AT392150B - Rostblock eines rostbelages zu einem verbrennungs-rost fuer muellverbrennung - Google Patents

Description

AT392 150 B

Die Erfindung betrifft einen Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost für Müllverbrennung mit dachziegelartig zueinander und auf einem zur Horizontalen geneigten Rostgerüst angeordneten Rostblöcken, welcher Rostblock Einrichtungen zur Zwangskühlung und zur Wegleitung der Kühlungsluft in das zu verbrennende Müllbett als Primärverbrennungsluftstrahl aufweist.

Durch die Veränderung in der Müllzusammensetzung und vor allen Dingen durch den in den letzten Jahren ständig zunehmenden Heizwert des Mülls ist der Verbrennungsrost insgesamt und einzelne Rostteile im besonderen erhöhten thermischen Belastungen ausgesetzt. Da ein Verbrennungsrost durch seine Doppelfunktion als Verbrennungsunterlage mit Belüftungseinrichtung sowie als Transportvorrichtung für das Brenngut mit beispielsweise alternierend festen und bewegbaren Rostabschnitten verhältnismäßig komplex und vielteilig ausgeführt ist, und zudem solch ein Verbrennungsrost als Bestandteil eines Regelkreises, von dem entsprechend schnelle Antwort auf einen Regelgriff erwartet wird, einen bestimmten Grad an Präzision seiner Dynamik nicht unterschreiten darf, müssen Randbedingungen, in denen der Verbrennungsrost störungsfrei arbeiten kann, z. T. durch spezielle Eingriffe gegen ein sich normal einstellendes Gleichgewicht erzwungen werden.

Eine aus einer Anzahl wesentlicher Randbedingungen ist beispielsweise die Rosttemperatur. Der spezielle Eingriff ist die Erzwingung einer Temperaturführung der Verbrennung, derart, daß beispielsweise längs des Rostes bei beispielsweise einer Feuerraumtemperatur von zirka 1000 °C die mittlere Temperatur des Rostbelags 300 °C nicht übersteigen soll.

Das in Fachkreisen bekannte Problem der lokalen Überhitzung des Rostbelages infolge Wärmestau führt zu einer erhöhten Korrosions- bzw. Verzunderungsrate und letztlich zur vollständigen Zerstörung von Rostbelagteilen in kurzer Zeit. Solche Rostbelagstellen müssen ersetzt werden; Auswechselbarkeit ist dabei erwünscht und durch mannigfaltige konstruktive Lösungen in dieser Richtung auch erfüllt

Eine präventive Maßnahme zur Verhütung großer Korrosions- bzw. Verzunderungsraten und von erhöhten mechanischem Verschleiß, was zur frühzeitigen Zerstörung größerer Einheiten führt, ist durch eine Zwangskühlung des Rostbelages gegeben. Praktisch ausnahmslos wird im Stand der Technik mindestens ein Teil der Kühlungsluft auch als primäre Verbrennungsluft weiterverwendet. Die Steuerung der primären Verbrennungsluft ist dadurch auch eine Maßnahme zur Temperaturführung.

Aus US-PS 4 103 627 ist ein Rostbelag mit stationären und beweglichen Rostblockreihen beschrieben, bei dem die Rostblöcke zwangsgekühlt werden. Hierbei wird der zwischen den Rostblöcken bestehende Spalt durch einen Flansch abgedeckt und im Spalt eine Öffnung am Fuß und eine Öffnung im hinteren Teil des Rostblockrückens vorgesehen.

Der Rostblock wird im allgemeinen zur Zwangskühlung vom Rostunterwind angeströmt, wobei Luftdurchtrittsöffhungen im Rostbelag einen Teil des Kühlmediums in das zu verbrennende Müllbett eintreten lassen, wo es zur Primärluft an der Verbrennung teilnimmt. Das Verstopfen der Luftdurchtrittsöffnungen bewirkt einen Strömungsstau der Kühlungsluft und damit einen Wärmestau in der betroffenen Stelle des Rostbelages; dies führt zur thermischen Überlastung des Rostteiles und zum erhöhten Verschleiß sowie zu größeren Veizunderungsraten und schließlich in kurzer Zeit zur Zerstörung dieses Rostteiles. Bei dem bekannten Rostbelag unterliegen vor allem die am Fuß eines Rostblockes vorgesehenen Öffnungen einer erheblichen Verstopfung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Rostblock als Element einer Rostauflage zu schaffen, der den geschilderten Nachteil nicht mehr aufweist.

Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen, kennzeichnenden Teile der Erfindung gelöst.

Anhand der nachfolgenden Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. la - ld in schematischer Darstellung Ausführungsfarmen eines Rostblockes, die zu Betriebsstörungen führen,

Fig. 2 die Anordnung von Rostblöcken zueinander,

Fig. 3a + 3b die Ausführungsform eines Rostblockes gemäß der Erfindung, und

Fig. 4a - 4c die Dimensionierung und Lage der Ausblasöffhungen.

Die Figuren la bis ld zeigen schematisch dargestellt einen Teil eines Rostblockes (1) im Schnitt von der Seite gesehen sowie die dazugehörige frontale Ansicht des Rostblocks, die mit (1') bezeichnet ist. Die Luftdurchtrittsöffhungen sind mit (5a) bis (5d) angegeben; ein Pfeil (L) symbolisiert den austretenden Lufstrom. Die Luftdurchtrittsöffhungen (5a) bis (5d) sind als Schlitze beispielsweise im Fall (5a) und (5b) oder als kreisrunde Öffnungen im Fall (5c) und (5d) ausgebildet. Jede dieser hier gezeigten Anordnungen und Formen sowie Dimensionierungen ist in der Praxis angewendet worden; keines dieser Beispiele führte zu einem befriedigenden Erfolg.

Die Ausführung gemäß Beispiel la zeigt eine nasenförmige, über die ganze Breite der Stirnseite des Rostblocks verlaufende Auskragung (2) an deren Unterseite die Luftdurchtrittsöffhung (5a) spaltförmig ausgeführt ist Über hier nicht näher dargestellte Luftleitelemente gelangt ein Teil des Kühlungsluftstroms (L) an die spaltförmige Öffnung (5a) und tritt dort im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Rostblocks (1,1') aus. Die Rostblöcke stehen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, dachziegelartig angeordnet schräg aufeinander, die ausströmende Sekundärluft trifft also bei der eben beschriebenen Rostblockausführung direkt auf den oberen Teil des darunterliegenden Rostblocks. Das über dem Rostblock liegende, brennende Müllbett verteilt den Luftstrom wohl, doch in der Nähe der Luftdurchtrittsöffnungen kommt es durch örtliche Überhitzung zunehmend zu -2-

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Verbackungen, wobei die spaltförmige Öffnung langsam "zuwächst". An dieser Stelle kommt die TemperatmfQhrung lokal zum Erliegen, und mit der Überhitzung setzt eine rasche Verzunderung ein.

Um diesem Zustand äbzuhelfen, wurde, wie Fig. lb zeigt, das direkte Anströmen des folgenden Rostblocks mit Primäfbrennluft vermieden; che Strömungsführung wurde um 90° von der Stirnseite des Rostblocks weggerichtet. Zwei zur ersten Ausführung nun senkrecht stehende, spaltförmige Luftaustrittsöffnungen (5b) gestatten es jetzt, die Kühlungs- bzw. Sekundärluft (L) direkt in das Müllbett einzublasen, ohne den darunterliegenden Rostblock (Fig. 2) noch wesentlich zu tangieren. Völlig überraschend war, daß sich trotz vermeintlicher Abhilfe die gleichen nachteiligen Erscheinungen einstellten wie zuvor: Verbackungen in der Nähe der Luftspalte traten auf, die wuchsen langsam zu, die Verzunderung setzte ein, und die Rostblöcke mußten ausgewechselt werden.

Ein Weglassen solch offensichtlich anfälliger, spaltförmiger Luftaustrittsöffnungen zugunsten düsenartiger, kreisrunder Öffnungen war angezeigt. Dies ist in Fig. lc dargestellt. Um das brennende Müllbett ausreichend mit Sekundärluft zu belüften, wurden die Öffnungen (5c) auf der Stirnseite des Rostblocks (1') möglichst tief angesetzt, und es wurde auf eine zur Oberseite des folgenden Rostblocks möglichst parallele Stromführung (L) geachtet. Das Resultat war genauso unbefriedigend; die neu entworfenen Luftaustrittsöffnungen neigten zur Verstopfung mit Asche oder Buntmetallschmelze, was natürlich wieder zur Verzunderung und Zerstörung des Rostblocks führte.

