PL179355B1

PL179355B1 - Heating chamber equipped with heating pipes laid inside

Info

Publication number: PL179355B1
Application number: PL94312848A
Authority: PL
Inventors: Karl May; Hartmut Herm; Karlheinz Unverzagt
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 2000-08-31
Also published as: CA2169064A1; CN1066184C; CN1131433A; RU2102431C1; PL312848A1; KR100304302B1; EP0713517A1; EP0713517B1; JPH08508064A; PT713517E; ATE187480T1; HUT74782A; US5992019A; ES2141241T3; HU218541B; UA27999C2; JP2789558B2; CZ31296A3; DK0713517T3; DE59408990D1

Abstract

1 . Komora grzejna z lezacymi wewnatrz rurami grzejnymi, która stanowi obrotowa wokól wzdluznej osi komora do wytlewa- nia odpadów, z pewna iloscia lezacych w jej komorze wewnetrznej rur grzejnych, z których kazda jest zamocowana jednym koncem na zimnej, lewej plycie koncowej, a drugim koncem na goracej, prawej plycie koncowej, przy czym jeden koniec rury grzejnej przechodzi przez otwór w lewej lub prawej plycie koncowej, znamienna tym, ze kazda rura grzejna (12) jest pola- czona z zewnetrzna powierzchnia lewej plyty koncowej (28) i prawej plyty konco- wej (30) za pomoca odpowiednio, lewego kolnierza (34) i prawego kolnierza (54), i zawiera zlaczke redukcyjna (32), a odle- glosc (D) tej rury grzejnej (12) od sasied- niej rury grzejnej (12) jest na lewej plycie koncowej (28) wieksza niz odleglosc mie- dzy nimi w komorze wewnetrznej (13). P L 179355 B 1 FIG 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest komora grzejna z leżącymi wewnątrz rurami grzejnymi, którą stanowi obrotowa wokół wzdłużnej osi komora do wytlewania odpadów, z pewną ilością leżących w jej komorze wewnętrznej rur grzejnych, z których każda jest zamocowana jednym końcem na zimnej, lewej płycie końcowej, a drugim końcem na gorącej, prawej płycie końcowej, przy czym jeden koniec rury grzejnej przechodzi przez otwór w lewej lub prawej płycie końcowej.

Komory grzejne stosowane są do termicznego usuwania odpadów, zwłaszcza metodą wytlewania.

W dziedzinie usuwania odpadów rozpowszechniło się tak zwane wytlewanie. Sposób i pracujące według niego urządzenie do termicznego usuwania odpadów opisano przykładowo w europejskim opisie patentowym EP-A-O 302 310 oraz niemieckim opisie

179 355

DE-A 38 30 153. Głównymi elementami urządzenia do termicznego usuwania odpadów metodą wytlewania jest komora wytlewna (reaktor pirolityczny) i wysokotemperaturowa komora spalania. Komora wytlewna przetwarza odpady w gaz wytlewny i pozostałość po pirolizie. Gaz wytlewny i pozostałość po pirolizie są następnie po odpowiedniej przeróbce doprowadzane do palnika wysokotemperaturowej komory spalania. Tutaj powstaje płynny żużel, który jest odprowadzany przez spust, a po oziębieniu przybiera postać zeszkloną. Tworzące się spaliny są przez przewód spalinowy doprowadzane do komina wylotowego. W przewodzie spalinowym zamontowana jest, zwłaszcza pracująca na zasadzie ciepła odpadowego, wytwornica pary jako urządzenie chłodzące, urządzenie filtracyjne do usuwania pyłów i urządzenie do oczyszczania spalin.

Jako komora wytlewna (reaktor pirolityczny) stosowany jest z reguły obracający się, dość długi bęben wytlewny, który wewnątrz zawiera pewną ilość równoległych rur grzejnych, na których odpady podlegają nagrzewaniu w zasadzie bez dostępu powietrza. Bęben wytlewny obraca się przy tym wokół osi wzdłużnej. Wzdłużna oś bębna wytlewnego jest zwykle nieco nachylona do poziomu, wskutek czego produkt wytlewania gromadzi się na wylocie bębna wytlewnego, skąd można go łatwo usunąć. Podczas obrotu spiętrzone odpady spadają na leżące poniżej rury grzejne. Ponieważ odpady mogą zawierać ciężkie składniki, na przykład kamienie, butelki, ceramikę, elementy metalowe, istnieje niebezpieczeństwo uszkodzenia rur grzejnych. Poza tym obciążeniem mechanicznym rury grzejne są narażone na silnie obciążenia cieplne. Długość komory wytlewnej może wynosić od 15 do 30 m, w związku z czym stanowi ona znaczącą inwestycję kapitałową.

