DE2928752C2

DE2928752C2 - Kühler für Brenngut

Info

Publication number: DE2928752C2
Application number: DE2928752A
Authority: DE
Inventors: Cesare Dr. Bergamo Borroni; Jürgen 2107 Rosengarten Bostelmann; Napoleone Dr. Moltrasio; Paul 2070 Großhansdorf Schreiner; Karl von Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Wedel
Original assignee: Claudius Peters AG
Current assignee: Claudius Peters AG
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1982-12-02
Also published as: AT373067B; ATA369780A; IT8023248A0; IT1131908B; DE2928752A1; JPS5623604A; US4365953A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler für Brenngut, dessen ersten Abschnitt eine vollständig dem Brenner als Verbrennungsluft zuzuführende Kühlluft durchströmt und dessen zweiter Abschnitt mit einem von Abwärme desselben beaufschlagten Dampferzeuger verbunden ist, dessen erzeugter Dampf eine Turbine antreibt.

Bei einem bekannten Kühlertyp (DE-GM 19 85 673) ist ein luftdurchströmter Kühlrost in zwei Abschnitte aufgeteilt. Die den ersten Abschnitt durchströmende Kühlluft wird dem Brennofen als Sekundärluft zugeführt, während die Kühlluft des zweiten Abschnitts als Abluft über Dach geführt wird. Eine Abwärmenutzung der Abluft des zweiten Kühlerabschnitts lohnt im allgemeinen nur dann, wenn die Abluftwärme direkt genutzt werden kann, beispielsweise zur Aufwärmung oder Trocknung des dem Brenner zuzuführenden Guts. Für die Stromerzeugung läßt sie sich nicht verwenden, weil bei den verhältnismäßig geringen Ablufttemperaturen und dem Aufwand, der für ihre Entstaubung bevrieben werden muß, der Wirkungsgrad zu gering ist und damit die Energiekosten zu hoch werden. Das gilt auch für einen anderen bekannten Kühlcrtyp (DE-OS 20 10 60!). welcher eine indirekte Kühlung in der zweiten Stufe vorsieht.

Zwar entfällt in einem solchen Fall der Aufwand für die Entstaubung der Kühlluft. |edoch fällt bei indirekter Kühlung die Kühlluft mit einer geringeren Temperaiiir an. was den Wirkungsgrad einer Energieumwandlung weiter verringert.

Eine wenigstens teilweise Abwärmeverwertung findet bei einem Kühler der eingangs genannten Art statt (DE-OS 25.32 02b). Auch aus anderem Zusammenhang

ist es bekanni, daß man die in Kühlluft enthaltene Abwärme dadurch nutzen kann, daß man mit ihrer Hilfe den Dampf für den Betrieb einer Dampfturbine beheizt. Auf diese Weise wird der Energiebedarf für Ofen und Kühler jedoch nicht verringert; es wird vielmehr nur ein Teil der aufgewendeten Energie >n eine anderweitig nutzbare Energieform (Dampf) umgewandelt, die dann möglicherweise an anderer Stelle weiterverwendet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Kühler der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Energieaufwand für seinen Betrieb verringert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Turbine unmittelbar einen Ventilator antreibt, dessen Kühlluft einen dem ersten Abschnitt folgenden Abschnitt durchströmt.

Der in dem Dampferzeuger erzeugte Dampf wird also nicht anderweitig verwendet, sondern direkt für den Betrieb des Kühlers, wodurch die zum Betrieb des Kühlers aufzuwendende Energiemenge verringert wird. Eine solche Möglichkeit wurde bisher noch nicht in Betracht gezogen. Dafür dürften folgende Gesichtspunkte von Bedeutung gewesen sein.

