Avfallsforbrenningsovner og krematorieovner

Konstruerte fôringssystemer for forbrenningsanlegg

Avfallsforbrenningsovner og krematorieovner bruker begge ildfaste fôringer, men utsettes ikke for de samme belastningene. Avfallsforbrenningsovner kan behandle varierende råstoff som danner slipende aske, slagg, salter, alkalier, klorider og andre kjemisk aktive avleiringer. Krematorieovner er satsvis drevet utstyr med gjentatte sykluser for innlasting, oppvarming, kalsinering og askefjerning. Primær- og sekundærkamrene, forbrenningsstyringen og røykgassbehandlingen er konstruert som ett integrert system.

En egnet fôring kombinerer normalt en mekanisk robust varm side med isolasjon med lavere varmeledningsevne bak. Mørtler, ekspansjonsfuger, ankere, brenneråpninger, døromramminger og gjennomføringer må være kompatible med begge lagene. Valget av ildfaste materialer skal bevare det opprinnelige kammervolumet, strømningsforløpet og geometrien i forbrenningssonen, samtidig som temperaturen i ytterkappen og varmetapet begrenses.

Funksjoner i fôringen til en avfallsforbrenningsovn eller krematorieovn

Kompakte materialer for varm side og reparasjon

Kompakte ildfaste materialer brukes der fôringen må tåle direkte eksponering for forbrenning, mekanisk belastning, slitasje eller lokale støt. De har vanligvis større masse og høyere varmeledningsevne enn isolasjonsprodukter og bør ikke brukes som det primære energibesparende laget uten varmeoverføringsdata.

Velg mellom ildfast stein, ildfaste støpemasser og plastiske ildfaste masser ut fra geometri, tilgang, slitasjemønster, driftsstansens varighet og tilstanden til den eksisterende fôringen. Et reparasjonsmateriale skal overlappe fast og uskadd ildfast materiale og må ikke skjule omfattende skader eller korroderte ankere.

Varmeisolasjonsmaterialer

Isolasjon reduserer temperaturen i ytterkappen og energitapet, men hver produkttype har ulik mekanisk kapasitet. En matte kan tilpasses ujevne overflater, en plate gir kontrollert stivhet, en modul danner et komprimert fôringssystem, og en isolerende støpemasse danner et formet, monolittisk baklag. Ingen av dem bør utsettes for støt, slitasje eller brennerhastigheter utover dokumentert bruksområde.

Isolasjonstykkelsen må beregnes ut fra hele flerlagskonstruksjonen. Bruk data for varmeledningsevne ved relevante middeltemperaturer, og ta hensyn til varm side, fuger, ankere, ytterkappe, omgivelsesforhold og tillatt utvendig overflatetemperatur. Materialets maksimumstemperatur angir ikke temperaturen på den kalde siden.

Valg av materialer etter utstyrssone

Primært forbrenningskammer og ildsted

Primærkammeret mottar innmatingen og kan utsettes for støt, slitasje, konsentrert varmeutvikling, askebevegelse og rengjøringsverktøy. Ildsteder, innlastingsområder og askeutløpssoner krever vanligvis en mekanisk robust, kompakt varm side. Fastslå tillatt sammensetning av innmatingen, brennverdiområdet, askekjemien og om det kan dannes lavtsmeltende avleiringer eller slagg før du velger stein eller støpemasse med aluminiumoksid.

Sekundært forbrenningskammer

Sekundærkammeret bidrar til oksidasjon av gassene som forlater primærkammeret. Volumet, omløpene, plasseringen av luftinnsprøytingen og fôringens geometri påvirker temperaturfordelingen og gassens oppholdstid. Ved ny fôring eller ommuring skal den godkjente konstruksjonen bevares. Endringer som påvirker strømningsforløpet eller kammervolumet, kan kreve nye beregninger, ny idriftsettelse og verifisering i henhold til gjeldende tillatelse.

Brennerblokker, åpninger og soner med direkte flammepåvirkning

Områder rundt brennere og flammeutsatte flater kan oppleve lokale temperaturer og varmeflukser over kammerets gjennomsnitt, sammen med høy gasshastighet. Kompakt ildfast støpemasse eller formet murverk kan være nødvendig for å beskytte isolasjon med lavere densitet. Oppretthold brennerprodusentens geometri, klaringer og flammemønster. En feil utformet reparasjon kan endre forbrenningen eller skape et nytt varmepunkt.

Innlastingsdører, omramminger og askeåpninger

Dørområder utsettes for hyppige termiske sykluser og mekaniske påkjenninger. Kontroller omramminger, overliggere, karmer, tetninger og overganger mellom ildfast materiale og stål. Sørg for ekspansjonsklaringer og kompatibel reparasjonsgeometri slik at dørene lukkes korrekt og kammeret forblir gasstett ved det tiltenkte driftstrykket.

