Verfahren und Einrichtung zur Verbesserung der Haltbarkeit und Arbeitsweise von Rostfeuerungen. Es ist bekannt, dass bei Rostfeuerungen die Abführung der aus der Brennschicht in den Rost übertragenen Strahlungs- und Be rührungswärme bei Brennstoffen mit hohem Reizwert oder bei hoher Vorwärmung der Verbrennungsluft Schwierigkeiten bereitet, so dass der Rost vielfach nur kurze Lebens dauer erreicht.
Man hat versucht, die erforderliche Küh lung des Rostes durch Anwendung schmaler Roststäbe mit hohen Rippen, also einem gün stigen Verhältnis von luftbestriehener Kühl fläche zur wärmeaufnehmenden Oberfläche zu erreichen. Da jedoch die je Rostflächen einheit verfügbare Luftmenge einen ans ver- brennungstechnischen und wirtschaftlichen Gründen nur wenig änderbaren, begrenzten Wert besitzt, so hat die erwähnte Aufgliede rung des Rostes in schmale Bauteile den Nachteil,
dass selbst bei sehr enger Spalt weite von nur 1 bis 2 mm und Begrenzung der Spaltanordnung auf einen Teilbereich der Stablänge mnit der verfügbaren Luft menge in den Luftabflussspalten nur ein Staudruek von kleinerer Grösse als dem Durchströmungswiderstand der darüberlie genden Brennschicht entspricht, erreicht wird. Der Abfluss der Verbrennungsluft durch die Rostspalten erfolgt daher im we sentlichen in Abhängigkeit vom örtlichen Durchströnmwiderstand der Brennschicht; an Stellen, an welchen beispielsweise flüssige Schlacke im untern Bereich der Brennschicht auftritt, kommt der Luftabfluss zum grossen Schaden der Rostglieder bisweilen für län gere Zeitspannen ganz zum Stillstand.
Die Strömung der als Kühlmittel benötig ten Unterwinde entlang der Aussenseite der Rostglieder findet also bei der bisher übli chen Luftführung im allgemeinen nicht den Anforderungen gemäss statt, die sieh aus der dauernden gleichmässigen Abführung der ste tig aus der Brennschicht in den Rost ein strömenden Wärmemengen ergeben.
Da zu dem sogar bei normaler Durehlässigkeit der aufliegenden Brennschicht die St.reichge- sehwindigkeit der Kühlluft, längs der Unter seite und den Flanken der Rostglieder bei allen bekannten Rostbauarten nur gering ist:
und im allgemeinen bei 3 bis 5 msek liegt, ist, auch die Wärmeübertragungszahl längs der bestrichenen Oberfläche nur von kleiner Cxrössenordnung. Lediglich in dem schmalen Bereich, welchen die Flanken der Spalten an der Stelle des Luftaustritts in die Brenn- schiebt an jedem Rostglied bilden, steigt sie auf höhere Werte, doch ist dieser Bereich flächenmässig viel zu klein, als dass dort ein Wärmeaustausch. von ins Gewicht fallendem Ausmass stattfinden könnte.
Bei der bisher üblichen Luftführung ergeben sich bei heissgehender Brennschicht daher die Temperaturverhältnisse folgender massen: Trotzdem die Rostglieder sehr hohe, vielfach sogar über 850 C liegende Betriebs temperaturen aufweisen, erfährt die Kühl luft beim Vorbeistreiehen an ihrer Aussen seite nur eine geringe Aufwärmung von grössenordnungsmässig etwa 100 C, wird also kühlteehnisch nur sehr mangelhaft aus genützt; dies hat aber die eingangs erwähnte, ungenügende Haltbarkeit der Rostglieder zur Folge. Hier Abhilfe zu schaffen, ist mit Rück sicht auf den erheblichen Kostenaufwand, den die im Rost enthaltenen grossen Eisen mengen verursachen, ein technisch wie wirt schaftlich gleich wichtiges Erfordernis.
