DE10019971A1 - Verfahren zur Erhöhung des Rekuperationsgrades in Rostkühlern - Google Patents
Verfahren zur Erhöhung des Rekuperationsgrades in RostkühlernInfo
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- F27D15/022—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate grate plates
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Rekuperationsgrades und zur Verminderung des Energiebedarfs bei Rostkühlern. Die Ventile die einem Stellantrieb zugeordnet sind, sind hierbei im Wesentlichen in Transportrichtung angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Rostkühler der
im Oberbegriff des Patentanspruch 1 genannten
Art.
Um gute Rekuperationsgrade zu erwirken
ist es notwendig, daß das behandelnde Gas mög
lichst gezielt die Rostfläche und den zu
behandelnden Zementklinker durchströmt. Um den
Gasvolumenstrom der die Rostfläche und das Ze
mentklinkerbett durchströmt zu beeinflussen, sind
nachfolgend aufgeführte Verfahren bekannt.
Durch eine Erhöhung des Rostwiderstan
des wird eine Vergleichmäßigung des
Gasvolumenstroms erreicht. Eine gezielte Dosie
rung des Gasvolumenstroms ist mit diesem System
nicht möglich.
Bekannt ist die sogenannte Luftbalken
technik (siehe z. B. DE 33 32 592), bei der der
Rostträger nach Art eines Luftkanals ausgeführt ist.
Die Rostplatten sind bei diesem System so geformt,
daß die Luft nur durch die Gasaustrittsöffnungen in
den Zementklinker entweichen kann. Der Gasvo
lumenstrom wird durch Variation des Gasdruckes
im Luftbalken gesteuert. Die Lufbalken müssen
aufgrund anderer Randbedingungen, quer zur För
derrichtung angeordnet sein, so daß auch die
Variation des Gasvolumenstroms quer zur Förder
richtung erfolgt. Es wird immer nur bei einer
Rostreihe der Gasvolumenstrom variiert.
Eine Weiterentwicklung stellt die Integra
tion eines oder mehrerer verstellbarer
Gitteranordnungen in den Luftbalken (siehe DE 196 33 969)
dar. Diese Gitteranordnung befindet sich in
der Regel zwischen Luftbalken und den jeweiligen
Rostplatten. Durch Verschieben der Gitteranord
nung wird der freie Strömungsquerschnitt verändert
und das Gasvolumen variiert. Die Variation des
Gasvolumens erfolgt quer zur Förderrichtung. Es
sind verhältnismäßig viele Stellantriebe nötig, so
daß man diese Technik meistens nur im Einlaufbe
reich des Rostkühlers anwendet. Das Gasvolumen
kann immer nur innerhalb einer oder einer halben
Rostreihe variiert werden.
Es sind Anwendungen bekannt, bei denen
mehrere Luftbalken an Gaskanäle angeschlossen
sind. Zwischen dem Gaskanal und dem Luftbalken
befinden sich Drosselklappen. Mit diesen Drossel
klappen kann der Druck in den quer zur
Förderrichtung angeordneten Luftbalken variiert
werden. Dies Verfahren wird häufig im Einlaufbe
reich angewendet. Die Variation des
Gasvolumenstroms erfolgt in mehr oder weniger
großen Rostbereichen. Bekannt sind auch Lösun
gen, bei denen die Luftbalken in der Mitte
abgetrennt sind und die Luftbalken von zwei Luft
kanälen mit Gas versorgt werden. Mit diesen
Systemen ist es möglich das Gasvolumen für die
Rostbereiche, die von den entsprechenden Gaska
nälen versorgt werden, zu variieren.
Bei den bekannten direkt belüfteten Rost
platten werden einzelne Rostplatten über Gaskanäle
mit den Ventilatoren verbunden. Die Variation des
Gasvolumens erfolgt über Drosselklappen und/oder
über die Änderung der Ventilatorendrehzahl. Dies
Verfahren ist aufwendig, so daß meistens nur Teil
bereiche des Rostkühlers mit direkt belüfteten
Rostplatten ausgerüstet werden.
Neuere Rostkühler verfügen über aerody
namische gesteuerte Ventile. Diese Ventile
befinden sich unter den Rostplatten. Der freie
Strömungsquerschnitt ist bei diesem Verfahren
abhängig vom Gasvolumenstrom. Bei sich ändern
den Strömungswiderstand im Zementklinkerbett
verändert sich der Strömungsquerschnitt automa
tisch. Eine gezielte Gasdosierung ist mit diesem
System nicht möglich.
Ein weiterer Nachteil, der zuvor genannten
Verfahren, zum Stand der Technik, ist die Schwie
rigkeit, einen geschlossenen Regelkreis aufzubauen.
