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EP0663565B1 - Roststab und Rost mit Kühleinrichtung und Verfahren zur Kühlung - Google Patents

Roststab und Rost mit Kühleinrichtung und Verfahren zur Kühlung Download PDF

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Publication number
EP0663565B1
EP0663565B1 EP94116297A EP94116297A EP0663565B1 EP 0663565 B1 EP0663565 B1 EP 0663565B1 EP 94116297 A EP94116297 A EP 94116297A EP 94116297 A EP94116297 A EP 94116297A EP 0663565 B1 EP0663565 B1 EP 0663565B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grate
bars
bar
grate bars
grate bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
EP94116297A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0663565A3 (de
EP0663565A2 (de
Inventor
Holger Kleen
Hans-Günther Dr. Mayer
Wolfram Dr. Schnabel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
Original Assignee
KRC Umwelttechnik GmbH
Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6507958&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0663565(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by KRC Umwelttechnik GmbH, Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH filed Critical KRC Umwelttechnik GmbH
Publication of EP0663565A2 publication Critical patent/EP0663565A2/de
Publication of EP0663565A3 publication Critical patent/EP0663565A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0663565B1 publication Critical patent/EP0663565B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H3/00Grates with hollow bars
    • F23H3/02Grates with hollow bars internally cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/002Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor characterised by their grates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H1/00Grates with solid bars
    • F23H1/02Grates with solid bars having provision for air supply or air preheating, e.g. air-supply or blast fittings which form a part of the grate structure or serve as supports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2700/00Grates characterised by special features or applications
    • F23H2700/009Grates specially adapted for incinerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23HGRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2900/00Special features of combustion grates
    • F23H2900/03021Liquid cooled grates

Definitions

  • the invention relates to a grate bar and grate Cooling device and a method for cooling for Incinerators, especially from Waste incineration plants.
  • a grate with cooled grate bars is already known from document DE-U-9 309 198.
  • a grate for incinerators is usually formed by rows of grate bars that lie one above the other and extend transversely to the transport direction of the firing material. Grate firing is also used as a tried and tested apparatus for domestic waste incineration. The individual grids are covered with grate bars. These have the task of transporting the garbage, mixing (so-called stoking) and taking over the burnout. The processes of drying, preheating, degassing, gasification and C-burnout run on the grate, and thus the grate bars, one after the other.
  • the grate bars are provided with openings (slots, Gaps, holes, etc.) through the combustion air is blown.
  • the grate bars are particularly stressed by mechanical Abrasion as well as thermal and chemical wear. Corresponding wear leads to changes in the Fire management, the burnout qualities and ultimately too Business interruptions.
  • the wear of the grate bars is essentially temperature-dependent.
  • the invention has for its object grate bars and to create a grate that burns when burning high-calorie fabrics are wear-resistant, their shape do not change and thus also the combustion behavior as well as the transport and mixing behavior in the oven change.
  • good emergency running properties are said to Water loss and a relatively low warming of the Water to less than 100 degrees Celsius is preferred less than 50 degrees Celsius can be reached.
  • steam formation is to be effectively prevented will.
  • the grate bar according to the invention with a cooling device on which at least one inlet and one outlet opening are arranged has at least one channel for guidance in the grate bar of cooling water, essentially in the longitudinal direction of the Rust bar, on. Since the longitudinal direction of the grate bar This corresponds to the material feed device particularly good cooling of the individual grate bars reached. By cooling every single grate bar the heating of the cooling medium can be relatively low being held. This increases the operational safety of the Cooling and the service life of the grates respectively Cooling system. Water is preferred as the cooling medium used. Other, higher-boiling cooling media are for special applications can also be used.
  • the channel arranged in the grate bar preferably has two, substantially parallel sections with each other opposite flow direction, this with one arranged in the head area of the grate bar Redirection are connected.
  • the sections of the canal with opposite flow direction can in the horizontal or vertical plane side by side or lie on top of each other.
  • the channels are in the With regard to the heat to be dissipated fluidically optimized so that the heating of the coolant is not more than about 50 degrees Celsius, preferably about 20 degrees Celsius is.
  • approximately parallel sections of the cooling channel can this different cross-sectional shapes and areas exhibit.
