NO126241B

NO126241B -

Info

Publication number: NO126241B
Application number: NO01465/69A
Authority: NO
Inventors: Herbert Petry; Heinz Stoegmueller
Original assignee: Von Roll Ag
Priority date: 1968-06-06
Filing date: 1969-04-10
Publication date: 1973-01-08
Also published as: BE731106A; AT294130B; DE1917143A1; DK120803B; CH476257A; GB1268948A; US3583369A; FR2010223A1; JPS4940161Y1; DE1917143B2; DE1917143C3; NL6906545A

Description

Ettløps-vannrør-avvarmekjei for damp- eller hetvannsfremstilling særlig for søppelforbrenningsovner. Single-pass water pipe heating boiler for steam or hot water production, especially for waste incinerators.

Denne oppfinnelse vedrører en ettløps-vannrør-awarme- This invention relates to a single-pipe water pipe awarm

kjel for damp eller hetvannsfremstilling, særlig for forbrenningsovner for mindreverdig søppel med sterkt varierende brennverdi, og med etterkoblet luftforvarmer, for horisontal røkgassgjennomstrøm- boiler for steam or hot water production, in particular for incinerators for low-quality waste with highly varying calorific value, and with a subsequent air preheater, for horizontal flue gas flow-

ning, med perpendikulære vannrør i flere på tvers av gjennomstrøm-ningsretningen for røkgassene etter hverandre anordnede fanelignen- ning, with perpendicular water pipes in several fan-like arranged one after the other across the flow direction of the flue gases

de grupperinger. the groupings.

Som kjent bevirker i hvert damp- hhv. hetvannskjelanlegg As is known, in each steam or hot water boiler plant

en varierende brennverdi av brenslet en tilsvarende forskyvning av røkgassenes temperaturforløp langs heteflåtene. Ved fallende brennverdi blir da for etterkoblede heteflater, særlig for luftforvarmeren, en mindre temperaturdifferanse til overs. Dette har den a varying calorific value of the fuel, a corresponding shift in the temperature course of the flue gases along the heating rafts. If the calorific value falls, there will then be a smaller temperature difference left over for connected heating surfaces, especially for the air preheater. This it has

virkning at ved fallende brennverdi blir forvarmningen av forbrenningsluften svakere, dvs. nettopp da når man kunne trenge hetere forbrenningsluft for det mindreverdigere brensel. effect that with a falling calorific value, the preheating of the combustion air becomes weaker, i.e. precisely when you might need hotter combustion air for the lower quality fuel.

De foran omtalte forhold inntrer særlig ved søppelfor-brenningsovner med avvarmekjel og etterkoblet luftforvarmer. For å sikre fullstendig utbrenning og luktfri drift må temperaturen i forbrennlngsrommet erfaringsmessig holdes i størrelsesområdet 900 - 1000°C og ihvertfall ikke under 800°C. Likeså er det kjent at av driftsmessige grunner må ikke avgasstemperaturen ligge under 250°C for å unngå duggpunktkorrosjoner i de etterkoblede heteflater og kondensasjon ved skorstensutløpet (særlig i den kalde års-tid) . The conditions mentioned above occur in particular with waste incinerators with a heating boiler and a downstream air preheater. In order to ensure complete combustion and odor-free operation, the temperature in the combustion chamber must, based on experience, be kept in the range of 900 - 1000°C and in any case not below 800°C. It is also known that for operational reasons the exhaust gas temperature must not be below 250°C to avoid dew point corrosion in the connected hot surfaces and condensation at the chimney outlet (especially in the cold season).

Som kjent er søppel et brensel med sterkt varierende brennverdi som skyldes brenslets uhomogene sammensetning og særlig brenslets varierende fuktighetsinnhold. Variasjonene opptrer ikke bare lokalt og sesonsmessig, men også daglig, ettersom slike ting som regnvann, andel av havesøppel, grønnsakrester om sommeren og aske fra kullfyring om vinteren bare er noen av de faktorer som innvirker på søppelens brennverdi. As is well known, rubbish is a fuel with a greatly varying calorific value which is due to the fuel's inhomogeneous composition and in particular the fuel's varying moisture content. The variations occur not only locally and seasonally, but also daily, as such things as rainwater, proportion of garden litter, vegetable scraps in the summer and ash from coal burning in the winter are just some of the factors that influence the calorific value of the rubbish.

