CH669447A5

CH669447A5 -

Info

Publication number: CH669447A5
Application number: CH2999/82A
Authority: CH
Inventors: Bruno Andreoli
Original assignee: Von Roll Ag
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1989-03-15
Also published as: AT392150B; US4463688A; FR2526920A1; DE3313615A1; JPS58205015A; SE8302217L; FI831668A0; ATA113583A; ES281084Y; FI72593C; FI831668L; IT8320579A0; SE8302217D0; SE458473B; DE3313615C2; FR2526920B1; FI72593B; ES281084U; AU1309983A; IT1160850B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost zur Müllverbrennung entsprechend dem Obergebriff von Anspruch 1.

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 Bestandteil eines Regelkreises ist und von ihm entsprechend schnelle Antwort auf einen Regeleingriff erwartet wird, 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 erhöhtem mechanischem Verschleiss, was zur frühzeitigen Zerstörung grösserer Einheiten führt, ist durch eine Zwangskühlung des Rostbelages gegeben. Praktisch ausnahmlos 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.

Der Rostbelag wird im allgemeinen zur Zwangskühlung vom Rostunterwind angeströmt, wobei Luftdurchtrittsöffnungen im Rostbelag einen Teil des Kühlungsmediums in das zu verbrennende Müllbett eintreten lassen, wo es als Primärluft an der Verbrennung teilnimmt. Das Verstopfen der Luftdurchtrittsöffnungen bewirkt einen Strömungsstau der Kühlungsluft und damit einen Wärmestau in der betroffenen Stelle des Rostbelags; dies führt zur thermischen Überlastung des Rostteiles und zum erhöhten Verschleiss sowie zu grösseren Verzunderungsraten und schliesslich innert kurzer Zeit zur Zerstörung dieses Rostteiles.

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

Die Aufgabe wird durch den im Patentanspruch 1 angegebenen, kennzeichnenden Teil der Erfindung gelöst.

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

Fig. la - ld in schematischer Darstellung Ausführungsformen eines Rostblocks, die zu Betriebsstörungen führen, Fig. 2 die Anordnung von Rostblöcken zueinander,

Fig. 3a eine Stirnansicht einer Ausführungsform eines Rostblocks gemäss der Erfindung,

Fig. 3b einen Querschnitt durch den Rostblock nach Fig. 3a entlang Linie I -1 und

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

Die Figuren la bis ld zeigen schematisch dargestellt einen Teil eines Rostblocks 1 im Schnitt von der Seite gesehen sowie die dazugehörige frontale Ansicht des Rostblocks, die mit 1' . bezeichnet ist. Die Luftdurchtrittsöffnungen sind mit 5a bis 5d angegeben; ein Pfeil L symbolisiert den austretenden Luftstrom. Die Luftdurchtrittsöffnungen 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 Luftdurchtrittsöffnung 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 1' des Rostblocks 1 aus. Die Rostblöcke stehen, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, dachziegelartig angeord-

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net schräg aufeinander; die ausströmende Sekundärluft trifft also bei der eben beschriebenen Rostblockausführung direkt auf den oberen Teil des darunterliegenden Rostblocks. Das über dem Rostbelag liegende, brennende Müllbett verteilt den Luftstrom wohl, doch in der Nähe der Luftdurchtrittsöffnung kommt es durch örtliche Überhitzungen zunehmend zu Verbackungen, wobei die spaltförmige Öffnung langsam «zuwächst». An dieser Stelle kommt die Temperaturführung lokal zum Erliegen, und mit der Überhitzung setzt eine rasche Verzunderung ein.

Um diesem Zustand abzuhelfen, wurde, wie Figur lb zeigt, das direkte Anströmen des folgenden Rostblocks mit Primärbrennluft vermieden; die Strömungsführung wurde um 90° von der Stirnseite 1' des Rostblocks 1 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 (Figur 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, diese 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 Figur lc dargestellt. Um das brennende Müllbett ausreichend mit Sekundärluft zu belüften, wurden die Öffnungen 5c auf der Stirnseite 1' 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, war natürlich wieder zur Verzunderung und Zerstörung des Rostblocks führte.

Figur ld zeigt den nächsten folgerichtigen Schritt, nämlich die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen möglichst hoch über der keilförmigen 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 Luftstrom 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 Figur ld durch einen entgegengesetzten Pfeil A dargestellt ist. Die sich bildende Anreicherung von Fremdstoffen im Rostblockinnern 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.

Figur 3a zeigt nun in frontaler Ansicht einen Rostblock 10 gemäss der Erfindung mit beispielsweise zwei rechteckförmigen Ausblasöffnungen 15 in einem Kopfteil 14 sowie einer strinseiti-gen, in Figur 3b der geschnittenen, seitlichen Ansicht gezeigten Abschrägung 12.

Diese rechteckförmigen Ausblasöffnungen 15 sind bevorzugt im oberen Bereich der Stirnfläche 10' vorgesehen, wobei sie bezüglich ihrer Grösse in einem bestimmten Verhältnis zur Fläche F der Stirnfläche 10' stehen.

Die Breite Ii der Ausblasöffnung 15 ist grösser als deren Höhe I2. Dabei gilt für das Verhältnis der Breiten und Höhen von Stirnfläche 10' sowie Ausblasöffnung 15 folgende Formel:

Li : L2 < li : I2, wenn Li L2; li > I2

Hierbei wird die Stirnfläche in eine Anzahl Teilfelder durch horizontale Linien mit einem vertikalen Abstand Li : i und durch vertikale Linien mit einem horizontalen Abstand L2 : j unterteilt. Zudem ist i = j, wobei i und j ^ 2 und ganzzahlig positiv sind und jede Öffnung in einem der Teilfelder liegt.