  • the one arranged in the head area of the grate bar Redirection can lie in the plane caused by the Central axes of the approximately parallel sections of the Cooling channel goes.
  • the deflection is preferred up to the range of an adjacent row of grate bars resting on the edge of the Grate rod head led. It is in the area of The grate bar head is approximately U-shaped.
  • the inlet and outlet openings for the coolant are arranged at the foot of the grate bar in the area of the coolant at the foot of the grate bar in the area of the grate bar support.
  • Air outlet openings for combustion air are further preferably arranged in the head part. This further improves the cooling of the grate bar.
  • recesses for the exit of combustion air are also arranged in the long sides of the grate bar.
  • This Cooling system advantageously consists of one Expansion or compensation vessel (32), the cooled Grate bars (34), a recooler (35) and a pump (36) and a connection (31) for filling or Draining of the cooling system together with the pressure control valve (33).
  • the cooling medium When using water, the cooling medium is in one Cooling system under pressure, preferably between 1 and 6 bar operated. This will cause steam to form avoided and e.g. a two-phase flow or formation of "steam pillows" with correspondingly worse Prevents heat transfer.
  • a particularly preferred feature of the invention are between the main inlet and outlet and inlet and Drain opening of the first or last grate bar a row of grate bars or a section of one Row of grate bars in which the inlet and outlet openings of the individual grate bars are connected in series, Valves for the supply or discharge of another Cooling medium, especially air, and Interruption of the main inflow or outflow line arranged.
  • This has the advantage that in the event of a leak in one or more grate bars in a row of grate bars air cooling is used instead of water cooling and thus the operation until the next planned Downtime can be maintained.
  • rows of grate bars with low thermal loads can be with cheaper cooling media, such as. B. air, cooled will.
  • the combination of several rows of grate bars in Parallel connection to rust zones with common connection or Drain pipe and valves for supply or discharge another cooling medium, in particular air, and Shut-off to the main inlet or outlet line discloses a particularly economical variant.
  • Figure 1 is a grate bar 1 with grate bar support 2 in Area of the grate bar base 3 shown.
  • the grate bar head 4 lies with the edge 5 on a grate bar adjacent row of grate bars.
  • the grate bar consists of Cast iron. It has a channel 6, which is approximately parallel Has sections (one behind the other in Figure 1). This parallel sections are by a deflection 7th connected with each other.
  • Channel 6 is related Provide drain openings 8. This feed and Drain openings are preferably located directly on the foot side End of the channel 6 attached.
  • FIG 2 is a section II-II of Figure 1 through the Grate bar head 4 shown.
  • the roughly parallel Sections of channel 6, here referred to as 6 'and 6' ' open into a deflection 7, which is in the plane of Section II is approximately U-shaped down to the bottom Edge 5 of the grate bar head 4 is guided.
  • air outlet openings 9 are provided in the grate bar head 4 between and next to the legs of the U-shaped Deflection 7 .
  • Figure 3 is a section II of Figure 1 for a Execution shown, in which the deflection is not in the area of the edge 5 is drawn.
  • the redirection 7 forms here together with the channel sections 6 'and 6' ' in their plane also an approximately U-shaped Cross-section.
  • the sections 6 'and 6 '' can also be arranged one above the other.
  • FIG. 1 A flow diagram of a grate is shown in FIG.
  • main inlet and the main outlet line 11 of a cooling medium in particular water
  • 12 and drain opening 13 of the first 14 and last 15 Grate bar of each row of grate bars their addition or Drain openings of the individual grate bars in a row are connected to one another, valves for supply or Removal 17 of a further cooling medium, in particular air, as well as to interrupt the main inlet 18 or Main drain line 19 arranged.
  • the feed of the second Cooling medium takes place via the main supply line 20 or Main discharge line 21.
  • a preferred direction of waste flow arrow 22 indicates.
  • the grate according to the invention and the grate bar have the Advantage that the grate bars without changing the Incinerator can be used. It stays therefore with the previous combustion technology. That too mechanical transport and mixing behavior (forward / return stroke) stay unchanged. This applies to both the weight also the stroke length and so on.
