DK170493B1 - Rist til et forbrændingsanlæg, navnlig føderist til et affaldsforbrændingsanlæg - Google Patents

Description

i DK 170493 B1

Den foreliggende opfindelse angår en rist til et forbrændingsanlæg, navnlig en føderist til et affaldsforbrændingsanlæg, og omfattende et antal ved siden af hinanden på tværs af brændslets fremføringsretning anbragte riste-5 bjælker, der forløber skråt nedad i brændslets fremføringsretning, og som hver bærer et antal efter hinanden i denne retning anbragte risteblokke, hvis oversider danner et regelmæssigt trappeformet forløb og består af de i hovedsagen vandrette øvre overflader af risteflader eller ristelameller, 10 mellem hvilke sidstnævnte der fortrinsvis kan findes luftpassager, og hvor de ved siden af hinanden anbragte ristebjælker skiftevis tilhører et første sæt ristebjælker og et andet sæt ristebjælker, som er relativt bevægelige frem og tilbage i ristebjælkernes længderetning ved hjælp af en 15 under risten anbragt bevægemekanisme omfattende mindst én begrænset frem- og tilbagedrejelig, på tværs af ristebjælkernes længderetning anbragt aksel med indgrebsorganer, der indgriber med komplementære indgrebsorganer ved undersiderne af de frem- og tilbagebevægelige ristebjælker.

20 I forbrændingsanlæg til forbrænding af by- og industriaffald vil en føderist i regelen være efterfulgt af en eller flere, trappeformet under hinanden anbragte riste-sektioner, som tilsammen danner en forbrændingsrist i et forbrændingskammer, hvori affaldet forbrændes under til-25 førsel af forbrændingsluft dels som primærluft nedenfra gennem risten og dels som sekundærluft til forbrændingskammeret, idet føderisten bevirker en oprivning og en fremadrettet transport af affaldet samt en indledende tørring og antændelse af dette.

30 Mens den i affaldsforbrændingsanlæg frembragte varme tidligere udnyttedes alene til opvarmning af h^dtvandskedel-anlæg til forsyning af fjernvarmenettet, er det i dag almindeligt, at den udnyttes til dampproduktion i kraftvarmeværker, som indgår i både fjernvarme- og elektricitetsforsynin-35 gen, hvilket både økonomisk og miljømæssigt er et fremskridt. Driften af sådanne affaldsforbrændende kraftvarmeværker 2 DK 170493 B1 har imidlertid betydet øgede krav til energiudnyttelsen af brændslet eller virkningsgraden af forbrændingsanlægget og til stabiliteten i energiproduktionen. Samtidig skal emis-

H

sionen til omgivelserne være lav.

5 Kedelanlæggets damptemperatur er afgørende for virkningsgraden af værkets dampkraftafsnit. Aggressive røggasser * og udsving i røggastemperaturen sætter ved affaldsforbrændingsanlæg imidlertid en grænse for, hvor højt damptemperaturen kan hæves, uden at der opstår korrosionsproblemer i 10 kedelanlægget.

For at kunne reducere frembringelsen af dioxiner, kulmonoxid og N0X ved forbrændingsprocessen er det af afgørende betydning at kunne skabe stabile tilstande med hensyn til temperatur og oxygenkoncentration, og det er almindelig 15 kendt, at frembringelsen af disse stoffer stiger markant ved pludselige ændringer af driftsforholdene.

For den udbrændte slagges sammensintring og indhold af uforbrændt materiale er det endvidere afgørende, at affaldet gennemgår en ensartet forbrændingsproces. En jævn for-20 deling og en løs sammensætning af affaldet på risten giver de bedste betingelser for en god og fuldstændig forbrænding af affaldet.

For at kunne tilvejebringe optimale betingelser med hensyn til de ovennævnte forhold er indfødningen af affaldet 25 i forbrændingsanlægget af afgørende betydning, da denne er det første led i forbrændingsprocessen, og uregelmæssigheder heri vil være af betydning for det efterfølgende procesforløb.