For å kunne opprettholde de oven angitte temperaturgren-ser i ovnen, må det gripes til tilsvarende forvarming av forbren-ningsluf ten hvis temperatur må tilpasses de rådende forhold. Dette betyr at man f.eks. i tilfelle av mindreverdig og sterkt fuktig søppel må motvirke den normalt dermed følgende reduksjon av luft-forvarmingen. In order to be able to maintain the above-mentioned temperature limits in the oven, a corresponding pre-heating of the combustion air must be used, the temperature of which must be adapted to the prevailing conditions. This means that one e.g. in the case of low-quality and highly moist rubbish must counteract the normally resulting reduction in air pre-heating.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en avvarmekjel av den innledningsvis nevnte art som tillater denslags drift og ovnen ifølge oppfinnelsen utmerker seg i det vesentlige ved at hver av de enkelte fanelignende grupperinger har en fluktende luke mellom vannrørene, hvorved det er avgrenset en horisontal gjennomgående lengdegate som er utformet gasstett ved hjelp av hensiktsmessige konstruksjonsmessige midler og danner et adskilt parallell-løp for en delstrøm av røkgassene. The purpose of the invention is to provide a reheating boiler of the type mentioned at the outset which allows such operation and the furnace according to the invention is distinguished essentially by the fact that each of the individual fan-like groupings has a flush hatch between the water pipes, whereby a horizontal continuous longitudinal gate is delimited which is designed to be gas-tight using appropriate constructional means and forms a separate parallel run for a partial flow of the flue gases.

For å få en bedre forståelse av oppfinnelsen og dennes virkemåte henvises til den følgende beskrivelse og vedlagte tegning som et eksempel på utførelse av en søppelforbrenningsovn ifølge oppfinnelsen. På tegningen viser In order to gain a better understanding of the invention and its operation, reference is made to the following description and attached drawing as an example of the design of a waste incinerator according to the invention. The drawing shows

fig. 1 et vertikalt lengdesnitt gjennom en forbrennings- fig. 1 a vertical longitudinal section through a combustion

ovn med awarmekjel og luftforvarmer, og fig. 2 et vertikalt tverr-snitt av søppelforbrenningsovnen ifølge fig. 1. oven with awarm boiler and air preheater, and fig. 2 a vertical cross-section of the garbage incinerator according to fig. 1.

På fig. 1 viser 1 innmuringen for den innmonterte for-brenningsovn, 2a, 2b og 2c fortørkings-, forbrennings- og utbren-ningsrister i søppelfyringen, 3 det ikke kjølte forbrenningsrom i forbrenningsovnen og 3a viser utløpssjakten for forbrenningsrester (slagg). 4-11 viser avvarmekjelen med de oppfinnelsesmessige innretninger, nemlig den øvre trommel 4, fallrørene 5, det nedre sam-lerør 6, det øvre samlerør 7 og vannrørene 8 i avvarmekjelens he-teflate, hvilke innretninger i en fanelignende gruppering er anordnet etter hverandre i det horisontale røkgassløp. Herved er anord-ningen av rørene i de enkelte fanelignende dannelser slik at hver har en fluktende luke, hvorved det dannes en langsgående gate 10. Denne gate er oventil og nedentil avgrenset ved gasstette skille-vegger 9a og 9b og på sidene ved vannrørene 8a og 8b som ved hensiktsmessige konstruktive forholdsregler forbindes til en gasstett avlukning. Dette kan f.eks. oppnås ved at det for rekkene 8a og 8b benyttes rør med i lengderetningen anordnede ribber eller finner som sammensveises innbyrdes eller ved at det mellom etter hverandre liggende rør 8a og 8b innsettes mellomplater som fastsveises, eller på hvilken som helst annen måte hvilket imidlertid er i seg selv uvésentlig for oppfinnelsestanken. Oppfinnelsen forutsetter en horisontal gjennomgående lengdegate med allsidig gasstett avgrensning. Denne gates beliggenhet kan velges etter ønske og den aksiale eller symmetriske anordning ifølge tegningen representerer bare et eksempel. Videre kan i en annen utførelsesmåte den nevnte gjennomgående, allsidige avgrensning av lengdegaten ytterligere ut-styres med tapper og påføres varmeisolerende ildfast masse for å In fig. 1 shows 1 the walling for the built-in incinerator, 2a, 2b and 2c pre-drying, combustion and burning grates in the waste incinerator, 3 the uncooled combustion chamber in the incinerator and 3a shows the outlet shaft for combustion residues (slag). 4-11 shows the heating boiler with the inventive devices, namely the upper drum 4, the downpipes 5, the lower collecting pipe 6, the upper collecting pipe 7 and the water pipes 8 in the heating surface of the heating boiler, which devices are arranged in a fan-like grouping one after the other in the horizontal flue gas flow. Hereby, the arrangement of the pipes in the individual fan-like formations is such that each has a flush opening, whereby a longitudinal gate 10 is formed. This gate is bounded above and below by gas-tight partition walls 9a and 9b and on the sides by the water pipes 8a and 8b which is connected to a gas-tight enclosure by suitable constructive measures. This can e.g. is achieved by using pipes with longitudinally arranged ribs or fins which are welded together for the rows 8a and 8b, or by inserting intermediate plates between successive pipes 8a and 8b which are welded, or in any other way which however is in even immaterial to the idea of invention. The invention presupposes a horizontal continuous longitudinal gate with versatile gas-tight demarcation. The location of this gate can be chosen as desired and the axial or symmetrical arrangement according to the drawing represents only an example. Furthermore, in another embodiment, the aforementioned continuous, versatile delimitation of the longitudinal street can be further equipped with studs and a heat-insulating refractory mass applied in order to