Urządzenie do usuwania odpadów wyposażone w komorę grzejną do wytlewania odpadów, obrotową wokół swojej osi znane jest także z opisu zgłoszenia europejskiego EP 0 149 798 A3. '

Zadaniem wynalazku jest takie udoskonalenie opisanej na wstępie komory grzejnej, aby odznaczała się ona długim okresem użytkowania, a co za tym idzie, racjonalną eksploatacją.

Wynalazek opiera się przy tym na założeniu, że można to osiągnąć, jeżeli poddane szczególnie intensywnym obciążeniom elementy komory grzejnej zostaną po pewnym czasie wymienione.

Zadanie to zostało zgodnie z wynalazkiem rozwiązane, przez to, że w komorze opisanego na wstępie rodzaju, każda rura grzejna jest połączona z zewnętrzną powierzchnią lewej i prawej płyty końcowej za pomocą odpowiednio lewego i prawego kołnierza i zawiera złączkę redukcyjną, a odległość tej rury grzejnej od sąsiedniej rury grzejnej jest na lewej płycie końcowej większa niż odległość między nimi w komorze wewnętrznej.

Korzystnie, kołnierz zawiera kompensator długości, zwłaszcza falisty kompensator długości, który jest zamocowany między zewnętrzną tuleją i wewnętrzną tuleją, przy czym zewnętrzna tuleja jest połączona czołowo, zwłaszcza spawana, z rurą grzejną, a wewnętrzna tuleja jest połączona czołowo z lewą płytą końcową.

Korzystnie, prawy kołnierz zawiera tuleję, która jest połączona, zwłaszcza spawana, z rurą grzejną z jednej strony i z prawą płytą końcową z drugiej strony, a między tuleją i rurą grzejną umieszczona jest tuleja centrująca.

Na każdej z rur grzejnych jest umieszczona i korzystnie przyspawana osłona odbojowa, zwłaszcza w postaci półwalcowego płaszcza stalowego.

Wewnętrzna średnica tulei jest nieco większa niż zewnętrzna średnica rury grzejnej powiększona o grubość osłony odbojowej.

Korzystnie lewy kołnierz zawiera tuleję wewnętrzną, która jednym końcem wchodzi w otwór w lewej płycie końcowej i która w komorze wewnętrznej jest zespawana czołowo z lewą płytą końcową lub zawiera tuleję, która jednym końcem wchodzi w otwór w prawej płycie końcowej i która w komorze wewnętrznej jest zespawana czołowo z tą prawą płytą końcową.

Zaletą wynalazku jest to, że rury grzejne są umieszczone między obiema płytami końcowymi tak, by łatwo można je było wymienić. Aby to osiągnąć, każda z rur grzejnych jest

179 355 w sposób rozłączny na jednym końcu wyjmowana z wnętrza przez odpowiedni otwór w jednej z obu płyt końcowych.

Aby obniżyć koszty wymiany, a zarazem zapewnić szybki powrót do stanu używalności w przypadku prac rutynowych, zapewniono możliwość wymiany rur grzejnych bez konieczności prowadzenia w czasie wymiany na pierwszej lub drugiej płycie końcowej dodatkowych prac, na przykład spawalniczych. W tym celu jeden koniec rury grzejnej przechodzi przez otwór w lewej lub prawej płycie końcowej i jest połączony z zewnętrzną powierzchnią lewej ewentualnie prawej płyty końcowej za pomocą kołnierza. Każdy z kołnierzy służy przy tym do rozłącznego mocowania rury.