Ved en fra US patentskrift nr. 4 494 469 kendt rist 30 af den indledningsvis nævnte art er kun det første sæt ristebjælker bevægelige frem og tilbage i deres længderetning ved, at radialt udadragende medbringere på akselen indgriber i recesser i undersiderne af disse ristebjælker, mens det andet sæt ristebjælker er stationære. En sådan rist er imid- * 35 lertid kun betinget anvendelig som føderist til affaldsforbrændingsanlæg, idet affaldet dels ikke fremføres kontinuer- 3 DK 170493 B1 ligt på føderisten af de frem- og tilbagebevægede ristebjælker men kun under disses fremføringsbevægelse, og det fremføres kun indirekte på de mellemliggende stationære ristebjælker, idet affaldet på disse indgriber fastholdende 5 med affaldet på de bevægede ristebjælker, og under disses fremføringsbevægelse fremføres sammen med dette, som til gengæld under tilbageføringsbevægelsen af de bevægede ristebjælker ved samme indgreb fastholder affaldet på disse. Det nævnte indgreb, der ikke er absolut fastholdende, bevirker 10 samtidig en oprivning og en spredning af affaldet over ri sten.

Mens affaldet på denne kendte rist således fremføres trinvist og så at sige i "pilgrimsskridt", kendes fra US patentskrift nr. 4 471 704 en rist, som ligeledes er af 15 den indledningsvis nævnte art, hvor de to sæt ristebjælker begge bevæges frem og tilbage i modtakt med hinanden, og hvor fremføringsbevægelsen for brændslet således sker mere kontinuerligt eller jævnt, ligesom der på grund af den modsatrettede bevægelse af tilgrænsende ristebjælker kan forven-20 tes en kraftigere oprivning og jævnere spredning af affald på risten. Bevægemekanismen består ved denne kendte rist af en begrænset frem- og tilbagedrejelig aksel, der drejes frem og tilbage af en med en fluidumdrevet stempel-cylinderenhed forbundet tandstangs-tanddrevsmekanisme. På akselen 25 er der under hver af det første sæt ristebjælker anbragt tanddrev, som er i indgreb med overliggende tandstænger fastgjort til disse ristebjælker, og under hver af det andet sæt ristebjælker anbragt tanddrev, som er i indgreb med tandstænger anbragt nedenunder tanddrevene og fastgjort til 30 disse ristebjælker i en kasselignende struktur. Sådanne tanddrevs-tandstangsmekanismer er dyre at fremstille og særdeles sårbare overfor forureninger, der ved riste som de omhandlede er uundgåelige i form af brændselsdele og forbrændingsprodukter såsom aske og slagge, der falder ned gennem 35 de nødvendige frigangsspillerum mellem tilgrænsende ristebjælker, og som kan blokere og i givet fald ødelægge tand- DK 170493 B1 4 stangs-tanddrevsmekanismerne. En rengøring eller reparation af disse mekanismer er overordentlig besværlig og vil under alle omstændigheder medføre længere tids stilstand af for- « brændingsanlægget.

5 Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en rist af den indledningsvis nævnte art, hvor ristebjælkerne som ved den sidstnævnte kendte rist bevæges frem og tilbage i modtakt med hinanden, men hvis bevægemekanisme ikke udviser de ovenfor nævnte ulemper og i praksis er usårbar overfor 10 de forureninger, som falder gennem risten.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der findes en første og en anden begrænset frem- og tilbagedrejelig aksel anbragt med indbyrdes akseafstand fra hinanden, at radialt udadragende medbringere på den første aksel på i og for sig 15 kendt måde indgriber i mindst én reces i undersiden af hver af det første sæt ristebjælker, at radialt udadragende medbringere på den anden aksel ligeledes indgriber i mindst én reces i hver af det andet sæt ristebjælker, og at den første og den anden aksel kan dreje frem og tilbage i modtakt ved, 20 at den ene arm af en toarmet vægtstang fastgjort på den første aksel er drejeligt forbundet med stempelstangen i en svingeligt fastgjort, fluidumdrevet stempel-cylinderenhed, og den anden arm af den toarmede vægtstang er ledforbundet med en enarmet vægtstang fastgjort på den anden aksel, hvor-25 ved det første sæt ristebjælker og det andet sæt ristebjælker kan foretage frem- og tilbagegående bevægelser i modtakt med hinanden i ristebjælkernes længderetning.

Ved på denne måde at anbringe indgrebsorganerne i undersiderne af ristebjælkerne er de effektivt beskyttet 30 imod forureninger, som falder gennem risten.

