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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vorschubrost für Feuerungsanlagen,
der mit einem flüssigen
Kühlmedium
gekühlte
und zum Erzeugen einer Vorschubbewegung vor- und zurück bewegbare
Roststäbe
aufweist, wobei an zumindest einem bewegbaren Rohrstab eine Kühlfluidzuführleitung
angeschlossen ist.
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Derartige
Vorschubroste umfassen meist mehrere, aus einer Vielzahl von parallel
nebeneinander angeordneten Roststäben bestehende Rostreihen,
die hintereinander sowie stufen- bzw. dachziegelartig übereinander
angeordnet sind. Dabei sind normalerweise im Wechsel jeweils eine
ortsfeste und eine vor- und zurück
bewegbare Rostreihe vorgesehen. Die Vor- und Zurück-Bewegung der bewegbaren
Rostreihen führt
dazu, daß das
zu verbrennende Material während
des Verbrennungsvorgangs entlang dem Vorschubrost vorwärts bewegt
wird. Zudem wird das Brennbett geschürt, wodurch die Effizienz des
Verbrennungsvorgangs gesteigert wird. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Roststäbe, die
aufgrund der Verbrennung sehr hohen Temperaturen ausgesetzt sind
und entsprechend schnell verschleißen, werden die Roststäbe mit einem
Kühlmedium gekühlt. Als
Kühlmedium
können
flüssige
oder gasförmige
Fluide verwendet werden, wie beispielsweise Wasser oder Luft. Bei
der Luftkühlung
wird Luft zwischen den Roststäben
hindurchgeleitet, die sowohl zur Kühlung der Roststäbe als auch
zur Bereitstellung der für
die Verbrennung erforderlichen Primärluft dient. Ein Problem bei
der Luftkühlung
kann dann entstehen, wenn ein in Bezug auf die Verbrennung optimaler
Primärluftvolumenstrom
nicht zur Kühlung der
Roststäbe
ausreicht. In diesem Fall muß der
Luftvolumenstrom erhöht
werden, um einen Verschleiß der
Roststäbe
zu verhindern, was sich aber gleichzeitig nachteilig auf den Verbrennungprozeß auswirkt. Eine
solche gegenseitige Abhängigkeit
von Kühlluft- und
Primärluftzufuhr
ist entsprechend unvorteilhaft. Bei der Wasserkühlung besteht die zuvor beschriebene
Problematik hingegen nicht. Die Kühlung der Roststäbe erfolgt
im wesentlichen durch das durch die Roststäbe geleitete Kühlwasser,
so daß die
zwischen den Roststäben
hindurchgeleitete Primärluft keine
kühlende
Funktion ausübt.
Die Kühlwasser- und
Primärluftzufuhr
sind also voneinander unabhängig
und können
ihren jeweiligen Aufgaben entsprechend optimal eingestellt werden,
ohne dabei den Verbrennungsprozeß negativ zu beeinträchtigen.
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Zur
Kühlung
eines bewegbären
Roststabs mit Hilfe eines flüssigen
Kühlmediums
ist an diesem normalerweise eine Kühlfluidzuführleitung angeschlossen. Durch
diese Kühlfluidzuführleitung
kann entsprechend ein flüssiges
Kühlfluid
zu dem Roststab geleitet werden, das dann beispielsweise durch in
dem Roststab vorgesehene Kühlkanäle strömt, wobei
ein Wärmeaustausch
zwischen dem Roststab und dem Kühlmedium
stattfindet. Dabei können
mehrere bewegbare Roststäbe
einer bewegbaren Rostreihe oder auch mehrere bewegbare Rostreihen
fluidtechnisch derart miteinander verbunden sein, daß deren
Kühlung
mit Hilfe einer einzelnen Kühlfluidzuführleitung
erfolgt. Es können
auch mehrere Kühlfluidzuführleitungen
vorgesehenen sein, die jeweils eine oder mehrere Rostäbe oder
Rostreihen mit dem flüssigen
Kühlmedium
versorgen.
