NO174482B - Rist og brennstoffkjele oppbygget med denne - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en rist for en brennstoffkjele bestående av trinnformet anordnede plater, av hvilke hver andre er bevegelig frem og tilbake og forsynt med en tilsvarende drivanordning, idet forbrenningsluft kommer igjennom mellomrom mellom platene.

Oppfinnelsen angår videre en kjele med en slik rist.

I forbrenningsovner som tilføres brennstoff kontinu-erlig eller intermitterende, tilstrebes det en mest mulig fullstendig forbrenning av brennstoffet for å holde askeansamlingen minst mulig. For dette er det nødvendig å la brennstoffet være relativt lenge på risten for å stille den nødvendige brenntid for den fullstendige forbrenning til disposisjon. For derved å tilveiebringe jevne forbrenningsbetingelser er det nødvendig å transportere brennstoffet på risten fra en ende til den andre, slik at ferskt brennstoff kan etterbefordres, slik at det inn-stiller seg en noenlunde jevn tilstand. Ved transport av brennstoffet fra en ende av risten til en annen er det å tilstrebe at ikke noe brennstoffandel kan falle gjennom risten før den askesidige ende av risten er nådd, da gjennomfallende brennstoff muligvis ikke har forbrent fullstendig.

I en brosjyre fra firma Vyncke er det kjent en rist av den innledningsvis nevnte type. Den består av trinnformet anordnede faststående plater hvor det mellom hver er anordnet en plate som er bevegelig frem og tilbake. De bevegelige plater er utformet hule og vanngjennomstrømmende, slik at det skal oppnås en skånelse av platematerialet. Gjennom mellomrom mellom de bevegelige og fastående plater strømmer primærluft for forbrenningen, mens det gjennom åpninger på siden av kjele-veggen kan komme inn:sekundærluft i høyde med brennstoffsengen. Ved hjelp av bevegelsen av ristens bevegelige plater vandrer brennstoffet nedover på ristens trinn inntil det på den nedre ende av risten faller inn i en askebeholder. Forbrenningen i fyrrommet understøttes av en flamme som er rettet fra en sidevegg av kjelen mot risten og som mates av et andre brennstoff, f.eks. gass. For å oppnå en lufttilførsel som er tilpasset brennstoffkvaliteten som endrer seg ved bevegelsen over risten, er det under risten anordnet forskjellige kamre som forbren-ningsluf t i forskjellige mengder kan blåses inn i, som så kommer ut gjennom de tilhørende mellomrom i risten. Et vann-kjølt varmeskjold som er anordnet på skrå over risten sørger for en forholdsvis hurtig avkjøling av forbrenningsgassene ovenfor risten. Anordningen av de bevegelige plater og faste plater på risten skjer slik at det mellom to stasjonære plater bare dannes en spalt, fordi en stasjonær plate og en fast plate hver ligger direkte an mot hverandre.

Den kjente rist har flere ulemper. Anvendelsen av primær- og sekundærluft tillater ingen fullstendig kontrollert forbrenning. Det samme gjelder for vannkjølingen av den bevegelige ristplaten som ikke tillater en fullstendig forbrenning av et brennstoff som er vanskeligere å forbrenne, f.eks. søppel.

De bevegelige platene som er lagret på de faste platene utsettes for en betydelig slitasje, da faste partikler i brennstoffet ved den relative bevegelse av de to oppå hverandre liggende plater skader deres overflate. En ytterligere ulempe ved den kjente kjele består i at brennstoffet faller på risten via en skråning. Det overlates derfor fullstendig til tilfeldighetene hvor langt brennstoffet romler ned på risten til det kommer til tilstand. Det vil være klart at dette resulterer i helt forskjellige oppholdstider for brennstoffdelene på risten.

Den kjente kjele tillater derfor ingen fullstendig og ingen tilstrekkelig kontrollert forbrenning av brennstoffet. Utover det muliggjør den kjente kjele ikke at innholdet av skadelige stoffer i forbrenningsgassene kan vesentlig reduseres.

