NO120458B - - Google Patents

Description

Vannrørskjel for fyring med avlut.

Foreliggende oppfinnelse angår vann-rørskjeler som fyres med avlut og den tar særlig sikte på dampkjeler innrettet til så-

vel gjenvinning av kjemikalier som utnyt-telsen av forbrenningsvarmen i den avlut som forbrennes i kjelenes forbrenningsrom.

Ved fremstilling av papirmasse ved koking av celluloseholdig materiale er det økonomisk forsvarlig å forbrenne avluten — f. eks. fra sulfat- eller Kraftprosessen —

for gjenvinning av kjemikalier og for utvikling av varme til fremstilling av over-hetet damp. I de fleste papirmassefabrik-

ker har det vist seg å være nødvendig med særskilte gass- eller oljefyrte damputviklings- og overheteranlegg i tillegg til kjelen for gjenvinning av kjemikalier .1 små fabrikker kan det være vanskelig på et økonomisk grunnlag å forsvare anskaffelsen av en særskilt kjel til gjenvinning av kjemikalier og utnyttelse av spillvarme ved siden av en kjel som fyres med vanlig brennstoff. Hvis det bare er installert en enkelt kjel som tjener til samtidig forbrenning av avlut og vanlig brennstoff, f. eks.

olje, så har heller ikke resultatene være tilfredsstillende. Ved kombinert brennstoff - forbrenning blir temperaturene i forbrenningsrommet høyere enn de som oppnås ved forbrenning av avluten alene, hvilket har til følge sublimasjon av kjemikalier, store støvtap og vanskeligheter ved å holde anleggets heteflater rene.

Fagfolk på dampteknikkens område vil

lett forstå de vanskeligheter som oppstår ved forbrenningen av avlut ved høye temperaturer. Men når forbrenningsrommets

temperaturer ved forbrenningen av avlut holdes forholdsvis lave — med temperaturene på forbrenningsproduktene ved inn-gangen til overheteren mellom ca. 870 og 930° C — så har tapene av kjemikalier vært minimale og gjenvinningen av varme og kjemikalier høyst effektiv. Selv med forholdsvis lave temperaturer i forbrenningsrommet er det hensiktsmessig at rørgrup-pene i damputvikleren består av rør med forholdsvis stor innbyrdes avstand for der-

ved å lette rengjøringen av anlegget. I damputviklere for vanlig brennstoff, f. eks.

olje eller gass, er det derimot en økonomisk fordel at damputviklerens rørsatser består av sammentrerigte rør, fordi rengjøringen ikke byr på vanskeligheter og fordi de tett anbrakte rør bevirker en mer effektiv varmeoverf øring.

Det er blitt foreslått i norsk patent nr.

77 192 å anordne ett forbrenningskammer

for avlut og et annet kammer for hjelpebrennstoff, idet forbrenningsgasser fra kammeret for hjelpebrennstoff passerer over en overheter før de blandes med forbrenningsgasser fra forbrenningskamme-

ret for avlut. Forbrenningsgassene fra det med hjelpebrennstoff fyrte kammer tjener til å temperere gassene fra det med avlut fyrte kammer og søker å utlikne tempera-turen over det hele tverrsnittsareal av det med avlut fyrte forbrenningskammer.

Ved en vannrørkjel med et første forbrenningsrom som er beregnet på å bli fyrt med avlut, en separatortrommel for å motta uttømmingene fra forbrenningsrommets fordamperveggrør og rørene i en kon veks jonsrørsats med i stor avstand anordnede damprør som inneholdes i en gass-strømbane som fører fra forbrenningsrommet, og et annet forbrenningsrom som er beregnet på å bli fyrt med et annet slags brennstoff for utvikling av oppvarmningsgasser med høy temperatur, består oppfin-nelsen i henhold til et vesentlig trekk i at den felles vegg tjener til å adskille det første forbrenningsrom og dettes gasstrøm-bane fra det annet forbrenningsrom og en gasstrømbane som inneholder en konvek-sjonsrørsats med forholdsvis tett anordnede fordamperrør som fører fra det annet forbrenningsrom som er utstyrt med fordam-per-veggrør, mens separatortrommelen tjener som en felles trommel for mottagelse ikke bare av uttømmingene fra det første forbrenningsroms veggrør og rørsatsen i den gasstrømbane som fører fra forbrenningsrommet, men også for mottagelse av uttømmingene fra det annet forbrenningsroms veggrør og rørsatsen i den gasstrøm-bane som fører fra forbrenningsrommet.