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Zur
Kompensation der Vor- und Zurückbewegung
der bewegbaren Roststäbe
ist es bekannt, daß die
entsprechende Kühlfluidzuführleitung
einen elastischen Schlauchabschnitt aufweist, der die Bewegungen
der Roststäbe
nachvollziehen kann. Dabei kann es sich beispielsweise um einen
mit einer Metallumhüllung
geschützten
Kunststoffschlauch, um einen weniger flexiblen Metallschlauch oder
dergleichen handeln. Neben der Flexibilität zur Kompensation der Bewegung
der Roststäbe
muß ein
solcher Schlauchabschnitt zudem eine hohe Wärmebeständigkeit und Schmutzunempfindlichkeit
aufweisen, da er in einem temperatur- und schmutzbelasteten Bereich
verwendet wird, was einander auszuschließen scheint. Die Kühlmediumtemperatur
von flexiblen Metallschläuchen
ist begrenzt auf ca. < 100°C. Bei Zylindern
kann die Temperatur und der Druck deutlich erhöht werden, was die Wärmenutzung
des Kühlmediums
verbessert. Entsprechend ist an einem solchen Schlauchabschnitt
gegenüber
im Vergleich zu herkömmlichen
Rohrleitungen meist ein erhöhter Verschleiß feststellbar,
was die Ausfallgefahr dieses Bauteils vergrößert. Ein Austausch eines solchen
beschädigten
Schlauchabschnittes ist grundsätzlich
mit einem unerwünschten
Anlagenstillstand verbunden, wodurch die Effizienz der Anlage verringert
wird. Ferner kann bei einem Bruch oder eine Leckage eines solchen
Schlauchabschnitts die ordnungsgemäße Kühlung nicht mehr sichergestellt
werden, da das zur Kühlung
vorgesehene Kühlmedium
dann fast vollständig
aus dem beschädigten
Bauteil austritt. Die betroffenen Roststäbe unterliegen dann einem erhöhten Verschleiß, was es
ebenfalls zu verhindern gilt.
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Zur
Vermeidung dieses Problems schlägt
die EP-A-0915294 einen wassergekühlten
Feuerungsrost für
Verbrennungsanlagen vor, bei dem die Bewegung der bewegbaren Roststäbe durch
mindestens eine flexible Verbindung aufgenommen wird, die außerhalb
des Unterwindbereiches der Verbrennungsanlage und somit außerhalb
des tmperatur- und schmutzbelasteten Bereiches angeordnet ist. Auf diese
Weise kann ein frühzeitiger
Ausfall der flexiblen Verbindung vermieden werden. Nachteilig ist
hingegen der erhöhte
Materialeinsatz, der mit dem Herausführen der Kühlfluidzuführleitung aus den besonders belasteten
Bereichen einhergeht.
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Gemäß der EP-A-0989364
werden nur die ortsfesten Roststäbe
gekühlt,
wobei auf eine Kühlung der
bewegbaren Roststäbe
verzichtet wird. Auf diese Weise kann auf flexible Schlauchabschnitte
in der Kühlfluidzuführleitung
verzichtet werden, weshalb ein Ausfall solcher Abschnitte nicht
zu befürchten
ist. Nachteilig ist hingegen, daß die Kühlung des Vorschubrostes entsprechend
geringer ist, weshalb mit einem frühzeitigeren Verschleiß der Roststäbe gerechnet
werden muß.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorschubrost
für Feuerungsanlagen
zu schaffen, bei dem ein frühzeitiger
Ausfall der Kühlfluidzuführleitung
verhindert werden kann, ohne dabei die Kühlleistung der Kühleinrichtung
zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch ein Vorschubrost für
Feuerungsanlagen nach Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis
5 beziehen sich auf individuelle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vorschubrostes.
