Jäätmepõletus- ja krematsiooniahjud

Põletusseadmete projekteeritud vooderdussüsteemid

Jäätmepõletusahjudes ja krematsiooniahjudes kasutatakse tulekindlaid vooderdusi, kuid nende töötingimused ei ole ühesugused. Jäätmepõletusahjudes võidakse töödelda muutuva koostisega sisendmaterjale, mille põlemisel tekivad abrasiivne tuhk, räbukänkrad, soolad, leelised, kloriidid ja muud keemiliselt aktiivsed ladestised. Krematsiooniahjud töötavad tsükliliselt ning neis korduvad laadimis-, kuumutus-, kaltsineerimis- ja tuhaeemaldustsüklid. Nende primaar- ja sekundaarkambrid, põlemise juhtseadmed ning suitsugaaside puhastussüsteemid on kavandatud ühtse tervikuna.

Sobivas vooderduses on tavaliselt mehaaniliselt vastupidav kuumapoolne töökiht ja selle taga väiksema soojusjuhtivusega isolatsioon. Mördid, paisumisvuugid, ankrud, põletite avad, uksepalendid ja läbiviigud peavad sobima mõlema kihiga. Tulekindlate materjalide valik peab säilitama kambri algse mahu, gaaside liikumistee ja põlemistsooni geomeetria ning piirama samal ajal korpuse temperatuuri ja soojuskadu.

Jäätmepõletus- või krematsiooniahju vooderduse osade ülesanded

Tihedad kuumapoolse töökihi ja remondimaterjalid

Tihedaid tulekindlaid materjale kasutatakse kohtades, kus vooder peab taluma otsest kokkupuudet põlemisprotsessiga, mehaanilist koormust, kulumist või kohalikke lööke. Nende mass ja soojusjuhtivus on üldjuhul suuremad kui isolatsioonitoodetel ning ilma soojusülekande arvutusteta ei tohiks neid käsitada peamise energiasäästukihina.

Valige tulekindlate šamotttelliste, tulekindlate valumasside ja plastsete vormitavate tulekindlate masside vahel, lähtudes geomeetriast, juurdepääsust, kulumismustrist, seisaku kestusest ja allesjäetava vooderduse seisukorrast. Remondimaterjal peab ulatuma tugeva tulekindla aluspinnani ega tohi varjata ulatuslikku kahjustust või korrodeerunud ankruid.

Soojusisolatsioonimaterjalid

Isolatsioon vähendab korpuse temperatuuri ja energiakadu, kuid eri materjalivormidel on erinev mehaaniline vastupidavus. Kiudmatt kohandub ebakorrapäraste pindadega, plaat tagab kindla jäikuse, moodul moodustab kokkusurutud vooderdussüsteemi ning isoleeriv valumass loob vormitud monoliitse tugikihi. Ükski neist ei tohi kokku puutuda löökide, kulumise ega põleti gaasivooluga, mis ületab materjali kontrollitud kasutuspiire.

Isolatsiooni paksus tuleb arvutada kogu mitmekihilise konstruktsiooni põhjal. Kasutage asjakohaste keskmiste temperatuuride soojusjuhtivusandmeid ning arvestage kuumapoolset töökihti, vuuke, ankruid, korpust, keskkonnatingimusi ja lubatud välispinna temperatuuri. Materjali maksimaalse temperatuuri näitaja ei võimalda ennustada külmapoolse pinna temperatuuri.

Materjalide valimine seadme tsooni järgi

Primaarne põlemiskamber ja kolle

Primaarkambrisse laaditakse põletatav materjal ning seal võivad esineda löögid, kulumine, kontsentreeritud soojuseraldus, tuha liikumine ja puhastusvahendite mehaaniline toime. Kolle, laadimisalad ja tuha väljalaskekohad vajavad tavaliselt mehaaniliselt tugevat tihedat kuumapoolset töökihti. Enne alumiiniumoksiidisisaldusega tellise või valumassi valimist määrake lubatud sisendmaterjali koostis, kütteväärtuse vahemik, tuha keemiline koostis ning madala sulamistemperatuuriga ladestiste või räbukänkarde tekkimise võimalus.