I den følgende del av fremstillingen er det, under henvisning til tegningene, beskrevet et eksempel på utførelse av opp-finnelsen. Fig. 1 er et frontoppriss, delvis i snitt, av et damputviklings- og overhetingsan-legg. Fig. 2 og 3 er snitt etter linjene 2—2 resp. 3—3 i fig. 1.

Anlegget, som bæres i toppen av en passende stålkonstruksjon, omfatter en øvre damp- og vanntrommel 10 og en et stykke under denne liggende vanntrommel 11. Disse tromler er innbyrdes forbundet ved hjelp av rekker varmekonveksjonsrør hvis avstand eller deling blir beskrevet i det følgende.

Med damputviklerens sirkulasjonssy-stem er det forbundet en øvre, horisontalt beliggende, samlekasse 12 som strekker seg utover fra trommelen 10 og som med en nedover gående rekke med rør 13 er forbundet med en nedre, horisontalt beliggende, fordelingskasse 14. Rørene 13 danner en skillevegg som står loddrett på og deler opp lengden av tromlene 10 og 11. Skilleveggen er på kjent måte forsynt med ildfast materiale anbrakt mellom tilliggende rør 13 for å danne en vegg som, da den er felles for begge forbrenningsrom, danner en sidevegg i et forbrenningsrom 16 for avlut og en sidevegg i et forbrenningsrom 17 for brennstoff olje.

Forbrenningsrommet 16 for avluten er forsynt med en annen sidevegg 18 som omfatter en stående rekke med rør 20 som går fra en øvre samlekasse 21, som er pa-rallell med samlekassen 12 og beliggende i samme høyde, og til en nedre fordelingskasse 22 som ligger parallelt med og i samme høyde som fordelingskassen 14. Mellom rørene 20 er det anbrakt passende ildfast materiale og sideveggen 18 er ut-vendig dekket med varmeisolerende materiale 23 og en metallmantel 24. De andre yttervegger og takene på de to forbrenningsrom er utført på liknende måte.

Forveggen 25 i forbrenningsrommet 16 dannes av en rekke stående rør 26 hvis øvre parti skråner oppover og danner taket i rommet og hvis ender er forbundet med trommelen 10. De nedre ender på rørene 26 er forbundet med et horisontalt beliggende vannkammer 27 som er anbrakt like over og på tvers mellom fordelingskassene 14 og 22.

En rekke med kammeret 27 forbundne rør 30 skråner oppover fra dette og danner sammen med ildfast materiale herden 31 i forbrenningsrommet 16. Fra herden strekker rørene 30 seg vertikalt langs rommets bakvegg 35 til et sted beliggende omtrent midt på rommets høyde, hvorfra rørene først går inn i rommet ved 32 og derpå utover ved 33 slik at det dannes en bue 34. Etter skråpartiet 33 er det ildfaste materiale sløyfet og rørene går vertikalt og derpå bakover og inn i trommelen 10. Over den innadstikkende del med buen er rørene innbyrdes parallellforskutt så gassen kan strømme gjennom passasjen fra forbrenningsrommet 16 over buen 34.

Ved forbrenningen av svartluten sprøy-tes luten inn gjennom et brennermunn-stykke beliggende i rommets 16 forvegg 25 omtrent midt mellom herden 31 og buen

34. Den innsprøytede lut tørkes delvis og

avsetter seg på bakveggen 30 og sideveg-gene 15 og 18, hvorfra den tørkede lut eller kullet på grunn av tyngdekraften faller ned på herden hvor den forbrenner for å smelte kjemikaliene og for fullstendig å forbrenne kullstoffet i dem.

