ITTO20090916A1 - Impianto di smaltimento rifiuti provvisto di telaio modulare. - Google Patents

Description

IMPIANTO DI SMALTIMENTO RIFIUTI PROVVISTO DI TELAIO MODULARE

La presente invenzione riguarda una griglia di combustione, avente un telaio modulare, installata nel forno di un impianto di smaltimento rifiuti, nel quale i suddetti rifiuti vengono bruciati e quindi smaltiti sotto forma di ceneri.

Allo smaltimento à ̈ associato generalmente un sistema di recupero di energia tramite la produzione di vapore surriscaldato e lo sfruttamento del vapore in una turbina, accoppiata a sua volta ad un generatore elettrico.

Tali impianti comprendono generalmente una camera di combustione all’interno della quale sono bruciati i rifiuti posti su una griglia di combustione, attraverso la quale à ̈ immessa una adeguata quantità di aria. La griglia di combustione à ̈ atta a sostenere e fare avanzare il rifiuto durante la combustione permettendo nel contempo l’insufflazione forzata di aria di combustione al di sotto del letto di rifiuto. La griglia costituisce la parte inferiore della camera di combustione. La camera di combustione ha inizio fisicamente subito sopra la griglia. In alcuni casi, le pareti della camera di combustione sono raffreddate, completamente o parzialmente, da fasci tuberi evaporanti protetti dal refrattario stesso. La zona all’interfaccia fra griglia e camera di combustione à ̈ costituita dalla trave portarefrattario. All’interno della camera di combustione si sviluppa la fiamma prodotta dalla combustione dei rifiuti, fiamma che raggiunge temperature oltre i 1400 °C. La superficie della griglia viene investita solo saltuariamente dall’irraggiamento della fiamma in quanto à ̈ normalmente protetta dal letto di rifiuti in transito.

La superficie della griglia à ̈ costituita da piastre (denominate tipicamente “barrotti†) di solito costituite in fusione di acciaio ad alto tenore di cromo per presentare elevate caratteristiche di usura a caldo. L’avanzamento del rifiuto à ̈ ottenuto tramite il movimento relativo dei barrotti che può avere diverse caratteristiche. Il sistema di azionamento à ̈ costituito di norma da pistoni oleodinamici. I barrotti sono provvisti di aperture o fori per permettere all’aria di combustione di fluire da sotto il piano di griglia, attraverso il rifiuto. L’aria di combustione ha in effetti la doppia funzione di fornire l’ossigeno per l’ossidazione del rifiuto e di raffreddare il barrotto mantenendolo ad una temperatura accettabile per mantenere le caratteristiche meccaniche. Il raffreddamento à ̈ necessario perché le griglie lavorano normalmente coperte dal combustibile trasportato ma possono altresì essere esposte direttamente alle fiamme della combustione.

I gradini costituenti la griglia possono essere inoltre dotati di un raffreddamento aggiuntivo ad acqua, in particolare quando vengono impiegati per la combustione di combustibili ad alto potere calorifico. Tale raffreddamento à ̈ costituito da una circolazione di liquido che viene costretta a lambire le superfici non a contatto con il combustibile di ogni barrotto, mediante una camicia o un dispositivo di accumulo di liquido equivalente.

I barrotti di estremità iniziale e finale di ogni gradino sono separati dalla struttura portante della griglia mediante piastre, generalmente nello stesso materiale del barrotto, accostate con pressione contro il fianco del barrotto stesso. Tali piastre hanno la funzione di contenere lateralmente il combustibile trasportato nella zona immediatamente al di sopra dei barrotti e di separarlo dalle parti laterali della griglia che non tollerano l’esposizione diretta al materiale in combustione. Le piastre laterali raccordano infine il piano costituito dai barrotti con le superfici verticali della camera di combustione poste immediatamente al di sopra della griglia.