Selv om det er muligt og ved visse anvendelser af v risten ifølge opfindelsen også hensigtsmæssigt at anbringe bevægemekanismen for de to sæt ristebjælker ved en nedre tf ende eller ved hver sin ende af risten, foretrækkes det, 35 navnlig når risten skal anvendes som føderist til et affaldsforbrændingsanlæg, at recesserne i undersiden af hver DK 170493 Bl 5 af det første sæt ristebjælker er anbragt i umiddelbar nærhed af disses øvre ender, og at recesserne i undersiden af hver af det andet sæt ristebjælker er anbragt i en til en kort akseafstand mellem den første og anden aksel svarende større 5 afstand fra disses øvre ender, hvorved de øvre ender af ristebjælkerne for hver frem- eller tilbagegående bevægelse af disse foretager en op- og nedadgående bevægelse på tværs af ristebjælkernes længderetning.

Herved opnås, når risten er anvendt som føderist i 10 et affaldsforbrændingsanlæg, og en øvre del af risten er anbragt under en skakt indeholdende affald, som skal forbrændes, at den op- og nedadgående bevægelse af de øvre ender af ristebjælkerne medvirker effektivt til udtagningen af affaldet fra skakten og til løsning og disintegration af 15 affaldet samt fordelingen af dette over ristefladens øvre afsnit.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser tildels i snit og fra siden en riste-20 bjælke af det første sæt ristebjælker med et antal deraf bårne risteblokke, fig. 2 en perspektivisk gengivelse af en risteblok anbragt for enden af en ristebjælke, fig. 3 i brududsnit A og B mekanismen til bevægelse 25 af henholdsvis en ristebjælke af det første og af det andet sæt frem og tilbage i længderetningen, fig. 4 set fra siden mekanismen til begrænset drejning af henholdsvis den første og anden aksel frem og tilbage, og fig. 5 et lodret snit i hovedsagen langs linien V-V 30 i fig. 3 gennem føderisten ifølge opfindelsen mellem den første og anden aksel og visende de på denne sidste fastgjorte medbringere i indgreb med recesser i undersiden af det andet sæt ristebjælker.

Fig. 1 viser fem risteblokke 1 fastholdt på traverser 35 12 på en ristebjælke 2 af det første sæt af ristebjælker.

Ved sin øvre ende har ristebjælken 2 i sin underside en DK 170493 B1 6 reces 15 til indgreb med en medbringer, som det skal forklares senere. Som vist overlapper risteblokkene 1 hinanden, idet den forreste del af en øvre risteblok 1 rager ind over den bageste del af den efterfølgende risteblok 1 i rækken.

5 Hver af risteblokkene 1 har to i afstand fra hinanden anbragte, i det væsentlige vandrette flader 4 og to skråt * nedad forløbende flader 5, således at oversiden af rækken af risteblokke 1 danner er regelmæssigt trappelignende forløb. Fladerne 5 kunne forløbe vinkelret på fladerne 4, dvs.

10 i det væsentlige lodret. Den øverste risteblok 1 har ragende op bagtil fra den øvre flade 4 et hagelignende fremspring 6, der tjener som lufttætning (se fig. 3). Ristebjælkerne 3 af det andet sæt ristebjælker er opbygget på samme måde som den viste ristebjælke 2, og risteblokkene 1 er anbragt på 15 samme måde derpå, men ristebjælkerne 3 adskiller sig fra den viste ristebjælke 2 ved, at indgrebsrecessen 18 (fig.

3) i deres underside er anbragt i afstand fra den øvre ende af ristebjælkerne 3, som det skal forklares senere.

Fig. 2 viser i perspektivisk gengivelse en risteblok 20 1 anbragt ved den nedre ende af en ristebjælke 2 eller 3.

Risteblokken 1 består af to parallelle, i afstand fra hinanden anbragte vanger 7, som er forbundet med hinanden med forbindelsesstænger 8, på hvilke der er lejret et antal ristelameller 9, som mellem sig afgrænser passager 10 for 25 luft.

I stedet for, at der som vist er lejret ristelameller 9 med luftpassager 10 på forbindelsesstængerne 8, kan der herpå være lejret sammenhængende risteflader, hvilket navnlig foretrækkes for risteblokke, som er anbragt nær de øvre 30 ender af ristebjælkerne 2 og 3, mens de nedre risteblokke 1 på ristebjælkerne så er udformet som vist i fig. 2 med henblik på at tilføre primær forbrændingsluft til det antændte affald på disse risteblokke.

*

Ristebjælkerne 2 og 3 består ligeledes af to paral- 35 lelle, lodrette og i afstand fra hinanden anbragte vanger 11, der er stift forbundet med hinanden ved hjælp af eksem- 7 DK 170493 B1 pelvis påsvejsede traverser 12, der tillige tjener til fastholdelse af risteblokkene 1.