Primær forbrenningsluft tilføres forbrenningsrommet 16 på et sted som ligger like over herden 31 gjennom en rekke luftporter 40 som tilføres forvarmet luft fra en ikke vist luftforvarmer gjennom en isolert kanal 41. Et stykke over primærluftportene 40 ligger en annen rekke luftporter 42 som sekundær forbrenningsluft fra en særskilt kanal 43 føres inn i forbrenningsrommet gjennom. Luftstrømmene reguleres på sådan måte at forholdet mellom primær- og sekundærluft vil gi en riktig forbrenning på herden 31.

Forbrenningsgassene fra avluten strømmer oppover gjennom åpningen 44 mellom frontveggen 25 og buen 34, hvorfra de omtrent i horisontal retning strøm-mer over de hengende overheterelementer 45 i sidepassasjen og derpå gjennom gass-utløpet 36 og inn i passasjen som inneholder en sats damputviklingsrør for konvek-sjonsoppvarmning. Overheterrørene 45, f. eks. med en diameter på 50 mm, er anordnet i rekker med forholdsvis stort mellomrom for å lette rengjøringen. Mettet damp strømmer fra damprommet i trommelen 10 gjennom en rekke ledninger 46 til inn-løpet av rekkene med overheterrør 45. Den gjennom overheteren strømmende damp overhetes til den forønskede temperatur og strømmer derpå ut i horisontalt anbrakte tversgående samlekasser 47 som er anbrakt over taket 28 på gasspassasjen fra forbrenningsrommet.

Rørene 48 i konveksjonsrørsatsen for kjelens avlutseksjon er anordnet i rekker med forholdsvis stort mellomrom og rørene i hver enkelt rekke ligger også forholdsvis langt fra hverandre. En ledeplate 50 som strekker seg nedover fra trommelen 10, av-bøyer gassene så de strømmer nedover og rundt platens nedre kant og derpå oppover gjennom det bakre parti av kon veks jons-satsen og ut gjennom utløpet 51. En støv-trakt 52 beliggende under den nedre trommel 11 er forsynt med en skilleplate 53 som går fra den nedre trommel 11 til et stykke like over utløpet 52' fra trakten 52, slik at det i alminnelighet er tilstrekkelig støv i trakten til å danne tetning rundt den nedre kant på skilleplaten 53.

Forbrenningsrommet 17 for vanlig brennstoff er på yttersiden begrenset av en vegg 54 som omfatter en rekke med veggen 15 parallelle rør 55. Rørene 55 strekker seg mellom et øvre vannkammer 56, som er forbundet med trommelen 10, og et nedre vannkammer 57 som er parallelt med kam-rene 14 og 22 og beliggende et stykke over disse. Det ildfaste isolasjonsmateriale og metallmantelen i veggen 54 er betegnet med 58 resp. 60.

Som vist i fig. 2 omfatter frontveggen 61 i forbrenningsrommet 17 rør 62 som for-løper på skrå nedad fra trommelen 10 langs skråtaket 63 og videre vertikalt i veggen 61 og derpå på skrå bak- og nedover i forbrenningsrommets gulv 65 til et horisontalt og på tvers anbrakt bakre vannkammer 64. Gulvet 65 er anordnet på en sådan måte at kammerets 16 forstøvningsmunnstykke 37 befinner seg på et nivå over gulvet 65, og kammeret 16 strekker seg nedover, under gulvet 65, tilstrekkelig langt til å tillate at i vertikal avstand anordnede rekker av luftporter 42 og 40 kan opptas i hver sidevegg av kammeret. Fra dette strekker rør 66 seg oppover for å utfore forbrenningsrommets veggg 67. Ved toppen av denne er rørene bøyet fremover hvorpå en del av dem er bøyet bakover så de sammen med ildfast materiale danner en bue 68. Fra toppen av denne går en del av rørene 66 først på skrå frem- og oppover og derpå vertikalt for å danne en slagg-skjerm 70. Over denne forløper rørene langs med taket 63 til den øvre trommel 10. Andre av rørene 66 går først på skrå bak- og oppover, derpå vertikalt og til slutt bak- og oppover til trommelen 10. En ledeplate 71 av ildfast materiale understøttes av de sistnevnte rør og slutter et stykke under taket 63 så det fremkommer et gassutløp 72.