unngå hhv. redusere varmeovergangen til gatens 10 sideflater. avoid or reduce the heat transfer to the street's 10 side surfaces.

På tegningen er vist skjematisk en innretning 11 med sjalusiklaffer til avlukning av gaten 10 og som kan betjenes hhv. luk-kes, åpnes eller innstilles utenfra for mengderegulering av røk-gassdelstrømmen gjennom gaten 10, som skal forklares nærmere ne-denfor . The drawing shows schematically a device 11 with shutter flaps for closing off the street 10 and which can be operated respectively. can be closed, opened or adjusted from the outside for quantity regulation of the smoke-gas partial flow through the street 10, which will be explained in more detail below.

De hete røkgasser fra fyringen hhv. fra fbrbrenningsrom-met 3 strømmer som vist med pilene 12 inn i det foran avvarmekjelen anordnede beroligelseskammer 13 hvor den største del av de medrevne flyvestøvpartikler avsettes og føres ut ved 14. De hete røkgasser strømmer så inn i avvarmekjelen og strømmer gjennom denne i ett løp 1 retning av pilene 16. Derved strømmer en del av røkgasstrømmen gjennom heteflåtene 8 og en annen del gjennom lengdegaten 10 hvor mengdeforholdet mellom de to delstrømmer bestemmes ved den aktuelle stilling av sjalusiklaffene 11. The hot flue gases from the firing or from the combustion chamber 3 flows, as shown by the arrows 12, into the stilling chamber 13 arranged in front of the heating boiler, where the largest part of the entrained flying dust particles is deposited and led out at 14. The hot flue gases then flow into the heating boiler and flow through it in one pass 1 direction of the arrows 16. Thereby, a part of the flue gas flow flows through the heating rafts 8 and another part through the longitudinal gate 10 where the quantity ratio between the two partial flows is determined by the relevant position of the shutter flaps 11.

Derfor strømmer det inn i det etter avvarmekjelen anordnede blandekammer 17 på den ene side røkgasser som i stor utstrek-ning har avgitt sin følbare varme til heteflatene 8 og derved er vesentlig nedkjølt, og på den annen side en delstrøm av røkgasser som har passert lengdegaten 10 og som bare kunne avgi en mindre del av sin følbare varme til gatens sidevegger, særlig hvis disse er isolert som nevnt ovenfor. Denne delstrøm har derfor en temperatur som bare er litt lavere enn røkgassenes i forbrenningskamme-ret 3. Ved sammenblanding av disse to delgasstrømmer i blandekam-meret 17 dannes en blanding med en temperatur som ligger méllom de avkjølte og de fremdeles hete røkgasser og som med hensyn til sin verdi bestemmes ved mengdeforholdet av de to delstrømmer hhv. ved stillingen av sjalusiklaffene 11. Therefore, on the one hand, flue gases flow into the mixing chamber 17 arranged after the reheating boiler, which have largely released their sensible heat to the heating surfaces 8 and are thereby substantially cooled, and on the other hand, a partial flow of flue gases that have passed through the longitudinal passage 10 and which could only emit a smaller part of its sensible heat to the side walls of the street, especially if these are insulated as mentioned above. This partial flow therefore has a temperature that is only slightly lower than that of the flue gases in the combustion chamber 3. When these two partial gas flows are mixed in the mixing chamber 17, a mixture is formed with a temperature that lies between the cooled and the still hot flue gases and which, with regard to to its value is determined by the quantity ratio of the two sub-flows respectively. at the position of the blind flaps 11.

Røkgassene med denne blandingstemperatur strømmer i retning av pilene 18a og 18b inn i luftforvarmeren 19 for å forvarme forbrenningsluften der som følge av ytterligere avgivelse av den følbare varme og for å strømme ut ved 20 som avgasser som har en på grunn av de ovenfor nevnte forhold bestemt minstetemperatur på 250°. The flue gases with this mixture temperature flow in the direction of the arrows 18a and 18b into the air preheater 19 to preheat the combustion air there as a result of further release of the sensible heat and to flow out at 20 as exhaust gases having a due to the above-mentioned conditions determined minimum temperature of 250°.