Overganger til røykgasskanaler og behandlingsanlegg

Kanaler mellom forbrenningskammeret, varmegjenvinningsutstyret og røykgassbehandlingen kan utsettes for temperaturgradienter, partikkelerosjon og sure gasser. Kontroller gasstemperaturen og den kjemiske sammensetningen på hvert sted. Et materiale som er egnet inne i det varme kammeret, er ikke nødvendigvis egnet lenger nedstrøms der kondens eller konsentrerte avleiringer kan oppstå.

Innmating og kjemisk eksponering i avfallsforbrenningsovner

Avfallsklassifisering og kontroll av innmatingen er avgjørende for det ildfaste materialets levetid. Plast, salter, glass, metaller, jord, kliniske restprodukter, animalske biprodukter og fraksjoner med høy brennverdi kan endre flammetemperatur, askens smelteegenskaper, avleiringer og gasskjemi. Den tillatte avfallsstrømmen og faktiske driftsdata skal inngå i spesifikasjonen for fôringen.

Motstand mot bestemt slagg, salt, alkali, klorid, svovelforbindelse eller smeltet avleiring kan ikke utledes fra aluminiumoksidinnholdet eller temperaturklassifiseringen alene. Innhent relevante data om kjemisk bestandighet, og undersøk skadet materiale der det er mulig. Gjentatt glassdannelse, inntrenging, svelling eller raskt fugetap krever normalt en analyse av grunnårsaken, ikke bare en høyere temperaturklasse.

Ny fôring av krematorieovner og forbrenningsgeometri

Kremering er en satsvis prosess, og fôringen utsettes derfor for gjentatte endringer i varmeutvikling og temperatur. Gjeldende britiske retningslinjer behandler god forbrenningsstyring, oppholdstid i sekundærkammeret, oksygen og temperatur som sammenhengende driftsparametere. Utskifting av ildfaste materialer støtter denne styringen ved å bevare kammerets integritet, isolasjon og gasstrøm, men erstatter ikke brennere, sensorer, styringslogikk eller røykgassbehandling.

Ved ommuring av en krematorieovn skal sekundærkammerets opprinnelige omløp opprettholdes. Hvis den nye fôringen endrer kammerkonstruksjonen eller volumet, kan beregningen av oppholdstid og verifiseringen ved idriftsettelse bli ugyldig. Koordiner arbeid på den ildfaste fôringen med produsenten av krematorieovnen, en kvalifisert ingeniør og miljømyndigheten før den innvendige geometrien endres.

Temperaturklassifiseringer og myndighetskrav

Temperaturen på forbrenningsgassen som kreves i en tillatelse, er ikke den samme som det ildfaste materialets maksimale brukstemperatur. Fôringsoverflaten kan utsettes for lokale temperaturtopper nær brennere, mens bakisolasjonen arbeider ved en lavere temperatur som følge av temperaturgradienten gjennom fôringen. Velg materialer ut fra beregnede eller målte fôringstemperaturer og med nødvendig teknisk sikkerhetsmargin for lokale varmepunkter, temperatursykluser og aldring.

Kravene varierer etter prosess og jurisdiksjon. Gjeldende retningslinjer for enkelte avfallsforbrenningsanlegg for animalske biprodukter i England angir for eksempel en avgass på 850 °C i to sekunder eller 1100 °C i 0,2 sekunder. Gjeldende retningslinjer for krematorier i Storbritannia fastsetter driftsforhold etter type krematorieovn og renseanlegg og krever en minste oppholdstid på to sekunder i sekundærkammeret, med forbehold om tillatelsen og eventuelle vilkår godkjent av myndighetene. Disse tallene er forbrenningskrav, ikke temperaturer for valg av ildfaste materialer.

Ingen stein, støpemasse, mørtel eller isolasjon fra VITCAS gjør alene en avfallsforbrenningsovn eller krematorieovn forskriftsmessig. Samsvar avhenger av hele utstyrskonstruksjonen, tillatt innmating, forbrenningsstyring, overvåking, gasstetthet, røykgassbehandling, drift og vedlikehold.

Montering, herding og kontrollert uttørking

Undersøk eksisterende fôring og stålkonstruksjon før riving. Registrer dimensjoner, lagtykkelser, ekspansjonsfuger, ankere, brenneråpninger, sensorplasseringer og kammergeometri. Fjernet ildfast materiale kan avdekke korrosjon, varmebaner og skjult delaminering som må utbedres før nytt materiale monteres.