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Vorschubrost für Feuerungsanlagen, das mit
flüssigem Kühlfluid
gekühlte
und zum Erzeugen einer Vorschubbewegung vor- und zurückbewegbare
Roststäbe
aufweist, wobei an zumindest einem bewegbaren Roststab eine Kühlfluidzuführleitung
angeschlossen ist. Erfindungsgemäß weist
die Kühlfluidzuführleitung einen
ausfahrbaren Kühlfluidzylinder
zur Kompensation der Vor- und Zurückbewegung des zumindest einen
Rohrstabs auf, der den bekannten flexiblen Schlauchabschnitt der
Kühlfluidzuführleitung
ersetzt. Der Kühlfluidzylinder
kann im Vergleich zu einem flexiblen Schlauchabschnitt aus einem
Material hergestellt werden, das besser für den Einsatz in dem temperatur-
und schmutzbelasteten Bereich unterhalb des Unterwindbereiches der
Feuerungsanlage geeignet ist, da für den Kühlfluidzylinder der Einsatz
eines flexiblen Materials nicht erforderlich ist. Der Einsatz eines
ausfahrbaren Kühlfluidzylinders
ist ferner dahingehend vorteilhaft, daß der mit einer Leckage der
Kühlfluidzylinderdichtung
einhergehende Kühlfluidverlust
nur geringfügig
ist, so daß auch
bei einem beschädigten
Bauteil stets eine ausreichende Kühlung des Vorschubrostes gewährleistet
werden kann.
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Es
sollte klar sein, daß mehrere
bewegbare Roststäbe
oder auch ganze bewegbare Roststabreihen über eine einzelne Kühlfluidzuführleitung
mit einem flüssigen
Kühlmedium
versorgt werden können, indem
die Roststäbe
oder Rostreihen fluidtechnisch miteinander verbunden werden, ob
nun parallel oder in Reihe geschaltet. Ferner können natürlich auch mehrere Kühlfluidzuführleitungen
an verschiedenen bewegbaren Roststäben oder bewegbaren Rostreihen
vorgesehen werden, um diese entsprechend zu kühlen. Jede dieser Kühlfluidzuführleitungen
ist dann zwecks Kompensation der Bewegung mit einem ausfahrbaren
Kühlfluidzylinder
versehen.
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Ferner
sollte klar sein, daß die
ortsfesten Roststäbe
oder Roststabreihen ebenfalls über
entsprechende Kühlfluidzuführleitungen
mit flüssigem Kühlmedium
versorgt werden. Darauf soll aber nicht näher eingegangen werden, da
gemäß der vorliegenden
Erfindung die Kompensation der Bewegung der bewegbaren Roststäbe bzw.
Roststabreihen im Vordergrund steht.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Roststäbe stufenartig
und jeweils im Wechsel ortsfest und vor und zurück bewegbar angeordnet, um
auf diese Weise einen ordnungsgemäßen Transport des zu verbrennenden
Materials durch die Feuerungsanlage zu gewährleisten.
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Bevorzugt
weisen die Roststäbe
mäanderförmig ausgebildete
Kühlfluidkanäle auf,
bei denen es sich vorteilhaft um in die Roststäbe eingegossene Rohrleitungen
handelt.
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Die
Bezeichnung „Roststab" schließt erfindungsgemäß auch Rostblöcke oder
Rostreihen ein, die keine Stabform aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung genauer beschrieben. Darin ist:
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1 eine
perspektivische Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vorschubrostes;
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2 eine
perspektivische Prinzipskizze des in 1 gezeigten
Vorschubrostes in einer zweiten Stellung;
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3 eine
perspektivische Prinzipskizze des in den 1 und 2 gezeigten
Vorschubrostes in einer dritten Stellung;
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4 eine
geschnittene Detailansicht eines Kühlfluidzylinders des in den 1 bis 3 dargestellten
Vorschubrosts; und
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5 eine
perspektivische Prinzipskizze des in 4 gezeigten
Kühlfluidzylinders.
