EP0081779A1 - Wanderrost für eine Feuerungsanlage - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H11/00—Travelling-grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H3/00—Grates with hollow bars
    • F23H3/02—Grates with hollow bars internally cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2900/00—Special features of combustion grates
    • F23H2900/03021—Liquid cooled grates

Definitions

  • the invention has for its object to design a traveling grate of the type mentioned in such a way that the heat load of the grate material is reduced for a given heating power per unit area.
  • All tubes can be connected to one another at their ends by manifolds (claim 5). However, only a few pipes can be connected to one another or each pipe can be fed with fluid separately. Such an arrangement opens up the possibility of supplying different amounts of cooling fluid to different zones of the grate.
  • the upper strand of the chain is assigned an additional guide. This gives a particularly precise chain guide, which extends the life of the grate.
  • a combustion chamber generally designated 2, the bottom of which is formed by a moving grate 3 arranged on a supporting frame 11.
  • the traveling grate consists of several revolving endless chains 4, which are guided over deflection wheels 5 and 6.
  • the direction of movement of the upper chain center 4a is symbolized by the arrow 5a.
  • the height of an outlet slot 7 can be changed by a height-adjustable retaining wall 8, whereby the height of the fuel layer can be determined, which is to be placed on the traveling grate.
  • Fig. 2 shows only a small part of the entire grate cross section.
  • the grate is essentially made up of several chains 3 and tubes 14, which are alternately arranged side by side.
  • the tubes 14 have a substantially circular cross section.
  • Grid plate guide strips 15 and 16 extend along diametrically opposite surface lines of the pipes. These guide strips lie in a horizontal diametral plane 17 of the pipes.
  • the pipes can e.g. consist of heat-resistant steel or heat-resistant cast iron.
  • a box 23 is arranged below each upper chain center 4a, the vertical side walls 23a and 23b of which are connected to the tubes adjacent to the chain.
  • the lower run 4b of the chain 4 runs on the floor 23c of this channel-like box, in such a way that the grate plates 20 lie on the floor with their previously lying surfaces.
  • Ash 24 that has fallen through the grate is conveyed through the lower run 4b in the direction of the feed side of the grate (left end of the grate seen in FIG. 1), where it reaches the ash trolley 10.
  • collecting tubes 25 and 26 extend transversely to the tubes (see FIG. 1). These collecting pipes are all L zansrohre 14 connected.
  • cold water can be supplied via the collecting pipe 26, which heats up on the way along the grate (opposite to the grate movement direction 5) and collects in the collecting pipe 25.
  • the heat contained in the hot water is used, for example in that the hot water is used as the boiler feed water and is supplied to the boiler 1 via the schematically indicated connection 27.
  • the dimensions of the grate can vary within wide limits.
  • the length 1 of the grate can be 500 to 10,000 mm.
  • the width of the grate, measured at right angles to the direction of movement of the chains, can be up to approx. 3,000 mm.
  • the division distance t between two adjacent tubes 14 can be in the range of 60 mm to 200 mm.
  • the outer diameter D of the tubes 14 can be in the range from 38 mm to 159 mm. A suitable diameter is 60 mm.
  • the wall thickness s of the tubes 14 naturally depends on their diameter. As an example, it should be stated that with an outer diameter D of approximately 60 mm, the wall thickness s is approximately 4 mm.
  • FIG. 2 shows a practically suitable size ratio between the width b of the grate plates 20 and the diameter D of the tubes 14.
  • the grate surface is seen by more than half in a projection in the direction of the arrow P in FIG. 2 formed by the tubes 14.

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Abstract

Der Rost (3) besteht aus von einem Kühlmedium durchflossenen Rohren (14) und umlaufenden endlosen Ketten (4), an denen Rostplatten (20) angebracht sind. Seitlich an den Rohren sind Rostplatten-Führungsleisten (15, 16) angeordnet, auf denen die mit der Kette (4) verbundenen Rostplatten (20) aufliegen. Das obere Trum (4a) jeder umlaufenden Kette (4) ist in einer zusätzlichen Kettenführung (22) geführt. Das untere Trum (4b) dient zum Abfördern von Asche (24), die durch den Rost hindurchgefallen ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Wanderrost für eine Feuerungsanlage, mit mindestens einer umlaufenden endlosen Kette, an der Rostplatten angeordnet sind, Umlenkrädern an den Enden des Rostes, über die die Kette geführt ist und Rostplatten-Führungsleisten für die Auflage der Rostplatten an einem oberen Trum der umlaufenden Kette.