Innløpet for den fremdeles kalde forbrenningsluft er anty-det ved pilen 21, mens utløpet for den forvarmede forbrenningsluft er vist ved pilen 22. Denne luft kan passere luftforvarmeren 19 i motstrøm, likestrøm eller krysstrøm eller en kombinasjon av disse avhengig av forvarmerens konstruksjon, og forbrenningsluften ledes deretter gjennom ikke viste ledninger inn under fyringens rister ved 23a, 23b og 23c. The inlet for the still cold combustion air is indicated by arrow 21, while the outlet for the preheated combustion air is shown by arrow 22. This air can pass through the air preheater 19 in counter flow, direct flow or cross flow or a combination of these depending on the preheater's construction, and the combustion air is then led through cables not shown into under the firing grates at 23a, 23b and 23c.

Det trenger ingen forklaring at stigende blandingstemperatur av røkgassene ved innløpet til luftforvarmeren 19 bevirker stigning av forbrenningsluftens utløpstemperatur ved 22. It needs no explanation that the rising mixture temperature of the flue gases at the inlet to the air preheater 19 causes a rise in the combustion air outlet temperature at 22.

Oppfinnelsen tilveiebringer derfor et bekvemt og enkelt The invention therefore provides a convenient and simple

middel for ved hjelp av hensiktsmessig innstilling av sjalusiklaffene 11 å tilpasse den forvarmede forbrenningslufts temperatur etter forbrenningsforholdene i forbrenningsrommet 3 ved hjelp av hensiktsmessig økning eller reduksjon av temperaturpåvirkningen på luftforvarmeren 19. means for adapting the temperature of the preheated combustion air to the combustion conditions in the combustion chamber 3 by means of an appropriate setting of the shutter flaps 11 by means of an appropriate increase or decrease of the temperature effect on the air preheater 19.

Man kan arbeide enten med konstant temperatur av den forvarmede forbrenningsluft, idet sjalusiklaffenes 11 stilling styres ved luftens utløpstemperatur ved 22, hvilket kan gjøres for hånd eller automatisk ved hjelp av hensiktsmessige kjente ap-parater, eller temperaturen av forbrenningsluften kan styres eller innstilles som funksjon av forbrenningsrommets temperatur, og det kan også gåes frem slik at røkgassenes temperatur ved deres innløp i luftforvarmeren 19 (omtrent i nærheten av pilene 18b) holdes konstant. Dessuten er det mulig å påvirke sjalusiklaffenes 11 stilling ved hjelp av avgasstemperaturen ved 20, hvilket kan gjennomføres samtidig med og uavhengig av de ovenfor nevnte styremåter. One can work either with a constant temperature of the preheated combustion air, as the position of the shutter flaps 11 is controlled by the outlet temperature of the air at 22, which can be done by hand or automatically using appropriate known devices, or the temperature of the combustion air can be controlled or set as a function of the temperature of the combustion chamber, and it can also be done so that the temperature of the flue gases at their inlet in the air preheater 19 (roughly in the vicinity of the arrows 18b) is kept constant. Furthermore, it is possible to influence the position of the shutter flaps 11 by means of the exhaust gas temperature at 20, which can be carried out simultaneously with and independently of the above-mentioned control methods.

Valget av den gunstigste driftsmåte må treffes under hensyntagen til den lokale søppelsammensetning og dennes variasjon. The choice of the most favorable mode of operation must be made taking into account the local waste composition and its variation.

Claims

1. Single-pass water pipe boiler for steam or hot water production, in particular for incinerators for low-grade rubbish with a highly varying calorific value, and with connected air preheater, for horizontal flue gas flow, with several perpendicular water pipes across the flow direction of the flue gases one after the other arranged plume-like groupings, characterized in that each of the individual plume-like groupings (8a, 8b) has a flush hatch between the water pipes, whereby a horizontal continuous longitudinal gate (10) is delimited which is designed to be gas-tight using appropriate constructional means and forms a separate parallel run for a partial flow of the flue gases.

2. Reheating boiler according to claim 1, characterized in that at the outlet end of the longitudinal gate forming the parallel run, shutter flaps (11) operable from the outside are arranged, as a shut-off device and for quantity regulation of the partial flow of the flue gases flowing through the parallel run.

3. • Heating boiler according to claim 1 or 2, characterized in that the water pipes (8) in the two rows of water pipes (8a, 8b) which delimit the longitudinal street (10) are provided with arranged ribs or fins running in the direction of the longitudinal street (10) and are heat-insulating a lot.-