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1 ist
eine perspektivische Prinzipskizze, die die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vorschubrostes
zeigt. Dargestellt sind drei Roststäbe 10, 12 und 14,
die hintereinander und stufen- bzw. dachziegelartig übereinander
angeordnet sind. Bei den Roststäben 10 und 14 handelt
es sich um ortsfeste Roststäbe,
wohingegen der Roststab 12 vor- und zurück bewegt werden kann, was
unter Bezugnahme auf die 2 und 3 noch genauer
beschrieben ist. Jeder der Roststäbe 10, 12 und 14 weist
Aussparung 16 auf. Die in 1 dargestellten
linken Aussparungen 16 der Roststäbe 10, 12 und 14 sind
jeweils mit Halterohren einer Haltekonstruktion des Vorschubrostes
in Eingriff, wobei in 1 nur ein Halterohr 18 der
Haltekonstruktion für
den Roststab 10 dargestellt ist. Auf diese Weise lassen
sich die Rostblöcke 10, 12 und 14 in
einfacher Weise dachziegelartig auf der Haltevorrichtung verlegen.
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In
den Roststäben 10, 12 und 14 sind
jeweils nicht dargestellte Kühlfluidkanäle vorgesehen,
durch die ein flüssiges
Kühlfluid
zur Kühlung
der Roststäbe geleitet
werden kann. An die jeweiligen Kühlfluidkanäle der Roststäbe 10, 12 und 14 sind
Kühlfluidzuführleitungen 20, 22 und 24 in
Form von starren Rohrleitungen angeschlossen: Die Kühlfluidzuführleitung 22 des
bewegbaren Roststabs 12 umfaßt im Gegensatz zu den Kühlfluidzuführleitungen 20 und 24 der
ortsfesten Roststäbe 10 und 14 einen
zwischengeschalteten ausfahrbaren Kühlfluidzylinder 26,
der zur Kompensierung der Bewegung des beweglichen Roststabs 12 dient,
was nachfolgend noch näher
erläutert
ist. Der Kühlfluidzylinder 26 umfaßt zwei
teleskopartig ineinander geführte
Rohre 28 und 30, die mittels einer in 1 nicht
dargestellten Dichtung gegeneinander abgedichtet sind. Das Rohr 28 des Kühlfluidzylinders 26 ist
mit Hilfe einer nicht näher dargestellten
Befestigungseinrichtung 32 ortsfest positioniert, wohingegen
sich das Rohr 30 des Kühlfluidzylinders 26 in
dem Rohr 28 frei vor- und zurückbewegen kann, um die Bewegung
des Roststabs 12 nachzuvollziehen.
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2 zeigt
die in 1 dargestellte Anordnung in einer zweiten Stellung,
in der der bewegbare Roststab 12 aus der in 1 dargestellten
hinteren Endstellung in Richtung des Pfeils 34 um eine
Strecke d1 mit Hilfe eines nicht dargestellten
Vorschubantriebs bewegt wurde. Die Bewegung des beweglichen Roststabs 12 wird
durch Ausfahren des Rohres 30 aus dem Rohr 28 des
Kühlfluidzylinders 26 um
die Strecke d1 kompensiert.
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3 zeigt
die in den 1 und 2 dargestellte
Anordnung in einer vorderen Endstellung, in der der bewegbare Roststab
um die Strecke d2 vorwärts bewegt ist, wobei diese
Vorwärtsbewegung wiederum
durch Ausfahren des Kühlfluidzylinders 26 um
die Strecke d2 ausgeglichen wird. Aus der
in 1 dargestellten Stellung kann der Roststab 12 wieder
in die in 1 gezeigte Stellung zurückbewegt
werden, wobei diese Bewegung durch Einfahren des Rohres 30 in
das ortsfest positionierte Rohr 28 des Kühlfluidzylinders 26 ausgeglichen
wird.
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Es
sollte klar sein, daß die
Ausbildung der in den 1 bis 3 dargestellten
Rohrstäbe 10, 12 und 14 nicht
einschränkend
ist. Anstelle von Roststäben
können
beispielsweise auch sogenannte Rostblöcke verwendet werden, die wesentlich
breiter als die gezeigten Roststäbe
sind. Auch ist die Ausbildung der Kühlkanäle variabel.
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4 ist
eine geschnittene Detailansicht des in den 1 bis 3 dargestellten
Kühlfluidzylinders 26.