La griglia comprende, inoltre, una pluralità di gruppi di movimentazione, ciascuno formato dai citati barrotti organizzati in fascio, i quali si muovono relativamente l’uno all’altro facendo avanzare i rifiuti sulla griglia. In particolare, i barrotti sono suddivisi in barrotti fissi e barrotti mobili che per mezzo di slitte realizzano un movimento di andirivieni, scivolando uno sull’altro e determinando l’avanzamento dei rifiuti in ciascun gruppo di movimentazione e quindi sulla griglia in generale. Lo smaltimento dei rifiuti solidi urbani, per quanto non sia caratterizzato da un contenuto di altissima tecnologia, à ̈ una attività particolarmente sensibile da un punto di vista della affidabilità e delle garanzie di funzionamento. Il complesso sistema integrato dello smaltimento rifiuti (l’accumulo, la raccolta, il trasporto, lo stoccaggio e lo smaltimento) richiede che i componenti tecnologici impiegati nell’ultima fase della filiera consentano un funzionamento continuo sulle 24 ore e limitino al massimo i rischi di fermata per danni (lievi o catastrofici che siano). Il gestore dell’impianto di smaltimento richiede al componente “griglia†di essere affidabile, robusto e semplice, sia nel funzionamento sia nella manutenzione.

La domanda di brevetto MI2004A001746 descrive un tale tipo di impianto provvisto di una griglia di combustione mobile in cui il gruppo di movimentazione à ̈ formato da una pluralità di barrotti o piastre, i quali si muovono alternativamente l’uno all’altro facendo avanzare i rifiuti su detta griglia che realizza un piano di combustione sostanzialmente orizzontale e almeno parzialmente continuo.

La richiedente ha osservato che in tale tipo di soluzione tecnologica i mezzi di movimentazione dei barrotti, gli organi di scorrimento per il telaio mobile che supporta i barrotti mobili e gli organi di limitazione del movimento degli stessi siano infatti posizionati in punti della griglia distanti tra loro, rendendo necessario dedicare ad ognuno di essi un elemento separato del telaio portante per supportarli. Inoltre, gli organi di limitazione del movimento sono posizionati lungo l’asse di simmetria del modulo. Questo tipo di montaggio rende particolarmente esposte le parti rotanti degli organi di scorrimento e di limitazione alla inevitabile caduta di ceneri all’interno del volume pressurizzato con incremento del rischio di malfunzionamenti. Tale posizionamento degli organi rende inoltre difficili l’ispezione, la manutenzione e la lubrificazione delle parti rotanti che devono essere raggiunte da apposite tubazioni per l’iniezione del lubrificante. Infine, gli organi citati, i relativi sottotelai e le strutture necessarie per supportarli ostacolano il flusso di aria che attraversa la struttura della griglia rendendo difficile una corretta ripartizione dell’aria di combustione ai barrotti.

La presente invenzione risolve i sopraccitati inconvenienti realizzando un impianto per lo smaltimento di rifiuti avente le caratteristiche della allegata rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’impianto secondo la presente invenzione saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, di una forma di realizzazione con riferimento alle figure allegate in cui:

• la figura 1 à ̈ una rappresentazione schematica di un impianto per lo smaltimento di rifiuti secondo la tecnica nota che prevede una griglia di combustione a tre livelli;

• la figura 2 à ̈ una rappresentazione schematica di un gruppo di movimentazione della griglia dell’impianto di figura 1;

• la figura 3 à ̈ una vista prospettica della parte superiore della griglia secondo la presente invenzione utilizzabile nell’impianto di figura 1; • la figura 4 à ̈ una vista prospettica della parte inferiore della griglia secondo la presente invenzione utilizzabile nell’impianto di figura 1. Con riferimento alle citate figure un tipico impianto per lo smaltimento di rifiuti comprende una camera di combustione 2 all’interno della quale sono bruciati i rifiuti posti su una griglia di combustione 3, attraverso la quale à ̈ immessa una adeguata quantità di aria di combustione.

