NO150613B - Vaeskekjoelt turbinskovl med forbedret varmeoverfoeringsevne - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til forbrenning av søppel og andre mindreverdige brennstoffer i dampkjeleanlegg, samt innretning for denne forbrenning.

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved forbrenning av søppel og

andre mindreverdige brennstoffer med varierende varmeverdi i dampkjeleanlegg,

hvor der innenfor anlegget samtidig med

den direkte forbrenning av søppelet gjen-nomføres en ytterligere og som støttefyring

tjenende forbrenningsprosess med et høy-verdig brennstoff på et fra det for søppel-forbrenningen anvendte første sted i rommessig henseende atskilt og strålingsmes-sig avskjermet annet sted og hvor de varme gasser fra forbrermingsprosessen. på

det annet sted og forbrenningsgassene fra

forbrenningsprosessen på det første sted

blandes jevnt og kontinuerlig med hver-andre på et tredje sted innenfor anlegget

som befinner seg i avstand fra det første

og det annet sted.

Det er kjent at der ved dampkjelefyrin-ger for søppel eller andre mindreverdige

brennstoffer oppstår vanskeligheter fordi

disse brennstoffer har en varierende beskaffenhet og derfor forskjellige forbren-ningsegenskaper. Da den tilførte brenn-stoffmengde erfaringsmessig ikke kan tilpasses den varierende beskaffenhet, betyr

dette at dampkj eleanlegget aldri kan drives kontinuerlig med normal belastning;

særlig ved større anlegg, som er beregnet

for stor damp-parameter, gir dette en dår-lig utnyttelse av den for normal ytelse be-regnede kapasitet og således også av den

investerte kapital.

Man kan nu på kjent måte for utjev-ning av disse svingninger i forbrennings-egenskapene foreslå såkalte understøttel-sesfyringer, som er anbragt på bestemte steder i søppelforbrenningsrommet. Disse understøttelsesfyringene mates med høy-verdige brennstoffer, såsom fyringsolje, gass eller kullstøv. Imidlertid har disse understøttelsesfyringer den ulempe at de har en vesentlig høyere forbrenningstem-peratur enn søppelforbrenningen. Derved oppstår ujevnheter i den romslige varmefordeling fra fyringen og varmeoverførin-gen til kjelens heteflater foregår ujevnt. Det har allerede vært forsøkt å eliminere denne ulempe ved å forandre anordningen av understøttelsesfyringer, henholdsvis ved regulering av disse utenfra. Det er allikevel ikke lykkes å oppnå en homogen varmefordeling og derav følgende varmeoverfø-ring i hele forbrenningsrommet.

Formålet med oppfinnelsen er således å eliminere den ovenfor beskrevne ulempe. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at forbrenningsprosessen på det annet sted reguleres ved hjelp av måleorganer anordnet på det tredje sted etter sammenblandingen av de to varme gasstrømmer og i røkgassavtrekket og ved hjelp av tilhørende styreorganer i avhengighet av karakteristiske verdier for søp-pelforbrenningen, f. eks. temperatur, oxygen- og fuktighetsinnhold i forbrenningsgassene, på en slik måte at der oppnås en total gasstrøm med på forhånd fastlagte termiske egenskaper og slik at kjelen blir jevnt belastet.

Videre angår oppfinnelsen en innretning til utførelse av fremgangsmåten. Denne utmerker seg ved at der i fyrrommets vegger etter søppelforbrenningsristen i strømningsretningen er anordnet minst en brennmuffe og at der er anordnet en re-guleringsinnretning for påvirkning av forbrenningsprosessen i muffen. I denne skal nu det høyverdige hjelpebrennstoff forbrennes, hvorved konstruksjonen av brenn - muffen er slik utført at der foreligger en praktisk talt total avskjermning av var-mestrålingen i retning av søppelforbren-ningens fyrrom og der således i brennmuffen ved forbrenningen av hjelpebrennstof-fet bare fremstilles varme gasser. Ved at disse varme gasser blander seg med forbrenningsgassene fra søppelforbrenningen i fyrrommet fremkommer muligheten for oppnåelse av en homogen varmefordeling med på forhånd bestemte parametere i fyrrommet — hvilket er formålet med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Den ifølge fremgangsmåtens forskrifter forlangte strenge adskillelse mellom søppelforbren-ningen i fyrrommet og fremstillingen av de varme gasser i en eller flere brennmuffer er uunngåelig til dette formål. Der må også sørges for en mulighet for ved hjelp av egnede innretninger å styre mengden, arten og egenskapene av de varme gasser.

