 17 i den primære varmebærers lukkede kretsløpsystem 30 avgir den primære varmebærer varmen til omgivelsen, hvor-under det kan opptre faseforandringer som er motsatt til faseforandringene i den primære varmeutveksler 10, dvs. en overgang fra dampformet tilstand til væskeformet tilstand. Ved denne avkjøling i kjølesystemet 11 synker ental-pien (i kcal/kg) og temperaturen av den primære varmebærer ytterligere slik at der for den primære varmebærer innstiler seg en temperatur tnsom midlertid fremdeles ligger over temperaturen tri ved varmebærerens innløp i ovnen 1.

Varmeangivélsen fra den primære varmebærer i den sekundære varmeutveksler 11 kan ved gitt omgivelsestemperatur t0økes på kjent måte, f. eks. ved å utsette kjølesystemet .11 for en kald luftstrøm, som vist på tegningen hvor dette gjøres ved hjelp av en luftvifte lia. Selv- følgelig kan man i stedet for luft også benytte vann som avkjølingsmedium for den sekundære varmeutveksler 11 som tjener som tilbakekjøler for den primære varmebærer.

Reguleringen av hele det ovenfor forklarte system skal forklares nærmere.

Et reguleringsorgan 19, f. eks. en reguleringsventil, er anordnet i kretsløpsystemet 30 for den primære varmebærer for tilpasning ved den primære varmebærer tilveiebragte varmeutveksling til den øyeblikkelige varmeytelse av ovnen 1, samtidig som det må sørges for at røkgassens utløpstemperatur t7holdes konstant og at den minste temperatur tcfor den primære varmebærer ved innløpet til ovnen 15 (t15= tc) ikke underskrides av hensyn til eventueli korrosjon.

Til dette formål er ved røkgassens utløpssted 7 anordnet en temperaturføler som innvirker på en styreinnretning 25 som enten styrer reguleringsventilen 19 eller sirkulasjonspumpen 23 eller begge deler, dvs. ventilen 19 og pumpen 23 for å regulere den mengde av den primære varmebærer som sirkuleres i det lukkede primære kretsløpsystem 30 i avhengighet av utløpstempe-raturen t7av røkgassene som forlater ovnen 1. Hvis f. eks. sirkulasjonspumpen 23 er en regu-lerbar fortrengningspumpe, så styrer innretnin-gen 25 gjennomstrømningsmengden i det lukkede primære kretsløpsystem 30 ved å regulere pumpens fortrengningsvolum. Hvis det imidlertid er ønskelig at en slik pumpes 23 transportytelse ikke synker under en minimal verdi kan styreinnretningen 25 under slike forhold også styre reguleringsventilen 19. Hvis på den annen side sirkulasjonspumpen 23 er utført med ufor-anderlig, dvs. konstant transportytelse, så innvirker styreinnretningen 25 på reguleringsventilen 19 og åpner eller lukker ventilen i samsvar med røkgassenes utløpstemperatur t7slik at gjennomstrømningsmengden i det lukkede primære kretsløpsystem 30 reguleres tilsvarende.

Videre har man den mulighet for regulering av det primære kretsløpsystem 30 å benytte driftstrykket p i den primære varmebærer, idet trykket holdes konstant på et på forhånd valgt nivå, f. eks. 25 ata.

På tilsvarende måte er et reguleringsorgan 20, f. eks. en reguleringsventil, for tilpasning av den effektivt til varmeforbrukeren 18 avgitte varmemengde (kcal/h) til dennes øyeblikkelige varmebehov anordnet i den sekundære varmebærers lukkede kretsløp 17b, med hvis hjelp gjennomstrømningsmengden G" (1 kg/h) av den sekundære varmebærer (f. eks. varmt vann) kan tilpasses til den øyeblikkelige varmeuttagning ved varmeforbrukeren 18. Her er det under visse forhold hensiktsmessig at den varmemengde (kcal/h) som tas ut til nytteformål ved hjelp av reguleringsorganet 20 etter det øyeblikkelige varmebehov kan reduseres helt til null.