Mål vannet nøyaktig, bruk rent utstyr og følg de gjeldende anvisningene for hver støpemasse eller mørtel. For mye vann kan øke porøsitet, krymping og behovet for uttørking. Legg ut og komprimer støpemasser innenfor bearbeidingstiden, hold fugene i murverket innenfor spesifisert tykkelse, og monter fiberlag med nødvendig komprimering, overlapp og forankring.

Vått ildfast materiale inneholder vann som må fjernes etter en kontrollert uttørkingsplan. Rask oppvarming kan skape innvendig damptrykk, sprekker eller eksplosiv avskalling. Planen avhenger av produktet, tykkelsen, det totale reparasjonsvolumet, herding ved omgivelsestemperatur, ventilasjon og utstyrets geometri. En tørr overflate eller angitt herdetid ved romtemperatur innebærer ikke at anlegget kan kjøres ved full temperatur.

Inspeksjon, vedlikehold og reparasjon

• Følg utviklingen i ytterkappens temperatur: Sammenlign termografiske målinger eller kontaktmålinger under tilsvarende driftsforhold, og undersøk nye varmepunkter.
• Kontroller den varme siden: Se etter åpne fuger, forskjøvede steiner, redusert materialtykkelse, glassdannelse, kjemisk inntrenging, avskalling og støtskader.
• Kontroller monolittiske områder: Vurder sprekker etter bredde, dybde, plassering og bevegelse, ikke bare utseende.
• Undersøk ankere og overganger: Eksponerte, deformerte eller korroderte ankere og mellomrom mellom materialer kan tyde på dypere skader.
• Kontroller fibersystemer: Identifiser krympesprekker, skadede moduler, løse fester, erosjon og eksponert ytterkappe.
• Oppretthold gasstettheten: Kontroller dører, gjennomføringer, kanaler og skjøter i ytterkappen for lekkasje eller inntrenging av luft.
• Dokumenter reparasjoner: Oppbevar data om materialparti, plassering, dimensjoner, monteringsmetode, herding, uttørking og inspeksjon etter idriftsettelse.

Lokal reparasjon er bare egnet når den gjenværende fôringen og ankrene er i god stand. Gjentatte skader, omfattende sprekkdannelse, dype kjemiske angrep, unormale varmepunkter eller tap av kammergeometri kan kreve delvis eller fullstendig ny fôring og undersøkelse av den driftsmessige årsaken.

Sikker nedstenging og vedlikehold av ildfast fôring

Før noen går inn i eller arbeider på en avfallsforbrenningsovn eller krematorieovn, skal tilførselen av brensel samt elektriske, hydrauliske, pneumatiske og mekaniske energikilder isoleres og sikres. Sørg for tilstrekkelig avkjøling, kontroller atmosfæren og avklar om kravene til arbeid i lukkede rom gjelder. Aske, avleiringer og brukt ildfast materiale kan inneholde farlige prosessrester og må vurderes før skjæring, feiing, fjerning eller avhending.

Gå gjennom gjeldende sikkerhetsdatablader for nye og eksisterende fôringsprodukter. Begrens støv ved kilden, og velg åndedrettsvern, øyevern, hudbeskyttelse og annet verneutstyr ut fra den oppgavespesifikke COSHH-vurderingen. Keramiske fibre, biosolubile fibre og sementbundne ildfaste materialer kan ha ulike klassifiseringer og krav til håndtering selv om de ser like ut. Personlig verneutstyr skal ikke brukes som eneste tiltak når innkapsling, våte arbeidsmetoder eller egnet avsug kan redusere eksponeringen.

Ofte stilte spørsmål

Kan samme ildfaste materiale brukes i avfallsforbrenningsovner og krematorieovner?

Enkelte materialtyper kan brukes i begge, men egnetheten avhenger av sonen og prosessen. Kjemien i innmatingen, asken og slitasjen i en avfallsforbrenningsovn kan avvike betydelig fra de gjentatte satsvise temperatursyklusene og den regulerte kammergeometrien i en krematorieovn.

Hva er det beste ildfaste materialet for fôring av en avfallsforbrenningsovn?

Det finnes ikke ett universelt best materiale. Den varme siden må velges ut fra temperatur, askekjemi, slitasje, støt, termiske sykluser og geometri, mens separate isolasjonslag begrenser varmetapet og temperaturen i ytterkappen.

Hva er forskjellen mellom ildfast stein med 42 % og 60 % aluminiumoksid?

Den oppførte steinen med 42 % aluminiumoksid er klassifisert for 1430 °C, mens steinen med 60 % aluminiumoksid er klassifisert for 1600 °C. Aluminiumoksidinnhold og temperatur er bare en del av vurderingen. Sammenlign data for belastning, porøsitet, slitasje, motstand mot termisk sjokk og kjemisk bestandighet i den aktuelle sonen.