Problemstillingen som ligger til grunn for oppfinnelsen består i å fremstille en rist hhv. en kjele som muliggjør en kontrollert og fullstendig forbrenning av eventuelt også proble-matisk brennstoff, f.eks. søppel.

Ut fra denne problemstilling er en rist av den innledningsvis nevnte type karakterisert ved at de faste plater er festet til en felles første holder, og de bevegelige platene er festet til en felles andre holder og at befestigelsen for hver plate i sin holder er stillbar i høyden.

Høydeinnstillbarheten av de enkelte plater av risten tillater innstilling av forskjellige mellomrom for gjennomløp av forbrenningsluften, slik at mellomrommene på den ene side kan tilpasses forskjellige brennstoffer, og på den annen side er forskjellig innstillbare over ristens lengde for å tilveiebringe en ønsket strømningsprofil for forbrenningsluften gjennom risten. Ifølge oppfinnelsen kan det på denne måten innstilles en understøkiometrisk lavtemperturforkoksing på ristbegynnelsen, mens det til ristenden kan finne sted en over-støkiometrisk fullstendig forbrenning. Til det kan mellomrommene mellom platene frem til ristenden gjøres større.

Risten ifølge oppfinnelsen er på en særlig foretrukket måte utformet slik at forbrenningen kun skjer med primærluften som kommer igjennom platemellomrommene, og ingen sekundærluft kommer inn. Ved lagringen av de faste plater på den ene side og de bevegelige plater på den annen side på felles holdere,

er det realisert en lagring av nærliggende faste og bevegelige plater uavhengig av hverandre. På den måten bortfaller den nødvendighet å la plater av den ene type ligge på plater av den annen type, som fører til betydelig mekaniske belastninger. Ifølge oppfinnelsen er det luftspalt mellom en fast plate og to nærliggende bevegelige plater hhv. en bevegelig plate og to nærliggende faste plater. På grunn av den felles holder for de bevegelige plater er deres drivanordning for frem og til-bakebevegelsen lettere realiserbar, idet hele holderen beveges frem og tilbake.

De bevegelige plater er fortrinnsvis anordnet slik at de også i sine ekstremstillinger ved bevegelsen frem og tilbake overlapper med begge nærliggende faste plater. På den måten hindres at brennstoff faller gjennom risten.

I en konstruktivt enkel og foretrukket utførelsesform ligger platene på vertikalt stående plateformede støtter som er anbragt høydeinnstillbare på de felles holdere.

Den felles andre holder for de bevegelige plater er fortrinnsvis utformet som en renne med et omtrent U-formet tverrsnitt, hvor det på dens sidevegger er festet vertikalt stående støtter for de bevegelige platene. Forbindelsen mellom de bevegelige plater og de vertikalt stående støtter kan skje ved en skrueforbindelse.

Derimot har de vertikalt stående plateformede støtter, som er forbundet med den felles første holder, en avsatsopp-delt overkant, som danner en fordypning som opptar den til-hørende plate. Fordypningen kan samtidig være åpen mot foran-gående støtter i helningsretning, slik at fastsettelsen av de faste plater kan skje ved hjelp av to mot hverandre liggende

plateformede støtter.

De vertikale støtter er fortrinnsvis anordnet til-sluttende tett mot hverandre og lufttilførselen skjer innenfor de vertikale støtter. På denne måten kan en tilførsel av sekundærluft fra siden tilfredsstillende unngås.

