EP0449911B1 - Stufenrost für rostfeuerungen für müll oder andere schwierig ausbrennende brennstoffe - Google Patents
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- EP0449911B1 EP0449911B1 EP90900816A EP90900816A EP0449911B1 EP 0449911 B1 EP0449911 B1 EP 0449911B1 EP 90900816 A EP90900816 A EP 90900816A EP 90900816 A EP90900816 A EP 90900816A EP 0449911 B1 EP0449911 B1 EP 0449911B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/002—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor characterised by their grates
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H1/00—Grates with solid bars
- F23H1/02—Grates 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
- F23H15/00—Cleaning arrangements for grates; Moving fuel along grates
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L1/00—Passages or apertures for delivering primary air for combustion
- F23L1/02—Passages or apertures for delivering primary air for combustion by discharging the air below the fire
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2203/00—Furnace arrangements
- F23G2203/80—Furnaces with other means for moving the waste through the combustion zone
- F23G2203/803—Rams or pushers
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- 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
- F23H2900/17001—Specific materials therefor
Definitions
- the invention relates to a step grate for grate furnaces for garbage or other difficult to burn fuels with feed devices, fixed grates, final one burn-out grate and with at least two box-like slider-like distributors which are bevelled at the front, at least one distributor sliding over a subsequent fixed grate provided with vortex nozzles.
- Allocators of the type mentioned above are known (see, for example, WO 88/06256) and are used in particular in waste incineration, combined waste and sludge incineration and in general in the case of fuels which are difficult to burn out but also in the case of non-solid fuels.
- Allocators are movable slides that are hollow on the inside. They are able to advance the fuel that has not yet been burned or mostly partially burned, ie mostly to push it to the level below. During this process, the material to be burned also experiences a movement similar to a stoking movement.
- Allocators are arranged in step grates directly above a fixed grate that they are brushing. However, they can also be arranged directly below the feed flap below a feed device or offset below a sludge feed or the like.
- the allocators can also be chilled.
- the object of the invention is to increase the combustion intensity in general in the case of a step grate of the type mentioned at the beginning or in the case of grate furnaces and to replace an ordinary grate step or a stepped pivoting grate step.
- a combustion chamber construction with grate dating from 1951 (FR-A-1 033 867) is known, where the grate consists of relatively wide stepped grate bars and the air is supplied between successive grate bars. Apart from the gaps between the grate bars, which are never tight, there are large air outlet openings on the front side, only low air speeds are possible. This does not change anything if several grate bars are combined into packages of 5 or 7, for example. The air can escape from the known grate bars in a rather uncontrolled manner.
- step grate of the type mentioned at the beginning with at least two box-like slider-like feeders which are bevelled at the front, at least one feeder having a subsequent one Vortex nozzles provided fixed grate, characterized in that this distributor is air-cooled and carries in its area facing the combustion chamber rows of compressed air-loaded high-speed nozzles arranged on the front.
- the material to be burned is either already burned (combustion medium). but at least put in suspension by the pressure of the compressed air and distributed towards the main combustion chamber.
- the slider does not have a vertical end at the front, but a slightly forward-facing termination, for example at 120 ° to its upper boundary surface. Since such distributors for other uses, for example for melting basalt or the like, have the shape of a circular flask and the person skilled in the art understands a distributor in this direction, or understands it as a machine-guided shovel-like structure, the idea is to provide the distributor with air outlet nozzles , a thought that is completely evident in the field.
- the nozzles are expediently embedded in highly heat-resistant ceramic material. They can also (see, for example, WO-A-8806256 embedded in slag-repellent ceramic material.
- the ceramic pad can consist of slag-repellent silicon carbide. The ceramic pad can be stamped on. (The ceramic pad can be stamped on in the molding box.)
- the top of the dispenser can be made from Sicromal or ceramic material.
- the nozzle diameter can be 2 to 10 mm.
- the distributor is expediently provided with a firmly connected air supply pipe to which a heat-resistant metal hose is connected as a connection to the compressed air source.
- the allocator can be ribbed in the front area.
- the ribs can be separate bodies and can be connected, in particular welded, to the neighboring rib.
- the upper and the lower row of nozzles are expediently equipped with a single nozzle per rib, the middle row with two nozzles per rib.
- Air can be supplied from an air distributor pipe located in the interior of the distributor via a feed pipe on the back to a box-like admission collector following the distributor outside.
- Each allocation rib formation can be assigned its own exposure collector, which feeds the nozzles.
- the distributor is subdivided because steel, the carrier and base material of the distributor, has a different coefficient of thermal expansion than the ceramic material, and because the different heating of the distributor would otherwise unpredictably twist and jam during operation.
- the tube fixed to the distributor can also be a telescopic tube.
- the allocator can be guided and stored in such a way that it moves contact-free over the fixed grate level assigned to it or coated by it.
- It can preferably be driven via guide rollers fixed to it at the top and bottom of a fixed mounting rail in its rear area, via a camber roller in its front area on the combustion chamber side and driven by means of a drive pinion which engages on its underside and which engages in pin rods or a toothed rack.