Fig. Id zeigt den nächsten folgerichtigen Schritt, nämlich die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen möglichst hoch über der keiförmigen Senke, die durch das schuppenartige Aufeinanderlegen der Rostblöcke zustandekommt. In dieser keilförmigen Senke ist eine Anreicherung von Schlacken- oder Buntmetallschmelze zu erwarten. Die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen oberhalb der Mitte der Rostblockfront bringt die für Verstopfung anfälligen Öffnungen aus diesem Problembereich in eine dafür günstigere Zone. Der Lufstrom (L), nun etwas höher im Müllbett austretend, sollte aber für eine Primärbelüftung ausreichen.

Ganz unerwartet zeigte sich, daß Asche und z. T. auch Buntmetallschmelze in den Rostblock hineingelangen konnten, und zwar gegen die Strömungsrichtung (L), was in Fig. Id durch einen entgegengesetzten Pfeil (A) dargestellt ist. Die sich bildende Anreicherung von Fremdstoffen im Rostblockinnem ist mit (3) bezeichnet. Auch bei dieser Anordnung wird das Durchströmen der Sekundärluft durch den Rostblock und damit die Kühlung allmählich gestört, was zu den schon bekannten Erscheinungen führte.

Fig. 3a zeigt nun in frontaler Ansicht einen Rostblock (10) gemäß der Erfindung mit beispielsweise zwei rechteckförmigen Ausblasöffnungen sowie einer stimseitigen, in Fig. 3b der geschnittenen, seitlichen Ansicht gezeigten Abschrägung (12). In der Projektion auf die Stirnseite sind in Bezug auf die Ausblasöffnungen (15) und die Frontfläche unterhalb der Abschrägung folgende Proportionen, wie in Fig. 4a gezeigt, einzuhalten: lj ist die größere Länge der Ausblasöffnung, 12 ist die kleinere Länge der Ausblasöffnung, L1 ist die größere Länge der Stirnfläche ohne Abschrägung, L2 ist die kleinere Länge der Stirnfläche ohne Abschrägung, f ist die Fläche der Ausblasöffnung, F ist die Fläche der Stirnfläche, dann gilt folgender, diePorportionen bestimmender Zusammenhang: (I) Lj :L2<11:12, wennLj *1^; lj >12 (Π) 20 < F/2f < 40 Vorzugsweise beträgt:

Li: 1-2 = 1,7 bei einer Blockbreite Lj = 206 mm; 1j:12S2,2 34 < F/2f < 38

Praktisch ausnahmslos bewährt hat sich bei den gegebenen Dimensionen die Anordnung von zwei Ausblasöffnungen in den Zonen (Zjj) und (Zj4) gemäß Fig. 4b Variationen in den Zonen (Yjj) und (Yjj) gemäß Fig. 4c ergaben noch brauchbare Resultate, zeigten aber eine Abhängigkeit der Lage der Ausblasöffnung auf der Stirnfläche. Die Figuren 4b und 4c sind als gleichmäßige Aufteilung der durch Lj x L2 gebildeten Frontflächen zu verstehen; (Zjj) bedeutet das 1/16-Feld oben links und (Zj4) das 1/16-Feld oben rechts. (Lj) -3-

Claims (3)