Ein Brennofen und der ihm zugeordnete Kühler reagieren sehr empfindlich auf Änderungen der Betriebsverhaltnis.se. Der plötzliche Ausfall eines Antriebs oder aucfc nur die Änderung einer Antriebsgeschwindigkeit können nicht nur schwerwiegende Änderungen der Produktqualität, sondern auch Schäden am Ofen und Kühler hervorrufen. Der Sicherheit des Ofen- und Kühlerbetriebs wird deshalb in der Planung große Sorgfalt zugewendet. Man stützt sich deshalb bei den Antrieben auf Energiequellen, die im allgemeinen von Schwankungen oder Ausfall nicht oder nur ausnahmsweise bedroht sind, nämlich im allgemeinen das öffentliche Elektrizitätsnetz. Eine von der Abwärme des Kühlers betriebene Turbine ist hingegen prinzipiell starken Leistungsschwankungen unterworfen. Das gilt nicht nur für das An- und Abfahren des Ofens und des Kühlers, sondern auch für betriebsbedingte Kühlerunregelmäßigkeiten, wie sie beispielsweise dann auftreten, wenn plötzlich eine ungewöhnlich große Materialmenge aus dem Ofen in den Kühler übertritt und dadurch eine ungewöhnlich große Kühlleistung zur Verfügung steht oder wenn eine Stockung im Materialfluß auftritt und dadurch die Kühlleistung absinkt. Man hat deshalb niemals ernsthaft erwogen, die Abwärmeleistung des Kühlers für den Antrieb von Kühler- oder Ofenelemenlen zu benutzen. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die negativen Folgen eines schwankenden Leistungsanfalls an der erfindungsgemäßen Turbine dann nicht kritisch in Erscheinung treten, wenn die Turbine zum Antrieb des Ventilators eines dem ersten, heißen Kühlerabscbnitt folgenden Kühlerabschnitts benutzt wird, und zwar vorzugsweise eines Kühlerabschnitts, der demjenigen Kühlerabschnitt nachgeschaltet ist, dem der Dampferzeuger für die Turbine zugeordnet ist.

Ferner spielt dabei eine Rolle, daß nicht irgendein Kühlerantrieb (beispielsweise der Vorschub) der Turbinenleistung überlassen wird, sondern der Antrieb eine¹; Kühlluftvcntilators. Bedenkt man nämlich den Fall, daß plötzlich in dem dem Dampferzeuger zugeordneten Kühlerabschnitt eine ungewöhnlich große Gutmenge anfällt, so steigt auch die Leistung der Turbine und damit die Leistung des Ventilators zur Kühlung dieser ungewöhnlich großen Gutmcngc. Wenn umgekehrt die Gutzufuhr stock! und dadurch die Leistung des

Dampferzeugers und Ht Turbine zurückgeht, wird auch weniger Kühlluft benötigt.

Schließlich spielt für die Erfindung auch die Erkenntnis eine Rolle, daß die Kopplung der TurbL-mit einem Kühlerventilator infolge der räumlichen ■-, Nähe der Aggregate, denen diese Teile zugeordnet sind, eine kostspielige Beförderung von Energie, Kühlluft oHer Dampf entbehrlich macht und daß deshalb auch eine Energieumwandlung in elektrischen Strom nicht erforderlich ist. Die Erfindung hat erkannt, daß die in Verhältnisse an el.iem Kühler für Brenngut somit ideale Vorauvjovunnren für einen direkten Antrieb eines Venliiaiors durch die Turbine bieten.