  • Wanderroste für Feuerungsanlagen haben den Vorteil, daß ein kontinuierlicher Betrieb der Feuerung mit praktisch allen festen Brennstoffen möglich ist. Die Brennstoffzuführung ist bequem durch.Aufschütten auf das vordere Ende des Rostes möglich, wo sich der Brennstoff an dem bereits auf dem Rost befindlichen brennenden Material entzündet. Der sich kontinuierlich weiterbewegende Rost bewegt das brennende Material langsam in Richtung des Rostendes weiter. Nach einer gewissen Anfahrzeit ist über den gesamten Rost Brennstoff verteilt. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Rostes wird unter Berücksichtigung der verschiedenen Einflußparameter so gewählt, daß der Brennstoff bei Ankunft am Rostende ausgebrannt ist. Verbrennungsrückstände können am Ende des Rostes direkt in einen Aschewagen fallen. Längs des Rostes durch diesen hindurchgefallene Verbrennungsrückstände können durch das rücklaufende Trum der Kette zur Aufgabeseite hin gefördert und dort von einem weiteren Aschewagen aufgefangen werden.
  • Probleme bereitet bei Wanderrosten die Hitzebelastung des Baumaterials. Die auf die Flächeneinheit des Rostes bezogene Heizleistung ist durch die Warmfestigkeit des Rostmaterials begrenzt. Wegen der großen Wärmebelastung ist auch die Lebensdauer von Wanderrosten begrenzt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wanderrost der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei gegebener Heizleistung pro Flächeneinheit die Wärmebelastung des Rostmaterials herabgesetzt wird.
  • Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß parallel zum oberen Trum der umlaufenden Kette Rohre angeordnet sind, die Bestandteile des Rostes bilden und von einem wärmeaufnehmenden Fluid durchströmt sind.
  • Bei einem so ausgebildeten Wanderrost wird innerhalb des Rostes eine große Wärmemenge abgeführt durch Übergang an ein Fluid. Im allgemeinen wird man als kühlendes Fluid Wasser verwenden. Das Rohrsystem kann vorteilhafterweise an eine Kesselanlage angeschlossen sein, beispielsweise zur Vorwärmung von Kessel-Speisewasser dienen, wie es im Anspruch 14 angegeben ist. Auch eine sonstige Nutzung der auf das Fluid übergegangenen Wärme ist möglich. Infolge der intensiven Kühlung wird die Rosttemperatur insgesamt herabgesetzt und dadurch die Lebensdauer des Rostes erhöht. Die Erfindung kann jedoch auch in dem Sinne ausgenutzt werden, daß bei gleichbleibender Lebensdauer des Rostes im Vergleich mit nicht gekühlten Rosten die Heizleistung des Rostes erhöht wird.
  • Eine besonders vorteilhafte Konstruktion erhält man, wenn die Rostplatten-Führungsleisten mit den Rohren verbunden sind (Anspruch 2). Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Rostplatten-Führungsleisten an die Rohre anzuformen (Anspruch 3). Mit den Rohren vereinigte Rostplatten-Führungsleisten bringen den Vorteil v-ines besonders guten Wärmeüberganges und einer einfachen Konstruktion. Ein sehr großer Teil der abgeführten Wärme gelangt auch über den Teil der Rohrwand in das Fluid, der zur Bildung der Rostfläche beiträgt.
  • Bei einem Wanderrost mit mehreren parallelen Ketten ist besonders zweckmäßig die Konstruktion gemäß Anspruch 4. In diesem Fall muß zwischen zwei Ketten nur ein Rohr vorhanden sein, so daß abwechselnd Ketten und Rohre nebeneinander angeordnet sind. Unter die Erfindung fallen jedoch auch Ausführungsformen, bei denen an einem Rohr nur eine Rostplatten-Führungsleiste angeordnet ist, so daß die Anzahl der Rohre doppelt so groß ist wie die Anzahl der Ketten.
  • Alle Rohre können an ihren Enden durch Sammelrohre miteinander verbunden werden (Anspruch 5). Es können aber auch nur einige Rohre untereinander verbunden werden oder jedes Rohr kann separat mit Fluid beschickt werden. Eine solche Anordnung eröffnet die Möglichkeit, verschiedenen Zonen des Rostes verschieden große Mengen an Kühlfluid zuzuführen.
  • Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 ist dem oberen Trum der Kette eine zusätzliche Führung zugeordnet. Man erhält dadurch eine besonders exakte Kettenführung, wodurch die Lebensdauer des Rostes verlängert wird.
  • Ausnehmungen in den Rostplatten gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 gestatten eine intensive Luftzufuhr, wodurch die Heizleistung pro Flächeneinheit hoch gehalten werden kann. Verbrennungsluft kann jedoch auch durch Zwischenräume zwischen benachbarten Rostplatten gelangen.
  • Vorteilhafte relative und absolute Bemessungen sind in den Ansprüchen 10 bis 12 angegeben. Im Prinzip jedoch kann der erfindungsgemäße Wanderrost in fast jeder Größe gebaut werden.