  • the rust is also extremely wear-resistant, as the grate bars are made as before Cast. Therefore, the grate bar according to the invention and rust also have excellent emergency running properties Malfunctions, for example in the event of water failure.
  • the grate bars preferably have the hitherto known Form on, with the width of the grate bars approximately doubled is, so that in one half, that is, so far usual grate bar width, the cooling water forward to in head is headed and in the second half again is returned.
  • the parallel channel sections face a clear height of about 15 to 25 mm and a clear Width of about 40 to 60 mm.
  • the flow rate is between 0.5 and 2 m per second.
  • the temperature the grate bar is approximately in the middle between head and Foot area around 100 degrees Celsius. This will make one Corrosion caused by condensation avoided. In the area of Headboard will have a temperature of about 150 degrees Celsius adhered to so that with regard to the burnout behavior no disadvantage arises.
  • the Grate bars or the grates in a closed, under Pressure water-cooled cooling system integrated and operated.
  • the temperature of the water is for example 90 ° C, but increased to 120 ° C and the system pressure is 1 to 6 bar, preferably 5 bar.
  • the cooling system pressure is via a compressor, the air in via a bubble from the water side separated outside space of an expansion vessel or Compensation vessel promotes, adjusted.
  • the system pressure in the cooling water circuit is via one in the expansion tank integrated automatic expansion set: On Contact manometer starts the compressor of the Expansion machines as soon as a lower limit pressure in the System is achieved. The compressor is switched off as soon as the pressure reaches an upper limit. At Exceeding an adjustable top Limit pressure value, e.g. 6 bar, air is through a valve blown off. The two switching points are adjustable between 1.0 and 6.0 bar.
  • FIG. 5 is the diagram of a cooling device shown.
  • the pump 36 promotes this Water through one or more grate bars or grate 34 and the cooling device.
  • the expansion or Compensation vessel 32 with a Provide level measuring device, with the help of Automatically falls below a lower limit fresh water is fed into the system and at the same time a message is sent to the control room.
  • the infeed will reach an upper limit level automatically interrupted by water. By the frequency the message to the control room about the water feed leaks in the system can be recognized, so that appropriate measures can be initiated.
  • the grate bar or each row of grate bars can be locked separately.
  • are as measuring devices Water mass flow measuring device 37, a Temperature measuring device, 38, 39 and one Cooling system pressure measuring device 40 is provided. Of the Fan 41 cools the recooler 35.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Baking, Grill, Roasting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Roststab und Rost mit Kühleinrichtung und ein Verfahren zur Kühlung für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen. Ein Rost mit gekühlten Rostbalken ist aus Dokument DE-U-9 309 198 schon bekannt.
Ein Rost für Verbrennungsöfen wird üblicherweise durch quer zur Transportrichtung des Brenngutes sich erstreckende, übereinanderliegende Reihen von Roststäben gebildet.
Auch bei der Hausmüllverbrennung wird als erprobter Apparat die Rostfeuerung verwendet. Die einzelnen Roste sind belegt mit Roststäben. Diese haben die Aufgabe, den Müll zu transportieren, zu mischen (sogenanntes Schüren) und übernehmen den Ausbrand. Dabei laufen nacheinander Vorgänge der Trocknung, Vorwärmung, Entgasung, Vergasung und C-Ausbrand auf dem Rost, und damit den Roststäben ab.
Die Roststäbe sind versehen mit Öffnungen (Schlitze, Spalten, Löcher etc.), durch die Verbrennungsluft geblasen wird.
Die Roststäbe sind besonders belastet durch mechanischen Abrieb sowie thermischen und chemischen Verschleiß. Entsprechender Verschleiß führt zu Veränderungen der Feuerführung, der Ausbrandqualitäten und letztlich zu Betriebsunterbrechungen. Der Verschleiß der Roststäbe ist im wesentlichen temperaturabhängig.
Durch entsprechende Maßnahmen wird ein Teil der zugeführten Verbrennungsluft - sogenannte Primärluft - zur Kühlung der Roststäbe benutzt. Die Kühlwirkung richtet sich vor allem nach der Luftmenge. Der verbleibende Teil wird zur weiteren Ausbrennung der Gase in den Feuerraum als Sekundärluft zugegeben.