Kjelen ifølge oppfinnelsen som er forsynt med en ovenfor beskrevet rist arbeider med forbrenningsluft som kun kommer igjennom mellomrommene mellom platene. Forbrenningsluften beveges fortrinnsvis gjennom mellomrommene ved hjelp av en sugekilde anordnet nedstrøms fra fyrrommet. Fyrrommet står således under et undertrykk som fører til en avsuging av for-brenningsluf t gjennom mellomrommene mellom ristplatene. Ved hjelp av undertrykket lar det seg innstille meget definerte forbrenningsforhold. Særlig foretrukket er overholdelse av en lav brennstoffseng-temperatur som sørger for at eventuelle syredannere som er bundet av tilførselen av basiske additiver forblir i asken og ikke oppløses av for høye brennseng-temperaturer i den gassformige tilstand og belaster forbfenningsgass-ene som skadestoffer.

Kjelen ifølge oppfinnelsen kan fortrinnsvis være utformet ved et etterbrennkammer, i hvilket det på grunn av strålingsvarme og en god isolering oppstår meget høye temperaturer som oppløser eventuelle ikke bunnede skadestoffer termisk i ufarlige gasser.

Kjelen ifølge oppfinnelsen arbeider uten en tilleggs-flamme, da brennstoffmengden på grunn av den doserte brenn-stof f tilførsel og på grunn av den doserte transport på risten hele tiden lar seg regulere pålitelig, slik at det også ved brennstoffer som er sterkt varierende i sine egenskaper kan oppnås definerte temperaturer og forbrenningstilstander.

En definert tilførsel av brennstoffet til ristbegynnelsen oppnås ved at det er anordnet et tilførselsgulv i ristbegynnelsens høyde som tjener til tilførselsinnretning for brennstoffet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser en skjematisk fremstilling av en forbrenningsovn, særlig for søppel, fig. 2 viser en enkelt fremstilling av en rist i forbrenningsovnen på fig. 1, fig. 3 viser en holder med U-formet tverrsnitt for de bevegelige plater, fig. 4 viser en profilskinne forsynt met boringer for (ensidig) feste av de faste plater, fig. 5 viser en rist med stor bredde, oppbygget av tre enkeltrister som på fig. 2 ved siden av hverandre.

Forbrennignsovnen som er skjematisk vist på fig. 1 tilføres brennstoff via en klaff 1 anordnet i taket. Brennstoffet er fortrinnsvis blandet homogent med et basisk additiv for å binde syredannere til ufarlige salter ved en nøytrali-seringsreaksjon. Brennstoffet faller ned på et skyvegulv 2 som er forsynt med sagetannformede kiler 3, av hvilke i det minste noen er bevegelige frem og tilbake ved hjelp av en drivanordning 4. Da brennstoffet kan bevege seg over den sagetannformede kilesv.3 plane skråning, men skyves fremover av den steile skråning, vandrer brennstoffet til den fremre kant 4 av skyvegulvet og trykker en svingende opphengt klaff 5 til siden og faller ned på et gulv 6 på hvilket en skyvestøter 7 beveges frem og tilbake av en drivanordning 8. Gjennom forbrennings-ovnens tak kan det tilføres et basisk additiv i flytende form til brennstoffet som ligger på gulvet 6, som antydet med de to piler på fig. 1. Denne tilførsel er overflødig dersom brennstoffet på forhånd er forsynt met basisk additiv.

På gulvet 6 slutter begynnelsen av en rist seg til i samme høyde, som består av trinnformet anordnede faste plater 10 og derimellom anordnede bevegelige plater 11. De bevegelige platene 11 er vist på fig. 1 i sin innkjørte stilling, i hvilken de overlapper noe den faste plate 10 anordnet derunder. Ved hjelp av en bevegelse frem og tilbake som skjer ved hjelp av den samme drivanordning 8 som for skyvestøteren 7, blir brennstoffet beveget på risten 9 på skrå nedover inntil det faller fullstendig forbrent i en askebeholder 12, fra hvilken asken borttransporteres f.eks. ved hjelp av en transportsnekke 13. Brennrommet som er anordnet ovenfor risten 9 er begrenset mot gulvet 6 og frem mot skyvegulvet 2 av en vegg 15 som holdes i en holder 16 anordnet noe ovenfor ristbegynnelsen. Forbrenningsgassene kommer til kjelens utgang 18 via en gjennom-gang 17 anordnet under taket. Dersom kjeleveggene isolerer godt og har en høy varmekapasitet og eventuelt kan avgi varme-stråling, kan rommet over risten 9 varmes opp til meget høye temperaturer, og på den måten la skadestoffer som forefinnes i forbrenningsgassene spaltes til uskadelige komponenter. Ved ut-gangen 18 av kjelen kan det tilsluttes varmevekslere, filtere o. 1.