  • Die Rohre können verschiedene Querschnitte aufweisen. Zweckmäßig ist ein kreisrunder Querschnitt gemäß Anspruch 13.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 in schematischer Darstellung einen senkrechten Schnitt durch eine Kesselanlage mit einem Wanderrost,
    • Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 stark vergrößerten Teilschnitt nach Linie II-II in Fig. 1 und
    • Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III in Fig. 2.
  • Unterhalb eines Röhrenkessels 1 befindet sich eine insgesamt mit 2 bezeichnete Brennkammer,deren Boden durch einen auf einem Traggestell 11 angeordneten Wanderrost 3 gebildet ist.
  • Der Wanderrost besteht aus mehreren umlaufenden endlosen Ketten 4, die über Umlenkräder 5 und 6 geführt sind. Die Bewegungsrichtung des oberen Kettentrums 4a ist durch den Pfeil 5a symbolisiert. Oberhalb des vorderen Endes des Rostes befindet sich ein Schacht28 für die Zuführung von festem Brennstoff. Die Höhe eines Auslaßschlitzes 7 kann durch eine in der Höhe verstellbare Rückhaltewand 8 verändert werden, wodurch die Höhe der Brennstoffschicht bestimmt werden kann, die auf den Wanderrost aufgegeben werden soll.
  • Am Ende des Wanderrostes befindet sich ein Aschewagen 9, in den Verbrennungsrückstände, die bis an das Ende des Rostes gelangt sind, hineinfallen. Am Aufgabeende befindet sich ein weiterer Aschewagen 10, in den Asche hineinfällt, die von den Ketten 4 auf noch zu beschreibende Art und Weise gefördert wird.
  • Die Brennkammer 2 ist durch eine Stauwand 12 in einen vorderen Teil 2a und einen hinteren Teil 2b unterteilt. Die Brennkammerteile 2a und 2b sind über den Durchlaß 2c oberhalb der Stauwand miteinander verbunden. Am Ende des Brennkammerteiles 2b gelangt das Verbrennungsgas über einen Rauchrohre 31 enthaltenden Rauchrohrteil 3.0 in eine Abgaskammer 13.
  • Der bis jetzt beschriebene Aufbau einer Kesselanlage mit Wanderrost ist im Prinzip bekannt. Neu ist die Ausbildung des Wanderrostes selber, die im folgenden hauptsächlich anhand der Fig. 2 und 3 betrachtet werden soll.
  • Fig. 2 zeigt einen nur kleinen Teil des gesamten Rost-Querschnittes. Der Rost ist im wesentlichen aus mehreren Ketten 3 und Rohren 14 aufgebaut, die abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Die Rohre 14 haben im wesentlichen einen kreisrunden Querschnitt. Längs einander diametral gegenüberliegenden Mantellinien der Rohre erstrecken sich Rostplatten-Führungsleisten 15 und 16. Diese Führungsleisten liegen in einer horizontalen Diametralebene 17 der Rohre. Die Rohre können z.B. aus hitzebeständigem Stahl oder aus hitzebeständigem Gußeisen bestehen.
  • Die Ketten 3 sind aus Gliedern 18 und 19 zusammengesetzt. Iie Glieder 18 liegen vertikal und die Glieder 19 horizontal. An den vertikalen Gliedern sind Rostplatten 20 angeschweißt. Seitlich an den Rostplatten befinden sich Ausnehmungen 21, die Durchlässe für Verbrennungsluft bilden. Die Rostplatten liegen mit ihren Rändern auf den Rostplatten-Führungsleisten 15, 16 auf, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Die vertikal liegenden Kettenglieder 18 greifen in einen Führungskanal 22 ein, wodurch das obere Kettentrum 4a gegen seitliches Abweichen geführt ist. Diese Führung braucht also nicht von den Rohren 14 übernommen zu werden. Die Rohre 14 haben also nur die Aufgabe, das Gewicht des oberen Kettentrums zu tragen.
  • Unterhalb jedes oberen Kettentrums 4a ist ein Kasten 23 angeordnet, dessen vertikale Seitenwände 23a und 23b mit den der Kette benachbarten Rohren verbunden sind. Auf dem Boden 23c`dieses kanalartigen Kastens läuft das untere Trum 4b der Kette 4, und zwar derart, daß die Rostplatten 20 mit ihren vorher obenliegenden Flächen auf den Boden aufliegen. Durch den Rost hindurchgefallene Asche 24 wird durch das untere Trum 4b in Richtung der Aufgabeseite des Rostes (linkes Ende des Rostes in Fig. 1 gesehen) gefördert, wo sie in den Aschewagen 10 gelangt.