Komora grzejna według wynalazku została uwidoczniona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wytlewania z komorą grzejną do wytlewania odpadów w schematycznym przekroju, fig. 2 - mocowanie pojedynczej rury na zimnej stronie komory wytlewnej w powiększeniu, fig. 3 - mocowanie pojedynczej rury na gorącej, stronie komory wytlewnej w powiększeniu, i fig. 4 - sytuację montażową podczas wprowadzania rury grzejnej po gorącej stronie komory wytlewnej.

Według fig. 1 stałe odpady A są przez szyb doprowadzający 2 i ślimak 4, napędzany silnikiem 6, doprowadzane do reaktora pirolitycznego, inaczej komory wytlewania 8. Komorę wytlewania 8 stanowi w przykładzie wykonania obracany wokół wzdłużnej osi 10 (za pomocą opisanych dalej elementów napędowych 24, 26) bęben wytlewny lub pirolityczny, który pracuje w temperaturze 300°C do 600°C, w dużej mierze bez dostępu tlenu, i który poza ciekłym gazem wytlewnym s wytwarza również stałą pozostałość po pirolizie f. Chodzi przy tym o wyłożony wewnątrz rurami bęben wytlewny o dużej liczbie ustawionych równolegle do siebie rur grzejnych 12, z których pokazane zostały tylko dwie, w komorze wewnętrznej 13. Znajdujący się na „gorącym”, prawym końcu wlot gazu opałowego h jest oznaczony jako 14, a znajdujący się na „zimnym”, lewym końcu wylot gazu opałowego h jest oznaczony jako 16. Wzdłużna oś 10 komory wytlewnej 8 jest korzystnie nachylona do poziomu, wskutek czego jej prawy, „gorący” koniec jest położony niżej niż lewy „zimny” wlot odpadów A. Za wylotem bębna pirolitycznego ustawione jest urządzenie wyładunkowe 18, wyposażone w króciec odsysający 20 do odsysania gazu wytlewnego s oraz wylot 22 do odprowadzania pozostałości po wytlewaniu f. Dołączony do króćca odsysającego 20 gaz wytlewny, nie pokazany na rysunku przewód gazu wytlewnego, może być połączony z palnikiem wysokotemperaturowej komory spalania. Obrót komory wytlewnej 8 wokół wzdłużnej osi 10 powoduje mechanizm napędowy 24, do którego należy również silnik 26. Elementy napędowe 24, 26 pracują, na przykład, na wieńcu zębatym, zamocowanym na obwodzie bębna wytlewnego 8.

Na fig. 1 widać wyraźnie, że każda z rur grzejnych 12 jest zamocowana jednym końcem na lewej, „zimnej”, płycie końcowej 28, a drugim końcem na prawej, „gorącej”, płycie końcowej 30. Jak wynika z fig. 2 i 4, mocowanie na płytach końcowych 28, 30 umożliwia łatwą wymianę rur grzejnych 12.

Figura 2 pokazuje w powiększeniu zamocowanie rur grzejnych 12 na pierwszej, lewej lub „zimnej” płycie końcowej 28. Koniec każdej z rur grzejnych 12 wychodzi z komory wewnętrznej 13 przez otwór 31. Oś każdej z rur grzejnych 12 jest przy tym ustawiona prostopadle do powierzchni lewej płyty końcowej 28. W pokazanej konstrukcji zwrócono uwagę na to, że poszczególne rury grzejne 12 podlegają dużym obciążeniom mechanicznym i cieplnym, i że lewa płyta końcowa 28, którą można również nazwać płytą okrągłą lub dnem bębna, obraca się wokół wzdłużnej osi 10 bębna wytlewnego 8. Ponadto zauważono, że odstęp d między rurami grzejnymi 12 w komorze wewnętrznej 13 powinien być jak najmniejszy, a odstęp D tych samych rur grzejnych 12 podczas mocowania na lewej płycie końcowej 28 powinien być z kolei, ze względów wykonawczych i montażowych, jak największy. Stwierdzono wreszcie, że w trakcie eksploatacji komory wytlewnej 8, rury grzejne 12 należy wymieniać dość często, kompensatory długości dość rzadko, a płyty końcowej w miarę możności w ogóle nie należy wymieniać. Przy wymianie rur grzejnych 12 i kompensatorów długości nie powinno się wykonywać żadnych prac, zwłaszcza prac spawalniczych,

179 355 na lewej płycie końcowej 28. Dotyczy to również objaśnionego dalej mocowania na drugiej, prawej płycie końcowej 30.