La griglia costituisce la parte inferiore della camera di combustione, al di sopra della quale si trova una trave 4 che svolge la funzione anche di supportare pareti laterali 5 di refrattario. Preferibilmente, le pareti della camera di combustione sono raffreddate completamente o parzialmente, tramite fasci tuberi evaporanti 6 protetti dal refrattario stesso.

La griglia di combustione comprende almeno un gruppo di movimentazione formato da una pluralità di barrotti 7, i quali si muovono alternativamente l’uno all’altro facendo avanzare i rifiuti sulla griglia. Nell’esempio di realizzazione mostrato in figura i gruppi di movimentazione sono tre disposti sfalsati l’uno rispetto all’altro in modo da ottenere una disposizione orizzontale discontinua (a gradini o salti). Alternativamente, sempre nell’ambito della presente invenzione à ̈ possibile ottenere una disposizione leggermente inclinata (fino a 15°), senza modifiche sostanziali.

Ciascun gruppo di movimentazione à ̈ azionato da mezzi di movimentazione 8 costituiti ad esempio da almeno un pistone oleodinamico. Tali mezzi di movimentazione consentono il movimento alternativo dei barrotti 7 i quali si dividono in barrotti mobili 7a e barrotti fissi 7b, disposti alternati l’uno all’altro, su file trasversali appoggiati l’uno sull’altro secondo una disposizione longitudinale a gradini alternati, rispettivamente uno fisso ed uno mobile.

I barrotti mobili sono connessi a travi mobili 9a e sono vincolati ad un telaio mobile 10a, il quale viene spinto da due pistoni, uno su ciascun lato. I barrotti fissi sono a loro volta connessi per mezzo di travi fisse 9b ad un telaio fisso 10b comune a tutti i barrotti fissi.

Il movimento relativo tra il telaio fisso ed il telaio mobile à ̈ di semplice traslazione alternata. Il movimento relativo dei barrotti à ̈ di traslazione alternata preferibilmente secondo una direzione inclinata di 20° sull’orizzontale.

La griglia à ̈ provvista inoltre di organi di scorrimento 11 atti a determinare lo scorrimento tra i due telai e organi di limitazione 12 del movimento tra essi.

Nella corsa in avanti il barrotto mobile spinge il rifiuto sulla schiena del barrotto fisso 7b fino a provocarne la caduta sul successivo barrotto mobile, nel contempo trascina il rifiuto sulla propria schiena. Nella corsa indietro il rifiuto sulla schiena del barrotto mobile trova ostacolo nel fronte del barrotto fisso e, anziché arretrare, viene spinto sulla schiena del barrotto fisso a valle e quindi spinto in avanti nella corsa successiva, determinando l’avanzamento dei rifiuti in ciascun gruppo di movimentazione e quindi sulla griglia in generale. Tale tipo di soluzione tecnologica prevede che i mezzi di movimentazione 8, gli organi di scorrimento 11 e gli organi di limitazione del movimento 12 siano infatti posizionati in punti della griglia distanti tra loro rendendo necessario dedicare ad ognuno di essi un elemento separato del telaio portante per supportarli. Inoltre, gli organi di limitazione del movimento sono posizionati lungo l’asse di simmetria del modulo. Questo tipo di montaggio rende particolarmente esposte le parti rotanti degli organi di scorrimento e di limitazione alla inevitabile caduta di ceneri all’interno del volume pressurizzato con incremento del rischio di malfunzionamenti. Tale posizionamento degli organi rende inoltre difficili l’ispezione, la manutenzione e la lubrificazione delle parti rotanti che devono essere raggiunte da apposite tubazioni per l’iniezione del lubrificante. Infine, gli organi 11 e 12, i relativi sottotelai e le strutture necessarie per supportarli ostacolano il flusso di aria che attraversa la struttura della griglia rendendo difficile una corretta ripartizione dell’aria di combustione ai barrotti 7.