Es gehört zum Stand der Technik, die Zementklin
kertemperatur im Rostkühler mittels
Wärmebildkameras, Infrarot- Meßsystemen oder
Radar zu messen. Die so ermittelten Temperatur
werte können nicht oder nur schwierig zur gezielten
Dosierung der Gasbeaufschlagung herangezogen
werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, ein Verfahren nach der im Oberbegriff des
Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, welches
es ermöglicht, daß behandelnde Gas mit wenig
Stellorganen so zu dosieren, daß ein hoher Rekupe
rationsgrad bei nur geringem Energieaufwand
erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da
durch gelöst, daß unterhalb der Rostfläche
Regelventile vorgesehen sind, wobei jeweils ein
Teil dieser Ventile einem Stellantrieb zugeordnet ist
und die diesem Stellantrieb zugeordneten Regel
ventile im wesentlichen parallel zur
Transportrichtung angeordnet sind. Die Ventile
unterhalb der Rostfläche stellen einen veränderli
chen Vorschaltwiderstand dar, welcher zu dem
Rostwiderstand zu addieren ist. Bei Anordnung der
Ventile eines Stellantriebes in Transportrichtung
kann das Gasvolumenstrom mit wenigen Stellan
trieben besser den jeweiligen Betriebsbedingungen
angepaßt werden.
Ein Schnitt durch das Zementklinkerbett,
quer zur Transportrichtung, ergibt große Unter
schiede in der Zusammensetzung des
Zementklinkers. Durch den Drehofen erfolgt eine
Entmischung des Zementklinkers. Der feinkörnige
Zementklinker wird auf der belasteten Seite des
Ofens und der grobkörnige Zementklinker auf der
unbelasteten Seite abgeworfen. Es entsteht ein
bestimmtes Zementklinkerprofil bezüglich der
Temperatur, Korngröße und der damit verbunde
nen, spezifischen Wärmekapazität. Dies
Zementklinkerprofil erstreckt sich aufgrund der
Transportbewegung in abgeschwächter Form durch
den gesamten Rostkühler. Es entsteht ein parabel
förmiger Isothermenverlauf mit dem Zentrum im
Einlaufbereich. Durch die Variation des Gasvolu
menstroms parallel zur Kühlertransportrichtung ist
es möglich, den parabelförmigen Isothermenverlauf
zu stauchen. Der Isothermenabbstand wird größer.
Die Temperaturdifferenzen im Zementklinker und
im behandelden Gas werden, auf eine bestimmte
Fläche bezogen, kleiner als bei bekannten Verfah
ren. Die Vermischung von Kühlgas hoher
Temperaturdifferenz verringert sich. Die Gastempe
ratur steigt. Es wird weniger Kühlgas und Energie
benötigt.
Fig. 1 zeigt ein typisches Anwendungsbei
spiel. Die Rostfläche besteht aus Rostplatten (1).
Rostplatten die nebeneinander angeordnet sind
bezeichnet man als Rostreihe (2). Die Anordnung
von Rostplatten in Transportrichtung wird als Rost
bahn (3) bezeichnet. Unter den Rostplatten (1)
befinden sich Ventile (4), Drosselklappen (4) oder
Schieber (4). Das behandelnde Gas strömt aus dem
unteren Kühlergehäuse durch die Ventile (4) in die
Rostplatten (1). Das untere Kühlergehäuse ist in
Kammern (5) aufgeteilt, in denen unterschiedlicher
Gasdruck herrscht. Der Kammerdruck im Einlauf
bereich (6) ist am größten und nimmt zum
Auslaufende (7) hin ab. Der Zementklinker wird in
Transportrichtung (8) vom Einlauf (6) zum Auslau
fende (7) transportiert. Die Ventile (4) einer
Rostbahn (3) sind jeweils mit einem Stellantrieb (9)
gekoppelt. Es ist eine Situation gezeigt, bei der alle
Ventile ganz geöffnet sind. Die Isothermen (10)
weisen eine schmale und lange Parabelform auf.
Fig. 2 zeigt anhand eines typischen An
wendungsbeispiels die Wirkungsweise der
Variation des Gasvolumenstroms in Kühlertrans
portrichtung (8). Die in der Kühlermitte
befindlichen Stellantriebe (11) sind so geschaltet,
daß die ihnen zugeordneten Ventile ganz geöffnet
sind. Die äußeren Stellantriebe (12) sind so ge
schaltet, daß die jeweiligen Ventile fast ganz
geschlossen sind. Auf diese Weise ist es leicht
möglich, die Isothermenform abzuflachen. Die
Temperaturdifferenzen im Zementklinker und im
behandelnden Gas werden, auf eine bestimmte
Fläche bezogen, kleiner und die Gastemperatur
steigt.
Fig. 3 zeigt eine besonders zweckmäßige
Anwendung der Erfindung. Um den Investitions
aufwand zu reduzieren, ist nur der sogenannte
Heißbereich mit dem System "Ventilansteuerung in
Transportrichtung" ausgestattet.