Bør jeg bruke ildfast stein eller støpemasse?

Murverk består av definerte enheter og fuger og gjør lokal utskifting mulig. Støpemasse danner monolittiske og komplekse former rundt åpninger, brennere og reparasjoner, men krever kontrollert blanding, utlegging, forankring, herding og uttørking. Mange fôringer kombinerer begge deler.

Er ildfast støpemasse 1700 et isolasjonsmateriale?

Det er en kompakt støpemasse for den varme siden. Temperaturbestandigheten og den konstruktive funksjonen gjør den ikke tilsvarende en isolerende støpemasse med lav densitet eller et fiberlag. Bruk data for varmeledningsevne ved dimensjonering for varmetap.

Kan keramisk fibermatte brukes som eksponert varm side?

Bare når den spesifiserte produktklassen, festemetoden og overflatetilstanden er dokumentert for temperaturen, gasshastigheten, slitasjen og kjemien. En matte som er egnet som beskyttet bakisolasjon, kan erodere raskt ved direkte flammepåvirkning fra brennere eller askebevegelse.

Hva er forskjellen mellom fibermatte, fiberplate og fibermoduler?

Matten er fleksibel, platen er stiv, og modulene er komprimerte enheter som monteres etter et definert mønster. Hvert format har forskjellige krav til skjøter, støtte, krymping og gasshastighet.

Betyr et materiale klassifisert for 1700 °C at avfallsforbrenningsovnen kan drives ved 1700 °C?

Nei. Den publiserte temperaturen er en materialgrense under angitte forhold, ikke en godkjent driftstemperatur for utstyret. Brennersoner kan dessuten utsette fôringen for andre temperaturer og varmeflukser enn kammermålingen viser.

Er 850 °C den påkrevde driftstemperaturen for alle avfallsforbrenningsovner og krematorieovner?

Nei. Kravene avhenger av prosessen, innmatingen, utstyret, jurisdiksjonen og tillatelsen. Enkelte gjeldende retningslinjer bruker 850 °C med en definert oppholdstid, men andre vilkår kan gjelde. Følg utstyrets tillatelse og driftsvilkårene som er godkjent av myndighetene.

Hvilken mørtel bør brukes med ildfast stein?

Tilpass mørtelen til steinens kjemiske sammensetning, temperaturen, atmosfæren og den spesifiserte fugetykkelsen. Vitset 45 og Vitset 80 dekker ulike krav til aluminiumoksidinnhold og belastning. Kontroller gjeldende tekniske data og den godkjente kombinasjonen av stein og mørtel.

Kan VITPLAST 45AB brukes til en nødreparasjon?

Produktet er beregnet på raske, stampede reparasjoner av kompatible ildfaste fôringer. Det skadede området må fortsatt stenges ned på en sikker måte, klargjøres, komprimeres og settes i drift igjen etter en godkjent oppvarmingsprosedyre. Produktet må ikke brukes til å skjule konstruksjonsskader eller svikt i forankringen.

Hvorfor er kontrollert uttørking av ildfaste materialer nødvendig?

Støpemasser og mørtler inneholder vann fra monteringen. For rask oppvarming kan skape damptrykk inne i fôringen og føre til sprekker eller eksplosiv avskalling. Bruk en uttørkingsplan som er tilpasset produktet og monteringen.

Kan ny fôring endre ytelsen til en krematorieovn?

Ja. Endringer i sekundærkammerets volum, omløp, luftveier eller forholdet mellom sensorene kan påvirke gassens oppholdstid og verifiseringen av forbrenningen. Bevar den godkjente geometrien, eller sørg for nye beregninger og ny idriftsettelse.

Hva forårsaker varmepunkter på den utvendige kappen?

Mulige årsaker er redusert fôringstykkelse, åpne fuger, forskjøvet isolasjon, krymping av fibre, defekte ankere, åpninger rundt gjennomføringer eller endrede driftsforhold. Sammenlign målinger ved tilsvarende belastninger, og kontroller hele fôringssystemet.

Når bør fôringen i en avfallsforbrenningsovn skiftes ut i stedet for å lappes?

Vurder delvis eller fullstendig utskifting når skadene er omfattende, det gjenværende materialet er svakt, ankrene er svekket, den kjemiske inntrengingen er dyp, kammergeometrien er endret eller lokale reparasjoner svikter gjentatte ganger.

Kan ildfaste materialer redusere utslipp?

En hel og godt isolert fôring bidrar til å opprettholde den prosjekterte temperaturen, gasstettheten og kammergeometrien, noe som støtter forbrenningsstyringen. Den erstatter ikke kontroll av innmatingen, brennere, overvåking av oksygen og temperatur, verifisering av oppholdstid eller røykgassbehandling.