- a scraper can be interposed between the grate stage and the distributor located underneath, which wipes the upper side of the distributor as it moves into and out of its advanced position.
- blow-out nozzles can additionally be provided in the nose area.
- the distributor nozzles according to the invention which discharge at such high speeds, have the effect that the fire bed is torn open and swirled.
- the dynamic energy is used to achieve a stoking movement or stoking effect: the fire bed is torn open as mentioned above and whirled up at all points in a relatively short time.
- Another function of the arbiter is to advance heavy parts. This combination with the vortex nozzles of the fixed grate level (vortex component level) enables circulation / shifting. The switching is also done automatically. Tearing open the material also results in a certain size reduction (large pieces or bridges disintegrate into smaller pieces).
- the new grate step which no longer has to be a stepped swivel grate, is now much smaller than, for example, a stepped swivel grate arrangement.
- the resistance to wear due to the mass being massaged is very considerable.
- the lead in the Tecknik becomes obvious, since with metallic grates chrome and nickel get into the flue gas path through abrasion.
- a large area is covered with SiC concrete. No wear and tear occurs on metallic parts, just as little as scaling. The heat conduction is also lower compared to that of steel.
- insulating material for example a light fire material
- 50 to 60 m of insulating material can also be applied to the grate bar or the distributor itself, and only then is the dusting applied.
- the pinion drive can be carried out in addition to toothed racks in such a way that Ouer bolts, the so-called pin rods, sit on a long rod fixed to the distributor, into which the teeth of the pinion engage.
- the angle between the nozzle axes (from the nose section) of the distributor and the nozzles of the fixed grate (flat grate) is approximately 90 ° (plus 20 °).
- the light fuel fraction is thus burned in the balance, the heavy fuel fraction from stage to stage on the grate.
- a stepped grate consisting exclusively of feeding equipment, two fixed grids, each of which one feeder slides over, and a final burn-out grate, whereby the air from the second fixed flat grate and feeder results in the stoking and tearing effect. Above all, it is unusual to supply air via the distributor.
- the distributor also has the function of a transport device on the grate with swirl nozzles and takes over the function of the movable grates or movable grate bars.
- Fig. 1 shows a grate arrangement as it is in a combustion chamber.
- a task 1 is shown, the furnace frame 2 (indicated), an upper distributor, a fixed grate 50, the distributor 10 designed according to the invention, a further fixed grate 52 below the distributor and a ram-burned out grate 5.
- the allocator 10 is located below the fixed grate 50 and above the fixed grate 52; in the rear area it is guided over rollers, for example on U-bars, in the front area it is pushed over a support roller.
- a running rail 11 is firmly attached.
- Guide rollers 13 are fixedly mounted on the distributor via pendulum axles.
- the allocator 10 thus travels along the fixed travel rail 11 and slides in the front region over a nozzle grate 52. The movement takes place via a drive pinion 15 which is in engagement with a toothed rack or pin rod (not shown in FIG. 1).
- the allocator 10 is open at the bottom. For better weight absorption, the allocator rests on a support roller 19 at the front.
- Air from the network 44 passes through a supply line 18 and via a hose feed 16, position 20 (joint head) making the retracted position 20 'the feed position of the distributor recognizable.
- the air then flows in the distributor via an air supply 12 into a transverse air distribution pipe 22.
- the operating pressure of the compressed air at this point is approximately 6,000 to 80,000 Pa, depending on the operating conditions.
- the rows of nozzles 24 are acted upon by the air distributor pipe 22.
- the allocator 3 is the same in terms of guidance (running rail, rollers), but without any air supply.
- a scraper 21 which hangs freely with its axis 23 on the furnace housing (not shown) and which cleans the distributor 10 when it moves back and forth.
- the arbiter consists of a sheet metal stamped on the front.
- the scraper 21 has a special effect when it cleans the dispenser when it is withdrawn. From the fixed grate step, more than 25 supplied air exits at 27 or via nozzles 29.
- the fixed grate 52 designed as a vortex stage has nozzles to be described below, which blow out upwards, and a row of nozzles 29 which blow out towards the front.
- the axis of the nozzle rows 29 is directed and blows at an acute angle below 45 °, for example 30 ° over the front nose 31 of the fixed grate.
- the nozzles of the fixed grate stage (vortex stage, also called vortex component) are dusted.
- the feeder hovers with its feeder nose above the fixed grate step due to the guidance described.
- the distributor 10 which is designed as an air distributor, is ribbed and has individual ribs 46 which are arranged closely next to one another and are tightly connected.
- the back and forth distributor 10 is formed in one piece with its air distribution piece.
- the top 38 of the dispenser consists of Sicromal or ceramic material.
- the side of the distributor ribs facing the combustion chamber consists of highly heat-resistant ceramic material 32.
- the distributor pushes out into the vortex component stage 40, into which air is also blown via the upwardly directed nozzles. Allocator and vortex component stage can be acted upon by a common air supply at almost the same pressure conditions.
- the nozzles or rows of nozzles 57 of the fixed nozzle grate 52 are supplied via air supply pipes which discharge in air distribution boxes 59.