Derhos kan de i den primære henholdsvis sekundære varmebærers lukkede kretsløpsyste-mer 30 og 17b anordnede reguleringsorganer 19 og 20 være automatisk regulerbare i avhengighet av ovnens 1 varmebelastning henholdsvis avtag-ningen av nyttevarme gjennom varmeforbrukeren 18, idet det er lett gjennomførbart at disse to reguleringsorganer 19 og 20 styres ved hjelp av målbare størrelser ved at disse holdes konstant på forutbestemte skal-verdier. Det er be-skrevet foran at reguleringsventilen 19 styres i avhengighet av røkgassenes utløpstemperatur t7i den hensikt å regulere den primære varmebærers gjennomløpsmengde i det lukkede primære kretsløpsystem 30 for derved å holde ut-løpstemperatur en t, konstant. En tilsvarende styreinnretning 32 kan imidlertid også være anordnet for styring av reguleringsventilen 20, og dessuten kan en sir kulas jonspumpe 33 som styres av denne styreinnretning 32, om ønskelig være anordnet i det lukkede sekundære krets-løpsystem 17b.

Hovedfordelen ved den på figuren viste forbrenning av mindreverdige brennmaterialer ved en ytterligere varmeutveksler 17 består i at en varmeforbruker 18 nå kan forsynes med nyttig varme fra forbrenningsovnen 1, uten at forskjel-lighetene ved de varmeforbrukere som kommer på tale og ved deres driftsbetingelser i hvert sær-skilt tilfelle krever en særlig anordning for di-mensjonering av de benyttede varmeutvekslings-systemer for at man skal kunne tilveiebringe et lukket kretsløp for det medium som tjener som kjølemedium for avkjøling av røkgassene og som varmebærer for forsyning av varmeforbrukeren med varme. Dermed er den kostbare enkeltfrem-stilling som til en viss grad er en spesialløsning for det til enhver tid spesielt foreliggende tilfelle ikke nødvendig.

I dette tilfelle foretas ingen uttagning av en bestemt mengde av varmebæreren fra det nevnte lukkede kretsløp for tilføring av varme til varmeforbrukeren. Dermed fåes den ytterligere fordel at en oppvarmningsinnretning vel så godt kan forsynes med varme fra søppelforbrennings-ovnen også i de meget hyppige tilfeller hvor varmeforbrukeren eller varmeforbrukerne består av oppvarmningsinnretninger med varmt vann som sekundær varmebærer og hvor på grunn av de meget lave driftstemperaturer (t" = ca. 70° C og f = ca. 40° C) en uttagning av en delstrøm fra den primære varmebærers kretsløpsystem for direkte forsyning av varmeforbrukeren med varme fra den primære varmebærer i det hele tatt ikke kan gjennomføres.

Enda en fordel ved forbrenningsovnen ifølge oppfinnelsen består i at korrosjoner som betinges av brenningsgassenes aggressive beskaffenhet

unngås, hvilke korrosjoner ved uttagning av en delstrøm fra den primære varmebærers kretsløp

for forsyning av en varmeforbruker oppstår ved at en like stor mengde av samme varmebærer må føres inn 1 kretsløpet ved en relativt lav temperatur som svarer til omgivelsens temperatur t0.

Som allerede nevnt kan ovnen ifølge figuren utføres med den ytterligere varmeutveksler 17, men uten sirkulasjonspumpen 23, idet sirkulasjonen i den primære varmebærer da tilveiebringes ved selve termosyfonvirkningen. Tar man hensyn til at man dessuten ved økning av trykket i den primære varmebærers kretsløpsystem 30 (f eks. til 25 ata) kan redusere dimensjonene, f. eks. samletromlens 16 diameter, får man i denne henseende en forholdsvis kompakt ut-førelse.

Hvis varmeforbrukeren 18 skulle ha et slikt

varmebehov at den ved hjelp av den ytterligere

varmeutveksler 17 trekker så meget varme fra

den primære varmebærer at denne etter utløpet

fra varmeutveksleren 17 allerede har den temperatur som er bestemt som innløpstemperatur

ved innløpet til ovnen ved 15 (t15=<t>min =<t>c),

så kan man eventuelt gi helt avkall på den

sekundære varmebærer 11 fordi den i dette tilfelle for varmeforbrukeren 18 anordnede ytterligere varmeutveksler 17 samtidig kan tjene som

tilbakekjøler for kjøling av den primære varmebærer som i ovnen 1 er blitt oppvarmet i den

primære varmeutveksler 10 ved hjelp av røkgas-sene.

