DE9416320U1 - Reststab und Rest mit Kühleinrichtung - Google Patents

Description

"Roststab und Rost mit Kühleinrichtung" Bes chreibung

Die Erfindung betrifft einen Roststab und einen Rost mit Kühleinrichtung für Verbrennungsofen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen.

Ein Rost für Verbrennungsofen 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, zu einem 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 das Problem 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 verändert wird. Außerdem sollen guten 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.

Erfindungsgemäß wird das Problem durch die Ansprüche 1 und 7 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 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.

Der erfindungsgemäß Rost für Verbrennungsofen, 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 Ablauf- beziehungsweise Zulauföffnungen benachbarter Roststäbe sind untereinander verbunden. Es ist insbesondere vorgesehen, sowohl die feststehenden Roststabreihen als auch die bewegten Roststabreihen zu kühlen.

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.

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 Zu- beziehungsweise Ablauföffnungen 8 (in Figur 1 hintereinanderliegend) versehen. Diese Zu- und Ablauföffnungen sind bevorzugt unmittelbar am fußseitigen Ende des Kanals &dgr; angebracht (abweichend von der schematischen Darstellung in Figur 1). Bei der schematischen Darstellung in Figur 1, bei der Zu- und Ablauföffnungen 8 nicht am Fußende des Roststabes 1 in die etwa parallelen Abschnitte des Kanals 6 einmünden, könnte zur Vermeidung eines toten Strömungsbereiches eine Verbindung der parallelen Abschnitte untereinander auch im Bereich des Fußendes vorgesehen sein.

In Figur 2 ist ein Schnitt 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.

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.

Claims (8)

1. Roststab mit Kühleinrichtung, wobei im Roststab eine Zulauf- und eine Ablauföffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

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 Verbrennungsofen, 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 Hauptzulauf- beziehungsweise einer Hautpablaufleitung verbunden sind.

8. Rost für Verbrennungsofen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen mit nebeneinanderliegenden 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.