Affaldsforbrændingsanlæg og krematorieovne

Konstruerede foringssystemer til forbrændingsudstyr

Affaldsforbrændingsanlæg og krematorieovne anvender begge ildfaste foringer, men de udsættes ikke for de samme belastninger. Affaldsforbrændingsanlæg kan behandle varierende materialer, som danner slibende aske, slagger, salte, alkalier, chlorider og andre kemisk aktive aflejringer. Krematorieovne fungerer som batchudstyr med gentagne cyklusser med indføring, opvarmning, kalcinering og fjernelse af aske. De primære og sekundære kamre, forbrændingsstyringen og røggasrensningen er konstrueret som ét integreret system.

En egnet foring kombinerer normalt en mekanisk robust varm side med varmeisolering med lavere varmeledningsevne bagved. Mørtler, dilatationsfuger, ankre, brænderåbninger, dørfalse og gennemføringer skal være kompatible med begge lag. Valget af ildfaste materialer skal bevare kammerets oprindelige volumen, strømningsvej og geometri i forbrændingszonen samt begrænse kappetemperaturen og varmetabet.

Funktioner i foringen af et affaldsforbrændingsanlæg eller en krematorieovn

Kompakte materialer til den varme side og reparation

Kompakte ildfaste materialer anvendes, hvor foringen skal modstå direkte påvirkning fra forbrændingen, mekanisk belastning, abrasion eller lokale slag. De har generelt større masse og varmeledningsevne end isoleringsprodukter og bør ikke anvendes som det primære energibesparende lag uden data for varmeoverførsel.

Vælg mellem ildfaste sten, ildfaste støbemasser og plastisk formbare ildfaste masser ud fra geometri, adgangsforhold, slidmønster, nedlukningens varighed og den bevarede forings tilstand. Reparationsmaterialet skal have tilstrækkeligt overlap med intakt ildfast materiale og må ikke skjule omfattende svigt eller korroderede ankre.

Varmeisoleringsmaterialer

Isolering reducerer kappetemperaturen og energitabet, men de enkelte formater har forskellige mekaniske egenskaber. Fiberfilt kan tilpasses ujævne overflader, plader giver kontrolleret stivhed, moduler danner et komprimeret foringssystem, og isolerende støbemasse skaber et formet, monolitisk baglag. Ingen af disse materialer bør udsættes for slag, abrasion eller brænderhastigheder ud over deres dokumenterede anvendelsesområde.

Isoleringstykkelsen skal beregnes ud fra hele flerlagskonstruktionen. Brug data for varmeledningsevne ved de relevante middeltemperaturer, og medtag den varme side, fuger, ankre, kappe, omgivelsesforhold og den tilladte udvendige overfladetemperatur. Et materiales maksimale temperatur angiver ikke temperaturen på den kolde side.

Valg af materialer efter udstyrszone

Primært forbrændingskammer og bund

Det primære kammer modtager materialet og kan blive udsat for slag, abrasion, koncentreret varmeudvikling, askebevægelse og rengøringsværktøj. Bunde, indføringsområder og askeudløbszoner kræver ofte en mekanisk robust og kompakt varm side. Fastlæg den tilladte materialesammensætning, brændværdi, askekemi og risikoen for lavtsmeltende aflejringer eller slagger, før der vælges aluminiumoxidsten eller støbemasse.

Sekundært forbrændingskammer

Det sekundære kammer understøtter oxidationen af gasser fra det primære kammer. Dets volumen, retningsændringer, placeringen af luftindblæsningen og foringens geometri påvirker temperaturfordelingen og gassens opholdstid. Den godkendte konstruktion skal bevares ved ny foring eller ommuring. Enhver ændring, der påvirker strømningsvejen eller kammervolumenet, kan kræve nye beregninger, genidriftsættelse og kontrol i henhold til den gældende miljøgodkendelse.

Brænderblokke, åbninger og zoner med direkte flammepåvirkning

Områder omkring brændere og flammevendte flader kan blive udsat for lokale temperaturer og varmestrømme over kammerets gennemsnit samt høj gashastighed. Kompakt ildfast støbemasse eller formet stenforing kan være nødvendig for at beskytte isolering med lavere densitet. Bevar brænderproducentens geometri, frirum og flammebillede. En forkert formet reparation kan ændre forbrændingen eller skabe et nyt varmt punkt.

Påfyldningsdøre, false og askeåbninger

Dørområder udsættes for hyppige temperaturcyklusser og mekaniske påvirkninger. Kontrollér false, overliggere, karme, tætninger og overgange mellem ildfast materiale og stål. Sørg for tilstrækkelig plads til udvidelse og en kompatibel reparationsgeometri, så dørene lukker korrekt, og kammeret forbliver gastæt ved det tilsigtede driftstryk.