Styringen av forbrenningsprosessen i brennmuffen har til oppgave å oppnå på en jevn måte slike betingelser i fyrrommet som er lagt til grunn for dimensjoneringen av kjeleanlegget.

Den jevne varmefordeling i fyrrommet må også foreligge i det tilfelle at i løpet av søppelforbrenningsanleggets drift forholdet mellom søppel og tilsetningsbrennstoff som benyttes i brennmuffene til opphetning av de varme, gasser, varierer. På grunn av kombinasjonen av den adskilte anordning mellom søppelforbrenning og varmgass-fremstilling så vel som strålingsavskj ermingen av den siste og den kontinuerlige sam-menblanding av forbrenningsgasser og varme gasser på et tredje sted, samt ved regulering av fremstillingen av de varme gasser, kan altså varmeledningsforholdene i dampkjelen på en ideal måte holdes kon-stant under hele drifttiden på fast inn-stilte og på forhånd bestemte driftsverdier som svarer til mest rasjonell drift, hvilket betyr en vesentlig fordel så vel for dimensjoneringen av dampkjeleanlegget som også for driften av dette.

Ut over dette kan det også i ekstreme

tilfelle, nemlig ved fullstendig svikt av søppel bys den mulighet at dampkjeleanlegget bare drives med tilleggsbrenn-stoff, hvorved kontinuiteten av dampfrem-stillingen er sikret for livsviktige bedrifter, såsom kraftlevering.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere i form av et eksempel og under henvisning til tegningen hvor fig. 1 viser et snitt gjennom et dampkjeleanlegg med et søppelforbrenningsanlegg og fig. 2 et snitt gjennom søppelforbrenningsrom-met sett i retning av pilene II—II på fig. 1.

Fig. 1 viser dampkjeleanlegget med søppelforbrenningsanlegget, Av dampkjeleanlegget er bare heteflåtene 1 og 2 på kjelen vist. Heteflaten 1 fungerer som strå-lingsheteflate innenfor rommet 16 som befinner seg i en avstand fra søppelfyrrom-met 5 og åpningene 10 i strømningsretnin-gen. Heteflaten 2 er anordnet i røkgasse-nes nedadgående strømningsretning. Ved 3 skjer røkgassavtrekket til den ikke viste skorsten. Ved 4 fjernes asken kontinuerlig eller periodisk. I søppelfyrrommet 5 er anbragt en fortørkerist 6 og en søppelfor-brenningsrist 7. Mellom de to rister befinner seg en fallmur 11. Ved 8 fjernes slaggen henholdsvis de ikke brennbare deler av søppelen på kjent måte. Et ikke vist aggregat 9 leverer tørke- henholdsvis forbren-ningsluft somi er nødvendig for ristene 6 og 7. Over risten 7 befinner seg i sideveg-gen en åpning 10, som danner forbindelsen mellom brennmuren 14 henholdsvis 15 og forbrenningsrommet 5. I påfyllingssj akten 12 tømmes den søppel som er bestemt for

forbrenning. Dampkjeleanlegget med søp-pelforbrenningsanlegget er innført i mur-verket 13 slik som vist på fig. 1.