Wspomniany wyżej warunek, dotyczący odstępu d między rurami w komorze wewnętrznej i odstępu D między rurami na lewej płycie końcowej jest spełniony w ten sposób, że każda z rur grzejnych 12 zawiera złączkę redukcyjną 32. Znajduje się ona w komorze wewnętrznej 13 tuż przed powierzchnią lewej płyty końcowej 28.

Każda z rur grzejnych 12 jest na obu końcach zamocowana w sposób, umożliwiający stosunkowo łatwe rozłączenie. Zamocowanie końca rury grzejnej na lewej płycie końcowej 28 zrealizowane zostało za pomocą lewego kołnierza 34, który składa się z zewnętrznej tulei 36, kompensatora długości 38 i wewnętrznej tulei 40, ustawionych kolejno za sobą. Zewnętrzna tuleja 36 i wewnętrzna tuleja 40 są wykonane ze stali i mają postać rurowych złączek spawanych. Lewy kołnierz 34 otacza wychodzące na zewnątrz zakończenie rury grzejnej 12 o zmniejszonej średnicy. Zewnętrzna tuleja 36 jest połączona czołowo z daną rurą grzejną 12 za pomocą spoiny 42. Wewnętrzna tuleja 40 jest za pomocą spoiny 44, która leży w komorze wewnętrznej 13, oraz następnej spoiny 46, na zewnątrz, połączona z lewą płytą końcową 28. Kompensator długości 38 ma przy tym korzystnie kształt rury falistej. Jest on z obu stron połączony z wewnętrznymi końcami rurowych złączek spawanych lub tulei 36, 40 za pomocą nie oznaczonych na rysunku spoin.

Istotne znaczenie ma osiowa długość tulei zewnętrznej 36 i wewnętrznej 40. Osiowa długość tulei zewnętrznej 36 może być dostosowana na przykład do pięciu wymian rury grzejnej 12, a osiowa długość tulei wewnętrznej 40 może być dostosowana na przykład do dwóch wymian kompensatora długości 38. Zaznaczone to zostało pięcioma pionowymi liniami 50 i dwiema pionowymi liniami 52 na dolnej mrze grzejnej 12.

W przypadku wymiany rury grzejnej 12 odcina się tuleję zewnętrzną 36 wzdłuż pierwszej z linii 50, po czym wyciąga daną rurę grzejną 12 w prawo z komory wewnętrznej 13. Zastępuje się ją nową rurą grzejną 12, która po wprowadzeniu w dany otwór 31 w pierwszej, lewej płycie końcowej 28 (dokładniej: przez kombinację elementów tulei wewnętrznej 40, kompensatora długości 38, tulei zewnętrznej 36) zostaje przyspawana na końcu za pomocą nowej spoiny 42. Poniżej opisano sposób postępowania z położoną z prawej strony, „gorącą”, prawą płytą końcową 30.

jeżeli natomiast - ewentualnie dodatkowo względem rury grzejnej 12 - należy wymienić kompensator długości 38, wówczas odcina się tuleję wewnętrzną 40 wzdłuż lewej z linii 52. Następnie można nowy kompensator długości 38 z nasadzoną tuleją zewnętrzną 36 przyspawać do powierzchni cięcia.

Pokazana na fig. 2 konstrukcja stwarza możliwość łatwej, szybkiej, a w związku z tym taniej wymiany rur grzejnych 12 i kompensatorów długości 38 bez konieczności spawania lewej płyty końcowej 28, również w niedostępnych miejscach. Ma to istotne znaczenie z punktu widzenia kosztów zwłaszcza wówczas, jeżeli pamięta się o tym, że komora wytlewna 8 zawiera od stu do dwustu rur grzejnych 12, zamocowanych na lewej płycie końcowej 28.