Overgange til røggaskanaler og røggasrensning

Kanaler mellem forbrændingskammeret, varmegenvindingsudstyret og røggasrensningen kan blive udsat for temperaturgradienter, partikele erosion og sure gasser. Bekræft gastemperaturen og kemien på hvert sted. Et materiale, der er egnet inde i det varme kammer, er ikke nødvendigvis egnet længere nedstrøms, hvor kondensation eller koncentrerede aflejringer kan forekomme.

Indfyringsmateriale og kemisk påvirkning i affaldsforbrændingsanlæg

Affaldsklassificering og kontrol med indfyringsmaterialet er afgørende for den ildfaste forings levetid. Plast, salte, glas, metaller, jord, kliniske restprodukter, animalske biprodukter og fraktioner med høj brændværdi kan ændre flammetemperaturen, askens smelteegenskaber, aflejringerne og gaskemien. Den tilladte affaldsstrøm og de faktiske driftsdata bør danne grundlag for specifikationen af foringen.

Modstandsdygtighed over for en bestemt slagge, et salt, alkali, chlorid, en svovlforbindelse eller smeltet aflejring må ikke vurderes alene ud fra aluminiumoxidindholdet eller temperaturklassificeringen. Indhent relevante data for kemisk bestandighed, og undersøg om muligt det beskadigede materiale. Gentagen glasering, indtrængning, opsvulmning eller accelereret nedbrydning af fuger kræver normalt en analyse af den grundlæggende årsag og ikke blot valg af en højere temperaturklasse.

Ny foring af krematorieovne og forbrændingsgeometri

Kremering er en batchproces, og foringen udsættes derfor for gentagne ændringer i varmeudvikling og temperatur. Gældende britiske retningslinjer betragter effektiv forbrændingsstyring, opholdstiden i det sekundære kammer, iltniveauet og temperaturen som indbyrdes forbundne driftsparametre. Udskiftning af ildfaste materialer understøtter denne styring ved at bevare kammerets integritet, isolering og gasstrøm, men erstatter ikke brændere, sensorer, styringslogik eller røggasrensning.

Ved ommuring af en krematorieovn skal det sekundære kammers oprindelige retningsændringer bevares. Hvis den nye foring ændrer kammerets konstruktion eller volumen, er beregningen af opholdstiden og kontrollen ved idriftsættelsen muligvis ikke længere gyldig. Koordiner arbejdet med den ildfaste foring med producenten af krematorieovnen, en kompetent tekniker og den miljømyndighed, der administrerer godkendelsen, før den indvendige geometri ændres.

Temperaturklassificeringer og myndighedskrav

Den forbrændingsgastemperatur, der kræves i en miljøgodkendelse, er ikke det samme som det ildfaste materiales maksimale driftstemperatur. Foringens overflade kan blive udsat for lokale temperaturspidser nær brænderne, mens bagisoleringen arbejder ved en lavere temperatur som følge af temperaturgradienten gennem foringen. Vælg materialer ud fra beregnede eller målte foringstemperaturer og med den tekniske sikkerhedsmargin, der kræves for lokale varme punkter, temperaturcyklusser og ældning.

Kravene varierer efter proces og jurisdiktion. De gældende retningslinjer for visse affaldsforbrændingsanlæg til animalske biprodukter i England angiver eksempelvis en røggastemperatur på 850 °C i to sekunder eller 1100 °C i 0,2 sekunder. Gældende retningslinjer for krematorier i Storbritannien fastsætter driftsbetingelserne efter typen af krematorieovn og røggasrensning og kræver en opholdstid på mindst to sekunder i det sekundære kammer, dog afhængigt af miljøgodkendelsen og eventuelle vilkår godkendt af myndigheden. Disse værdier er forbrændingskrav og ikke temperaturer til valg af ildfaste materialer.

Ingen mursten, støbemasse, mørtel eller isolering fra VITCAS kan alene sikre, at et affaldsforbrændingsanlæg eller en krematorieovn overholder reglerne. Overholdelsen afhænger af hele udstyrets konstruktion, det tilladte indfyringsmateriale, forbrændingsstyringen, overvågningen, gastætheden, røggasrensningen samt drift og vedligeholdelse.

Montering, hærdning og kontrolleret udtørring

Undersøg den eksisterende foring og stålkonstruktion før nedrivning. Registrer mål, lagtykkelser, dilatationsfuger, ankre, brænderåbninger, sensorplaceringer og kammergeometri. Det fjernede ildfaste materiale kan afdække korrosion, varmebroer og skjult delaminering, som skal udbedres, før der monteres nyt materiale.