Fig. 2 viser et snitt i retningen av pilene II—II på fig. 1. De to brennmuffer 14 og 15 er anbragt til siden for søppelfyr-rommet 5. Under de to brennmuffer 14, 15

sees forbrenningsristen 7. Over brennmuffene i rommet 16 er vist strålingsheteflaten

1 og dennes motstykke 17 i sideoppriss. Heteflaten 2 er likeledes synlig. I brennmuffene 14 og 15 er anbragt egnede brennere

141, 151, lufttilførselsinnretninger 142, 152 og vanninnsprøytningsdyser 143, 153. Brennere 141, 151 kan etter ønske være innret-tet for olje-, kullstøv- eller gassfyring. Av fig. 2 fremgår dessuten at brennmuffene på hensiktsmessig måte har en bestemt lengde for å sikre utbrenning av flammen inne i muffen og videre at de i retning av ovnen 10 blir smalere. Denne konstruktive utformning av brennmuffene gir strålingsavskj ermingen overfor søppel-fyrrommet 5.

Den beskrevne oppfinnelse funksjone-rer som følger: Gjennom påfyllingssjakten 12 på fig. 1 kommer søppelen ned på fortørkeristen 6 og blir fortørket ved hjelp av varm luft som leveres av et tilsvarende ikke vist aggregat 9. Som fortørkeluft kan også an-vendes gjenvundne varme røkgasser ved hjelp av aggregatet 9. Den fortørkede søp-pel glir over fallmuren 11 ned på den egent-lige forbrenningsrist 7. Forbrenningsluften tilføres fra undersiden av risten 7 fra det ikke viste aggregat 9, hvorved der på kjent måte foreligger den mulighet også å inn-føre sekundærluft på et egnet sted i søp-pelfyrrommet 5. Dette er ikke spesielt vist på tegningen. Forløpet for forbrenningsgassene som oppstår ved forbrenningsprosessen på det første sted 7, er antydet ved den nederste pil på fig. 2. De varme gasser fra forbrenningsprosessen på det annet sted 14, 15 trer gjennom de fra det første sted i romlig henseende adskilte og strå-lingsmessig avskjermede åpninger 10 inn i søppelfyrrommet 5 — antydet ved de øverste piler — og blander seg på det tredje sted 16, som befinner seg i en avstand fra det første og det annet sted, med forbrenningsgassene på en kontinuerlig og jevn måte. Strålingsavskj ermningen medfører en ytterligere fordel. Den søppel som forbren-ner på risten 7 berøres ikke av de varme gasser som: strømmer ut gjennom åpningene 10. Dermed hindres en skadelig påvirkning på overflaten av den søppel som skal forbrennes (f. eks. skorpedannelse). I ekstreme tilfelle hvor der ikke foreligger noen søppel, kan de varme gasser heller ikke nå frem til risten 7 som da ligger uten søppel og sette denne under for høye tem-peraturer. Derved er risten 7 sikret en lang levetid.

I brennmuffene 14, 15 foretas dessuten en regulering av de varme gassers fremstil-ling. Dette skjer ved styring av brennstoff-tilførsel ved brennerne 141, 151, av lufttil-førselen ved innretningene 142, 152, av vanntilførselen ved vanninnsprøytningsdy-sene 143, 153. Styringen foretas i avhengighet av de karakteristiske verdier for søp-pelforbrenningen, såsom temperatur, oxygen- og fuktighetsinnhold. Ved hjelp av denne regulering og ved hjelp av blandin-gen av gassene overholdes en på forhånd gitt og jevn varmebelastning av heteflaten* 1 og 2 på dampkjelen.

I det følgende skal kort forklares påj hvilken måte denne regulering foretas. Styreinnretningene og måleinnretningene til dette formål er i og for seg kjente og vil derfor ikke bli spesielt nevnt. Målefø-leren er ikke vist på fig. 1 og 2.

Som styrestørrelser for brennstoff-mengden ved 141 og 151 virker den temperatur som måles i øverste del av den opp-adgående trekk, hvilket for korthet skyld skal betegnes som ovenfor heteflaten 1, og i røkgassavtrekket 3 så vel som kjele-trykket. Ved stigende temperatur med på forhånd fastlagte optimale og maksimale verdier strupes brennstofftilførselen. Ved økende temperaturdifferanse tilsvarende et større damputtak blir brennstofftilførselen øket, likeledes ved variabelt kjele trykk med på forhånd fastlagt maksimal verdi.