Sekundaarne põlemiskamber

Sekundaarkamber toetab primaarkambrist väljuvate gaaside oksüdeerumist. Selle maht, gaasiteede käänud, õhu sissepritse asukoht ja vooderduse geomeetria mõjutavad temperatuuri jaotumist ning gaasi viibeaega. Uue vooderduse või tellisvoodri paigaldamisel tuleb säilitada heakskiidetud konstruktsioon. Gaaside liikumisteed või kambri mahtu mõjutav muudatus võib nõuda uusi arvutusi, taaskasutuselevõttu ja kohaldatava loa tingimustele vastavuse kontrollimist.

Põletiplokid, avad ja leegiga vahetult kokkupuutuvad tsoonid

Põletite ümbruses ja leegipoolsetel aladel võivad kohalik temperatuur ja soojusvoog ületada kambri keskmisi väärtusi ning gaasi kiirus võib olla suur. Väiksema tihedusega isolatsiooni kaitsmiseks võib olla vaja tihedat tulekindlat valumassi või vormitud tellisvoodrit. Säilitage põleti tootja määratud geomeetria, vahekaugused ja leegikuju, sest valesti vormitud parandus võib muuta põlemist või tekitada uue kuuma koha.

Laadimisuksed, uksepalendid ja tuhaavad

Uksepiirkonnad puutuvad sageli kokku termotsüklite ja mehaanilise koormusega. Kontrollige palendeid, silluseid, piitasid, tihendeid ning tulekindla materjali ja terase liitekohti. Kasutage sobivaid paisumisvarusid ja paranduse geomeetriat, et uksed sulguksid korralikult ning kamber püsiks ettenähtud töörõhul gaasitihe.

Suitsukanalite üleminekud ja puhastussüsteemide liitekohad

Põlemiskambri, soojustagastusseadmete ja suitsugaaside puhastussüsteemi vahelised kanalid võivad kokku puutuda temperatuurigradientide, tahkete osakeste põhjustatud erosiooni ja happeliste gaasidega. Kontrollige igas asukohas gaasi temperatuuri ja keemilist koostist. Kuumas kambris sobiv materjal ei pruugi sobida kaugemal gaasiteel paiknevasse kohta, kus võib tekkida kondensaat või kontsentreeritud ladestisi.

Jäätmepõletusahju sisendmaterjal ja keemiline koormus

Jäätmete klassifikatsioon ja sisendmaterjali kontroll on tulekindla vooderduse kasutusea seisukohalt määrava tähtsusega. Plastid, soolad, klaas, metallid, pinnas, kliinilised jäätmed, loomsed kõrvalsaadused ja suure kütteväärtusega fraktsioonid võivad muuta leegi temperatuuri, tuha sulamisomadusi, ladestisi ja gaasi keemilist koostist. Vooderduse spetsifikatsioon peab põhinema lubatud jäätmevoo andmetel ja tegelikel kasutusandmetel.

Vastupidavust konkreetsele räbule, soolale, leelisele, kloriidile, väävliühendile või sulanud ladestisele ei tohi hinnata üksnes alumiiniumoksiidisisalduse või temperatuuriklassi põhjal. Hankige asjakohased kemikaalikindluse andmed ja võimaluse korral uurige kahjustunud materjali. Korduv klaasistumine, läbiimbumine, paisumine või vuukide kiirenenud lagunemine nõuab tavaliselt algpõhjuse analüüsi, mitte ainult kõrgema temperatuuriklassiga materjali kasutamist.

Krematsiooniahju uue vooderduse paigaldamine ja põlemisgeomeetria

Krematsioon on tsükliline protsess, mistõttu vooder puutub korduvalt kokku soojuseralduse ja temperatuuri muutustega. Suurbritannia kehtivates juhistes käsitletakse põlemise nõuetekohast juhtimist, sekundaarkambri viibeaega, hapnikusisaldust ja temperatuuri omavahel seotud tööparameetritena. Tulekindla vooderduse asendamine aitab neid parameetreid hoida, säilitades kambri terviklikkuse, isolatsiooni ja gaasivoolu, kuid see ei asenda põleteid, andureid, juhtloogikat ega suitsugaaside puhastussüsteemi.

Krematsiooniahju uue tellisvoodri paigaldamisel säilitage sekundaarkambri algsed gaasiteede käänud. Kui uus vooderdus muudab kambri konstruktsiooni või mahtu, ei pruugi viibeaja arvutus ega kasutuselevõtu kontroll enam kehtida. Enne sisemise geomeetria muutmist kooskõlastage tulekindla vooderduse tööd krematsiooniahju tootja, pädeva inseneri ja keskkonnaloa järelevalveasutusega.