- the additional row of nozzles 55 on the front side of the vortex component step 52 (solid grating), which is chamfered at the front, can have its own air supply or can optionally also be supplied by the air distribution box 59 '.
- the distributor is cleaned again via the loosely mounted scraper 21 in the manner described with reference to FIG. 1.
- the air distributor head of the distributor In the area of the air distributor head of the distributor, it is dusted with ceramic mass 32 in an absolutely tight manner, just as the flat gratings are so dusted that they are absolutely tight (partly liquid) for receiving the problem goods. Since the distributor slides over the nozzles 57 of the vortex component stage 40 without contact at a distance of, for example, 5 mm, neither the nozzles nor the ceramic mass are damaged.
- FIGS. 3 and 4 The construction described above can be seen more precisely in FIGS. 3 and 4. On average you can see the three rows of nozzles with the nozzles 28 and the front nozzle inserts 26, which only release the defined outlet.
- the nozzle inserts are made of a particularly durable material.
- the air is guided via the fixed pipe 12 into the air distributor pipe 22 which is arranged in the distributor in the direction of the width of the distributor. The air then passes through short connection stubs 48 in each of the ribs assigned to the admission collectors 30 and 30 '.
- FIG. 4 shows a section along the plane A-A in FIG. 3 through two such ribs 46. In FIG. 4 the individual nozzles 28 can be seen.
- the exposure collectors follow the shape of the ribs deflected from the horizontal to the bevel (forward) and have the shape of a pipe knee.
- Fig. 4 is a section through middle rows of nozzles, since two nozzles 28 per rib can be seen.
- the ceramic material around the ribs can be stamped on, between the ribs there is a highly refractory expansion compensation material 62. Since the steel material of the collector 30, 30 'expands to different extents from the ceramic mass 32, 32, the compensation material 62 performs well.
- a uniform pressure for the nozzles is ensured by the admission collectors 30, 30 '.
- 60 to 140 m / s are aimed for as the exit speed of the air from the nozzles 28.
- the desired value can be achieved by appropriate variations in air volume, pressure, nozzle cross-section and number of nozzles.
- the axes of the nozzles 28 can be arranged instead of parallel (as in the exemplary embodiment shown) at an angle to one another which can be determined according to the needs.
- the upper and lower rows of nozzles can be directed at an angle to the plane of the middle rows of nozzles containing the axis.
- Arranging the rows of nozzles at an angle of 60 ° results in the advantage that all the nozzles are always the same distance from each neighboring nozzle, and the dead spaces that are not reached by the air cones and in which no swirling occurs become as small as possible .
- the nozzles can be set up for blowing out enriched air, for example oxygen-enriched air, vapors or steam, and possibly also for exhaust gas recirculation.
- enriched air for example oxygen-enriched air, vapors or steam, and possibly also for exhaust gas recirculation.
- Fig. 5 shows a modified nozzle.
- the nozzle tube 50 is welded into the collector 30 '.
- a nozzle head 52 made of 1.4828 Sicromal steel (about 2% C, 20% Cr, 12% Ni, 4% Si as well as Ti, Mb and the rest iron) is attached at 54 by means of two relatively short tack seams 54.
- the stitching seams are only 1 cm long, for example, so that the connection does not break when the thermal expansion between the nozzle head 52 and the nozzle tube 50 is different.
- the nozzle head sits on the nozzle tube with a fit (H 7 / s 6).
- the nozzle head 52 is approximately 5 mm deep on the outside and, for example, flattened at 45 °.
- the nozzle head is largely protected against heat radiation by stamping in the SiC mass (46 'in FIG. 4).
- the nozzle head tapers inside at 58 into the straight nozzle outlet 60 with a diameter of, for example, 20 mm and at 56 to about 6 mm at Nozzle outlet 60.
- the nozzle head has a length of, for example, 40 mm and is pushed up to 20 mm onto the nozzle tube.
- the distributor 10 shows the distributor 10, which is open at the bottom, in cross section.
- the distributor 10 consists of lateral longitudinal distributor frames 64 and several stiffening profiles 65 and shows two carrier profiles 66, on which, for example, bolt rods 67 are seated, which are in engagement with the pinions 15 mentioned.
- a flat rod can also be provided.
- An electric motor 68 drives the pinion 15 via a reduction gear 69.
- Support is provided, for example, by means of gallows 70, storage by bearings 71 and lowerable supports 72.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Stufenrost für Rostfeuerungen für Müll oder andere schwierig ausbrennende Brennstoffe mit Aufgabeeinrichtungen, festen Rosten, abschliessenden einem Ausbrennrost und mit mindestens zwei kastenartigen vorne abgeschrägten schieberartigen Zuteilern, wobei zumindest ein Zuteiler über einen nachfolgenden mit Wirbeldüsen versehenen festen Rost schiebt. Zuteiler der vorstehend miterwähnten Art sind bekannt (siehe z.B. WO 88/06256) und finden Einsatz insbesondere bei der Müllverbrennung, der kombinierten Müll- und Schlammverbrennung und allgemein bei schwierig ausbrennenden, aber auch bei nicht festen Brennstoffen.