Durch die vorliegende Erfindung wird diese Aufgabe gelöst. Das neue Verfahren besteht darin, dass der grössere Teil der Verbren nungsluft von der Rostunterseite in die Roststäbe eingeführt und nach dem Durch laufen der Roststäbe in deren Längsrichtung mit erhöhter Geschwindigkeit in die Brenn- sehicht ausgeblasen wird, wobei gleichzeitig der unmittelbare Übertritt von längs der Aussenseite der Roststäbe strömender Luft zu den Luftaustrittsstellen des Rostes durch von den Roststäben gebildete Drucksperren ge hemmt wird, damit die gewünsehte Strömung durch die Roststäbe stattfindet.
Die Einrich tung zur Ausführung des Verfahrens ist da durch gekennzeichnet, dass die Rostglieder auf ihrer Unterseite wenigstens einen mittels Stegen des Rostgliedes gebildeten Luftfüh- rungskanal aufweisen, der mit einer hinter einer Drueksperre angeordneten, gegen das Brenngut gerichteten Ausströmöffnung ver bunden ist.
Als Folge dieser Ausbildung lässt sich nicht nur eine Haltbarkeitssteigerung durch verbesserte Kühlung der Rostglieder, sondern auch eine Stabilisierung des Ab brandes durch Vergleichsmässigung der ört lich in die Brennschieht eintretenden Luft menge sowie eine Verbesserung der Vor trocknung und Zündung insbesondere feuch ter bzw. minderwertiger Brennstoffe errei- ehen. An Hand der Zeichnungen werden im nachfolgenden einige beispielsweise Ausfiüh- rungsfornmen der Erfindung beschrieben.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt nach Linie I-I in Fig. 2 durch einen Roststab eines Stufen rostes mit Nachbarroststäben in Ansicht und Teilansicht, Fig. 2 eine U nteransicht eines Roststabes, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III in Fig. 2 durch den Roststab, Fig. 4 bis 13 Unteransiehten und Schnitte weiterer Ausführungsformen.
Die Rostglieder 1 weisen auf ihrer Unter seite wenigstens einen grossflächigen Luft führungskanal 3 auf (Fig. 2 und 3). Dieser Kanal, in den die Luft von der Unterseite des Rostgliedes eintritt und in welehem sie in Längsriehtung des Rostgliedes strömt, kann ringsum oder bis auf eine Seite vom Guss des Rostgliedes begrenzt sein, wobei im letz teren Falle die offene Seite zweckmässig durch eine Abdeekplatte 10 versehlossen wird, die entweder aus Guss mit gleicher Dehnung wie der Grundstoff der Rost glieder oder aus geglühtem Eisenbleelh be steht und zentral oder an einer Seitenwand mittels Schweissung an einem Steg des Rost gliedes befestigt ist,
wobei ein Dehnungsspiel zwischen Platte und demn übrigen Teil des Rostgliedes vorgesehen ist. Anstatt der in Fig. 2 und 3 veranschaulichten vier neben einander angordneten Luftführungskanal teile können wahlweise auch drei (Fug. 4 und 5) angeordnet sein, wobei der Lufteintritt in jedes Rostglied dann zwecknmässig hinten erfolgt, oder zwei, wie in Fig. 6 und 7 dar gestellt; der Lufteintritt in das Rostglied findet bei letzterem Ausführung zweekmässig vorn statt.
Die Kühlluft kann auch irr der Breitenmitte der Rostglieder eintreten und diese in zwei Kanälen bzw. Teilströmen svni- metrisch zur Rostgliedaehse durelisetzen (Fug. 8 und 9). Die Kühlluftkanalteile kön nen feiner auch übereinanderliegend ange ordnet sein, w-ie in Fig. 7.0 und 11 veran- schaulielit ist.
Ferner kann der Kühlluft strom jedes Rostglied auch wellenförmig, z. B. mäaiiderartig, in seiner Längsriehtung durchsetzen, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt. Es ist zweckmässig, dass der Querschnitt des Luftführungskanals entsprechend dem durch die Erwärmung zunehmenden Luft volumen in der Strömungsrichtung erweitert ist.