Temperatuuriklassid ja õigusaktidest tulenevad tingimused

Loas nõutav põlemisgaasi temperatuur ei ole sama mis tulekindla materjali maksimaalne töötemperatuur. Vooderduse pind võib põletite lähedal kokku puutuda kohalike temperatuuritippudega, samal ajal kui tugiisolatsioon töötab vooderduse temperatuurigradiendi tõttu madalamal temperatuuril. Valige materjalid vooderduse arvutatud või mõõdetud temperatuuride järgi ning arvestage projekteerimisvaru kohalike kuumade kohtade, termotsüklite ja vananemise jaoks.

Nõuded erinevad protsessi ja jurisdiktsiooni järgi. Näiteks Inglismaal kehtivates juhistes on teatavate loomsete kõrvalsaaduste põletusseadmete puhul sätestatud heitgaasi temperatuuriks 850 °C kahe sekundi jooksul või 1100 °C 0,2 sekundi jooksul. Suurbritannia kehtivates krematooriumijuhistes määratakse töötingimused krematsiooniahju ja heitgaaside puhastuse tüübi järgi ning nõutakse sekundaarkambris vähemalt kahesekundilist viibeaega, arvestades loas sätestatud ja järelevalveasutuse kinnitatud tingimusi. Need näitajad on põlemisnõuded, mitte tulekindlate materjalide valikutemperatuurid.

Ükski VITCAS tellis, valumass, mört ega isolatsioonitoode ei muuda jäätmepõletus- või krematsiooniahju iseenesest nõuetele vastavaks. Nõuetele vastavus sõltub seadme terviklikust konstruktsioonist, lubatud sisendmaterjalist, põlemise juhtimisest, seirest, gaasitihedusest, suitsugaaside puhastamisest, kasutamisest ja hooldusest.

Paigaldamine, kivistumine ja kontrollitud kuivatamine

Enne lammutamist kontrollige olemasolevat vooderdust ja teraskonstruktsiooni. Dokumenteerige mõõtmed, kihtide paksused, paisumisvuugid, ankrud, põletite avad, andurite asukohad ja kambri geomeetria. Eemaldatud tulekindel materjal võib paljastada korrosiooni, soojuse liikumisteid ja varjatud kihieraldumist, mis tuleb enne uue materjali paigaldamist kõrvaldada.

Mõõtke vee kogus täpselt, kasutage puhtaid töövahendeid ning järgige iga valumassi või mördi kehtivaid juhiseid. Liigne vesi võib suurendada poorsust, kahanemist ja kuivatamisvajadust. Paigaldage ja tihendage valumass selle ettenähtud tööaja jooksul, hoidke tellisvuugid määratud paksuses ning paigaldage kiudmaterjali kihid nõutava kokkusurumise, ülekatete ja ankrutega.

Märg tulekindel materjal sisaldab vett, mis tuleb eemaldada kontrollitud kuivatusgraafiku järgi. Liiga kiire kuumutamine võib tekitada materjalis aururõhu, pragusid või järsku kildumist. Graafik sõltub tootest, paksusest, paranduse kogumahust, ümbritseva keskkonna kivistumistingimustest, ventilatsioonist ja seadme geomeetriast. Pinna kuivus või märgitud toatemperatuuril kivistumise aeg ei anna luba alustada tööd täistemperatuuril.

Kontroll, hooldus ja remont

• Jälgige korpuse temperatuuride muutust: võrrelge termograafilisi või kontaktmõõtmisi samaväärsetes töötingimustes ja uurige uusi kuumi kohti.
• Kontrollige kuumapoolset töökihti: otsige avanenud vuuke, nihkunud telliseid, ristlõike vähenemist, klaasistumist, kemikaalide sissetungimist, kildumist ja löögikahjustusi.
• Kontrollige monoliitseid alasid: hinnake pragusid nende laiuse, sügavuse, asukoha ja liikumise, mitte ainult välimuse järgi.
• Kontrollige ankruid ja liitekohti: paljastunud, deformeerunud või korrodeerunud ankrud ning materjalidevahelised vahed võivad viidata sügavamale kahjustusele.
• Kontrollige kiudmaterjalist süsteeme: tuvastage kahanemispraod, kahjustunud moodulid, lahtised kinnitused, erosioon ja paljastunud korpus.
• Säilitage gaasitihedus: kontrollige uksi, läbiviike, kanaleid ja korpuse liitekohti lekete või õhu sisseimbumise suhtes.
• Dokumenteerige parandused: säilitage andmed materjalipartii, asukoha, mõõtmete, paigaldusmeetodi, kivistumise, kontrollitud kuivatamise ja kasutuselevõtujärgse kontrolli kohta.