Oppbyggingen av risten skal beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av fig. 2. De bevegelige plater 11 strekker seg - på samme måte som de faste platene 10 - over hele ristens bredde. Innenfor denne bredde er det anordnet to U-formede profilstykker 19 som fungerer som første felles holder 20, nemlig for de faststående plater 10. Et profilstykke 19 er vist som enkeltdel på fig. 4. Det har åtte hullpar 21 hvor det i hver er påskrudd en plateformet støtte 22." De plateformede støtter 22 har to avlange hull 23, 24, av hvilke det er dannet en T-form og på den måten gir en justeringsmulighet i vertikal og i horisontal retning. Ved hjelp av skrueforbindelsen av de plateformede støtter 22 i deres avlange hull 23, 24 er støtten 22 høydeinnstillbare på den første felles holder 20. Støtten 22 har på sin øvre kant en avsatsoppdeling 25, ved hjelp av hvilken det er dannet en fordypning 26 som er åpen mot foran-gående støtte 22 i transportretning. I fordypningen 26 er den tilhørende faste plate 10 innlagt, som på den måten hviler på to vertikale plateformede støtter 22 anordnet nær de overfor-liggende kjelevegger. På fig. 2 slutter åtte vertikale plateformede støtter 22 tett mot hverandre og danner fuger 27.

Inne i den første felles holder 20 er det anordnet en renne 28 med U-formet tverrsnitt som danner den andre felles holder, nemlig for den bevegelige platen 11. Renne 28 er på fig. 3 vist som enkeltdel og består av en rektangulær bunn 30 og to sidevegger 31 hvor høyden avtar i transportretning tilsvarende ristens 9 helning. Sideveggene 31 er forsynt med parvise boringer 32 som flukter med hverandre. Ved hjelp av de parvise boringer 32 er det festet en vertikal plateformet støtte 33 på den aktuelle sidevegg 31 av rennen 28. Også her skjer befestigelsen via to avlange hull 34, 35, slik at de vertikale støtter 33 er høydeinnstillbare. På sine øvre kanter 36 støtter det seg en bevegelig plate 11 som er påskrudd på støtten 33 ved hjelp av en befestigelsesvinkel. Den bevegelige platen 11 holdes på den måten også støttet av to vertikale plateformede støtter 33, idet avstanden mellom støtte-punktene er noe mindre enn avstanden mellom støttepunktene for de faste plater 10 på grunn av de tilhørende vertikale støtter 22. Også de vertikale støtter 33 slutter seg tett mot hverandre og danner fuger 37.

Lufttilførselen skjer inne i den U-formede renne 28, nemlig ved hjep av et undertrykk tilveiebragt ovenfor risten 9, og suges igjennom ved hjelp av luften mellom platene 10, 11. På grunn av luftføringen som bevirkes ved hjelp av et undertrykk dannes en meget jevn luftstrømning som eventuelt ved hjelp av forskjellige avstander mellom platene 10, 11 ved ristenden ovenfor ristbegynnelsen kan styres slik at det ved ristbegynnelsen bevirkes en understøkiometrisk lav temperatur-forkoksing, mens det dannes en overstøkiometrisk forbrenning ved ristenden, men som ikke fører til en utillatelig økning av brennstoffseng-temperaturen, fordi brennstoffet ved ristenden allerede er mest mulig dannet til aske, slik at en temperatur-økning til tross for den i overmengde eksisterende forbrenningsluft ikke kan dannes. Det overflødige oksygen kan begunstige hhv. muliggjøre den termiske nedbrytning av skadestoffer i etterreaksjonskamre.