Um einen unerwünschten Kurzschluss- stronm der nicht durch die Rostglieder, son dern an deren Seitenflanken vorbeistreichen der Nebenluft 9 (Fig. 1. und 2) zu den Luft austrittsstellen des Rostes zu vermeiden und die Luft, in der gewvünschten Weise zum Zu tritt in den obgenannten Kanal zu zwingen, sind die Rostglieder an den Seitenflanken mit zu zweit aneinanderstossenden Vorsprüngen 4 bzw. 7 ausgerüstet, die einen Druckausgleich zwischen der Lufteinström- und Ausström- öffnung jedes Rostgliedes verhindern, somit eine Drucksperre ergeben.
Die durch die Drucksperre hindurchtre tende Nebenluft 9 wird beim Vorbeistreichen an den Aussenseiten der Rostglieder gleich falls auf hohe Geschwindigkeit (grössenord nungsmässig '30 bis 45 nm/sek) beschleunigt, so dass sie ebenfalls wirksam zur Wärmeabfuhr befähigt wird; die Nebenluft 9 vereinigt sieh nach Durchtritt durch die Drucksperre im Raum 14 mit dem Hauptluftstrom 12, der durch den Kanal 3 geht.
Die Luftabflussspalten 13 können je durch Ausnehnmungen auf beiden Seitenflanken zweier benachbarter Rostglieder (Fig. 1 bis 5 sowie 8 und 9) oder durch eine einzige Aus- nehnmung an einem der beiden Rostglieder gebildet sein (Fig. 6, 7 und 10 bis 15).
Die den einzelnen Rostgliedern zugeord neten Räume 14 können gegen die Umge bung bis auf die Austrittsöffnung des Kanals 3, den Durchlass der Drucksperre und die Austrittsstelle 5 praktisch luftdicht abge schlossen sein, so dass die durch ein Rostglied durchgeströnmte Luftmenge nur durch die zugehörige, für den Luftaustritt vorgesehene Ausströmstelle 5 in die Brennschicht 2 über treten kann.
Die Einrichtun g kann aber auch so getrof fen sein, dass die zwischen den Drucksperren und den Luftausströmungsstellen 5 der Rost glieder jeder Stufe liegenden Räume 14 untereinander verbunden sind, so dass die durch ein Rostglied geströmte Luftmenge bei spielsweise durch die Ausströmungsstellen 5 benachbarter bzw. in der gleichen Reihe lie gender Rostglieder in die Brennschicht 2 aus treten kann. Bei dieser Ausführungsart wer den selbst solche Rostglieder noch von Kühl luft durchflossen, deren Luftabflussstelle nach der Brennschicht beispielsweise durch eine örtliche Ansammlung flüssiger Schlacke zeitweilig verlegt ist.
Die beschriebene neuartige Luftführung innerhalb der Rostglieder gestattet, die Zahl der Luftausströmungsstellen 5 des Rostes je Flächeneinheit zugunsten der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit längs allen vom Unterwind bestrichenen Flächen wesentlich geringer zu halten, als dies bei der bisher üblichen Luftführung möglich ist.
Falls bei Rosten mit. gegeneinander be wegten Stufen die Unterseite des Raumes 14 durch die Oberfläche der in der darunterlie- -enden Stufe befindlichen Rostglieder ge bildet. wird, muss auf dichten Abschluss des Raumes 14 gegenüber dem Lufteintrittsraum 15 während der ganzen IIubstreeke der Rost glieder geachtet werden.
Die beschriebene Kühlluftführung kann auch bei den Rostgliedern von Plan- oder Wanderrosten angewendet werden.
Da das der Verbrennungsluft durch die Unterwindeinriehtung aufgedrückte mecha nische Arbeitsvermögen bei der beschriebenen Ausbildung des Rostes stets an der Stelle des grössten Engpasses frei wird, wird bei der beschriebenen R.ostgliederausbildung eine viel bessere Sauberhaltung der Rostspalten erzwungen, als dies bisher möglich ist.