Kohalik parandamine on sobiv ainult siis, kui allesjäetav vooderdus ja ankrud on heas seisukorras. Korduvad kahjustused, ulatuslik pragunemine, sügav keemiline kahjustus, ebatavalised kuumad kohad või kambri geomeetria kadumine võivad nõuda vooderduse osalist või täielikku asendamist ning tööpõhjuse väljaselgitamist.

Ohutu seiskamine ja tulekindla vooderduse hooldus

Enne jäätmepõletus- või krematsiooniahju sisenemist või selle osade liigutamist lahutage ja kindlustage kütuse-, elektri-, hüdraulilised, pneumaatilised ning mehaanilised energiaallikad. Laske seadmel piisavalt jahtuda, kontrollige atmosfääri ning tehke kindlaks, kas rakendada tuleb piiratud ruumis töötamise meetmeid. Tuhk, ladestised ja kasutatud tulekindlad materjalid võivad sisaldada ohtlikke protsessijääke. Hinnake neid enne lõikamist, pühkimist, eemaldamist või kõrvaldamist.

Vaadake läbi uute ja olemasolevate vooderdustoodete kehtivad ohutuskaardid. Vähendage tolmu teket selle tekkekohas ning valige hingamisteede, silmade, naha ja muu vajalik kaitse tööülesandepõhise COSHH riskihinnangu järgi. Keraamilisel kiul, biolahustuval kiul ja tsemendipõhistel tulekindlatel materjalidel võivad sarnasest välimusest hoolimata olla erinevad klassifikatsioonid ja käitlemisnõuded. Ärge kasutage isikukaitsevahendeid ainsa kaitsemeetmena, kui kokkupuudet saab vähendada tööala sulgemise, märgmeetodite või sobiva väljatõmbeventilatsiooniga.

Korduma kippuvad küsimused

Kas jäätmepõletus- ja krematsiooniahjudes saab kasutada sama tulekindlat materjali?

Mõnda materjalirühma saab kasutada mõlemas seadmes, kuid sobivus sõltub konkreetsest tsoonist ja protsessist. Jäätmepõletusahju sisendmaterjali keemiline koostis, tuhk ja kulumine võivad oluliselt erineda krematsiooniahju korduvatest töötsüklitest ning õigusaktidega reguleeritud kambri geomeetriast.

Milline tulekindel materjal sobib kõige paremini jäätmepõletusahju vooderdamiseks?

Üht universaalselt parimat materjali ei ole. Kuumapoolne töökiht tuleb valida temperatuuri, tuha keemilise koostise, kulumise, löökide, termotsüklite ja geomeetria järgi, samal ajal kui eraldi isolatsioonikihid piiravad soojuskadu ja korpuse temperatuuri.

Mille poolest erinevad 42% ja 60% alumiiniumoksiidisisaldusega šamotttellised?

42% alumiiniumoksiidisisaldusega tellise temperatuuriklass on 1430 °C ja 60% alumiiniumoksiidisisaldusega tellisel 1600 °C. Alumiiniumoksiidisisaldus ja temperatuur on vaid osa valikukriteeriumidest. Võrrelge konkreetse tsooni koormuse, poorsuse, kulumise, termolöögikindluse ja kemikaalikindluse andmeid.

Kas kasutada tulekindlaid telliseid või valumassi?

Tellisvooder koosneb kindla kujuga elementidest ja vuukidest ning võimaldab osi kohapeal välja vahetada. Valumass võimaldab moodustada avade ja põletite ümber ning parandusaladel monoliitseid ja keeruka kujuga osi, kuid nõuab kontrollitud segamist, paigaldamist, ankurdamist, kivistumist ja kuivatamist. Paljudes vooderdustes kasutatakse mõlemat.

Kas tulekindel valumass 1700 on isolatsioonimaterjal?

See on tihe kuumapoolse töökihi valumass. Selle temperatuuritaluvus ja konstruktsiooniline ülesanne ei muuda seda samaväärseks väikese tihedusega isoleeriva valumassi või kiudmaterjalist kihiga. Soojuskao arvutamisel kasutage soojusjuhtivusandmeid.

Kas keraamilisest kiust isolatsioonimatti saab kasutada katmata kuumapoolse töökihina?

Ainult siis, kui valitud temperatuuriklassi, kinnitussüsteemi ja pinna sobivust on kontrollitud vastava temperatuuri, gaasi kiiruse, kulumise ja keemilise keskkonna suhtes. Kaitstud tugiisolatsioonina sobiv matt võib põleti leegi otsese toime või tuha liikumise tõttu kiiresti erodeeruda.

Mille poolest erinevad kiudmatt, -plaat ja -moodulid?

Matt on painduv, plaat jäik ning moodulid on kindla skeemi järgi paigaldatavad kokkusurutud elemendid. Igal vormil on erinevad nõuded vuukidele, toestusele, kahanemisele ja gaasi kiirusele.

Kas materjali temperatuuriklass 1700 °C tähendab, et jäätmepõletusahi võib töötada temperatuuril 1700 °C?

Ei. Avaldatud näitaja on materjali piirväärtus kindlaksmääratud tingimustes, mitte seadme heakskiidetud töötemperatuur. Põletite tsoonides võivad vooderdust mõjutada ka kambri näidust erinevad temperatuurid ja soojusvood.

Kas 850 °C on iga jäätmepõletus- ja krematsiooniahju nõutav töötemperatuur?

Ei. Nõuded sõltuvad protsessist, sisendmaterjalist, seadmest, jurisdiktsioonist ja loast. Mõnes kehtivas juhendis kasutatakse temperatuuri 850 °C koos kindlaksmääratud viibeajaga, kuid kohalduda võivad ka muud tingimused. Järgige seadme loas sätestatud ja järelevalveasutuse kinnitatud töötingimusi.

Millist mörti tuleks kasutada tulekindlate tellistega?

Sobitage mört tellise keemilise koostise, temperatuuri, keskkonna ja ettenähtud vuugipaksusega. Vitset 45 ja Vitset 80 on mõeldud erineva alumiiniumoksiidisisalduse ja koormusega rakendustele. Kontrollige kehtivaid tehnilisi andmeid ning tellise ja mördi heakskiidetud kombinatsiooni.

Kas VITPLAST 45AB sobib avariiremondiks?

See on mõeldud sobivate tulekindlate vooderduste kiireks parandamiseks tampimise teel. Kahjustatud ala tuleb siiski ohutult seisata, ette valmistada ja tihendada ning seejärel heakskiidetud kuumutusprotseduuri järgi uuesti kasutusele võtta. Materjali ei tohi kasutada konstruktsioonikahjustuse või ankrute rikke varjamiseks.

Miks on tulekindla materjali kontrollitud kuivatamine vajalik?

Valumassid ja mördid sisaldavad paigaldusvett. Liiga kiire kuumutamine võib tekitada vooderduse sees aururõhu ning põhjustada pragunemist või järsku kildumist. Kasutage toote- ja paigalduspõhist kuivatusgraafikut.

Kas uus vooderdus võib muuta krematsiooniahju tööomadusi?

Jah. Sekundaarkambri mahu, gaasiteede käänakute, õhukanalite või andurite asukohtade muutmine võib mõjutada gaasi viibeaega ja põlemise kontrollimist. Säilitage heakskiidetud geomeetria või korraldage uued arvutused ja taaskasutuselevõtt.

Mis põhjustab korpuse välispinnal kuumi kohti?

Võimalikud põhjused on vooderduse paksuse vähenemine, avanenud vuugid, nihkunud isolatsioon, kiudmaterjali kahanemine, purunenud ankrud, läbiviikude ümber tekkinud vahed või muutunud töötingimused. Võrrelge näite samaväärse koormuse juures ja kontrollige kogu vooderdussüsteemi.

Millal tuleks jäätmepõletusahju vooderdus parandamise asemel välja vahetada?

Kaaluge osalist või täielikku asendamist, kui kahjustus on ulatuslik, allesjäetav materjal on nõrk, ankrud on kahjustunud, kemikaalid on sügavale tunginud, kambri geomeetria on muutunud või kohalikud parandused korduvalt ebaõnnestuvad.

Kas tulekindlad materjalid võivad vähendada heitkoguseid?

Terve ja hästi isoleeritud vooderdus aitab hoida projekteeritud temperatuuri, gaasitihedust ja kambri geomeetriat ning toetab seega põlemise juhtimist. See ei asenda sisendmaterjali kontrolli, põleteid, hapniku- ja temperatuuriseiret, viibeaja kontrollimist ega suitsugaaside puhastamist.