- Zuteiler sind bewegliche Schieber, die innen hohl ausgebildet sind. Sie sind in der Lage, den noch nicht verbrannten oder meist teilverbrannten Brennstoff vorzuschieben d.h. meist auf die darunter befindliche Stufe zu schieben. Bei diesem Vorgang erfährt das zu verbrennende Material auch eine Bewegung ähnlich einer Schürbewegung.
- Zuteiler sind in Stufenrosten unmittelbar über einem feststehenden Rost, den sie bestreichen, angeordnet. Sie können aber auch unmittelbar unter der Aufgabeklappe unterhalb einer Aufgabevorrichtung oder versetzt unterhalb einer Schlammaufgabe oder dergleichen angeordnet sein.
- Die Zuteiler können auch gekühlt sein.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stufenrost der eingangs genannten Art oder bei Rostfeuerungen allgemein die Verbrennungsintensität zu steigern und dabei eine gewöhnliche Roststufe bzw. eine Stufenschwenkroststufe zu ersetzen.
- Bekannt ist eine aus dem Jahr 1951 datierende Feuerraumkonstruktion mit Rost (FR-A- 1 033 867), wo der Rost aus relativ breiten gestuften Roststäben besteht und die Luftzufuhr zwischen aufeinanderfolgenden Roststäben erfolgt. Abgesehen von den Spalten zwischen den Roststäben, die nie dicht sind, sind große Luftaustrittsöffnungen an der Stirnseite vorgesehen, nur geringe Luftgeschwindigkeiten sind möglich. Dies ändert auch nichts daran, wenn mehrere Roststäbe zu Paketen von beispielsweise 5 oder 7 zusammengefaßt sind.
Aus den bekannten Roststäben kann die Luft ziemlich unkontrolliert austreten. - Überraschend wurde nun gefunden, daß man bekannte Roststufen durch Stufen mit Zuteiler ersetzen kann und diese dabei mit Luftdüsen ausstattet.
- Erreicht wird dies bei einem Stufenrost der eingangs genannten Art mit mindestens zwei kastenartigen vorne abgeschrägten schieberartigen Zuteilern, wobei zumindest ein Zuteiler über einen nachfolgenden mit Wirbeldüsen versehenen festen Rost schiebt, dadurch, daß dieser Zuteiler luftgekühlt ist und in seinem dem Feuerraum zugekehrten Bereich Reihen von preßluftbeaufschlagten stirnseitig angeordneten Hochgeschwindigkeitsdüsen trägt.
- In einem sehr frühen Stadium wird somit das zu verbrennende Material entweder bereits verbrannt (Verbrennungsmedium). zumindest aber durch den Druck der Preßluft in den Schwebezustand versetzt und in Richtung Hauptfeuerraum verteilt. Diese neue Funktion ist völlig überraschend, da es sich bei dem Zuteiler des Standes der Technik ja um einen reinen Schieber handelt und der Umfunktionierung gemäß der Erfindung das Vorurteil der Fachwelt, ihm eine nichteigene Funktion zuzuschreiben, entgegenstand.
- Stirnseitig bedeutet, "auf der dem Feuerraum zugewandten schräg nach vorne verlaufenden Seite". Der Schieber hat vorne keinen senkrechten, sondern einen leicht nach vorne gerichteten Abschluß, beispielsweise unter 120° zu seiner oberen Begrenzungsfläche.
Da solche Zuteiler für andere Verwendungszwecke, beispielsweise für das Erschmelzen von Basalt oder dergleichen die Form eines kreisrunden Kolbens hatten und der Fachmann in dieser Richtung einen Zuteiler versteht, oder ihn als maschinengeführtes schaufelartiges Gebilde versteht, ist der Gedanke, gerade den Zuteiler mit Luftaustrittsdüsen zu versehen, ein an sich auf dem Fachgebiet völlig abwegiger Gedanke. - Zweckmäßig sind die Düsen in hochwarmfestes Keramikmaterial eingebettet. Sie können auch (siehe beispielsweise WO-A-8806256 in schlackenabweisendes Keramikmaterial eingebettet sein. Die Keramikauflage kann aus schlackenabweisendem Siliziumcarbid bestehen. Die Keramikauflage kann aufgestampft sein. (Die Keramikauflage kann im Formkasten aufgestampft sein.)
- Die Oberseite des Zuteilers kann aus Sicromal bzw. Keramikmaterial hergestellt sein.
- Der Düsendurchmesser kann 2 bis 10 mm betragen.
- Zweckmäßig ist der Zuteiler mit einem fest verbundenen Luftzuführungsrohr versehen, an das ein hitzebeständiger Metallschlauch als Verbindung zur Druckluftquelle angeschlossen ist.
- Der Zuteiler kann im vorderen stirnseitigen Bereich gerippt sein. Die Rippen können eigene Körper sein und mit der Nachbarrippe verbunden, insbesondere verschweißt sein.
- Zweckmäßig ist die obere und die untere Düsenreihe je mit einer einzigen Düse pro Rippe, die mittlere Reihe mit je zwei Düsen pro Rippen ausgestattet.
