EP0663565A2 - 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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EP0663565A2
EP0663565A2 EP94116297A EP94116297A EP0663565A2 EP 0663565 A2 EP0663565 A2 EP 0663565A2 EP 94116297 A EP94116297 A EP 94116297A EP 94116297 A EP94116297 A EP 94116297A EP 0663565 A2 EP0663565 A2 EP 0663565A2
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EP
European Patent Office
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grate
bar
grate bar
bars
inlet
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EP94116297A
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EP0663565A3 (de
EP0663565B1 (de
Inventor
Holger Kleen
Hans-Günther Dr. Mayer
Wolfram Dr. Schnabel
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Noell KRC Energie und Umwelttechnik GmbH
Original Assignee
Noell Abfall- und Energietechnik GmbH
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Application filed by Noell Abfall- und Energietechnik GmbH filed Critical Noell Abfall- und Energietechnik GmbH
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Publication of EP0663565A3 publication Critical patent/EP0663565A3/de
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    • 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
    • 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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2700/00—Grates characterised by special features or applications
    • F23H2700/009—Grates specially adapted for incinerators
    • 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 relates to a grate bar and grate with cooling device and a method for cooling for incinerators, in particular waste incineration plants.
  • 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 which combustion air is blown.
  • the grate bars are particularly subject to mechanical abrasion as well as thermal and chemical wear. Corresponding wear leads to changes in the fire control, the burn-out qualities and ultimately to business interruptions.
  • the wear of the grate bars is essentially temperature-dependent.
  • part of the supplied combustion air - so-called primary air - is used to cool the grate bars.
  • the cooling effect depends primarily on the amount of air.
  • the remaining part is added as secondary air for further combustion of the gases in the combustion chamber.
  • the grate rod temperatures increase, partly due to more intensive combustion others, however, also due to less air under the grate (decreasing cooling effect).
  • the high calorific value causes a redistribution of the entire combustion air in such a way that a higher proportion is required in the combustion chamber for the combustion of the gases.
  • the invention is based on the problem of creating grate bars and a grate which are wear-resistant when burning high-calorific materials, do not change their shape and thus do not change the combustion behavior and the transport and mixing behavior in the furnace.
  • steam formation is to be effectively prevented.
  • the grate bar according to the invention with a cooling device, on which at least one inlet and one outlet opening is arranged, has at least one channel in the grate bar for guiding cooling water, essentially in the longitudinal direction of the Rust bar, on. Since the longitudinal direction of the grate bar corresponds to the material feed device, particularly good cooling of the individual grate bars is thereby achieved. By cooling each individual grate bar, the heating of the cooling medium can be kept relatively low. This increases the operational reliability of the cooling and the service life of the grates or cooling system. Water is preferably used as the cooling medium. Other, higher-boiling cooling media can also be used for special applications.
  • the channel arranged in the grate bar preferably has two, essentially parallel sections with opposite flow directions, these being connected to a deflection arranged in the head region of the grate bar.
  • the sections of the channel with the opposite flow direction can lie side by side or one above the other in the horizontal or vertical plane.
  • the channels are optimized in terms of flow technology with regard to the heat to be removed, so that the heating of the cooling liquid is not more than about 50 degrees Celsius, preferably about 20 degrees Celsius. In particular in the case of sections of the cooling channel lying approximately one above the other, these can have different cross-sectional shapes and areas.
  • the deflection arranged in the head region of the grate bar can lie in the plane that passes through the central axes of the approximately parallel sections of the cooling channel.
  • the deflection is preferably guided into the area of the edge of the grate bar head resting on an adjacent row of grate bars. It is approximately U-shaped in the area of the grate bar head.
  • inlet and outlet openings for the coolant at the base of the grate bar in the area of the arranged for the coolant at the base 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.
  • a closed, overpressure-operated cooling device is arranged on the grate, which advantageously prevents the formation of steam within the cooling circuit and thus also within individual grate bars or grates.
  • This cooling system advantageously consists of an expansion or compensation vessel (32), the cooled grate bars (34), a recooler (35) as well as a pump (36) and a connection (31) for filling or emptying the cooling system together with a pressure control valve (33 ).
  • the cooling medium When using water, the cooling medium is operated in a cooling system under excess pressure, preferably between 1 and 6 bar. This avoids the formation of steam and e.g. prevents a two-phase flow or formation of "steam cushions" with correspondingly poor heat transfer.
  • the grate according to the invention for incinerators, in particular waste incineration plants, with adjacent rows of alternately fixed and movable grate bar rows, which are composed of the grate bars described above, is characterized in that the inlet and outlet openings of all grate bars are connected in parallel with a main inlet line and a main outlet line. This makes the same for all grate bars Cooling effect achieved. For each grate bar there is essentially the same temperature distribution (assuming the same heat load), so that each grate bar also has approximately the same temperature-related expansion.
  • a plurality of grate bars lying side by side in the direction of the grate width can also be connected to one another in series, so that, for example, an adapted cooling effect of the grate bars is achieved in adaptation to the different heat loads in the center and edge regions of the grate.
  • the first, sixth and eleventh grate bars are connected to the main feed line with their inlet opening.
  • the fifth, tenth and fourteenth grate bars are connected to the main drain line with their drain opening.