I fig. 3 viser brududsnittet A den bevægemekanisme, der bevirker, at en ristebjælke 2 af det første sæt riste-5 bjælker bevæger sig frem og tilbage i sin længderetning, mens brududsnittet B viser den bevægemekanisme, der bevirker en tilsvarende bevægelse af en ristebjælke 3 af det andet sæt ristebjælker.

I brududsnittet A omfatter bevægemekanismen en be-10 grænset frem- og tilbagedrejelig aksel 13, på hvilken der er fastspændt en opadragende medbringer 14, som indgriber i recessen 15 i undersiden af ristebjælken 2 og ved drejning af akselen 13 frem og tilbage bevæger ristebjælken 2 frem og tilbage i sin længderetning.

15 På lignende måde omfatter den i brududsnittet B viste bevægemekanisme en begrænset frem- og tilbagedrejelig aksel 16, på hvilken der er fastspændt en opadragende medbringer 17, som indgriber i recessen 18 i undersiden af ristebjælken 3, og som ved drejning af akselen 16 frem og tilbage bevæger 20 ristebjælken 3 frem og tilbage i sin længderetning. Akslerne 13 og 16 drejer frem og tilbage i modtakt.

Betragter man endvidere i fig. 3 brudsnittet A, hvor medbringeren 14 på akselen 13 befinder sig i sin venstre yderstilling, vil det forstås, at ved drejning af akselen 25 13 med uret til den højre yderstilling for medbringeren 14, vil dennes i indgreb i recessen 15 i ristebjælken 2 værende del bevæge sig langs en cirkelbue med centrum i aksen for akselen 13, hvorved den øvre ende af ristebjælken 2 samtidig med, at den bevæges mod højre i fig. 3, vil foretage en op-30 og nedadgående bevægelse på tværs af længderetningen for ristebjælken 2. En tilsvarende op- og nedadgående bevægelse vil forekomme, når akselen 13 ved drejning mod uret bevæger medbringeren 14 tilbage til den i fig. 3 viste yderstilling.

Tilsvarende betragtninger kan anstilles for riste-35 bjælken 3's vedkommende ud fra brudsnittet B, idet det skal bemærkes, at de to brudsnit A og B i fig. 3 ikke gengiver 8 DK 170493 B1 ristebjælkerne 2 og 3 til samme tidspunkt men i samme yderstilling.

Fig. 4 viser bevægemekanismen til begrænset drejning af akslerne 13 og 16 frem og tilbage. Denne bevægemekanisme 5 omfatter en fluidumdrevet, fortrinsvis hydraulikdrevet, stempel-cylinderenhed 19, hvis cylinder som vist ved 20 er drejeligt befæstet til en på føderistens underkonstruktion fastgjort konsol 21, og hvis stempelstang ved sin ende er drejeligt befæstet som vist ved 22 til den ene arm af en 10 toarmet vægtstang 23, som er fastgjort på en udragende ende af akselen 13. Den anden arm af den toarmede vægtstang 23 er som vist ved 24 drejeligt forbundet med den ene ende af et forbindelsesled 25. Den anden ende af forbindelsesleddet 25 er som vist ved 26 drejeligt forbundet med en enarmet 15 vægtstang 27, som er fastgjort på en udragende ende af akselen 16.

En bevægelse af stempelstangen i stempel-cylinderenheden 19 frem og tilbage vil bevirke en drejning af den toarmede vægtstang 23 og dermed akselen 13 frem og tilbage, 20 idet drejningen af vægtstangen 23 frem og tilbage samtidig via forbindelsesleddet 25 bevirker en modsatrettet drejning af den enarmede vægtstang 27 og dermed af akselen 16 frem og tilbage. Disse drejningsbevægelser er naturligvis begrænsede af stempel-cylinderenheden 19's slaglængde.

25 Endelig viser fig. 5 et lodret snit hovedsagelig langs linien V-V i fig. 3 gennem føderisten ifølge opfindelsen og visende risteblokke 1 fastgjort på ristebjælkerne 2 og 3 samt akselen 16, der drejes frem og tilbage af den enarmede vægtstang 27 og er forsynet med de opadragende 30 medbringere 17, som er i indgreb i recesserne i undersiderne af ristebjælkerne 3. 28 betegner her vægge i forbrændings- » anlæggets ikke nærmere viste forbrændingsovn, mens 29 angiver den ligeledes ikke nærmere viste underkonstruktion for føde- , risten ifølge opfindelsen.