- Luft kann aus einem im Zuteilerinneraum befindlichen Luftverteilerrohr über je ein Zuführungsrohr rückseitig einen der Verteileraußenseite folgenden kastenartigen Beaufschlagungssammler zugeführt werden.
- Jeder Zuteilungsrippenausbildung kann eigener solcher Beaufschlagungssammler zugeordnet sein, der die Düsen speist.
- Die Unterteilung des Zuteilers wird vorgenommen, da Stahl, das Träger- und Grundmaterial des Zuteilers, einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Keramikmaterial hat, und da durch die unterschiedliche Erwärmung des Zuteilers dieser sich während des Betriebes sonst unberechenbar verwinden und damit verklemmen würde.
- In Weiterbildung der Erfindung kann auch das am Zuteiler feste Rohr ein Teleskoprohr sein.
- Der Zuteiler kann so geführt und gelagert sein, daß er sich berührungsfrei über die ihm zugeordnete bzw. von ihm bestrichene düsenbestückte feste Roststufe bewegt.
- Vorzugsweise kann er über an einer festen Tragschiene oben und unten angreifende an ihm feste Führungsrollen in seinem hinteren Bereich, über eine Stürzrolle in seinem vorderen feuerraumseitigen Bereich laufen und vermittels eines an seiner Unterseite angreifenden Antriebsritzels, das in Bolzenstangen oder eine Zahnstange greift, angetrieben sein.
- Zwischen Roststufe und darunter befindlichem Zuteiler kann ein Abstreifer zwischengeschaltet sein, der die Zuteileroberseite bei dessen Bewegung in und aus seiner vorgeschobenen Stellung bestreicht. In der festen Roststufe, der sog. Wirbelkomponentenstufe, können im Nasenbereich Ausblasdüsen zusätzlich vorgesehen sein.
- Die Zuteilerdüsen gemäß der Erfindung, die bei so hohen Geschwindigkeiten austragen, haben die Wirkung, daß das Feuerbett aufgerissen und verwirbelt wird. Die dynamische Energie wird eingesetzt, um eine Schürbewegung bzw. Schürwirkung zu erzielen: dabei wird das Feuerbett aufgerissen, wie oben erwähnt und in relativ kurzer Zeit an allen Stellen aufgewirbelt.
- Eine weitere Funktion des Zuteilers ist, schwere Teile vorzuschieben. Durch diese Kombination mit den Wirbeldüsen der festen Roststufe (Wirbelkomponentenstufe) ist eine Umwälzung/Umschichtung möglich. Das Umschichten erfolgt ebenfalls automatisch. Ebenfalls ergibt sich durch das Aufreißen des Materials eine gewisse Materialzerkleinerung (große Stücke oder Brücken zerfallen in kleinere Stücke).
- Die neue Roststufe, die keine Stufenschwenkroststufe mehr zu sein braucht, baut nun wesentlich kleiner als beispielsweise eine Stufenschwenkrostanordnung. Die Verschleißfestigkeit aufgrund der Bestampfung durch die Massen ist ganz erheblich. Im Vergleich zu metallischen Rosten wird der Vorsprung in der Tecknik augenscheinlich, da bei metallischen Rosten Chrom und Nickel durch Abrieb in den Rauchgasweg gelangen. Bei der Maßnahme nach der Erfindung dagegen wird eine große Fläche mit SiC-Beton bestampft. Keinerlei Abzehrung tritt an metallischen Teilen ein, genauso wenig wie eine Verzunderung. Die Wärmeleitung ist ebenfalls geringer, verglichen mit der von Stahl.
- Auf den Roststab bzw. den Zuteiler selbst können auch 50 bis 60 m Isoliermaterial, beispielsweise eine Feuerleichtmasse aufgetragen und hierauf erst die Bestampfung vorgenommen werden. Dies hat den weiteren Vorteil, daß der Rost absolut dicht wird. Eine Beschädigung des Rostes ist nicht zu befürchten, da der Zuteiler wie ein Kragarm oben über die Rollen fährt. Der Ritzelantrieb kann außer mit Zahnstangen so erfolgen, daß an einer langen am Zuteiler festen Stange Ouerbolzen, die sog. Bolzenstangen, sitzen, in die die Zähne des Ritzels eingreifen.
- Der Winkel zwischen den Düsenachsen (aus dem Nasenabschnitt) des Zuteilers und den Düsen des festen Rostes (Flachrost) beträgt annähernd 90° (plus 20°).
- Die leichte Brennstoffraktion wird also in der Schwebe, die schwere Brennstoffraktion von Stufe zu Stufe auf dem Rost verbrannt.
- Es ist völlig ungewöhnlich, einen Stufenrost ausschließlich aus Aufgabeeinrichtung, zwei festen Rosten, über die je ein Zuteiler schiebt, sowie einem abschließenden Ausbrennrost aufzubauen, wobei allein durch die Luft aus dem zweiten festen Flachrost und Zuteiler sich die Schür- und Aufreißwirkung ergibt.