  • the remaining drainage or inlet openings of adjacent grate bars are interconnected. In particular, it is provided to cool both the fixed rows of grate bars and the moving rows of grate bars.
  • valves are located between the main inlet and main outlet opening and the inlet and outlet opening of the first or last grate bar of a row of grate bars or a portion of a row of grate bars in which the inlet and outlet openings of the individual grate bars are connected to one another arranged for supplying or removing a further cooling medium, in particular air, and for interrupting the main inlet or outlet line.
  • the grate bar 1 shows a grate bar 1 with grate bar support 2 in the area of the grate bar foot 3.
  • the grate bar head 4 lies with the edge 5 on a grate bar one adjacent row of grate bars.
  • the grate bar is made of cast iron. It has a channel 6 which has approximately parallel sections (one behind the other in FIG. 1). These parallel sections are connected to one another by a deflection 7.
  • the channel 6 is provided with drainage openings 8. These inlet and outlet openings are preferably attached directly to the foot end of the channel 6.
  • FIG. 2 shows a section II according to FIG. 1 through the grate bar head 4.
  • Air outlet openings 9 are provided in the grate bar head 4 between and next to the legs of the U-shaped deflection 7.
  • FIG. 3 shows a section II according to FIG. 1 for an embodiment in which the deflection is not drawn into the area of the edge 5.
  • the deflection 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.
  • Valves are located between the main inlet 10 and the main outlet line 11 of a cooling medium, in particular water, and the inlet 12 and outlet opening 13 of the first 14 and last 15 grate bars of each grate bar row, the inlet and outlet openings of the individual grate bars being connected to one another in series arranged for the supply 16 or discharge 17 of a further cooling medium, in particular air, and for interrupting the main inlet 18 or the main outlet line 19.
  • the feed of the second Cooling medium takes place via the main feed line 20 or main discharge line 21.
  • the arrow 22 indicates a preferred direction of waste flow.
  • the grate and the grate bar according to the invention have the advantage that the grate bars can be used without further modification of the incinerator. It therefore remains with the previous combustion technology.
  • the mechanical transport and mixing behavior (forward / return stroke) also remain unchanged. This applies to both the weight and the stroke length and so on.
  • the grate is also extremely wear-resistant, as the grate bars are made of cast iron as before.
  • the grate bar and grate according to the invention therefore also have excellent emergency running properties in the event of malfunctions, for example in the event of water failure.
  • the grate bars preferably have the shape known hitherto, the width of the grate bars being approximately doubled, so that in one half, that is to say the usual grate bar width, the cooling water is conducted forward to the head and returned in the second half becomes.
  • the parallel channel sections have a clear height of approximately 15 to 25 mm and a clear width of approximately 40 to 60 mm.
  • the flow rate is between 0.5 and 2 m per second.
  • the temperature of the grate bar is approximately 100 degrees Celsius in the middle between the head and foot area. This prevents corrosion due to condensation. A temperature of about 150 degrees Celsius is maintained in the area of the head part, so that there is no disadvantage with regard to the burnout behavior.
  • the grate bars or the grates are integrated and operated in a closed, water-cooled cooling system which is under pressure.
  • the temperature of the water is, for example, 90 ° C, but this can be increased to 120 ° C, and the system pressure is 1 to 6 bar. preferably 5 bar.
  • the cooling system pressure is set by means of a compressor which conveys air into the outer space of an expansion vessel or compensation vessel, which is separated from the water side by a bladder.
  • the system pressure in the cooling water circuit is set via an expansion automat integrated in the expansion vessel:
  • a contact manometer starts the compressor of the expansion automat as soon as a lower limit pressure is reached in the system.
  • the compressor is switched off as soon as the pressure reaches an upper limit. If an adjustable upper limit pressure value is exceeded, e.g. 6 bar, air is blown off via a valve.
  • the two switching points can be set between 1.0 and 6.0 bar.
  • the separation of air, which is located inside the expandable bladder, preferably a rubber bladder, of the expansion vessel, and water, which is located outside the bladder, advantageously prevents the cooling water from absorbing oxygen and thus promoting corrosion on the grate bars.
  • FIG. 5 shows the diagram of a cooling device.
  • Water is fed into the cooling device through the connection 31, the pressure control valve 33 protecting the system against pressures at the grate inlet above 2 bar.
  • the pump 36 conveys the water through one or more grate bars or grate 34 and the cooling device.
  • the expansion or compensation vessel 32 is provided with a level measuring device, with the aid of which fresh water is automatically fed into the system when the temperature falls below a lower limit and at the same time a message is sent to the control room. At the When the water reaches an upper limit, the water supply is automatically interrupted. Due to the frequency of reporting to the control room via the water feed, leaks in the system can be identified, so that appropriate measures can be initiated. Each grate bar or row of grate bars can be locked separately.
  • a water mass flow measuring device 37, a temperature measuring device 38, 39 and a cooling system pressure measuring device 40 are provided as measuring devices.
  • the fan 41 cools the recooler 35.

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Abstract

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. Der erfindungsgemäße Roststab (1) weist wenigstens einen Kanal (6) zur Führung von Kühlwasser im wesentlichen in Längsrichtung des Roststabes auf. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Roststab und Rost mit Kühleinrichtung und ein Verfahren zur Kühlung für Verbrennungsöfen, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen.
  • 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 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 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 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 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 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, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen, 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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