Rommet mellom slaggskjermen 70 og ledeplaten 71 er forsynt med en hengende rekke overheterrør 73 forbundet med en fordelingskasse, som gjennom en rekke ledninger 75 mottar mettet damp fra trommelen 10, og med en samlekasse 76, hvilke kasser er beliggende over taket 63.

En vegg som danner en fortsettelse av skilleveggen 15 tjener til å atskille gass-strømmene fra forbrenningsrommene 16 og 17 til de respektive gassutløp 51 og 81. Gassen som fra rommet 17 strømmer ut gjennom utløpet 72 går omtrent horisontalt inn i kjelens konveksjonsrørsats 77 som består av forholdsvis tett anbrakte damput-viklingsrør. En ledeplate 78, som strekker seg nedover fra trommelen 10 og som slutter et stykke ovenfor trommelen 11, åv-bøyer gassene så de strømmer nedover og rundt platens 78 nedre kant gjennom åpningen 80 mellom platen og trommelen 11 og derpå oppover gjennom det bakre parti av konveksjonssatsen og ut gjennom ut-løpet 81. Forbrenningsgassene fra såvel ut-løpet 51 som utløpet 81 kan føres gjennom en felles luftforvarmer til de to forbrenningsrom. Konveksjonssatsen 77 er forsynt med en støvtrakt 82 beliggende under den nedre trommel 11 og forsynt med en skileplate 83 som går fra den nedre trommel 11 til et stykke like over utløpet 84 fra trakten.

Som det fremgår av fig. 1 og 2 er det i veggen 61 anbrakt porter 85 for forstøv-ningsbrennere'86 for olje. Hver av bren-nerne er forsynt med et spjeld 87 som til-føres en regulert mengde forvarmet forbrenningsluft gjennom en kanal 88 fra luftforvarmeren for å opprettholde en riktig forbrenning i forbrenningsrommet 17.

Når det beskrevne anlegg er i drift vil det i alminnelighet samtidig fyres i begge forbrenningskamrene 16 og 17 med avlut resp. brenselolje, for å utvikle den damp-mengde som er nødvendig for å drive papir-massefabrikken. Den del av anlegget som fyres med avlut vil vanligvis ha en kon-stant fyringsgrad for at avluten skal for-brukes og for å gjenvinne kjemikaliene i

den, mens endringene i den totale belast-ning opptas ved endringer av oljefyringens

intensitet. Under disse forhold vil det være

liten eller ingen relativ bevegelse mellom

skilleveggen 15 og den tilstøtende del av

gulvet 65 i forbrenningsrommet 17. Men

i enkelte tilfelle vil det ikke foregå noen

forbrenning i rommet 17 og rørene 13 i

skilleveggen vil da ekspandere mens stil-lingen av gulvet 65 ikke vil forandre seg.

For å dra omsorg for denne mulighet kan

det anordnes tette glideskjøter som tillater

forskjellig bevegelse av skillevegg og gulv,

men som hindrer lekkasje av luft eller

gass. Slike skjøter kan dessuten også anordnes på den side av skilleveggen 15

som vender bort fra forbrenningsrommet

17 hvis bare dette skal fyres.