Na fig. 3 przedstawiono mocowanie jednej z rur grzejnych 12 na drugiej, „gorącej” lub prawej płycie końcowej 30, która także obraca się wokół wzdłużnej osi 10. Również tutaj rura grzejna 12 wychodzi z komory wewnętrznej 13 przez otwór 53. Do mocowania służy prawy kołnierz 54. Ten prawy kołnierz 54 stanowi prosta rurowa złączka z metalu, która pełni rolę tulei 56. Istotne jest to, że wewnętrzna średnica tulei 56 jest nieco większa niż zewnętrzna średnica rury grzejnej 12. Odstęp między nimi jest wypełniony przez tuleję centrującą 58, którą wkłada się od czoła tulei 56 po wprowadzeniu rury grzejnej 12.

Tuleja centrująca 58 ma na wewnętrznym końcu zukosowanie, które ułatwia jej wkładanie. Tuleja 56 jest z jednej strony zespawana z rurą grzejną 12 za pomocą spoiny czołowej 60 i, wykonywanej na zakończenie montażu, spoiny montażowej. Na drugim końcu, tuleja 56 jest połączona z prawą płytą końcową 30 za pomocą spoiny 62, leżącej w komorze wewnętrznej 13.

Tuleja centrująca 58 jest w niniejszym przykładzie wykonania niezbędna, ponieważ rura grzejna 12 jest wyposażona w osłonę odbojową 64 z metalu. W przypadku osłony odbojowej 64 może chodzić zwłaszcza o płaszcz rury w postaci półwalca, który jest przyspa6

179 355 wany od zewnątrz do rury grzejnej 12 za pomocą spawu sczepnego 66 pokazanego na fig. 4. Osłona odbojowa 64 ma grubość b. Chroni ona rurę grzejną 12 w komorze wewnętrznej 13 przed spiętrzanymi w czasie obrotu komory wytlewnej 8, a następnie spadającymi, stałymi odpadami, jak na przykład elementy szklane, metalowe i ceramiczne, zapobiegając tym samym uszkodzeniu powierzchni rur grzejnych. Ta osłona odbojowa wydłuża okresy, w których należy wymieniać rury grzejne 12. Osłona odbojowa 64 jest ustawiana indywidualnie dla każdej rury grzejnej przeciwnie do kierunku spadania stałych odpadów.

Również w niniejszym przypadku osiowa długość tulei 56 jest tak dobrana, by wystarczała na pięć wymian rury grzejnej 12. Zaznaczono to za pomocą pionowych linii 68.

Na fig. 4 przedstawiono sytuację montażową podczas wprowadzania rury grzejnej 12 po stronie „gorącej”. Przebieg montażu został bliżej opisany na podstawie fig. 3 i 4.

Najpierw mocuje się prawy kołnierz 54 w postaci tulei 56 za pomocą spoiny 62 w otworze 53 prawej płyty końcowej 30. Wychodzi ona na zewnątrz, do wlotu gazu opałowego W. Następnie wsuwa się rurę grzejną 12 z prawej strony w otwór w prawej płycie końcowej 30. Na tej rurze grzejnej 12 zamocowana jest już za pomocą spoiny 66 osłona odbojowa 64 a także zamocowana jest już na niej za pomocą spoiny czołowej 60 tuleja centrująca 58. Przygotowana w ten sposób rura grzejna 12 jest wsuwana z prawej strony w tuleję 56. Sytuację tę przedstawiono na fig. 4. Jak widać, przy wprowadzaniu, zewnętrzna dolna linia płaszcza rury grzejnej 12 przylega do wewnętrznej dolnej linii płaszcza tulei 56. Wymiary są tak dobrane, że wewnętrzna średnica tulei 56, która powinna być jak najmniejsza, jest nieco większa niż zewnętrzna średnica rury grzejnej 12 powiększona o grubość b osłony odbojowej 64. Dla uwidocznienia sytuacji montażowej oś symetrii rury grzejnej 12 oznaczono jako H, a oś symetrii tulei 56 jako R. Odstęp między obiema osiami symetrii jest oznaczony jako m.

Po prawie całkowitym wsunięciu rury grzejnej 12 unosi się ją o odstęp m. Teraz osie symetrii H, R pokrywają się, a w tuleję 56 wchodzi tuleja centrująca 58. Na zakończenie wykonuje się spoinę montażową 60 na czole tulei 56 i tulei centrującej 58.