Durch Änderungen des Hausmülls, vorwiegend im Hinblick auf höhere Heizwerte (Recycling von Glas, von Biostoffen/Grünabfällen, erhöhter Anteil an Plastik/Kunststoffen) sowie erhöhte Schwankungen im Bereich hoher Heizwerte, nehmen die Roststabtemperaturen zu, zum einen bedingt durch eine intensivere Verbrennung, zum anderen jedoch auch durch geringere Luftmengen unter dem Rost (abnehmende Kühlwirkung). Der hohe Heizwert bedingt eine Umverteilung der gesamten Verbrennungsluft in der Weise, daß im Feuerraum ein höherer Anteil zur Verbrennung der Gase erforderlich wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Roststäbe und einen Rost zu schaffen, die bei der Verbrennung von heizwertreichen Stoffen verschleißfest sind, ihre Form nicht verändern und damit auch das Verbrennungsverhalten sowie das Transport- und Mischverhalten im Ofen nicht verändern. Außerdem sollen gute Notlaufeigenschaften bei Wasserausfall und eine relativ geringe Erwärmung des Wassers auf weniger als 100 Grad Celsius bevorzugt auf weniger als 50 Grad Celsius erreicht werden. Darüber hinaus soll wirkungsvoll eine Dampfbildung verhindert werden.
Erfindungsgemäß wird das Problem durch die Ansprüche 1, 7 und 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Roststab mit Kühleinrichtung, an dem wenigstens eine Zulauf- und eine Ablauföffnung angeordnet ist, weist im Roststab wenigstens einen Kanal zur Führung von Kühlwasser, im wesentlichen in Längsrichtung des Roststabes, auf. Da die Längsrichtung des Roststabes der Materialvorschubeinrichtung entspricht, wird hierdurch eine besonders gute Kühlung der einzelnen Roststäbe erreicht. Durch die Kühlung jedes einzelnen Roststabes kann die Erwärmung des Kühlmediums relativ niedrig gehalten werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Kühlung und die Standzeit der Roste beziehungsweise Kühlanlage. Als Kühlmedium wird bevorzugt Wasser verwendet. Andere, höhersiedende Kühlmedien sind für besondere Einsatzfälle ebenfalls verwendbar.
Bevorzugt weist der im Roststab angeordnete Kanal zwei, im wesentlichen parallele Abschnitte mit zueinander entgegengesetzter Strömungsrichtung auf, wobei diese mit einer im Kopfbereich des Roststabes angeordneten Umlenkung verbunden sind. Die Abschnitte des Kanals mit entgegengesetzter Strömungsrichtung können in der horizontalen oder vertikalen Ebene nebeneinander beziehungsweise übereinander liegen. Die Kanäle sind im Hinblick auf die abzuführende Wärme strömungstechnisch optimiert, so daß die Erwärmung der Kühlflüssigkeit nicht mehr als etwa 50 Grad Celsius, bevorzugt etwa 20 Grad Celsius beträgt. Insbesondere bei übereinanderliegenden, etwa parallelen Abschnitten des Kühlkanals können diese unterschiedliche Querschnittsformen und -flächen aufweisen. Die im Kopfbereich des Roststabes angeordnete Umlenkung kann in der Ebene liegen, die durch die Mittelachsen der etwa parallelen Abschnitte des Kühlkanals geht.
Bevorzugt ist die Umlenkung bis in den Bereich der auf einer benachbarten Roststabreihe aufliegenden Kante des Roststabkopfes geführt. Sie ist im Bereich des Roststabkopfes etwa U-förmig ausgebildet.
In einer speziellen Ausführung sind Zu- und Ablauföffnung für das Kühlmittel am Fuß des Roststabes im Bereich des für das Kühlmittel am Fuß des Roststabes im Bereich des Roststabträgers angeordnet.
Weiter bevorzugt sind im Kopfteil Luftaustrittsöffnungen für Verbrennungsluft angeordnet. Hierdurch wird die Kühlung des Roststabes weiter verbessert.
Nach einer speziellen Ausführung sind auch in den Längsseiten des Roststabes Ausnehmungen für den Austritt von Verbrennungsluft angeordnet.