Da de to overhetere 45 og 73 er atskilte

og hver av dem mottar mettet damp fra

trommelen 10, bør det forhindres at damp

strømmer gjennom de overheterelementer

som ikke utsettes for varmen fra forbrenningsgassene, hvilket inntrer når den ene

eller annen av de to fyringer ikke er i virk-somhet. Utløpsledningene fra samlekam-rene 47 og 76 er derfor forsynt med ventiler

90 resp. 91. Den i de atskilte seksjoner av

kjelen utviklede og overhetede damp kan

utenfor anlegget føres sammen og brukes

i en felles drivmaskin eller i felles proses-ser.

Anleggets to avdelinger vil gi en på-litelig og effektiv drift når de fyres med

sine respektive brennstoffer og bruken av

felles innmuring eller montering og felles

tromler og skillevegg gjør anlegget meget

brukbart også i økonomisk henseende ved

mindre fabrikker, hvor installasjonen av

særskilte damputviklingsanlegg ikke er

økonomisk forsvarlig.

Der kan utvikles mer damp enn det er

mulig ved forbrenning av den resterende

avlut og uten å ha noen uheldig innflytelse

på effektiviteten av kjemisk gjenvinning.

Claims (5)

1. Vannrørkjel med et første forbrenningsrom (16) som er beregnet på å bli

fyrt med avlut, en separatortrommel (10) for å motta uttømmingene fra forbrenningsrommets fordamper-veggrør og rø-rene i en konveksjonsrørsats (48) med i stor avstand anordnede damprør som inneholdes i en gasstrømbane som fører fra forbrenningsrommet, og et annet forbren ningsrom (17) som er beregnet på å bli fyrt med et annet slags brennstoff for utvikling av oppvarmningsgasser med høy temperatur, karakterisert ved at den felles vegg (15) tjener til å adskille det første forbrenningsrom og dettes gasstrømbane fra det annet forbrenningsrom og en gasstrøm-bane som inneholder en konveks jonsrørsats (77) med forholdsvis tett anordnede for-damperrør som fører fra det annet forbrenningsrom som er utstyrt med fordam-per-veggrør, mens separatortrommelen (10) tjener som en felles trommel for mottagelse ikke bare av uttømmingene fra det første forbrenningsroms (16) veggrør og rørsat-sen (48) i den gasstrømbane som fører fra forbrenningsrommet, men også for mottagelse av uttømmingene fra det annet forbrenningsroms (17) veggrør og rørsatsen (77) i den gassstrømbane som fører fra forbrenningsrommet.

2. Kjel som angitt i påstand 1, karakterisert ved at rørsatsene (48 og 77) strekker seg oppover fra en nedre trommel (11) som er felles for rørsatsene, idet begge tromler (10, 11) ligger med sine akser loddrett på den felles vegg og på begge sider av denne.

3. Kjel som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at overheter-rørsatser (45 og 73) med henholdsvis i stor avstand anordnede rør og forholdsvis tett anordnede rør ligger i de gassbaner som leder fra det første og det annet forbrenningsrom og er forbundet med trommelens (10) damp-rom og med separate såmlekasser (47 og 76).

4. Kjel som angitt i påstand 1 eller 2, karakterisert ved at overheter-rørsatser (45 og 73) som henholdsvis ligger i de gassbaner som fører fra det første og annet forbrenningsrom er forbundet således at de mottar damp fra separatortrommelen (io) og at utløp fra de respektive overheter-rør-satser hver for seg er utstyrt med ventiler (90 og 91) for separat å styre dampstrøm-mene gjennom overheter-rørsatsene.

5. Kjel som angitt i en hvilken som helst av påstandene 1—4, karakterisert ved at en nedre del av det første forbrenningsrom (16) strekker seg nedover, forbi det annet forbrenningsroms bunn (65) og at kanaler (41 og 43) for levering av luft for forbrenning av avlut som innføres i forbrenningsrommet ved hjelp av forstøv-ningsmunnstykker (37) strekker seg'langs den nevnte dels sidevegg og står i forbin-delse med luftporter (40 og 42) i disse side-vegger.