Afmål vandet nøjagtigt, brug rent udstyr, og følg de gældende anvisninger for hver støbemasse eller mørtel. For meget vand kan øge porøsiteten, krympningen og behovet for udtørring. Udlæg og komprimer støbemasser inden for deres bearbejdningstid, hold fugerne mellem stenene inden for den angivne tykkelse, og monter fiberlag med den krævede komprimering, overlapning og forankring.

Våde ildfaste materialer indeholder vand, som skal fjernes efter en kontrolleret udtørringsplan. Hurtig opvarmning kan skabe indvendigt damptryk, revner eller eksplosiv afskalning. Planen afhænger af produktet, tykkelsen, reparationens samlede volumen, hærdningen ved omgivelsestemperatur, ventilationen og udstyrets geometri. En tør overflade eller en angivet hærdetid ved stuetemperatur betyder ikke, at anlægget kan tages i drift ved fuld temperatur.

Inspektion, vedligeholdelse og reparation

• Følg udviklingen i kappetemperaturen: Sammenlign termografiske målinger eller kontaktmålinger under tilsvarende driftsforhold, og undersøg nye varme punkter.
• Kontrollér den varme side: Se efter åbne fuger, forskubbede sten, tab af godstykkelse, glasering, kemisk indtrængning, afskalning og slagskader.
• Kontrollér monolitiske områder: Vurder revner ud fra bredde, dybde, placering og bevægelse og ikke kun deres udseende.
• Undersøg ankre og overgange: Fritlagte, deformerede eller korroderede ankre og mellemrum mellem materialer kan være tegn på dybereliggende skader.
• Kontrollér fibersystemer: Find krympespalter, beskadigede moduler, løse fastgørelser, erosion og fritlagt kappe.
• Bevar gastætheden: Kontrollér døre, gennemføringer, kanaler og kappesamlinger for lækage eller indtrængende luft.
• Registrer reparationer: Gem oplysninger om materialebatch, placering, mål, monteringsmetode, hærdning, udtørring og inspektion efter idriftsættelse.

Lokal reparation er kun egnet, når den bevarede foring og ankrene er intakte. Tilbagevendende skader, udbredte revner, dybe kemiske angreb, unormale varme punkter eller tab af kammergeometri kan kræve sektionsvis eller komplet ny foring samt undersøgelse af den driftsmæssige årsag.

Sikker nedlukning og vedligeholdelse af ildfaste foringer

Før adgang til eller arbejde i et affaldsforbrændingsanlæg eller en krematorieovn skal alle energikilder til brændstof, el, hydraulik, pneumatik og mekanik afbrydes og sikres. Sørg for tilstrækkelig afkøling, kontrollér atmosfæren, og fastslå, om reglerne for arbejde i lukkede rum gælder. Aske, aflejringer og brugte ildfaste materialer kan indeholde farlige procesrester og skal vurderes før skæring, fejning, fjernelse eller bortskaffelse.

Gennemgå de gældende sikkerhedsdatablade for nye og eksisterende foringsprodukter. Begræns støv ved kilden, og vælg åndedrætsværn, øjenbeskyttelse, hudbeskyttelse og øvrigt sikkerhedsudstyr ud fra den opgavespecifikke COSHH-vurdering. Keramiske fibre, bioopløselige fibre og cementbundne ildfaste materialer kan have forskellige klassificeringer og håndteringskrav, selv om de ligner hinanden. Personlige værnemidler må ikke være den eneste foranstaltning, hvis indkapsling, våde arbejdsmetoder eller egnet udsugning kan reducere eksponeringen.

Ofte stillede spørgsmål

Kan det samme ildfaste materiale bruges i affaldsforbrændingsanlæg og krematorieovne?

Nogle materialegrupper kan anvendes i begge typer anlæg, men egnetheden afhænger af den konkrete zone og proces. Kemien i affaldet, asken og abrasionsbelastningen i et affaldsforbrændingsanlæg kan adskille sig væsentligt fra de gentagne batchcyklusser og den myndighedsgodkendte kammergeometri i en krematorieovn.

Hvilket ildfast materiale er bedst til foringen i et affaldsforbrændingsanlæg?

Der findes ikke ét materiale, der er bedst til alle formål. Den varme side skal vælges ud fra temperatur, askekemi, abrasion, slag, temperaturcyklusser og geometri, mens separate isoleringslag begrænser varmetabet og kappetemperaturen.

Hvad er forskellen på ildfaste sten med 42 % og 60 % aluminiumoxid?

Den anførte sten med 42 % aluminiumoxid er klassificeret til 1430 °C, mens stenen med 60 % aluminiumoxid er klassificeret til 1600 °C. Aluminiumoxidindholdet og temperaturen er kun en del af udvælgelsen. Sammenlign data for belastning, porøsitet, abrasion, termisk chok og kemisk bestandighed for den konkrete zone.

Skal jeg bruge ildfaste sten eller støbemasse?