Der Kühlfluidzylinder 26 umfaßt zwei
teleskopartig ineinander geführte
Rohre 28 und 30. Zur Führung des Rohres 30 in
dem Rohr 28 sind zwischen den beiden Rohren der Reihe nach
ein im wesentlichen ringförmiges
Distanzstück 36,
eine ringförmige
Dichtung 38 und eine Gleitbuchse 40 angeordnet,
wobei sich die Gleitbuchse gegen einen am Innenumfang des Rohrs 28 vorgesehenen
Absatz 42 abstützt.
Das Distanzstück 36 dient
dazu, das Rohr 28 und das Rohr 30 derart in einem
vorbestimmten Abstand zueinander zu positionieren, daß zwischen den
beiden Rohren die Dichtung 38 und die Gleitbuchse 40 eingesetzt
werden können.
Die Dichtung 38 dichtet die beiden Rohre 28 und 30 fluiddicht
gegeneinander ab. Die Gleitbuchse 40 ermöglicht ein leichtgängiges Ein-
und Ausfahren des Rohres 30 in das bzw. aus dem Rohr 28.
Das Distanzstück 36,
die Dichtung 38 und die Gleitbuchse 40 sind aus
temperaturbeständigen
Materialien hergestellt. An den freien Enden der Rohre 28 und 30 des
Kühlfluidzylinders 26 sind
Halteelemente 44 und 46 vorgesehen, um den Kühlfluidzylinder 26 an
einer nicht dargestellten Haltekonstruktion zu befestigen.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten
Kühlfluidzylinders 26.
Das Halteelement 44 am freien Ende des Rohrs 28 umfaßt zwei
nach außen
vorstehende, einander gegenüberliegende
zylindrische Vorsprünge 48 und 50,
die derart in entsprechende zylindrische Aufnahmen einer Haltekonstruktion
einsetzbar sind, daß der
Kühlfluidzylinder 26 schwenkbar
um die Vorsprünge 48 und 50 gehalten
ist. Das Halteelement 44 umfaßt ebenfalls zwei nach außen vorstehende,
einander gegenüberliegende
zylindrische Vorsprünge 52 und 54,
die in entsprechenden Führungsnuten
oder Führungsschienen
der Haltekonstruktion positionierbar sind, so daß das Rohr 30 während des
Ein- und Ausfahrens in das bzw. aus dem Rohr 28 geführt ist.
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Der
Einsatz eines Kühlfluidzylinders 26 weist gegenüber der
Verwendung von Schlauchabschnitten den Vorteil auf, daß für den Kühlfluidzylinder 26 Materialien
verwendet werden können,
die dem Temperatur- und Verschmutzungsbelastungen unterhalb des
Vorschubrostes besser standhalten können, da das für den Kühlfluidzylinder 26 verwendete
Material keine elastischen Eigenschaften aufweisen muß.
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Es
sollte klar sein, daß die
in den 1 bis 3 dargestellte Anordnung lediglich
zur Beschreibung der prinzipiellen Funktionsweise des erfindungsgemäßen Vorschubrostes
für Feuerungsanlagen
dient und entsprechend nicht einschränkend ist. Vielmehr sind Modifikationen
möglich,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen,
der durch die beiliegenden Ansprüche
definiert ist.
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- 10
- Roststab
(starr)
- 12
- Roststab
(beweglich)
- 14
- Roststab
(starr)
- 16
- Aussparungen
- 18
- Halterohr
- 20
- Kühlfluidzuführleitung
- 22
- Kühlfluidzuführleitung
- 24
- Kühlfluidzuführleitung
- 26
- Kühlfluidzylinder
- 28
- Rohr
- 30
- Rohr
- 32
- Befestigungseinrichtung
- 34
- Pfeil
- 36
- Distanzstück
- 38
- Dichtung
- 40
- Gleitbuchse
- 42
- Absatz
- 44
- Halteelement
- 46
- Halteelement
- 48
- Vorsprung
- 50
- Vorsprung
- 52
- Vorsprung
- 54
- Vorsprung
- d1
- Strecke
- d2
- Strecke