1. AT 392 150 B und (L2) sind dabei in vier gleich große Abschnitte aufgeteilt. Weniger eingeschränkt ist die Y-Aufteilung gemäß Fig. 4c, eine Aufteilung in drei Abschnitte ergibt größere Felder zur Anordnung der Ausblasöffnungen. Außerhalb der Felder (Y-q) und (Yjg) bringt eine Anordnung der Ausblasöffnungen zunehmend die geschilderten Schwierigkeiten, d. h. die Langzeitstabilität der Rostblöcke beginnt abzunehmen. 5 Eine zusätzliche Maßnahme zur Verhinderung des Eindringens von Asche und Schmelze durch die Einblasöffnung in das Innere des Rostblocks ist in Fig. 3b gezeigt. Durch einen Steg (30) und eine mit ihm korrespondierende, parallellaufende Dachseite (31) wird ein schräg abfallender Ausblaskanal (33) geschaffen, dessen Schräge in diesem Beispiel bzw. in Bezug auf die gegebene Dimensionierung einen Winkel (a) zwischen 15° und 25° zur Flächennormale auf die Stirnfläche (10') des Rostblocks (10) bilden soll. Der Winkel soll derart 10 bemessen sein, daß die ausströmende Primärluft den unter bzw. vor der Mündung liegenden, nächstfolgenden Rostblock gerade nicht angeströmt wird. Diese Bedingung ist an den zwei Rostblöcken gemäß Fig. 2 gut zu erkennen. Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Rost mit Rostblöcken gemäß der Erfindung. Die Rostblöcke (10) sind auf der festen (8) und beweglichen Blockhalterung (9) auf den jeweiligen Rostblocklagerungen (11) drehbar 15 gelagert aufgelegt und quer zur Rostlängsrichtung mit Zugstangen (7) gruppenweise zusammengefaßt. Mit der Zahl (5) ist ein dafür notwendiger Haltebügel bezeichnet. Der Ausblaskanal (33) mündet in die Ausblasöffnung (15) und erzeugt bei einem von der Mündung weggerichteten, sich ausweitenden Luftstrahl (L), der ohne die Strahlablenkwirkung eines sich auf dem Rost befindenden Müllbetts gerade noch über die Kante der Abschrägung (31) hinwegzielt. Mit (H) wird eine Horizontale bezeichnet, die senkrecht zur Schwerkraft steht. An dieser 20 Horizontalen ist die ungefähre Neigung der Rostbahn zu ersehen. Die bereits erläuterte Querschnittswahl der Luftaustrittsöffnungen ermöglicht durch den hohen Druckverlust, der beim Austritt der Primärluft erzeugt wird, eine von der Müllschichtdicke mehr oder weniger unabhängige Verbrennungsluftverteilung über die mit Müll belegte Rostoberfläche, was zu einem gleichmäßigen Verbrennungsablauf führt. Als Bestandteil eines Regelkreises muß der Rost einerseits über gute Förder- und Schüreigenschaften verfügen und andererseits einen 25 gleichmäßigen Verbrennungsablauf gewährleisten, wobei Kühlung und der schon erwähnte Druckverlust eine maßgebliche Wirkung haben. 30 PATENTANSPRÜCHE 35 1. Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost für Müllverbrennung mit dachziegelartig zueinander und auf einem zur Horizontalen geneigten Rostgerüst angeordneten Rostblöcken, welcher Rostblock Einrichtungen zur Zwangskühlung und zur Wegleitung der Kühlungsluft in das zu verbrennende Müllbett als Primärverbrennungsluftstrahl aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfteil (14) des Rostblockes 40 (10) zwei aus einem Ausblaskanal (33) im Bereich der rechteckigen Stirnfläche (10') des Rostblockes (10) ausmündende rechteckige Ausblasöffnungen (15) mit folgenden Dimensionen angeordnet sind: Lj : L2 < lj : I2» wenn Lj Φ L2; 1 j > 12 45 20<F/2f<40, lj ist die Breite der jeweiligen Ausblasöffnung, 12 ist die Höhe der jeweiligen Ausblasöffnung ohne Abschrägung, Lj ist die Breite der Stirnfläche (10'), 50 L2 ist die Höhe der Stirnfläche (10'), f ist die Fläche der Ausblasöffnung lj x 12, F ist der Flächeninhalt der Stirnfläche L j x Lj und daß die Stirnfläche in eine Anzahl Teilfelder durch horizontale Linien mit einem vertikalen Abstand Lj: i 55 und durch vertikale Linien mit einem horizontalen Abstand L2: j unterteilt und i=j ist, wobei i und j > 3 und ganzzahlig positiv sind, und daß jede Ausblasöffnung in einem der Teilfelder liegt. -4- AT 392150 B
2. 2. Rostblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausblasöffnungen (15) in den Teilfeldem der beiden oberen Ecken liegen und daß 34 < F/22f < 38 5 dimensioniert sind.
3. 3. Rostblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausblaskanal (33) durch einen Steg (30) und einen parallel dazu verlaufenden Dachteil (31) gebildet ist, welche gegenüber der Ftächennormale auf 10 die Stirnfläche (10') des Rostblocks um einen zwischen 15° und 25° liegenden Winkel (a) nach unten geneigt sind. 15 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen