DE3213294A1 - Roststab fuer muellverbrennungsanlage - Google Patents

Description

Von Roll AG

Cll-4 563 Gerlaf.ingen

Roststab für Müllverbrennungsanlage

Die Erfindung betrifft einen Roststab für Müllverbrennungsanlage mit einer Rostauflage und mit einem parallel zur Stabachse verlaufenden, die Rostauflage stützenden Steg und mit einer in den Feuerraum ragenden Stirnseite, wobei eine Seitenfläche des Stegs zusammen mit der zugehörenden Unterseite der Rostauflage als Wandelemente eines längs des Roststabs verlaufenden Strömungskanals ausgebildet sind.

In einer handelsüblichen Ausführung besteht der Rost aus kammartigen Gruppen von Roststäben. Innerhalb einer Gruppe sind die Stäbe untereinander gebündelt, um ein Abheben oder Herausfallen während des Betriebs zu verhindern. Dabei sind in Vorschubrichtung des Verbrennungsgutes mehrere solcher Gruppen hintereinander angeordnet. Durch eine treppenartige Stapelung hintereinander liegender Gruppen wird ein leichtes Gefälle für das Verbrennungsgut erreicht. Der Transport des Verbrennungsguts erfolgt durch Hin- und Herbewegen der Roststabgruppen in Längsrichtung. Dazu liegen die

Roststäbe auf einem in Längsrichtung beweglichen Querträger auf/wobei der Querträger auf einer Tragkonstruktion abgestützt ist. Das andere Ende der Roststäbe liegt gleitend auf der nachfolgenden Gruppe von Roststäben auf, so dass die Stäbe jeder Gruppe durch den Querträger mit frei wählbarer Amplitude in Längsrichtung hin- und herbewegbar sind.

Ein besonderes Problem bei derartiger Bauweise stellt die einwandfreie Kühlung der Roststäbe während des Betriebes dar. Die Roststäbe sind der ausserordentlich hohen Temperatur vom Brennraum her ausgesetzt, wobei sich die Temperatur einerseits je nach Verbrennungsgut und Betriebszustand des Ofens ändert und andererseits durch aufliegende isolierende Schlacke verändert wird. Dadurch könnten die Roststäbe leicht Schaden nehmen, wenn sie nicht durch besondere Massnahmen geschützt würden.

Zu diesem Zweck werden die Stäbe mit Luft gekühlt, die in Längsrichtung den Stäben entlanggeführt wird und durch Zwischenräume nebeneinander liegender Roststäbe, die im Bereich der Rostauflage vorgesehen sind, als vorgewärmte Verbrennungsluft dem Feuerraum zugeführt wird. Es hat sich nun in der Praxis erwiesen, dass die Kühlung noch nicht unter allen Betriebsbedingungen genügend gleichmässig erfolgt, so dass gelegentlich Schäden an den Roststäben auftreten. Ausserdera ist es von Nachteil, dass durch die Schlitze zwischen den Roststäben Schlacke nach

unten fällt, weswegen bei einer bekannten Vorrichtung eine spezielle Kammer zum Auffangen der durchfallenden Schlacke vorgesehen ist. Da die Schlacke gelegentlich im oder am Spalt hängen bleibt, wird eine gleichmassige Kühlung der Roststäbe ausserordentlich erschwert. Ausserdem brennen die Roststäbe im Bereich der Spalte relativ stark ab. Im Spalt hängende Asche oder Schlacke hat die Tendenz, sich zwischen die Roststäbe und die Querträger zu schieben, was zum Herausfallen der Roststäbe nach längerer Betriebszeit führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und durch konstruktive Massnahmen am Roststab eine gleichmässigere Kühlwirkung zu erreichen, eine höhere Standzeit für die Roststäbe sowie ein sicheres Betrxebsverhalten zur Aufrechterhaltung möglichst gleichmässiger Strömungsverhältnisse zu gewährleisten. Dies wird für einen eingangs definierten Roststab erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass

- die andere Seitenfläche des Stegs zusammen mit der entsprechenden Unterseite der Rostauflage als ergänzendes Wandelement eines solchen Strömungskanales ausgebildet sind,

- die Stirnseite eine Ausnehmung aufweist, welche einen Auslass des Strömungskanales in den Feuerraum darstellt,

das Ganze derart, dass bei bündig nebeneinander liegenden gleichartigen Roststäben Strömungskanäle vorgesehen sind, die im Bereich der Rostauflage und seitlich

praktisch abgeschlossen sind und nur einen an der. Stirnseite des Roststabs angeordneten Auslass in den Feuerraum aufweisen.