Stenforinger består af definerede enheder og fuger og gør lokal udskiftning mulig. Støbemasse danner monolitiske og komplekse former omkring åbninger og brændere samt ved reparationer, men kræver kontrolleret blanding, udlægning, forankring, hærdning og udtørring. Mange foringer kombinerer begge dele.

Er ildfast støbemasse 1700 et isoleringsmateriale?

Det er en kompakt støbemasse til den varme side. Dens temperaturbestandighed og konstruktive funktion gør den ikke tilsvarende en isolerende støbemasse med lav densitet eller et fiberlag. Brug data for varmeledningsevne ved projektering med henblik på varmetab.

Kan keramisk fiberfilt anvendes som fritliggende varm side?

Kun når den specificerede kvalitet, fastgørelsessystemet og overfladens tilstand er dokumenteret egnet til temperaturen, gashastigheden, abrasionsbelastningen og kemien. Fiberfilt, som er egnet som beskyttet bagisolering, kan hurtigt erodere ved direkte flammepåvirkning fra brændere eller bevægelse af aske.

Hvad er forskellen på fiberfilt, fiberplader og fibermoduler?

Fiberfilt er fleksibelt, plader er stive, og moduler er komprimerede enheder, der monteres i et defineret mønster. Hvert format stiller forskellige krav til samlinger, understøtning, krympning og gashastighed.

Betyder et materiale klassificeret til 1700 °C, at affaldsforbrændingsanlægget kan køre ved 1700 °C?

Nej. Den offentliggjorte værdi er materialets grænse under de angivne forhold og ikke en driftsgodkendelse for udstyret. Brænderzoner kan desuden udsætte foringen for andre temperaturer og varmestrømme end dem, der måles i kammeret.

Er 850 °C den krævede driftstemperatur for alle affaldsforbrændingsanlæg og krematorieovne?

Nej. Kravene afhænger af processen, indfyringsmaterialet, udstyret, jurisdiktionen og miljøgodkendelsen. Nogle gældende retningslinjer angiver 850 °C med en defineret opholdstid, men andre betingelser kan være gældende. Følg udstyrets miljøgodkendelse og de driftsbetingelser, myndighederne har godkendt.

Hvilken mørtel skal bruges til ildfaste sten?

Tilpas mørtlen til stenenes kemi, temperaturen, atmosfæren og den specificerede fugetykkelse. Vitset 45 og Vitset 80 er beregnet til forskellige krav til aluminiumoxidindhold og belastning. Kontrollér de gældende tekniske data og den godkendte kombination af sten og mørtel.

Kan VITPLAST 45AB bruges til en nødreparation?

Produktet er beregnet til hurtige reparationer af kompatible ildfaste foringer ved indstampning. Det beskadigede område skal stadig lukkes sikkert ned, klargøres og komprimeres og derefter tages i drift igen efter en godkendt opvarmningsprocedure. Produktet må ikke bruges til at skjule konstruktions- eller ankersvigt.

Hvorfor er kontrolleret udtørring af ildfaste materialer nødvendig?

Støbemasser og mørtler indeholder blandevand. Hvis de opvarmes for hurtigt, kan der opstå damptryk inde i foringen, som medfører revner eller eksplosiv afskalning. Brug en udtørringsplan, der er tilpasset produktet og installationen.

Kan en ny foring ændre krematorieovnens ydelse?

Ja. Ændringer af det sekundære kammers volumen, retningsændringer, luftveje eller sensorernes indbyrdes placering kan påvirke gassens opholdstid og kontrollen af forbrændingen. Bevar den godkendte geometri, eller sørg for nye beregninger og genidriftsættelse.

Hvad forårsager varme punkter på den udvendige kappe?

Mulige årsager omfatter reduceret foringstykkelse, åbne fuger, forskubbet isolering, krympning af fibre, defekte ankre, mellemrum omkring gennemføringer eller ændrede driftsforhold. Sammenlign målinger ved tilsvarende belastninger, og kontrollér hele foringssystemet.

Hvornår bør foringen i et affaldsforbrændingsanlæg udskiftes i stedet for at blive lappet?

Overvej sektionsvis eller komplet udskiftning, når skaderne er omfattende, det bevarede materiale er svagt, ankrene er beskadigede, den kemiske indtrængning er dyb, kammergeometrien er ændret, eller lokale reparationer gentagne gange svigter.

Kan ildfaste materialer reducere emissionerne?

En intakt og velisoleret foring hjælper med at opretholde den projekterede temperatur, gastæthed og kammergeometri og understøtter dermed forbrændingsstyringen. Den erstatter ikke kontrol med indfyringsmaterialet, brændere, overvågning af ilt og temperatur, dokumentation af opholdstiden eller røggasrensning.