Eventuelt har man den mulighet å drive det

ifølge figuren konstruerte anlegg slik at den

sekundære varmeutveksler 11 bare da tas i drift

når varmeuttagningen ved varmeforbrukeren 18

fra den primære varmebærer er forholdsvis liten,

mens man ellers, dvs. ved forholdsvis stor varmeuttagning, setter igang luftviften 11 og/eller

leder den primære varmebærer over en omløps-ledning forbi den sekundære varmeutveksler 11,

dvs. at den sistnevnte ikke gjennomstrømmes av

den primære varmebærer.

Claims (2)

1. Forbrenningsovn for by og/eller indu-strisøppel, hvorved det innenfor ovnen for av-kjøling av søppelrøkgassene på deres vei fra

forbrenningsrommet til avgassrenseinnretningen er anordnet en av et rø rsystem bestående varmeutveksler hvis rør bestrykes av søppelrøkgassene og gjennomstrømmes av en varmebærer, karakterisert ved at varmeutveksleren (10) som begrenser i det minste en side av forbrenningsrommet (5) av den for en røkgasskjøling uten direkte varmeutnyttelse innrettede søppel-forbrenningsovn (1) og som består av en strålingsdel (10') og i det minste en konveksjonsdel (10", 10"'), er anordnet som primær varmeutveksler i et lukket kretsløpsystem (30) for den i dette system (30) sirkulerte varmebærer som tjener som kjølemedium for søppelrøkgassene og at i samme kretsløpsystem (30) dog utenfor søp-pelforbrenningsovnen (1) for indirekte varme- utnyttelse av i det minste en del av den i ovnen (1) frembragte varme er anordnet en med sin sékundærdel (17a) til en varmeforbruker (18) tilkoblet ytterligere varmeutveksler (17) og en etter denne utveksler etterkoblet sekundær varmeutveksler (11) som tjener som tilbakekjø-ler for varmebæreren i det lukkede kretsløp-system (30), at det videre i de to kretsløpsyste-mer (30, 17b) for den primære og den sekundære varmebærer er anordnet i hver av dem i det minste et av en reguleringsventil (19 hhv. 20) eller/ og en sirkulasjonspumpe (23 hhv. 33) bestående gjennomstrømningsreguleringsorgan, og at det i den primære varmebærers kretsløpsystem (30) anordnede gj ennomstrømningsreguleringsorgan (19 eller/og 23) for opprettholdelse av en forutbestemt temperatur (t7 ) i de ut av søppelforbren-ningsovnen (1) uttredende søppelrøkgasser under tilpasning av gjennomstrømningsmengden (G) av den primære varmebærer til den aktuelle varmebelastning av søppelforbrenningsovnen (1) er styrbart ved hjelp av en i ovnens (1) røk-gassutløpsstuss (7) anordnet temperaturføler (24) over en styreinnretning (25) i avhengighet av røkgassutløpstemperaturen (t7 ) og ved hjelp av det i den sekundære varmebærers kretsløp-system (17b) anordnede gjennomstrømnings-reguleringsorgan (20 eller/og 33) under tilpasning av den sekundære varmebærers gjennom-strømningsmengde (G") til nyttevarmeavtag-ning ved varmeforbrukeren (18) med hjelp av en som styrestørrelse tjenende målbar størrelse som er holdt konstant på en forutbestemt verdi, og hvor det i den sekundære varmebærers krets-løpssystem (17b) anordnede gjennomstrøm-ningsreguleringsorgan (20 eller/og 33) er styrt ved hjelp av en i søppelforbrenningsovnens (1) røkgassutløpsstuss (7) anordnet temperatur-føler (24) over en styreinnretning (32) og i avhengighet av røkgassens utløpstemperatur (t7 ).

2. Søppelforbrenningsovn ifølge krav 1, karakterisert ved at den primære og den ytterligere varmeutveksler (10, 17) er utlagt for søppelforbrenningsovnens (1) termiske nomi-nellytelse.