Nelle figure 3 e 4 si illustra un gruppo di movimentazione della griglia secondo la presente invenzione comprendente un telaio portante includente due travi laterali 36 e due traverse trasversali 37. Le travi laterali 36 sono realizzate preferibilmente a sezione chiusa quadrata o rettangolare e sono collegate alle traverse 37 mediante un nodo 38 strutturalmente equivalente ad un incastro, posizionato nella parte superiore delle travi laterali 36 stesse. Il nodo 38 comprende anche un riferimento (spina o dispositivo equivalente – non rappresentato) che permette di posizionare con precisione le traverse 37 rispetto alle travi laterali 36 durante il montaggio del modulo di griglia. All’interno delle travi laterali 36 sono montati assi dei gruppi ruote 39 che interfacciano il telaio portante con il telaio mobile 40 permettendo il moto di quest’ultimo. I gruppi ruote 39 incorporano anche i citati organi di limitazione del movimento 12. Alla parte inferiore delle travi 36 sono viceversa fissati i supporti dei cuscinetti 41 degli alberi di azionamento 42.

Alla parte superiore delle travi 36 à ̈ fissata una lamiera superiore 43. Tale lamiera separa le piastre laterali dall’ esterno e costituisce l’elemento di raccordo tra il telaio portante e la parte superiore esterna del forno (non rappresentata), comprendente per esempio pannelli di isolamento termico e relative lattonerie di fissaggio. Sulla lamiera superiore 43 sono ricavate aperture 44 che permettono l’accesso agli organi di tenuta delle piastre laterali. Le aperture 44 devono essere chiuse a tenuta d’aria mediante flange 45, portelli o altre chiusure di equivalente funzione. Alla parte inferiore delle travi 36 à ̈ invece fissata una lamiera inferiore non strutturale 47. La lamiera 47 unitamente alle travi 36 delimita dai due lati del modulo di griglia il volume pressurizzato che fornisce aria di alimentazione ai barrotti 7. Alle estremità anteriori e posteriori delle travi 36 sono fissate due flange 48 e 49, le cui superfici esterne vengono fatte combaciare per accoppiare due moduli consecutivi, ad esempio mediante bullonatura con guarnizione o altro collegamento a tenuta d’aria equivalente. Le flange 48 e 49 sono dotate di estensioni superiori 50 e inferiori 51, che consentono di accoppiare correttamente due moduli consecutivi anche in corrispondenza delle lamiere superiori 43 e delle lamiere inferiori 47. Le flange anteriori 48 sono infine dotate di un’estensione laterale 52 alla quale à ̈ fissato un elemento di attacco 53 per il cilindro oleodinamico che movimenta l’albero di azionamento 42. La movimentazione dell’albero di azionamento avviene tramite una leva 54 calettata all’albero 42 stesso.

Le travi 36 oltre ad avere funzione strutturale incorporano gli alloggiamenti di tutte le parti meccaniche interne ed esterne del modulo di griglia, le lamiere laterali 43 e 47, che realizzano i fianchi del modulo stesso e flange di collegamento tra moduli consecutivi.