W razie wymiany rury grzejnej 12 odcina się kombinację elementów: tulei 56, tulei centrującej 58 i rury grzejnej 12 wzdłuż położonej najbardziej z prawej strony linii 68. Jak już wyjaśniono wcześniej, to samo odbywa się na zimnym końcu według fig. 2. Następnie rurę grzejną 12 z nasadzoną nań osłoną odbojową 64 można wyciągnąć w prawo z komory wewnętrznej 13 przez otwór 53 (dokładniej: przez tuleję 56) i zastąpić nową. Montaż tej nowej rury grzejnej 12 przebiega zgodnie z opisanymi wyżej zasadami. W przypadku kolejnej wymiany znowu odcina się kombinację tych elementów, teraz jednak wzdłuż - patrząc z prawej strony drugiej linii 68. Przy trzeciej wymianie odcinanie następuje wzdłuż trzeciej linii i tak dalej. Zawsze jednak na tulei 56 pozostaje wystarczająca ilość materiału do umieszczenia spoiny montażowej 60.

179 355

FIG 4

179 355

FIG 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Komora grzejna z leżącymi wewnątrz rurami grzejnymi, którą stanowi obrotowa wokół wzdłużnej osi komora do wytlewania odpadów, z pewną ilością leżących w jej komorze wewnętrznej rur grzejnych, z których każda jest zamocowana jednym końcem na zimnej, lewej płycie końcowej, a drugim końcem na gorącej, prawej płycie końcowej, przy czym jeden koniec rury grzejnej przechodzi przez otwór w lewej lub prawej płycie końcowej, znamienna tym, że każda rura grzejna (12) jest połączona z zewnętrzną powierzchnią lewej płyty końcowej (28) i prawej płyty końcowej (30) za pomocą odpowiednio, lewego kołnierza (34) i prawego kołnierza (54), i zawiera złączkę redukcyjną (32), a odległość (D) tej rury grzejnej (12) od sąsiedniej rury grzejnej (12) jest na lewej płycie końcowej (28) większa niż odległość między nimi w komorze wewnętrznej (13).
2. Komora grzejna według zastrz. 1, znamienna tym, że lewy kołnierz (34) zawiera kompensator długości (38), zwłaszcza falisty kompensator długości.
3. Komora grzejna według zastrz. 2, znamienna tym, że kompensator długości (38) jest zamocowany między zewnętrzną tuleją (36) i wewnętrzną tuleją (40), przy czym zewnętrzna tuleja (36) jest połączona czołowo, zwłaszcza spawana, z rurą grzejną (12), a wewnętrzna tuleja (40) jest połączona czołowo z lewą płytą końcową (28).
4. Komora grzejna według zastrz. 1, znamienna tym, że prawy kołnierz (54) zawiera tuleję (56), która jest połączona, zwłaszcza spawana, z rurą grzejną (12) z jednej strony i z prawą płytą końcową (30) z drugiej strony.
5. Komora grzejna według zastrz. 4, znamienna tym, że między tuleją (56) i rurą grzejną (12) umieszczona jest tuleja centrująca (58) .
6. Komora grzejna według zastrz. 1, znamienna tym, że na każdej z rur grzejnych (12) jest umieszczona, korzystnie przyspawana, osłona odbojowa (64), zwłaszcza w postaci półwalcowego płaszcza stalowego.
7. Komora grzejna według zastrz. 5 albo 6, znamienna tym, że wewnętrzna średnica tulei (56) jest nieco większa niż zewnętrzna średnica rury grzejnej (12) powiększona o grubość (b) osłony odbojowej (64) .
8. Komora grzejna według zastrz. 1, znamienna tym, że lewy kołnierz (34) zawiera tuleję wewnętrzną (40), która jednym końcem wchodzi w otwór (31) w lewej płycie końcowej (28) i która w komorze wewnętrznej (13) jest zespawana czołowo z lewą płytą końcową (28) a prawy kołnierz (54) zawiera tuleję (56), która jednym końcem wchodzi w otwór (53) w prawej płycie końcowej (30), i która w komorze wewnętrznej (13) jest zespawana czołowo z tą prawą płytą końcową (30).