Som styrestørrelse for lufttilførselen ved 142 og 152 virker oxygeninnholdet målt over forbrenningsristen for søppel 7, over heteflaten 1 og i brennmuffene 14 og 15. Ved stigende henholdsvis fallende luft-overskuddstall på heteflaten 1 blir luft-tilførselen ved 142, 152 redusert henholdsvis øket. Forbrenningen i brennmuffene 14, 15 tilpasses forbrenningen på søppelfor-brenningsristen 7 ved at differansen i oxygeninnholdet mellom målestedene på heteflaten 1 og over risten 7 så vel som i brennmuffene 14, 15 og over risten 7 fremstilles. Lufttilførselen ved 142, 152 blir ved positiv eller negativ verdi for differansedannelsen strupet eller forhøyet. På vanninnsprøyt-ningen ved 143, 153 virker det fuktighetsinnhold som måles over risten 7 og over heteflaten 1. Ved stigende fuktighetsinnhold på heteflaten 1 blir vanninnsprøyt-ningen strupt. Ved positiv verdi for differansen i fuktighetsinnholdet i heteflaten 1 og risten 7 blir vanninnsprøytningen for-sterket. Dette reguleringsskjema fremstil-ler bare et mulig eksempel. Der kan også benyttes andre kjente reguleringskjemaer.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved forbrenning av søppel og andre mindreverdige brennstoffer med varierende varmeverdi i dampkjeleanlegg, hvor der innenfor anlegget samtidig med den direkte forbrenning av søppelet gjennomføres en ytterligere og som støtte-fyring tjenende forbrenningsprosess med et høyverdig brennstoff på et fra det for søp-pelforbrenningen anvendte første sted i rommessig henseende atskilt og strålings-messig avskjermet annet sted og hvor de varme gasser fra forbrenningsprosessen på det annet sted og forbrenningsgassene fra forbrenningsprosessen på det første sted blandes jevnt og kontinuerlig med hver-andre på et tredje sted innenfor anlegget som befinner seg i avstand fra det første

og det annet sted, karakterisert ved at forbrenningsprosessen. på det annet sted (14, 15) reguleres ved hjelp av måleorganer anordnet på det tredje sted (16) etter sammenblandingen av de to varme gasstrøm-mer og i røkgassavtrekket (3) og ved hjelp av tilhørende styreorganer i avhengighet av karakteristiske verdier for søppelfor-brenningen, f. eks. temperatur, oxygen- og fuktighetsinnhold i forbrenningsgassene, på en slik måte at der oppnås en total gass-strøm med på forhånd fastlagte termiske egenskaper og slik at kjelen blir jevnt belastet.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at ved hjelp av reguleringen av forbrenningsprosessen på det annet sted blir også styringen av kjelen og fyringen tilpasset den kjeleytelsé som er avhengig av damputtaket til hver tid.

3. Dampkjeleanlegg for utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 1, med en søppelforbrenningsrist, et fyrrom for søp-pelforbrenningen og minst én brennmuffe for forbrenning av det høyverdige brennstoff anordnet i dette fyrroms vegger, hvilken brennmuffe er anordnet etter søppel-forbrenningsrommet med hensyn til strøm-ningsretningen av de i søppelforbrennings-rommet frembragte forbrenningsgasser, karakterisert ved at der for påvirkning av forbrenningsprosessen i brennmuffen (14, 15) er anordnet en reguleringsan-ordning som er tilordnet måleorganer som betjener styreanordninger og er anordnet i kjeleanlegget umiddelbart etter sammenfø-ringen (16) av de to varme gasstrømmer og i røkgassavtrekket (3), hvorved kjelens heteflater (1, 2) er anordnet etter sammen-føringsstedet for de to varme gasstrømmer i gasstrømningsretningen.