Die sich aus der selbsttätigen Verlagerung des grössten Druckabfalls in die erwähnten Spalten ergebende Säuberungstendenz der Kühl- und Verbrennungsluft kann in an sich bekannter Weise durch Verwendung von sich konisch nach unten erweiternden Düsen spalten mit verschieblichen Seitenflächen noch unterstützt werden (Fig. 6, mittleres Rostglied). Die als Drucksperre wirkenden Vorsprünge 7 an den verschieblichen Rost- giedern werden in diesem Falle zweeknmässig um die Grösse des Verschiebungsweges breiter gehalten als die Gegenvorsprünge 4, mit denen sie zusammenarbeiten.
Hintereinanderliegende Rostglieder kön nen so angeordnet sein, dass ihre Luftausströ mungsstellen miteinander fluchten; zwecks möglichst gleichmässiger Brennsehichtdureh- blasung können die Luftausströmungsstellen von Stufe zu Stufe jeweils um die halbe (Gliedbreite versetzt werden.
Um ein Aufheben einzelner Rostglieder durch Wärmespannungen unmöglieh zu ma- eben, können seitlielhe Haltevorslprünge S (Fig. 14 und 15) angeordnet sein, die jeweils a m N aelibarglied untergreifen. In Fig. 15 ist die Abdeckplatte (10) nicht eingezeichnet.
Die Führung des grösseren Teils des jedem Rostglied zukommenden Verbrennungsluft anteils mit grosser Geschwindigkeit in einem verhältnismässig langen Kanal grosser Wand- fläelhe, ferner die Einschaltung vorn Aus- strömöffnungen mit mögliehst gross gehaltenen Flankenflächen unter Gesehwindigkeitssteige- rung der Kühl- und Verbrennungsluft sowie die Verminderung der Luftausströmnungs- stellen des Rostes je Flächeneinheit ergeben einerseits eine beträchtlich gesteigerte Wärme aufnahme der Verbrennungsluft,
im Zusam menhang damit anderseits die erforderliche wirksame Kühlhaltung der Rostlieder in un gleich stärkerem Masse, als dies bei der bisher üblichen, im Parallelstrom in offenen, zwi schen je zwei Glieder gebildeten Kanälen und anschliess endet unmittelbarer Ausströmung in die Brennschicht erfolgenden Führeng des Unterwinds der Fall ist.
Durch die Zusammenfassung des Kühl luftstromes auf einen relativ langen Kanal verhältnismässig engen Querschnitts lässt sieh mit der v erbrennungstechniseh bedingten spezifischen Luftmenge ein so hoher Drticlk- verlust (beispielsweise 100 mm Wassersäule und mehr) der Luft in jedem einzelnen Rostglied erzeugen, dass dieser den Durch dringungswiderstand der Brennschieht (grö ssenordnungsmässig 30 bis 60 mnm Wasser säule) weit übersteigt, so dass die in die Brennschicht abströmende Luftmenge von Änderungen des Sehichtwiderstandes weniger abhängig wird.
Ein hoher Druckverlust in jedenm einzel nen Rostglied lässt sieh ausser zur Erzwin gung einer äusserst wirkungsvollen Kühlung aber auch zu mehreren verbrennen gsteehniseh sehr wertvollen Nebenwirkungen verwenden, wodurch sieh ehre Stabilisierung des Ab brandes durch Vergleiechnmssigung der ört lich in die Brennschieht eintretenden Luft menge sowie eine V erbesserung der V or- troelknung und Zündung insbesondere feuch ter oder minderwertiger Brennstoffe ergibt.