Ungewöhnlich ist auch vor allem, Luft über den Zuteiler zuzuführen. Der Zuteiler hat gleichzeitig die Funktion einer Transporteinrichtung auf dem Rost mit Wirbeldüsen und übernimmt die Funktion der beweglichen Roste bzw. beweglichen Roststäbe. - Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
- Fig. 1
- schematisch eine Rostanordnung gemäß der Erfindung;
- Fig. 2
- eine Einzelheit aus Fig. 1 mit Wirbelstufe, Zuteiler, Luftzuführung und Abstreifer;
- Fig. 3
- einen Längsschnitt durch einen Zuteiler;
- Fig. 4
- einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3.
- Fig. 5
- eine modifizierte Einzelheit zu Fig. 4 und
- Fig. 6
- einen Schnitt quer durch den Zuteiler.
- Fig. 1 zeigt eine Rostanordnung so, wie sie in einem Feuerraum steht. Dargestellt sind eine Aufgabe 1, das Ofengerüst 2 (angedeutet), ein oberer Zuteiler, eine feste Roststufe 50, der erfindungsgemäß ausgebildete Zuteiler 10, eine weitere feste Roststufe 52 unterhalb des Zuteilers sowie ein stößelbeaufschlagter Ausbrennrost 5.
- Der Zuteiler 10 befindet sich unterhalb der festen Roststufe 50 und oberhalb der festen Roststufe 52; er ist in seinem hinteren Bereich über Rollen beispielsweise auf U-Eisen geführt, im vorderen Bereich schiebt er sich über eine Stützrolle.
- Eine Fahrschiene 11 ist fest angebracht. Führungsrollen 13 sind fest am Zuteiler über Pendelachsen gelagert. Der Zuteiler 10 fährt also längs der festen Fahrschiene 11 und gleitet im vorderen Bereich über einen Düsenrost 52. Die Bewegung erfolgt über ein Antriebsritzel 15, das mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Zahnstange oder Bolzenstange in Eingriff steht. Der Zuteiler 10 ist nach unten offen. Zur besseren Gewichtsaufnahme ruht der Zuteiler vorne auf einer Stützrolle 19.
- Luft vom Netz 44 geht über eine Zuleitung 18 und über eine Schlauchzuführung 16, wobei Stellung 20 (Gelenkkopf) die zurückgezogene, Stellung 20' die vorgeschobene Stellung des Zuteilers erkennbar macht. Die Luft strömt dann im Zuteiler über eine Luftzuführung 12 in ein querliegendes Luftverteilerrohr 22. Der Betriebsdruck der Preßluft beträgt an dieser Stelle je nach Einsatzbedingungen ca. 6.000 bis 80.000 Pa. In weiter unten zu beschreibender Weise werden die Düsenreihen 24 vom Luftverteilerrohr 22 beaufschlagt. Der Zuteiler 3 ist hinsichtlich der Führung (Fahrschiene, Rollen) gleich, jedoch ohne jede Luftzuführung ausgebildet. Unter der festen Roststufe 50 und oberhalb des Zuteilers 10 befindet sich ein Abstreifer 21, der frei mit seiner Achse 23 am Ofengehäuse (nicht dargestellt) hängt und der beim Vor- und Zurückfahren des Zuteilers 10 diesen säubert. Der Zuteiler besteht aus einem vorne bestampften Blech. Eine besondere Wirkung hat der Abstreifer 21, wenn er den Zuteiler beim Zurückziehen säubert. Aus der festen Roststufe tritt über 25 zugeführte Luft bei 27 bzw. über Düsen 29 aus.
- Der als Wirbelstufe ausgebildete feste Rost 52 verfügt über weiter unten zu beschreibende Düsen, die nach oben ausblasen sowie eine nach vorne ausblasende Düsenreihe 29. Im Ausführungsbeispiel ist die Achse der Düsenreihen 29 unter einem spitzen Winkel unter 45°, beispielsweise 30°, gerichtet und bläst über die vordere Nase 31 des festen Rostes aus. Die Düsen der festen Roststufe (Wirbelstufe, auch Wirbelkomponente genannt) sind bestampft. Der Zuteiler schwebt mit seiner Zuteilernase aufgrund der geschilderten Führung oberhalb der festen Roststufe.
- In Fig. 2 haben die gleichen Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1.
- Zumindest in seinem vorderen Bereich ist der als Luftverteiler ausgebildete Zuteiler 10 gerippt ausgebildet und trägt Einzelrippen 46, die eng nebeneinander angeordnet und dicht verbunden sind. Der hin und her bewegliche Zuteiler 10 ist einteilig mit seinem Luftverteilerstück ausgebildet. Die Oberseite 38 des Zuteilers besteht aus Sicromal- bzw. Keramikmaterial . Die dem Feuerraum zugewandte Seite der Zuteilerrippen besteht aus hochhitzebeständigem Keramikmaterial 32. Der Zuteiler schiebt in die Wirbelkomponentenstufe 40 aus, in die ebenfalls Luft über die nach oben gerichteten Düsen geblasen wird. Zuteiler und Wirbelkomponentenstufe können von einer gemeinsamen Luftversorgung bei nahezu gleichen Druckverhältnissen beaufschlagt werden. Die Düsen bzw. Düsenreihen 57 des festen Düsenrostes 52 werden über Luftzuführungsrohre versorgt, die in Luftverteilerkästen 59 austragen. Die zusätzliche Düsenreihe 55 an Stirnseite der vorne abgeschrägten Wirbelkomponentenstufe 52 (fester Rost) kann eine eigene Luftversorgung haben oder kann wahlweise vom Luftverteilerkasten 59' mitversorgt werden.
- Die Reinigung des Zuteilers erfolgt wieder über den lose gelagerten Abstreifer 21 in der mit bezug auf Fig. 1 beschriebenen Weise.
- Im Bereich des Luftverteilerkopfes des Zuteilers ist dieser mit Keramikmasse 32 absolut dicht bestampft, genauso wie die Flachroste so bestampft sind, daß sie für die Aufnahme des Problemguts (zum Teil flüssig) absolut dicht sind. Da der Zuteiler berührungsfrei unter einem Abstand von beispielsweise 5 mm über die Düsen 57 der Wirbelkomponentenstufe 40 gleitet, werden weder die Düsen noch die Keramikmasse beschädigt.
- Die vorbeschriebene Konstruktion ist genauer in den Figuren 3 und 4 ersichtlich. Im Schnitt erkennt man die drei Düsenreihen mit den Düsen 28 und den vorderen Düseneinsätzen 26, die nur den definierten Auslaß freigeben. Die Düseneinsätze bestehen aus besonders beständigem Material. Die Luftführung erfolgt über das feststehende Rohr 12 in das in Richtung der Breite des Verteilers liegende im Zuteiler angeordnete Luftverteilerrohr 22. Die Luft geht dann über kurze Verbindungsstutzen 48 in jeder Rippe zugeordnete Beaufschlagungssammler 30 bzw. 30'. Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Ebene A-A in Fig. 3 durch zwei solcher Rippen 46. In Fig. 4 sind die Einzeldüsen 28 zu sehen.
- Die Beaufschlagungssammler folgen der Form der aus der Waagerechten in die Schräge (nach vorne) umgelenkten Rippen und haben die Form eines Rohrknies. Fig. 4 ist ein Schnitt durch mittlere Düsenreihen, da man zwei Düsen 28 pro Rippe erkennt. Das Keramikmaterial um die Rippen herum kann aufgestampft sein, zwischen den Rippen befindet sich ein hochfeuerfestes Dehnungskompensationsmaterial 62. Da sich das Stahlmaterial des Sammlers 30, 30' unterschiedlich stark zur Keramikmasse 32, 32 ausdehnt, leistet das Kompensationsmaterial 62 gute Dienste.
- Durch die Beaufschlagungssammler 30, 30' ist ein gleichmäßiger Druck für die Düsen gewährleistet.
- Als Austrittsgeschwindigkeit der Luft aus den Düsen 28 werden je nach Anwendungsfall 60 bis 140 m/s, insbesondere 100 bis 120 m/s, angestrebt. Der gewünschte Wert läßt sich durch entsprechende Variationen von Luftmenge, Druck, Düsenquerschnitt und Düsenanzahl erreichen.
- In Weiterbildung der Erfindung können die Achsen der Düsen 28 anstatt parallel (wie im gezeigten Ausführungsbeispiel) unter einem Winkel zueinander, der nach den Bedürfnissen festlegbar ist, angeordnet sein. Beispielsweise können die oberen und unteren Düsenreihen im Winkel gegen die die Achse enthaltende Ebene der mittleren Düsenreihen gerichtet sein.
- Bei Anordnung der Düsenreihen im Winkel von 60° zueinander ergibt sich hierbei der Vorteil, daß alle Düsen zu jeder benachbarten Düse immer gleich weit entfernt sind, und die Toträume, die nicht von den Luftkegeln erreicht werden und in denen keine Verwirbelung auftritt, möglichst klein werder.
- Alternativ können die Düsen zum Ausblasen von angereicherter Luft, beispielsweise mit Sauerstoff angereicherter Luft, von Brüden oder Dampf, evtl. auch zur Abgasrückführung eingerichtet sein.
- Fig. 5 zeigt eine modifizierte Düse. Das Düsenrohr 50 ist in den Sammler 30' eingeschweißt. Ein Düsenkopf 52 aus 1.4828 Sicromalstahl (etwa 2% C, 20% Cr, 12% Ni, 4% Si sowie Ti, Mb und dem Rest Eisen) ist bei 54 mittels zweier relativ kurzer Heftnähte 54 angeheftet. Die Heftnähte sind beispielsweise nur 1 cm lang, damit bei unterschiedlicher Wärmedehnung zwischen Düsenkopf 52 und Düsenrohr 50 die Verbindung nicht reißt. Der Düsenkopf sitzt mit Passung (H 7/s 6) auf dem Düsenrohr. Der Düsenkopf 52 ist außen etwa 5 mm tief und beispielsweise 45° abgeflacht. Dies hat den Vorteil, daß durch Einstampfen der SiC-Masse (46' in Fig. 4) der Düsenkopf weitestgehend gegen Wärmeeinstrahlung geschützt ist. Vom Innenquerschnitt 56 des Düsenkopfs (dem des Rohres) verjüngt sich der Düsenkopf innen bei 58 in den geraden Düsenauslaß 60 bei einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm und bei 56 auf ca. 6 mm beim Düsenauslaß 60. Der Düsenkopf hat eine Länge von beispielsweise 40 mm und ist bis zu 20 mm auf das Düsenrohr aufgeschoben.
- Fig. 6 zeigt den unten offenen Verteiler 10 quergeschnitten. Der Verteiler 10 besteht aus seitlichen längs tragenden Zuteilerrahmen 64 und mehreren Versteifungsprofilen 65 und zeigt zwei Trägerprofile 66, an denen beispielsweise Bolzenstangen 67 sitzen, die mit den erwähnten Ritzeln 15 in Eingriff stehen. Anstatt der diskrete Bolzen 67 aufweisenden Stange kann auch eine Planstange vorgesehen sein. Ein Elektromotor 68 treibt über ein Untersetzergetriebe 69 die Ritzel 15 an. Die Abstützung erfolgt beispielsweise über Galgen 70, die Lagerung über Lager 71 und absenkbare Stützen 72.
Claims (17)
- Stufenrost für Rostfeuerungen für Müll oder andere schwierig ausbrennende Brennstoffe mit Aufgabeeinrichtung, festen Rosten, einem abschließenden Ausbrennrost und mit mindestens zwei kastenartigen vorne abgeschrägten schieberartigen Zuteilern, wobei zumindest ein Zuteiler (10) über einen nachfolgenden mit Wirbeldüsen versehenen festen Rost schiebt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Zuteiler (10) luftgekühlt ist und in seinem dem Feuerraum zugekehrten Bereich Reihen (28) von preßluftbeaufschlagten stirnseitig angeordenten Hochgeschwindigkeitsdüsen trägt.
- Stufenrost nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuteiler in ihrem hinteren, dem Feuerraum abgewandten Bereich rollengelagert sind und an ihrem vorderen, dem Feuerraum zugekehrten Bereich über eine Stützrolle gehen.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in hochwarmfestem Keramikmaterial eingebettet sind.
- Stufenrost nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Düsen (28) 2 bis 10 mm beträgt.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsgeschwindigkeit ca. 60-140 m/s, insbesondere 100-120 m/s, wodurch eine intensive Verwirbelung erreicht wird, beträgt.
- Stufenrost nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial (32) schlackenabweisend ist und insbesondere aus Siliciumcarbid besteht. - Stufenrost nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikauflage (32) aufgestampft ist.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit dem jeweiligen Zuteiler fest verbundenes Luftzuführungsrohr (12), an das ein hitzebeständiger Metallschlauch (18) als Verbindung zur Druckluftquelle (44) angeschlossen ist.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen alternativ zum Ausblasen von angereicherter Luft, Brüden oder Dampf eingerichtet sind.
- Stufenrost nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zuteiler (10) im vorderen stirnseitigen Bereich (42) durch eng benachbarte Rippen (46) gebildet sind.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zuteiler in ihrem vorderen düsenbesetzten Bereich oben und unten Düsenreichen mit je einer einzigen Düse pro Rippe (46), in der Mitte eine Reihe mit je zwei Düsen (28) pro Rippe zur Herbeiführung einer äusserst flexiblen Düsenluftaufteilung tragen, womit eine sehr flexible Düsenaufteilung erreicht wird.
- Stufenrost nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aus einem im Zuteilerinnenraum befindlichen Luftverteilerrohr (22) über je einen Verbindungsstutzen (48) rückseitig einem der Zuteileraußenseite folgenden kastenartigen Beaufschlagungssammler (30, 30') zugeführt ist.
- Stufenrost nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuteilerrippenausbildung (46) ein eigener solcher Beaufschlagungssammler (34) zugeordnet ist, der die Düsen (28) speist.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Zuteiler (10) berührungsfrei über die ihm zugeordnete düsenbestücke feste Roststufe (52) geführt ist.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Zuteiler über an einer festen Fahrschiene (11) oben und unten angreifende an ihnen feste Führungsrollen (13) in ihrem hinteren Bereich, über eine Stützrolle (19) in ihrem vorderen feuerraumseitigen Bereich laufen und vermittels eines an seiner Unterseite angreifenden Antriebsritzels (15), das in Bolzenstangen (67; 67 ...) oder eine Zahnstange greift, angetrieben sind.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen, insbesondere im Bereich des Luftaustritts einer darüber befindlichen Roststufe (50) lose gelagerten Abstreifer (21), der die Zuteileroberseite bei seiner Bewegung in und aus der Stellung (10') bestreicht.
- Stufenrost nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen abgeschrägten Bereich (dem sog. Nasenbereich) die aus festen Roststäben bestehende bestampfte Wirbelkomponentenstufe (40; 52) Ausblasdüsen (55) trägt.
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