Wenn der Kühler derjenigen Bauart angehört, bei der dem ersten Kühlerabschnitt ein zweiter Kühlerabschnitt folgt, in welchem das Gut direkt von der Kühlluft durchströmt wird, kann vorgesehen sein, daß dieser zweite Kühlerabschnitt in einem geschlossenen Kreislauf mit dem Dampferzeuger von der Kühlluft durchströmt wird. Dies hat den großen Vorteil, daß nicht nur die Abwärme des zweiten Kühlerabschnitts gewonnen, sondern auch die verstaubte Kühlluft nicht abgeführt zu werden braucht, sondern dem Kü'nierabschnitt einschließlich ihres Staubgehaltes wieder zugeführt werden kann. In dem Kühlluftkreislauf kann vor dem Dampferzeuger ein Entstauber eingeschaltet sein. In vielen Fällen wird dies jedoch nicht notwendig sein, weil ein gewisser Staubgehalt des Gases den Wärmeübergang im Dampferzeuger verbessert und der Dampferzeuger leicht in solcher Weise ausgeführt jo werden kann (beispielsweise als Rauchrohrkessel in senkrechter Bauart), daß eine Staubablagerung auf den Wärmeübertragungsflächen nicht stattfindet. Bei dieser Ausführung hat die Erfindung nicht nur den Vorteil der Wärmenutzung, sondern auch der Vermeidung von Investitionen für die Entstaubung der Abluft des zweiten Kühlerabschnitts.

Die Turbine kann den Ventilator desselben Kühlerabschnitts betreiben. Vorzugsweise betreibt sie jedoch den Ventilator eines folgenden, dritten Kühlerabschnitts.

Wenn der Kühler von derjenigen Bauart ist, bei der dem ersten Uühlerabschnitt ein zweiter, indirekt kühlender Abschnitt folgt, wird gemäß der Erfindung als Kühlmedium in diesem zweiten Kühlerabschnitt Wasser verwendet, dessen Dampf der Turbine zugeführt ist. Die ^ Turbine treibt dann den Ventilator eines dritten, im allgemeinen ebenfalls indirekt kühlenden Kühlerabschnitts.

Zweckmäßigerweise ist für denjenigen Kühlerabschnitt, dessen Ventilator vcn der Turbine betrieben wird, eine Notkühleinrichtung für den Fall eines Antriebsausfalls vorgesehen. Diese Notkühleinrichtung braucht keine dem Ventilator vergleichbare Leistung zu haben. Sie braucht nämlich nur dann für eine allmähliche Auskühlung des Guts zu sorgen, wenn der Kühler aus irgendeinem Grunde (beispielsweise wegen irgendeines Schadens am Ofen) plötzlich stillgesetzt werden muß. In solchen Fällen steht genügend Zeit für die Auskühlung des betrachteten Kühlerteils zur Verfügung, so daß die Kühlleistung der Notkühleinrichtung lediglich einen *" kleinen Bruchteil der Normalkühlleistung zu erbringen braucht. Sie vermehrt daher den erforderlichen Invcstitionsaufwand nicht wesentlich. Es genügt, wenn sie auf natürlichem Zug in einem Kamin begrenzter Höhe beruhi

Die Erfindung wird im folgender: näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung eriüuu-· -'ie in zwei figuren in jeweils schemaUiClK₁ 5^:L;ienansiehi ?.wei /■· '"ührungsbeispiele veranschaulicht.

Gemäß Fig. I liefert ein Drehrohrofen 1 das heiße Η:.:η>ι«Ίη einem K.'ihler 2 zu, der mit einem gend?ien Siufenrost 3 innerhalb eines geschlossenen Kühierraums 4 ausgerüstet ist. Der Rost 3 wird von uiiiu/i abschnittsweise durch Ventilatoren 5—8 mit Kühlluft versorgt. Die Kühlluft innerhalb eines ersten Kühlerabschnitts 9. dessen Länge nichts /u iun haben muß mil der Länge der von den einzelnen Ventilatoren versorgten Rostabschnitte, wird dem Ofen als Sekundärluft zugeführt. Die Kühlluft des zweiten Kühlerabschnitts 10 wird durch eine Leitung 11 über Ventilator 7 im Kreislauf geführt. Es mag sein, daß ein Teil der vom Ventilator 7 dem Kühler zugeführten Kühlluft auch in den Ofen gelangt, während die von dem Ventilator 8 angesaugte Frischluft überwiegend in den Kreislauf gelangt; darauf kommt es aber für den Begriff des Kreislaufs nicht an. Auch der Ventüato ä könnte an die Leitung il anstelle des Ventilators 7 utlci'. üSäiziich zu diesem angeschlossen sein. Die Leitung 11 könnte auch an einen weiter vorne in der Kühlstrecke befindlichen Ventilator angeschlossen sein. Eine Regelung der hinzugefügten Kühlluftmenge ist möglich dank einer Frischluftklappe 12.