  • An den Enden des Rostes erstrecken sich quer zu den Rohren 14 Sammelrohre 25 und 26 (siehe Fig. 1). An diese Sammelrohre sind sämtliche Längsrohre 14 angeschlossen. Beispielsweise kann über das Sammelrohr 26 kaltes Wasser zugeführt werden, das sich auf dem Weg längs des Rostes (entgegengesetzt zur Rost-Bewegungsrichtung 5) erhitzt und sich im Sammelrohr 25 sammelt. Die in dem heißen Wasser enthaltene Wärme wird genutzt, beispielsweise dadurch, daß das heiße Wasser als Kessel-Speisewasser genutzt und über die schematisch angedeutete Verbindung 27 dem Kessel 1 zugeführt wird.
  • Die Abmessungen des Rostes können in weiten Grenzen variieren. Die Länge 1 des Rostes kann 500 bis 10.000 mm betragen. Die Breite des Rostes, rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Ketten gemessen, kann bis ca. 3.000 mm betragen. Der Teilungsabstand t zwischen zwei benachbarten Rohren 14 kann im Bereich von 60 mm bis 200 mm liegen. Der Außendurchmesser D der Rohre 14 kann im Bereich von 38 mm bis 159 mm liegen. Ein gut geeigneter Durchmesser ist 60 mm. Die Wanddicke s der Rohre 14 richtet sich naturgemäß nach deren Durchmesser. Als Beispiel sei angegeben, daß bei einem Außendurchmesser D von ca. 60 mm die Wandstärke s ca. 4 mm beträgt.
  • Fig. 2 zeigt ein praktisch in Betracht kommendes Größenverhältnis zwischen der Breite b der Rostplatten 20 und dem Durchmesser D der Rohre 14. Bei den dargestellten Größenverhältnissen wird in einer Projektion in Richtung des Pfeiles P in Fig. 2 gesehen die Rostfläche zu mehr als der Hälfte durch die Rohre 14 gebildet.

Claims (14)

1. Wanderrost für eine Feuerungsanlage, mit mindestens einer umlaufenden endlosen Kette, an der Rostplatten angeordnet sind, Umlenkrädern an den Enden des Rostes, über die die Kette geführt ist und Rostplatten-Führungsleisten für die Auflage der Rostplatten an einem oberen Trum der umlaufenden Kette, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum oberen Trum (4a) der umlaufenden Kette (4) Rohre (14) angeordnet sind, die Bestandteile des Rostes (3) bilden und von einem Wärme aufnehmenden Fluid durchströmt sind.
2. Wanderrost nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostplatten-Führungsleisten (15,.16) mit den Rohren (14) verbunden sind.
3. Wanderrost nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostplatten-Führungsleisten (15, 16) an die Rohre (14) angeformt sind.
4. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Rohr (14) einander gegenüberliegend zwei Rostplatten-Führungsleisten (15, 16) angeordnet sind, vorzugsweise in einer diametralen Ebene (17) , so daß bei einem Rost (3) mit mehreren parallelen umlaufenden Ketten (4) jeweils zwischen zwei oberen Kettentrumen (4a) ein Rohr (14) angeordnet ist.
5. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14) an ihren Enden durch Sammelrohre (25, 26) verbunden sind.
6. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des oberen Kettentrums (4a) eine Kettenführung (22) angeordnet ist, vorzugsweise in Form eines nach oben offenen Kanals mit U-förmigem Querschnitt, in den die Kette (4) eingreift, vorzugsweise mit untenliegenden Teilen von vertikalen Kettengliedern (18).
7. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rostplatten (20) Ausnehmungen (21) für den Durchtritt von Verbrennungsluft von der Rostunterseite zur Rostoberseite angeordnet sind.
8. Wanderrost nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Ausnehmungen aus seitlichen Schlitzen (21) bestehen.
9. Wanderrost nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Ausnehmungen aus Durchbrechungen der Rostplatte bestehen.
10. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß rechtwinklig zur Rostfläche gesehen der durch die Rohre (14) gebildete Rostflächenanteil 50 % bis 80 % der gesamten Rostfläche ausmacht, vorzugsweise ca. 65 %.
11. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsabstand (t) zwischen zwei benachbarten Rohren (14) im Bereich von 60 mm bis 200 mm liegt, vorzugsweise ca. 100 mm beträgt.
12. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rostlänge (1) im Bereich von 500 mm bis 10.000 mm und die Rostbreite im Bereich von 100 mm bis 3.000 mm liegt.
13. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (14) im Bereich außerhalb von angeformten Rostplatten-Führungsleisten (15, 16) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
14. Wanderrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem an eine Kesselanlage angeschlossen ist, beispielsweise zur Vorwärmung von Kesselspeisewasser dient.
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