Bei normalert Schichtdurchdringungsver- hältnissen, also einem im Verhältnis zur Ge bläsepressung (beispielsweise 200 min Was sersäule) geringen Sehiehtwiderstand wird das Arbeitsvermögen der Verbrennungsluft zum grössten Teil in den Kühlkanälen und in den Ausströnmspalten vernichtet;
dlies Trat aber zur Folge, dass au eh an Stellen örtlich sehwa cher oder fehlender Sehielhtbedeekung der Rostglieder nur eine ganz geringe (grössen ordnungsmässig nur 10 bis 15 % betragende) Steigerung der austretenden Luftmenge gegen über dem Normalwert möglich ist, so dass sieh also beine kraterartigen Durehbruchenstellen bilden können; dies ist besonders wichtig bei grobkörnigen Brennstoffen mnit v ersehwin dendem Durelhströnmwiderstand, aber auech bei solchen mit Neigung zur aerodynamiüsehen Instabilität der Schüttung.
Tritt umgekehrt örtlich über einem Rost glied Neigung zur Vergrösserung des Sclhiclht- widerstandes und als Folge davon eine Ver minderung der Luftdurclhströmmenge durch die Brennsehicht ein, so sinkt cder Drossel verlust, den die verminderte Luftmenge in den Kanälen des betreffenden Rostglieds erfährt, erlieblieh ab.
Da die WindpressnnQ in der zugehörigen- i Ostzone ihren früheren Wert in diesem Fall. mindestens beibehält, so steigt infolge der beschriebenen starken Ver- ininderun@g,
des Drosselverlustes im Rostrliecl der für die Drirehdrinnuir"- der Brerinschieht verfügbare Druckanteil im -gleichen Masse an und erzwingt so sowohl der- weiteren Ab- Brand der Brennschieht auch an Stellen dichter Schüttung oder flüssig gewordener Schlacke als auch die weitere V ärmeabfuhr aus dem darunterliegenden Rostglied.
Durch die Anwendung der neuen Rostgliederausbil dung lässt sieh daher das mit Rostfeuerun gen beherrschbare Brennstoffprogramm so wohl bezüglich der zulässigen Kornfeinheit bzw. -verschiedenheit als auch niedriger Schlackenschmelzpunkte vergrössern.
Erstreckt sich die Vergrösserung des Schiehtwiderstandes auf eine ganze Rostzone oder erhebliche Teile einer solchen, so tritt infolge der Leistungsabhängigkeit der Ge bläsedruckcharakteristik zusätzlich eine Er höhung des Zonenwirkdruckes, also des Ein trittsdruckes der Luft in die Kühlkanäle ein; hierdurch wird die Rückführung der Brenn- sclhichtdurclhblasung auf den Normalwert zu- sätzliclh begünstigt.
Die gute Wärmeübertragung der Rost glieder an die Verbrennungsluft und deren dementsprechend wirksame Aufwärmung kommt auch der raschen Vortrocknung und Zündung feuchter oder aus sonstigen Grün den heizwertarmnen Brennstoffe zugute. Wenn die Zündung bei solchem Brennstoff beispiels weise wegen örtlich besonders niedrigem Heizwert der aufliegenden Brennschicht oder bei kurzfristig notwendig werdender Lei stungserhöhung zum Abreissen neigen möchte, wirken die in der angegebenen Weise ausge bildeten Rostglieder als Rekuperativ-Wärnme- speicher,
erleichtern durch die Überführung ihres Wärmevorrats an die Verbrennungsluft die Aufrechterhaltung der Zündtemperatur und tragen so in wertvoller Weise zur Stabi lisierung des Schichtabbrandes bei. Hier durch wird nicht, nur die Betriebssicherheit bei heizwertarnmen Brennstoffen erheblich ge steigert, sondern auch die Flächenwärmelei stung der Rostfeuerungen merklich vergrö ssert.
Zum Zwecke der Erkennung der ther mischen Beanspruchung der Rostglieder und damit zur möglichsten Erhöhung deren Le bensdauer können an geeigneten Stellen des Rostes Temperaturfühler bekannter Art ein- gebaut werden, die nach Wahl auf ein anzei gendes oder registrierendes Messinstrument arbeiten.