Im Kreislauf der Kühlluftleitung 11 liegen ein Entstauber 13, dessen Ausfall dem Kühlgut wieder zugeführt wird, und ein Dampferzeuger 14, der über Leitung 15 an die Turbine 16 angeschlossen ist. Diese treibt direkt einen Ventilator 17, der zu einem dritten Kühlerabschnitt 18 gehört, der in der in der DE-OS 20 10 601 beschriebenen Art als indirekter Kühler dem direkten Rostkühler nachgeschaltet ist. Bei der Kühlerausführung gemäß Fig. 2 ist der direkte Kühler 2 so bemessen, daß seine gesamte Kühlluft dem Ofen 1 zugeführt werden kann. Das Kühlgut wird dann dem indirekten Kühler 20 zugeführt, dem das Gut durch den Förderer 21 und eine Schurre 22 gleichmäßig oben aufgegeben wird. Durch eine Vielzahl von durch Kühlflachen begrenzten Schächten sinkt es dann nach unten, um durch das Band 23 abgezogen zu werden. Die Kühlflächen in einem oberen Abschnitt 24 des Kühlers 20 sind von Wasser gekühlt, wie dies durch das Symbol einer Rohrschlange 25 angedeutet ist, während die Kühlflächen in dem unteren Abschnitt 26 des Kühlers 20 von atmosphärischer Luft gekühlt werden, die durch einen Ventilator 17 gefördert wird, in den Rohrschlangen 25 des Kühlerabschnitts 24 wird Dampf erzeugt, der durch die der Einfachheit halber nur einfach dargestellte Leitung 28 der Turbine 16 zugeführt wird, die damit direkt den Ventilator 17 befeibt.

Auch in diesem Beispiel lassen sich somit drei Kühlerabschnitte unterscheiden, nämlich ein erster Kühlerabschnitt, der von dem direkten Rostkühler 2 gebildet ist, ein zweiter Kühlerabschnitt, der von dem wassergekühlten Abschnitt 24 des Kühlers 20 gebildet wird, und ein dritter Abschnitt, dessen Ventilator von der Abwärme des zweiten Kühlerabschnitts betrieben wird und der von dem luftgekühlten Teil 26 des Kühlers 20 gebildet isi.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunccr.

Claims

Patentansprüche:

1. Kuhler für Brenngut, dessen ersten Abschnitt eine vollständig dem Brenner als Verbrennungsluft zuführende Kühlluft durchslrömt und dessen zweiter Abschnitt mit einem von Abwärme desselben beaufschlagten Dampferzeuger verbunden ist, dessen erzeugter Dampf eine Turbine antreibt, d a durch gekennzeichnet, daß die Turbine (16) unmittelbar einen Ventilator (17) antreibt, dessen Kühlluft einen dem ersten Abschnitt folgenden Abschnitt (18,26) durchströmt.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft des von der Turbine (16) unmittelbar angetriebenen Ventilators (17) einen auf den zweiten Abschnitt (10, 24) folgenden dritten Abschnitt (18,26) durchströmt.

3. Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (24) als indirekt ίί-hlender Kühlerabschnitt mit Wasser als Kühlmedium ausgebildet ist, dessen Dampf die Turbine (16) antreibt.

4. Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für denjenigen Kühlerabschnitt (18, 26), dessen Ventilator (17) direkt von der Turbine (16) angetrieben ist, eine Notkühieinrichtung vorgesehen ist.

5. Kühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Notkühleinrichtung auf natürlichem Zug beruht und auf eine wesentlich geringere Kühlgeschwindigkrit als im Normalbetrieb ausgelegt ist.