In einem weiteren speziellen Fall ist an dem Rost eine geschlossene, mit Überdruck betriebene Kühleinrichtung angeordnet, die in vorteilhafter Weise die Dampfbildung innerhalb des Kühlkreislaufes und somit auch innerhalb einzelner Roststäbe bzw. Roste verhindert. Dieses Kühlsystem besteht vorteilhafterweise aus einem Expansions- bzw. Kompensationsgefäß (32), den gekühlten Roststäben (34), einem Rückkühler (35) sowie einer Pumpe (36) sowie einem Anschluß (31) zur Befüllung bzw. Entleerung des Kühlsystems nebst Druckregelventil (33).
Bei Verwendung von Wasser wird das Kühlmedium in einem Kühlsystem unter Überdruck von vorzugsweise zwischen 1 und 6 bar betrieben. Hierdurch wird eine Dampfbildung vermieden und z.B. eine Zweiphasenströmung oder Bildung von "Dampfkissen" mit entsprechend schlechter Wärmeübertragung verhindert.
Der erfindungsgemäße Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebeneinanderliegenden Reihen von abwechselnd festen und beweglichen Roststabreihen, die aus den vorbeschriebenen Roststäben zusammengesetzt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß Zulauf- und Ablauföffnungen aller Roststäbe in Parallelschaltung mit einer Hauptzulaufleitung und einer Hauptablaufleitung verbunden sind. Dadurch wird für alle Roststäbe die gleiche Kühlwirkung erreicht. Für jeden Roststab stellt sich außerdem im wesentlichen die gleiche Temperaturverteilung ein (bei angenommener gleicher Wärmebelastung), so daß jeder Roststab auch etwa die gleiche temperaturbedingte Dehnung aufweist.
Für einzelne Anwendungsfälle können aber auch mehrere, in Richtung der Rostbreite nebeneinanderliegende Roststäbe seriell miteinander verbunden sein, so daß zum Beispiel in Anpassung an die unterschiedliche Wärmebelastung in Mitten- und Randbereichen des Rostes eine angepaßte Kühlwirkung der Roststäbe erreicht wird. In einer speziellen Ausführung mit vierzehn nebeneinanderliegenden Roststäben sind zum Beispiel der erste, sechste und elfte Roststab mit ihrer Zulauföffnung an die Hauptzulaufleitung angeschlossen. Der fünfte, zehnte und vierzehnte Roststab sind mit ihrer Ablauföffnung an die Hauptablaufleitung angeschlossen. Die übrigen Ablaufbeziehungsweise Zulauföffnungen benachbarter Roststäbe sind untereinander verbunden. Es ist insbesondere vorgesehen, sowohl die feststehenden Roststabreihen als auch die bewegten Roststabreihen zu kühlen.
Nach einem besonders bevorzugten Merkmal der Erfindung sind zwischen Hauptzulauf- und Hauptablauföffnung und Zu- und Ablauföffnung des ersten bzw. letzten Roststabes einer Roststabreihe oder eines Teilbereiches einer Roststabreihe, bei der die Zu- bzw. Ablauföffnungen der einzelnen Roststäbe in Reihe miteinander verbunden sind, Ventile zur Zufuhr bzw. Abfuhr eines weiteren Kühlungsmediums, insbesondere Luft, sowie zur Unterbrechung der Hauptzulauf- bzw. Hauptablaufleitung angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß bei einer Leckage in einem oder mehreren Roststäben einer Roststabreihe anstelle einer Wasserkühlung eine Luftkühlung eingesetzt und somit der Betrieb bis zum nächsten geplanten Betriebsstillstand aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus können thermisch gering belastete Roststabreihen mit kostengünstigeren Kühlmedien, wie z. B. Luft, gekühlt werden. Die Zusammenfassung mehrerer Roststabreihen in Parallelschaltung zu Rostzonen mit gemeinsamer Zu- bzw. Ablaufleitung und Ventilen zur Zuführung bzw. Abführung eines weiteren Kühlmediums, insbesondere Luft, sowie Absperrung zur Hauptzulauf- bzw. Hauptablaufleitung offenbart eine besonders wirtschaftliche Variante.
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die erfindungsgemäße Gestaltung des Roststabes beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1
eine Seitenansicht der Roststablängsseite;
Figur 2
einen Schnitt II nach Figur 1, für eine Umlenkung, die bis in den Bereich der auf einer benachbarten Roststabreihe aufliegenden Kante des Roststabes geführt ist;
Figur 3
einen Schnitt II nach Figur 1, für eine Ausführung der Umlenkung, bei der die Umlenkung etwa in der Mittelebene der parallelen Abschnitte des Kühlkanals liegt;
Figur 4
ein Fließschema eines Rostes, bei dem Ventile zur Zu- und Abfuhr eines weiteren Kühlmediums angeordnet sind.
Figur 5
zeigt ein Schema des Kühlsystems, mit dem die Roststäbe bzw. der Rost gekühlt werden.
In Figur 1 ist ein Roststab 1 mit Roststabträger 2 im Bereich des Roststabfußes 3 dargestellt. Der Roststabkopf 4 liegt mit der Kante 5 auf einem Roststab einer benachbarten Roststabreihe auf. Der Roststab besteht aus Gußeisen. Er weist einen Kanal 6 auf, der etwa parallele Abschnitte (in Figur 1 hintereinanderliegend) hat. Diese parallelen Abschnitte sind durch eine Umlenkung 7 miteinander verbunden. Der Kanal 6 ist mit Zubeziehungsweise Ablauföffnungen 8 versehen. Diese Zu- und Ablauföffnungen sind bevorzugt unmittelbar am fußseitigen Ende des Kanals 6 angebracht.
In Figur 2 ist ein Schnitt II-II nach Figur 1 durch den Roststabkopf 4 dargestellt. Die etwa parallelen Abschnitte des Kanals 6, hier als 6' und 6'' bezeichnet, münden in eine Umlenkung 7, die in der Ebene des Schnittes II etwa U-förmig ausgebildet bis in die untere Kante 5 des Roststabkopfes 4 geführt ist. Im Roststabkopf 4 zwischen und neben den Schenkeln der U-förmigen Umlenkung 7 sind Luftaustrittsöffnungen 9 vorgesehen.
In Figur 3 ist ein Schnitt II nach Figur 1 für eine Ausführung dargestellt, bei der die Umlenkung nicht in den Bereich der Kante 5 gezogen ist. Die Umlenkung 7 bildet hier zusammen mit den Kanalabschnitten 6' und 6'' in deren Ebene ebenfalls einen etwa U-förmigen Querschnitt. Entsprechend können die Abschnitte 6' und 6'' auch übereinander angeordnet sein.
In Figur 4 ist ein Fließschema eines Rostes dargestellt.
Dabei ist zwischen Hauptzulauf- 10 und Hauptablaufleitung 11 eines Kühlmediums, insbesondere Wassers, und Zu- 12 und Ablauföffnung 13 des ersten 14 bzw. letzten 15 Roststabes einer jeden Roststabreihe, deren Zu- bzw. Ablauföffnungen der einzelnen Roststäbe in Reihe miteinander verbunden sind, Ventile zur Zu- 16 bzw. Abfuhr 17 eines weiteren Kühlmediums, insbesondere Luft, sowie zur Unterbrechung der Hauptzulauf- 18 bzw. der Hauptablaufleitung 19 angeordnet. Die Zufuhr des zweiten Kühlmediums erfolgt über die Hauptzufuhrleitung 20 bzw. Hauptabfuhrleitung 21. Eine bevorzugte Müllflußrichtung gibt der Pfeil 22 an.