Dato che le traverse di appoggio dei barrotti sono, nella presente invenzione, elementi strutturali, l’assemblaggio del telaio portante di ogni modulo richiede esclusivamente l’accoppiamento delle travi 36 speculari per i due lati del modulo, alle traverse 37 mediante il nodo 38, dotato di elementi di riferimento (non rappresentati) per il corretto accoppiamento. Sulle travi 36 sono inoltre concentrate quasi tutte le lavorazioni alle macchine utensili necessarie per predisporre l’assemblaggio del modulo di griglia in quanto le travi 36 incorporano gli alloggiamenti di tutte le parti meccaniche interne ed esterne, le flange 48 e 49 di accoppiamento dei moduli consecutivi e le superfici di accoppiamento e riferimento alle traverse 37 (non rappresentate). Dato che le travi 36 hanno una lunghezza ridotta per permettere il trasporto dei moduli senza il ricorso a trasporti eccezionali, possono essere lavorate con tempi e costi ridotti rispetto ai moduli completamente assemblati delle griglie attualmente in produzione. Le uniche lavorazioni alle macchine utensili non ubicate sulle travi 36 sono quelle delle superfici di accoppiamento del nodo 38 solidali alle traverse 37 e che devono essere riferite alle superfici corrispondenti sulle travi 36.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto per lo smaltimento rifiuti comprendente una camera di combustione (2) all’interno della quale sono bruciati i rifiuti posti su una griglia di combustione (3), che provvede a consentire l’ingresso di una quantità adeguata di aria di combustione nella camera attraverso essa, detta griglia di combustione comprende almeno un gruppo di movimentazione formato da una pluralità di barrotti o piastre (7), i quali si muovono alternativamente l’uno all’altro facendo avanzare i rifiuti su detta griglia, mezzi di movimentazione consentono il movimento alternativo dei barrotti (7) i quali si dividono in barrotti mobili (7a) e barrotti fissi (7b), disposti alternati l’uno all’altro, su file trasversali appoggiati l’uno sull’altro secondo una disposizione longitudinale a gradini alternati, rispettivamente uno fisso ed uno mobile, tali barrotti mobili essendo vincolati ad un telaio mobile , il quale viene spinto tramite tali mezzi di movimentazione (8), caratterizzato dal fatto che tale gruppo di movimentazione comprende un telaio portante includente almeno due travi laterali (36) ed almeno due traverse (37) collegate mediante un nodo (38), posizionato nella parte superiore delle travi laterali (36) stesse, all’interno delle travi laterali (36) essendo montati assi di gruppi ruote (39) che interfacciano il telaio portante con il telaio mobile (40) permettendo il moto di quest’ultimo, i gruppi ruote (39) incorporando organi di limitazione del movimento (12).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il nodo (38) comprende un riferimento che permette di posizionare con precisione le traverse (37) rispetto alle travi laterali (36) durante il montaggio del modulo di griglia.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detta griglia realizza piano di combustione orizzontale a gradini.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui alla parte inferiore delle travi (36) sono fissati i supporti dei cuscinetti (41) degli alberi di azionamento (42).
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui alla parte superiore delle travi (36) à ̈ fissata una lamiera superiore (43) che separa le piastre laterali dall’ esterno e costituisce l’elemento di raccordo tra il telaio portante e la parte superiore esterna del forno.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5, in cui sulla lamiera superiore (43) sono ricavate aperture (44) che permettono l’accesso agli organi di tenuta delle piastre laterali chiuse a tenuta d’aria mediante flange (45), portelli o altre chiusure di equivalente funzione.
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui alla parte inferiore delle travi (36) Ã ̈ invece fissata una lamiera inferiore (47) che unitamente alle travi (36) delimita dai due lati del modulo di griglia il volume pressurizzato che fornisce aria di alimentazione ai barrotti.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui alle estremità anteriori e posteriori delle travi (36) sono fissate due flange (48,49), le cui superfici esterne vengono fatte combaciare per accoppiare due gruppi di movimentazione consecutivi.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui le flange (48,49) sono dotate di estensioni superiori (50) e inferiori (51), che consentono di accoppiare correttamente due moduli consecutivi anche in corrispondenza delle lamiere superiori (43) e delle lamiere inferiori (47).
10. 10. impianto secondo la rivendicazione 8, in cui le flange anteriori (48) sono dotate di un’estensione laterale (52) alla quale à ̈ fissato un elemento di attacco (53) per il cilindro oleodinamico che movimenta un albero di azionamento (42).
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 10, in cui la movimentazione dell’albero di azionamento avviene tramite una leva (54) calettata all’albero stesso.