Durch diese Massnahme wird einerseits ein Durchfallen bzw. Hängenbleiben von Schlacke zwischen den Roststäben verhindert, wodurch ein Abbrand zwischen den Roststäben praktisch verhindert wird. Daraus resultiert eine höhere Lebensdauer für die Roststäbe. Andererseits wird ein definierter Strömungskanal für Kühlluft geschaffen, wodurch sich eine wesentlich gleichmässigere Kühlung der Roststäbe und damit wiederum eine höhere Lebensdauer ergibt. Wegen des gleichmässig über den gesamten Rost auftretenden DruckVerlustes ergibt sich eine wesentlich gleichmässigere Verteilung der Verbrennungsluft auf der Rostfläche, wodurch eine gleichmässigere und bessere Verbrennung weitgehend unabhängig vom Müllbett gewährleistet ist. Für die Roststäbe ergibt sich eine vereinfachte Lagerhaltung und einfachere Unterhaltsarbeiten, da nur wenige Typen von Roststäben gelagert werden müssen.

Durch die Massnahme gemäss Anspruch 2 wird ein wirksamer Strömungskanal für die Kühl-, und Verbrennungsluft geschaffen, obwohl der Kanal nach unten offen ist.

Besonders wirkunsvoll und vorteilhaft in gusstechnischer Ausführung ist die Ausbildung gemäss Anspruch 3.

Eine düsenähnliche Wirkung für den Luftauslass ergibt sich gemäss der Ausbildung nach Anspruch 4. Hierdurch wird der Verbrennungsvorgang auf dem Rost besonders wirkungsvoll gestaltet, ohne dass die Strömungsverhältnisse beim Kühlvorgang für die Roststäbe irgendeine negative Beeinträchtigung erfahren.

Eine weitere Verbesserung der Kühlwirkung ergibt sich bei Anwendung der Massnahrae gemäss Anspruch 5. Es entsteht eine verstärkte Wirbelbildung der Kühlluft an der zu kühlenden Wand, wodurch sich eine verstärkte Kühlleistung ergibt.

Die Massnahmen gemäss den Ansprüchen 6 und 7 verhindern zuverlässig ein Abheben der Roststäbe vom Querträger, wodurch die allgemeine Betriebszuverlässigkeit sowie gleichmässige Strömungsverhältnisse gewährleistet sind.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht der als Beispiel beschriebenen Rostanordnung,

Fig. 2 den Schnitt II-II gemäss Fig. 1 durch eine Gruppe nebeneinanderliegender Roststäbe,

Fig. 3 einen Roststab gemäss Fig. 2 mit den in der Beschreibung verwendeten Bezeichnungen,

Fig. 4 die Aufsicht auf einen Roststab gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 den Schnitt V-V gemäss Fig. 4,

Fig. 6 das Beispiel eines Niederhalters für einen Roststab,

Fig. 7 die mit einer Nut versehene Ausnehmung an einem Roststab, von der Seite gesehen, und

Fig. 8 die Darstellung gemäss Fig. 7, in Aufsicht.

Die Rostanordnung gemäss Fig. 1 besteht aus einer Tragkonstruktion 1 zur Aufnahme des Rostes unterhalb des Feuerraumes 2. Auf der Tragkonstruktion 1 sind feste Querträger 3a sowie bewegliche Querträger 3b angebracht. Die beweglichen Querträger 3b sind mit Hilfe eines Schlittens 4 auf der Tragkonstruktion 1 geführt. Die Querträger 3a und 3b dienen zur Aufnahme von Roststäben 5a, 5b. Und zwar liegen die Roststäbe mit einem an ihrem einen Ende angebrachten Auflagerelement, im Beispiel einer Ausnehmung 6 lose, auf den im Beispiel rohrförmigen Querträgern 3a bzw. 3b auf. Das andere Ende der Roststäbe stützt sich auf einer Gleitfläche im Bereich der Rückseite der Ausnehmung 6 einer nachfolgenden Gruppe von Roststäben ab. Jede Gruppe von Roststäben 5a bzw. 5b ist untereinander gebündelt, so dass die einzelnen Roststäbe nicht abheben und nicht herausfallen können. Zur Bündelung dienen verzugsweise Oeffnungen 7, durch welche in der Figur nicht gezeigte Haltevorrichtungen, beispielsweise Stäbe, gezogen sind.

Gemäss dem gezeigten Ausführungsbeispiel folgt auf eine Gruppe Roststäbe 5a, welche über Querträger 3a starr auf der Tragkonstruktion 1 aufliegen, eine Gruppe 5b, welche durch den Schlitten 4 von, einer nicht dargestellten Vorrichtung mit einstellbarer Amplitude parallel zur Vorschubrichtung des Verbrennungsgutes hin- und her bewegbar ist. Die Tragkonstruktion 1 ist unter einem Winkel oC gegenüber der Horizontalen geneigt, so dass die Rostauflagen 8 treppenstufenartig zum Ausgang des Feuerraums hin abfallen. Die Neigung ob beträgt im bevorzugten Ausführungsbeispiel ca. 15°.