Da understøttelsen av platene 10, 11 - som vist - bare skjer ved to linjer i nærheten av platenes ende ved hjelp av kantene av de vertikale støtter 2 hhv. 33, kan det bare anvendes plater med en viss maksimal lengde, da det ellers risikeres en nedbøying av platene 10, 11, og dermed udefinerte forbrenningslufttilførseler. Dersom det på grunn av den tilstrebede ydelse av forbrenningsovnen anvendes en rist med større bredde, kan denne - som vist skjematisk på fig. 5 - sammensettes av flere enkeltrister 9. Enkeltristens 9 plater 10, 11 i det viste utførelseseksempel 3 kan samtidig suppleres uten merkbare mellomrom til den tilstrebede totalbredde for risten, slik at også større ristbredder er realiserbare, uten at det vil eksistere en.fare for nedbøying av platene 10, 11.

Claims (13)

1. Rist for en brennstoffkjele bestående av trinnformet anordnede plater (10, 11), av hvilke"hver andre (11) er bevegelig frem og tilbake og forsynt med en tilsvarende drivanordning, idet forbrenningsluft kommer igjennom mellomrom mellom platene (10, 11), KARAKTERISERT VED at de faste plater (10) er festet til en felles første holder (20) , og de bevegelige platene (11) er festet til en felles andre holder (29), og at befestigelsen for hver plate (10, 11) i sin holder (20, 29) er stillbar i høyden.
2. 2. Rist ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de bevegelige platene (11) også i sine ekstremstillinger ved bevegelsen frem og tilbake er anordnet overlappende med begge nærliggende faste plater (10).
3. 3. Rist ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at platene (10, 11) ligger på vertikalt stående plateformede støtter (22, 23) som er anbragt stillbare i høyden på de felles holdere (20, 29).
4. 4. Rist ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at den felles andre holder (29) for de bevegelige plater (11) er utformet som en renne (28) med omtrent U-formet tverrsnitt, og de vertikalt stående støtter (33) for de bevegelige plater (11) er festet til dens sidevegger (31).
5. 5. Rist ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at de bevegelige plater (11) er forbundet med de tilhørende vertikalt stående støtter (33) ved sammenskruing.
6. 6. Rist ifølge ett av kravene 3-5, KARAKTERISERT VED at de vertikalt stående plateformede støtter (22) som er forbundet med den felles første holde (20) har en overkant opp-delt i avsatser, og fordypningen (26) som er dannet av av-satsoppdelingen (25) opptar den tilhørende faste plate (10).
7. 7. Rist ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at fordypningen (26) er åpen mot forutgående støtter (22) i helningsretningen.
8. 8. Rist ifølge ett av kravene 3-7, KARAKTERISERT VED at de vertikale støtter (22, 23) slutter seg tett mot hverandre, og lufttilførselen skjer innenfor de vertikale støtter (22, 33).
9. 9. Kjele med en rist ifølge ett av kravene 1-8, KARAKTERISERT VED at forbrenningsluften kommer igjennom mellomrommene mellom platene (10, 11).
10. 10. Kjele ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at forbrennings-luf ten beveger seg gjennom mellomrommene ved hjelp av en sugekilde anordnet medstrøms fra fyrrommet.
11. 11. Kjele ifølge krav 9 eller 10, KARAKTERISERT VED at mellomrommene mellom platene (10, 11) er innstilt med forskjellige høyder for innstilling av en forutbestemt strømningspro-fil gjennom risten (9).
12. 12. Kjele ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at mellom-rommenes høyde tiltar frem mot ristenden.
13. 13. Kjele ifølge ett av kravene 9-12, KARAKTERISERT VED et tilførselsgulv (6) som er anordnet i ristbegynnelsens høyde, som tilførselsinnretning for brennstoffet til risten (9) .