35 Det vil forstås, at der over føderisten ifølge opfin delsen og omtrent over et afsnit af denne svarende til den 9 DK 170493 B1 vandrette udstrækning af brududsnittet A i fig. 3 findes en ikke vist skakt eller silo for affald, som skal forbrændes, og hvorfra dette udtages ved hjælp af de øverste risteblokke 1 på ristebjælkerne 2 og 3.

5 I det foranstående er føderisten ifølge opfindelsen alene omtalt i forbindelse med indfødning af affald i et forbrændingsanlæg, men det vil forstås, at den ligledes kan anvendes til indfødning af andet brændsel såsom eksempelvis fast, fossilt brændsel eller en blanding af affald og fast, 10 fossilt brændsel i forbrændingsanlægget, hvis dettes driftsforhold gør noget sådant ønskeligt eller nødvendigt. Også andre brændselsformer, f.eks. træflis, vil kunne indfødes i forbrændingsanlægget enten alene eller sammen med affald ved hjælp af føderisten ifølge opfindelsen.

Claims (3)

10 DK 170493 B1

1. Rist til et forbrændingsanlæg, navnlig føderist til et affaldsforbrændingsanlæg, og omfattende et antal ved siden af hinanden på tværs af brændslets fremføringsretning 5 anbragte ristebjælker (2,3), der forløber skråt nedad i brændslets fremføringsretning, og som hver bærer et antal ' efter hinanden i denne retning anbragte risteblokke (1), hvis oversider danner et regelmæssigt trappeformet forløb og består af de i hovedsagen vandrette øvre overflader af 10 risteflader eller ristelameller (9), mellem hvilke sidstnævnte der fortrinsvis kan findes luftpassager (10), og hvor de ved siden af hinanden anbragte ristebjælker (2,3) skiftevis tilhører et første sæt ristebjælker (2) og et andet sæt ristebjælker (3), som er relativt bevægelige frem og tilbage 15 i ristebjælkernes (2,3) længderetning ved hjælp af en under risten anbragt bevægemekanisme omfattende mindst én begrænset frem- og tilbagedrejelig, på tværs af ristebjælkernes (2,3) længderetning anbragt aksel med indgrebsorganer, der indgriber med komplementære indgrebsorganer ved undersiderne 20 af de frem- og tilbagebevægelige ristebjælker, kendetegnet ved, at der findes en første (13) og en anden (16) begrænset frem- og tilbagedrejelig aksel anbragt med indbyrdes akseafstand fra hinanden, at radialt udadragende medbringere (14) på den første aksel (13) på i og for sig 25 kendt måde indgriber i mindst én reces (15) i undersiden af hver af det første sæt ristebjælker (2), at radialt udadragende medbringere (17) på den anden aksel (16) ligeledes indgriber i mindst én reces (18) i undersiden af hver af det andet sæt ristebjælker (3), og at den første (13) og 30 den anden (16) aksel kan dreje frem og tilbage i modtakt ved, at den ene arm af en toarmet vægtstang (23) fastgjort * på den første aksel (13) er drejeligt forbundet med stempelstangen i en svingeligt fastgjort, fluidumdrevet stem-pel-cylinderenhed (19), og at den anden arm af den toarmede 35 vægtstang (23) er ledforbundet med en enarmet vægtstang (27) fastgjort på den anden aksel (16), hvorved det første 11 DK 170493 B1 sæt ristebjælker (2) og det andet sæt ristebjælker (3) kan foretage frem- og tilbagegående bevægelser i modtakt med hinanden i ristebjælkernes (2,3) længderetning.

2. Rist ifølge krav 1, kendetegnet ved, 5 at recesserne (15) i undersiden af hver af det første sæt ristebjælker (2) er anbragt i umiddelbar nærhed af disses øvre ende, og at recesserne (18) i undersiden af hver af det andet sæt ristebjælker (3) er anbragt i en til en kort akseafstand mellem den første og anden aksel (13,16) sva-10 rende større afstand fra disses øvre ender, hverved de øvre ender af ristebjælkerne (2,3) for hver frem- eller tilbagegående bevægelse af disse foretager en op- og nedadgående bevægelse på tværs af ristebjælkernes (2,3) længderetning.

3. Rist ifølge krav 1 eller 2, anvendt som føderist 15 i et afaidsforbrændingsanlæg, kendetegnet ved, at en øvre del af risten er anbragt under en skakt indeholdende affald, som skal forbrændes.