Auch die Öffnungsfläche f der Ausblasöffnung 15 und die Anzahl Teilfelder, in denen Ausblasöffnungen 15 angeordnet sind, stehen in einem bestimmten Verhältnis zum Flächeninhalt F der Stirnfläche 10', wobei das Verhältnis durch die Formel

20 < (F : nf) 40

(n = Zahl der Ausblasöffnungen)

bestimmt wird.

Vorzugsweise beträgt:

Li : L2 = 0,3 bis 1,7 Ii : 12 s 1,01 bis 3,0 F : nf = 34 bis 38 und n = 2

Praktisch bewährt hat sich bei den gegebenen Dimensionen die Anordnung von je einer Ausblasöffnung in den Teilfeldern Zh und Z14 gemäss Figur 4b. Variationen in den Teilfeldern Yn und Y13 gemäss Figur 4c ergaben noch brauchbare Resultate, zeigten aber eine Abhängigkeit der Lage der Ausblasöffnung auf der Stirnfläche. Die Figuren 4b und 4c sind als gleichmässi-ge Aufteilung der durch Li x L2 gebildeten Stirnfläche in gleichgrosse Teilfelder zu verstehen; Zu bedeutet das 1/16-Teilfeld oben links und Z14 das 1/16-Teilfeld oben rechts. Li und L2 sind dabei in vier gleich grosse Abschnitte i = j = 4 aufgeteilt. Weniger eingeschränkt ist die Aufteilung gemäss Figur 4c, eine Aufteilung in drei Abschnitte i = j = 3 ergibt grössere Teilfelder zur Anordnung der Ausblasöffnungen. Ausserhalb der Teilfelder Yn und Y13 bringt eine Anordnung der Ausblasöffnungen zunehmend die geschilderten Schwierigkeiten, d.h. die Langzeitstabilität der Rostblöcke beginnt abzunehmen.

Eine zusätzliche Massnahme zur Verhinderung des Eindringens von Asche und Schmelze durch die Einblasöffnung in das Innere des Rostblocks ist in Figur 3b gezeigt. Durch einen Schräg geneigten Steg 30 und ein parallel zu ihm laufendes Dachteil 31 des Kopfteils 14, das nach aussen die Abschrägung 12 aufweist, 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 Rostblockoberseitenfläche 16 bilden soll. Der Winkel soll derart 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 Figur 2 gut zu erkennen.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Rost mit Rostblöcken gemäss der Erfindung. Die Rostblöcke 10 sind auf festen 8 und beweglichen Blockhalterungen 9 auf den jeweiligen Rostblocklagerungen 11 drehbar gelagert aufgelegt und quer zur Rostlängsrichtung mit Zugstangen 7 gruppenweise zusam-mengefasst. Mit der Zahl 6 ist ein dafür nötiger Haltebügel bezeichnet. Der Ausblaskanal 33 mündet in die Ausblasöffnungen 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 12 hinwegzielt. Mit H wird eine Horizontale bezeichnet, die senkrecht zur Schwerkraft steht. An dieser Horizontalen ist die ungefähre Neigung der Rostbahn zu ersehen. Die bereits erläuterte Querschnittswahl

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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 gleichmässigen Verbrennungsablauf gewährleisten, wobei Kühlung und der schon erwähnte Druckverlust eine massgebli-5 che Wirkung haben.

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3 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost für Müllverbrennung mit dachziegelartig zueinander und auf einem zur Horizontalen geneigten Rostgerüst angeordneten Rostblöcken, welcher Rostblock (10) Einrichtungen zur Zwangskühlung und zur Wegleitung der Kühlungsluft in das zu verbrennende Müllbett als Primärverbrennungsluftstrahl (L) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopfteil (14) des Rostblockes (10) aus einem Ausblaskanal (33) im Bereich der rechteckigen Stirnfläche (10') des Rostblockes (10) ausmündende rechteckige Ausblasöffnungen (15) mit folgenden Dimensionen angeordnet sind:

Li : L2 < Ii : h, wenn Li L2 ; Ii >12

20 < (F : nf) < 40, n ganzzahig positiv

11 ist die Breite der jeweiligen Ausblasöffnung,

12 ist die Höhe der jeweiligen Ausblasöffnung,

Li ist die Breite der Stirnfläche (10' ),

L2 ist die Höhe der Stirnfläche (10' ),

f ist die Fläche der Ausblasöffnung li X h,

F ist der Flächeninhalt der Stirnfläche Li X Lz,

n Zahl der Ausblasöffnungen und dass die Stirnfläche in eine Anzahl Teilfelder durch horizontale Linien mit einem vertikalen Abstand Li : i und durch vertikale Linien mit einem horizontalen Abstand L2 : j unterteilt und i = j ist, wobei i und j ^ 2 und ganzzahlig positiv sind, und dass jede Ausblasöffnung in einem der Teilfelder liegt.

2. Rostblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit n = 2 Öffnungen und

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die beiden Ausblasöffnungen in den Teilfeldern der beiden oberen Ecken liegen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Rostblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausblaskanal (33) im Kopfteil (14) des Rostblocks (10) durch einen Steg (30) und einen parallel dazu verlaufenden Dachteil (31) gebildet ist, welche beide zu den Ausblasöffnungen (15) hin abfallen und mit der Rostblockoberseitenfläche (16) einen Winkel (a) einschliessen.

4. Rostblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) 15° bis 25° beträgt, zwecks unbehindertem Austreten des Luftstrahls (L) aus den Ausblasöffnungen (15).