Einen besonderen Vorteil bringt die Tem
peraturerfassung an verschiedenen Meßpunkten
(13) im Kühler mit sich. Vorteilhafterweise sollten
diese Meßpunkte (13) in einem Kühlerquerschnitt
senkrecht zur Transportrichtung (8) angeordnet
sein. Auf diese Weise kann ein Temperatursollwert
vorgegeben werden und mit dem an den Tempera
turmeßstellen (13) ermittelten Temperaturistwerten
(15) verglichen werden. Eine Abweichung des
Sollwertes (14) vom Istwert (15) hätte ein Nachre
geln (16) des jeweiligen Stellantriebes (9) zur
Folge.
Eine weitere Optimierung bringt die Ver
knüpfung der Meßwerte mit den Ventilatoren und
den Stellantrieben mit sich. An dem Meßpunkt der
höchsten Temperatur (17) werden die diesem Meß
punkt zugeordneten Ventile ganz geöffnet. Die
Temperatur an diesem Meßpunkt wird über die
Drehzahl der Ventilatoren geregelt. Bei zu hohen
Klinkertemperaturen wird die Drehzahl der Venti
latoren erhöht, wodurch der Gasdruck im unteren
Kühlergehäuse ansteigt und so mehr Gas den Ze
mentklinker durchströmt. Bei zu niedrigen
Temperaturen am Meßpunkt der höchsten Tempe
ratur wird die Ventilatorendrehzahl reduziert.
Da die Regulation des Gasvolumens mit
tels Ventilen erhebliche Drosselverluste mit sich
bringt, eine Regulation jedoch notwendig ist um
hohe Rekuperationsgrade zu erzielen, ist das oben
beschriebene Verfahren gut geeignet, bei geringen
Drosselverlusten einen hohen Rekuperationsgrad zu
erzielen.
Fig. 5 zeigt einen Rostkühler mit einem
sogenannten statischen Einlauf. Dieser Bereich (18)
besteht nur aus feststehenden Rostplatten. Unter
dem Ofenauslaufende kommt es leicht zu uner
wünschten Klinkeranhäufungen, den sogenannten
Schneemännern. Um dieser Gefahr zu begegnen ist
es zweckmäßig, diesen Teil (18) des Rostkühlers
mit möglichst viel Kühlgas zu versorgen, so daß
angesteuerte Ventile in diesem Bereich unzweck
mäßig sind.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Einsparpotential.
Es werden jeweils die Ventile zweier Rostbahnen
von einem Stellantrieb angesteuert.
Fig. 7 zeigt, die Ausgestaltung der Erfin
dung für herkömmliche Rostkühler. Aus
praktischen Erwägungen sind nur die Rostplatten
der festen Rostreihen mit Ventilen versehen.
Wie Fig. 8 zeigt, ist es auch möglich, die
Ventile einer Rostbahn mit dem Stellantrieb einer
anderen Rostbahn zu koppeln. Die Ausrichtung der
einem Stellantrieb zugeordneten Ventile in Trans
portrichtung bleibt jedoch im Wesentlichen
erhalten.
Claims (8)
1. Verfahren zum Kühlen von Zementklin
ker in einem Rostkühler, bestehend aus einem
Kühlergehäuse, einer Rostfläche, welche von Kühl
gas durchströmt wird, Ventilen (4), Schiebern (4)
oder Gitteranordnungen (4), mit welchen der Kühl
gasvolumenstrom dosiert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtungen, die
von einem Stellantrieb angesteuert werden, im
Wesentlichen in Transportrichtung angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dosiervorrichtungen (4)
einer oder mehrerer Rostbahnen (3) durch einen
Stellantrieb angesteuert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 da
durch gekennzeichnet, daß einzelne
Dosiervorrichtungen anderer Rostbahnen von ei
nem Stellantrieb angesteuert werden, der einer oder
mehreren anderen Rostbahnen zugeordnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß nur die festen
Rostplatten mit Dosiervorrichtungen versehen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß nur ein Teilbereich der
Rostfläche mit Dosiervorrichtungen bestückt ist, die
Zuordnung dieser Dosiervorrichtungen zu den
Stellantrieben im Wesentlichen jedoch in Kühler
transportrichtung erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der
Stellantriebe ein Regelkreis aufgebaut wird, bei
welchem die Temperatur als Regelgröße eingeht.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Temperatur an
bestimmten Meßpunkten (13) im Rostkühler er
mittelt wird, um den Betriebszustand der dem
jeweiligen Meßpunkten zugeordneten Dosiervor
richtungen zu regeln.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des
Rostkühlers ein Regelkreis aufgebaut wird, bei
welchem die Temperatur als Regelgröße eingeht,
und bei welchem der Regelkreis so aufgebaut ist,
daß die Dosiervorichtung am Meßpunkt der höch
sten Temperaturabweichung ganz geöffnet ist und
an diesem Meßpunkt die Temperatur über die
Drehzahl der Ventilatoren geregelt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000119971 DE10019971A1 (de) | 2000-04-24 | 2000-04-24 | Verfahren zur Erhöhung des Rekuperationsgrades in Rostkühlern |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE10019971A1 (de) |
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- 2000-04-24 DE DE2000119971 patent/DE10019971A1/de not_active Withdrawn
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