Das erfindungsgemäße Rost und der Roststab haben den Vorteil, daß die Roststäbe ohne weitere Veränderung der Verbrennungsanlage verwendet werden können. Es bleibt daher bei der bisherigen Verbrennungstechnik. Auch das mechanische Transport- und Mischverhalten (Vor-/Rückhub) bleiben unverändert. Dies gilt sowohl für das Gewicht als auch die Hublänge und so weiter. Das Rost ist außerdem äußerst verschleißfest, da die Roststäbe wie bisher aus Guß bestehen. Daher weist der erfindungsgemäße Roststab und Rost auch hervorragende Notlaufeigenschaften bei Betriebsstörungen, zum Beispiel bei Wasserausfall, auf. Bevorzugt weisen die Roststäbe die ansich bisher bekannte Form auf, wobei die Breite der Roststäbe etwa verdoppelt wird, so daß in der einen Hälfte, also der bisher üblichen Roststabbreite, das Kühlwasser nach vorne bis in den Kopf geleitet wird und in der zweiten Hälfte wieder zurückgeführt wird. Die parallelen Kanalabschnitte weisen eine lichte Höhe von etwa 15 bis 25 mm und eine lichte Weite von etwa 40 bis 60 mm auf. Die Fließgeschwindigkeit liegt zwischen 0,5 und 2 m pro Sekunde. Die Temperatur des Roststabes beträgt etwa in der Mitte zwischen Kopf- und Fußbereich circa 100 Grad Celsius. Dadurch wird eine Korrosion durch Kondensation vermieden. Im Bereich des Kopfteiles wird eine Temperatur von etwa 150 Grad Celsius eingehalten, so daß im Hinblick auf das Ausbrandverhalten kein Nachteil entsteht.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel werden die Roststäbe bzw. die Roste in ein geschlossenes, unter Druck befindliches wassergekühltes Kühlsystem eingebunden und betrieben. Dabei beträgt die Temperatur des Wassers beispielsweise 90° C, die jedoch bis auf 120° C erhöht werden kann, und der Systemdruck 1 bis 6 bar, vorzugsweise 5 bar.
Hierbei wird der Kühlsystemdruck über einen Kompressor, der Luft in den über eine Blase von der Wasserseite abgetrennten Außenraum eines Expansionsgefäßes bzw. Kompensationsgefäß fördert, eingestellt. Der Systemdruck im Kühlwasserkreislauf wird über einen im Expansionsgefäß integrierten Ausdehnungsautomaten eingestellt: Ein Kontaktmanometer startet den Kompressor des Ausdehnungsautomaten sobald ein unterer Grenzdruck im System erreicht wird. Der Kompressor wird abgeschaltet, sobald der Druck einen oberen Grenzwert erreicht. Bei Überschreiten eines einstellbaren oberen Grenzdruckwertes, z.B. 6 bar, wird Luft über ein Ventil abgeblasen. Die beiden Schaltpunkte sind einstellbar zwischen 1.0 und 6.0 bar. Durch die Trennung von Luft, die sich innerhalb der dehnbaren Blase, vorzugsweise einer Gummiblase, des Expansionsgefäßes befindet, und Wasser, das sich außerhalb der Blase befindet, wird vorteilhafterweise verhindert, daß das Kühlwasser Sauerstoff aufnimmt und somit Korrosionserscheinungen an den Roststäben Vorschub leistet.
In Figur 5 ist das Schema einer Kühleinrichtung dargestellt. Durch den Anschluß 31 wird Wasser in die Kühleinrichtung eingespeist, wobei das Druckregelventil 33 das System vor Drücken am Rosteintritt über 2 bar schützt. Die Pumpe 36 fördert das Wasser durch einen oder mehrere Roststäbe bzw. Rost 34 und die Kühleinrichtung. Das Expansions- bzw. Kompensationsgefäß 32 wird mit einer Niveaumesseinrichtung versehen, mit deren Hilfe beim Unterschreiten eines unteren Grenzwertes automatisch frisches Wasser in das System eingespeist wird und gleichzeitig eine Meldung an die Warte erfolgt. Beim Erreichen eines oberen Grenzniveaus wird die Einspeisung von Wasser automatisch unterbrochen. Durch die Häufigkeit der Meldung an die Warte über die Wassereinspeisung lassen sich Leckagen im System erkennen, sodaß entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können. Jeder Roststab oder jede Roststabreihe ist separat absperrbar. Daneben sind als Meßeinrichtungen eine Wassermassenstrommeßeinrichtung 37, eine Temperaturmeßeinrichtung, 38, 39 sowie eine Kühlsystemdruckmeßeinrichtung 40 vorgesehen. Der Ventilator 41 kühlt den Rückkühler 35.