- ίο -

Der in Fig. 2 gezeigte Schnitt durch eine Gruppe von nebeneinander liegenden Roststäben lässt erkennen, dass die Rostauflagen 8 praktisch ohne nennenswerten Spalt aneinander stossen, so dass eine praktisch ununterbrochene, nach unten abgeschlossene Rostauflagefläche entsteht. Die Rostauflage 8 ist durch einen Steg 9 abgestützt. Eine Seitenfläche 10 des Steges 9 bildet zusammen mit der Unterseite 11 der Rostauflage 8 die eine Wandhälfte eines Strömungskanals 12. Die andere Hälfte des Strömungskanals wird durch im Beispiel spiegelbildlich ausgeführte Wandelemente des benachbarten Roststabes gebildet, und zwar durch die Steg-Seitenfläche 13 und die Rostauflage-Unterseite 14. Die Stirnseite 15 des Roststabes weist eine Ausnehmung 16 auf, welche eine Oeffnung des Strömungskanals 12 zum Feuerraum 2 darstellt.

Damit der nach unten offene Strömungskanal 12 die gewünschte Funktion erfüllt, müssen die im folgenden anhand Fig. 3 beschriebenen Grössenverhältnisse erfüllt sein. Stellt a die Höhe der Stegseitenwand dar, b die Wandbreite an der Unterseite der Rostauflage, wobei beide Wandteile einen Winkel /3 einschliessen, so hat sich in der Praxis ergeben, dass zur Aufrechterhaltung einwandfreier Strömungsverhältnisse a grosser als 2b sein muss.

Für die Ausnehmung 16 wird eine Höhe h bevorzugt, welche ungefähr gleich der Höhe der Stegseitenwand a ist. Die Breite der Ausnehmung ist vorzugsweise kleiner als -g , wenn r die Breite der Rostauflage angibt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Breite r der Rostauflage etwa 5 cm, während die Länge des Roststabes etwa 50 cm

- li -

beträgt. Für den Winkel fi werden vorzugsweise Werte zwischen 120° und 135° gewählt. Bei diesen Abmessungen misst die Ausnehmung 16 im bevorzugten Beispiel σ = 4 mm und h = 55 mm. Werden die oben angegebenen Massverhältnisse eingehalten, liegen im nach unten offenen Strömungskanal 12 unter Betriebsbedingungen Verhältnisse vor, die seine Betrachtung als Strömungskanal erlauben.

Beim Betrieb der Anlage wird nämlich von der Unterseite des Rostes her mit Hilfe einer Zwangsbelüftung ein leichter Ueberdruck gegenüber dem Feuerraum 2 erzeugt, so dass sich eine Luftströmung entlang der Strömungskanäle 12 durch die Ausnehmung 16 hindurch in den Feuerraum ergibt. Da die Stege 9 sowie die Unterseiten 11 und 14 der Rostauflagen als einzige Kühlflächen für die Rostauflagen 8 dienen, wird die Kühlluft in den Strömungskanälen 12 sehr stark erhitzt, weshalb sich der Längsbewegung der Luft in Richtung des Auslasses 16 eine nach oben gerichtete Konvektionsbewegung überlagert, so dass eine Wirbelbildung der Kühlluft entlang den Seitenflächen 10, 13 und den Unterseiten 11 und 14 entsteht. Eine solche Turbulenz erhöht die Kühlleistung innerhalb der Strömungskanäle 12 auf besonders wirkungsvolle Weise. Die erhitzte Luft wird durch die Auslässe 16 als Verbrennungsluft dem Feuerraum 2 zugeführt.

Die Stegbreite χ gemäss Fig. 3 in der Uebergangszone zwischen der Unterseite 11 bzw. 14 der Rostauflage 8 und dem Steg 9 liegt im bevorzugten Ausführungsbeispiel im

r r

Bereich zwischen etwa -j und j, wenn r die oben erwähnte Breite der Rostauflage 8 ist. Für Roststäbe mit besonders hoher thermischer Beanspruchung wird eine Stegbreite χ gewählt, die näher bei -^- liegt, um durch die höhere Massenanhäufung einen besseren Wärmefluss und damit eine

bessere Kühlleistung zu gewährleisten. Für thermisch weniger stark beanspruchte Roststäbe genügt ein Wert für x, der eher im Bereich ?- liegt.