Bezugszeichenliste:
31:
Speisung vom Wassernetz
32:
Expansionsgefäß
33:
Druckregelventil
34:
Rost, gekühlt
35:
Rückkühler
36:
Pumpe
37:
Wassermassenstrom-Meßeinrichtung
38:
Temperatur-Meßeinrichtung
39:
Temperatur-Meßeinrichtung
40:
Systemdruck-Meßeinrichtung
41:
Ventilator

Claims (13)

  1. Roststab aus Guß mit Kühleinrichtung zur Herstellung eines Verbrennungsrostes mit mehreren nebeneinanderliegenden Roststäben über die Breite des Rostes, wobei im Roststab eine Zulauf- und eine Ablauföffnung für Kühlwasser angeordnet sind,
    und im Roststab (1) wenigstens ein Kanal (6) zur Führung von Kühlwasser im wesentlichen in Längsrichtung des Roststabes (1) verläuft.
  2. Roststab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    der Kanal 2 im wesentlichen parallele Abschnitte (6', 6'')mit entgegengesetzter Strömungsrichtung aufweist, wobei diese mit einer im Kopfbereich (4) des Roststabes angebrachten Umlenkung (7) verbunden sind.
  3. Roststab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Umlenkung (7) bis in den Bereich der auf einer benachbarten Roststabreihe aufliegenden Kante (5) des Roststabkopfes (4) geführt ist, insbesondere im Bereich des Roststabkopfes (4) etwa U-förmig ist.
  4. Roststab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
    Zu- und Ablauföffnung (8) am Fuß (3) des Roststabes (1) im Bereich des Roststabträgers (2) angeordnet sind.
  5. Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    im Kopfteil (4) Luftaustrittsöffnungen (9) angeordnet sind.
  6. Roststab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    in den Längsseiten des Roststabes (1) Ausnehmungen für Luftaustritt angeordnet sind.
  7. Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebeneinanderliegenden Reihen von abwechselnd festen und beweglichen Roststabreihen aus Roststäben der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    Zu- und Ablauföffnungen (8) aller Roststäbe in Parallelschaltung mit einer Hauptzulaufbeziehungsweise einer Hauptablaufleitung verbunden sind.
  8. Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebenaneinanderliegenden Reihen von abwechselnd festen und beweglichen Roststabreihen aus Roststäben der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    Zulauf- und Ablauföffnungen (8) mehrerer benachbarter Roststäbe in Reihenschaltung untereinander verbunden sind.
  9. Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebeneinanderliegenden Reihen von abwechselnd festen und beweglichen Roststabreihen aus Roststäben der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rost eine geschlossene mit Überdruck betriebene Kühleinrichtung angeordnet ist, insbesondere mit einem Kompressor und einem Expansionsgefäß.
  10. Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebeneinanderliegenden Roststabreihen aus Roststäben der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    zwischen Hauptzulauf- (10) und Hauptablaufleitung (11) und Zu- (12) und Ablauföffnung (13) des ersten (14) bzw. letzten Roststabes (15) einer Roststabreihe, bei der die Zu- bzw. Ablauföffnungen der einzelnen Roststäbe in Reihe miteinander verbunden sind, Ventile zur Zu- (16) bzw. Abfuhr (17) eines weiteren Kühlmediums, insbesondere Luft, sowie zur Unterbrechung der Hauptzulauf- (18) bzw. Hauptablaufleitung (19) angeordnet sind.
  11. Rost für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, mit nebeneinanderliegenden Roststabreihen aus Roststäben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
    mehrere Roststabreihen in Parallelschaltung zu Rostzonen miteinander verbunden sind und eine gemeinsame Zu- und Ablaufleitung, in der Ventile zur Zu- bzw. Abführung eines weiteren Kühlmediums, vorzugsweise Luft, angeordnet sind, aufweisen.
  12. Verfahren zur direkten Kühlung von Roststäben und Rosten von Verbrennungsöfen entsprechend einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
    das den Roststab oder den Rost durchströmende Kühlmedium in einem Kühlsystem unter Überdruck geführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck der Kühleinrichtung mittels eines mit einem Kompressor gekoppelten Expansionsgefäßes einstellbar ist.
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