Die beschrieoene Kühlwirkung kann nochmals verbessert werden, wenn gemäss dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel der Steg 9 eines Roststabes nicht mit konstanter Breite ausgebildet ist, sondern mindestens einen Sprung 20 von einer ersten Breite d, auf eine in Strömungsrichtung folgende zweite, grössere Breite d_? aufweist. Durch diese Massnahme entstehen nicht nur die im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel genannten Verwirbelungen in vertikaler Richtung, sondern auch Verwirbelungen in Strömungsrichtung. Beide Arten der Verwirbelungen ergänzen einander in der Praxis zu einer besonders wirkungsvollen schraubenähnlichen Verwirbelung.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 ist der Sprung 20 am Fuss des Stegs 9 weniger.stark ausgeprägt als im Bereich der Rostauflage 8. Vorzugsweise wird ein kontinuierlicher Uebergang gewählt.

Selbstverständlich lassen sich sowohl längs des Stegs als auch an anderer Stelle weitere solche Sprünge vorsehen, sofern ein zusätzlicher Verwirbelungseffekt zu einer weiteren Erhöhung der Kühlleistung notwendig ist.

Zur Sicherstellung einer ununterbrochen gleichmässigen Auflage der Roststäbe auf den Querträgern 3a bzw. 3b kann gemäss Fig. 6 ein Niederhalter 21 vorgesehen sein, der die Ausnehmung 6 nach unten so verschliesst, dass ein Abheben der Roststäbe während des Betriebes nicht möglich ist, sondern erst nach Lösen oder Verstellen der Niederhalter.

Dein gleichen Ziel dient die Ausgestaltung der Ausnehmung 6 am Roststab gemäss Fig. 7. Eine Nut 22 ist so in der Ausnehmung angebracht, dass sie den Querträger 3 umschliesst, dabei aber nach unten offen ist. Dadurch kann sich eventuell eindringende Asche oder Schlacke nicht zwischen dem Roststab 5 und dem Querträger 3 festsetzen. Allenfalls eindringendes Material wird viel- . mehr durch die Nut 22 nach unten heraus befördert. Die Auflage der Roststäbe ist daher immer gleichmässig, wodurch sich ein sicheres und glexchmässiges Betriebsverhalten ergibt.

Leerseite

Claims (7)

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   Roststab für Müllverbrennungsanlage

   Patentansprüche

   Roststab für Müllverbrennungsanlage, mit einem Auflagerelement (6) zum Eingriff in einen Querträger (3a, 3b), mit einer Rostauflage (8) und mit einem parallel zur Stabachse verlaufenden, die Rostauflage stützenden Steg (9) und mit einer in einen Feuerraum (2) ragenden Stirnseite (15) , wobei eine Seitenfläche (10) des Stegs zusammen mit der zugehörenden Unterseite (11) der Rostauflage als Wandelement eines längs des Roststabs verlaufenden Strömungskanals ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass

   - die andere Seitenfläche (13) des Stegs zusammen mit der entsprechenden Unterseite (14) der Rostauflage als ergänzendes Wandelement eines solchen Strömungskanals ausgebildet ist,

   - die Stirnseite (15; eine Ausnehmung (16) aufweist, welche einen Auslass des Strömungskanals in den Feuerraum (2) darstellt,

   das Ganze derart, dass bei bündig nebeneinanderliegenden gleichartigen Roststäben Strömungskanäle vorgesehen sind, die im Bereich der Rostauflage und seitlich praktisch abgeschlossen sind und nur einen an der Stirnseite des Roststabs angeordneten Auslass in den Feuerraum (2) aufweisen .

   _ η —
2. 2. Roststab nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (10) des Stegs und die zugehörende Unterseite (11) der Rostauflage in stumpfem Winkel (ß) zueinander angeordnet sind und dass die die als Wandelement wirksame Seitenfläche des Stegs eine Höhe (a) aufweist, welche grosser ist als die doppelte Breite der als Wandelement wirksamen Unterseite (11, 14) der Rostauflage (8).
3. 3. Roststab nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (ß) zwischen der Stegseitenfläche und der zugehörenden Unterseite der Rostauflauflage im Bereich zwischen 120 und 135° liegt.
4. 4. Roststab nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (16) eine Breite (c) aufweist, welche kleiner ist als 1/8 der Roststabbreite (r) und dass die Höhe (h) der Ausnehmung grössenordnungsmässig der wirksamen Steghöhe (a) entspricht.
5. 5. Roststab nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Stegs (9) mindestens in einem Sprung (2) von einer ersten Breite (d..) auf einen zur Ausnehmung (16) hin grösseren zweiten Breite (d_) übergeht.
6. 6. Roststab nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem Niederhalter (21) im Bereich des Auflagerelementes (6) in Verbindung steht, wobei der Niederhalter mit dem Querträger (3a, 3b) zusammenwirkt, um ein Abheben des Roststabs vom Querträger zu verhindern.
7. 7. Roststab nach Patentanspruch 1, wobei das Auflagerelement (6) als eine auf die Querschnittsform des Querträgers (3a, 3b) abgestimmte Ausnehmung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung mit einer umlaufenden, nach unten offenen Nut (22) versehen ist.