DE3313615A1

DE3313615A1 - Rostblock eines rostbelages zu einem verbrennungsrost zur muellverbrennung

Info

Publication number: DE3313615A1
Application number: DE19833313615
Authority: DE
Inventors: Bruno Uerikon Andreoli
Original assignee: Von Roll AG
Current assignee: Von Roll AG
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1983-11-17
Anticipated expiration: 2003-04-15
Also published as: IT1160850B; SE458473B; FR2526920B1; FI72593B; JPS58205015A; FI831668A0; ATA113583A; CH669447A5; ES281084U; SE8302217L; AT392150B; ES281084Y; FI72593C; FR2526920A1; DE3313615C2; IT8320579A0; AU1309983A; FI831668L; SE8302217D0; US4463688A

Description

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Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost zur Müllverbrennung

Die Erfindung betrifft einen Rostblock eines
Rostbelages zu einem Verbrennungsrost zur Müllverbrennung mit dachziegelartig zueinander und auf einem zur Horizontalen geneigten Rostgerüst angeordneten Rostblöcken.

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 Verbrennungsunterlaqe mit Belüftungseinrichtung sowie als Transportvor-

richtung für das Brenngut mit beispielsweise alternierend festen und bewegbaren Rostabschnitten verhältnismässig komplex und vielteilig ausgeführt ist, und zudem solch ein Verbrennungsrost als Bestandteil eines Regelkreises, von dem entsprechend schnelle Antwort auf einen Regeleingriff erwartet wird, einen bestimmten Grad an Präzision seiner Dynamik nicht unterschreiten darf, 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 Rosttemperatür. 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 Ueberhitzung des Rostbelages infolge Wärmestau führt zu einer erhöhten Korrosions- bzw. Verzunderungsrate und letztlich zur vollständigen Zerstörung von Rostbelagteilen

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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 ausnahmslos wird im Stand der Technik mindestens ein Tteil 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 Primär luft 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 Ueberlastung des Rostteiles und zum erhöhten Verschleiss sowie zu grösseren Verzunderungsr^ten 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 die in den Patentansprüchen angegebenen, kennzeichnenden Teile der Erfindung gelöst.

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

Fig. 1a - 1d in schematischer Darstellung Ausführungsformen eines Rostblocks, die zu Betriebsstörungen führen,

Fig. 2 die Anordnung von Rostblöcken zueinander,

Fig. 3a + 3b die Ausführungsform eines Rostblocks gemäss der Erfindung, und

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

Die Figuren 1a bis 1d 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 Oeffnungen 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 1a zeigt eine nasenförmige, über die ganze Breite der Stirnseite des Rostblocks verlaufende Auskragung 2,an deren Unterseite die Lüftdurchtrittsöffnung 5a spaltförmig ausgeführt ist. Ueber hier nicht näher dargestellte Luftleitelemente gelangt ein Teil des Kühlungsluftstroms L an die spaltförmige Oeffnung 5a und tritt dort im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Rostblocks 1, 1¹ aus. Die Rostblöcke stehen, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, dachziegelartig angeordnet schräg aufeinander? die ausströmende Sekundärluft trifft also bei der eben beschriebenen Rostblockaus-

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führung 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 Ueberhitzungen zunehmend zu Verbackungen, wobei die spaltförmige Oeffnung langsam "zuwächst". An dieser Stelle kommt die Temperaturführung lokal zum Erliegen, und mit der Ueberhitzung setzt eine rasche Verzunderung ein.

Um diesem Zustand abzuhelfen, wurde, wie Figur 1b zeigt, das direkte Anströmen des folgenden Rostblocks mit Primärbrennluft vermieden; die Strömungsführung wurde um 90° von der Stirnseite des Rostblocks 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, die wuchsen langsam zu, die Verzunderung setzte ein, und die Rostblöcke mussten ausgewechselt werden.

Ein Weglassen solch offensichtlich anfälliger, spaltförmiger Luftaustrittsöffnungen zugunsten düsenartiger, kreisrunder Oeffnungen war angezeigt. Dies ist in Figur 1c dargestellt. Um das brennende Müllbett ausreichend mit Sekundärluft zu belüften, wurden die Oeffnungen 5c auf der Stirnseite 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, was natürlich wieder zur Verzunderung und Zerstörung des Rostblocks führte.

Figur 1d 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 erwehrten. Die Anordnung der Luftaustrittsöffnungen oberhalb der Mitte der Rostblockfront bringt die für Verstopfung anfälligen Oeffnungen 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 1d durch einen entgegengesetzten Pfeil A dargestellt ist. Die sich bildende Anreicherung von Fremdstoff en 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 sowie einer stirnseitigen, in Figur 3b der geschnittenen, seitlichen Ansicht gezeigten Abschrägung 12. In der Projektion auf die Stirnseite sind in bezug auf die Ausblasöffnungen 15 und die Frontfläche unterhalb der Abschrägung folgende Proportionen, wie in Figur 4a gezeigt, einzuhalten:

I₁ ist die grössere Länge der Ausblasöffnung,

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♦ t · ■ · ·

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I₂ ist die kleinere Länge der Ausblasöffnung,

L ist die grössere Länge der Stirnfläche ohne Abschrägung,

2 ist die kleinere Länge der Stirnfläche ohne Abschrägung, f ist die Fläche der Ausblasöffnung, F ist die Fläche der Stirnfläche,

dann gilt folgender, die Proportionen bestimmender Zusammenhang:

(I) L : L- < I₁ : 1_, wenn L. ä L₃; 1. >

(II) 20 £ ~ F : nf < 40, η ganzzahlig positiv

in folgender, auf die Stirnfläche F bezogener Lage:

(III) L_{1 (W)} x L_{2 (1}__j} = kY_±j Teilfelder,

i = j ganzzahlig positiv

Vorzugsweise beträgt:

L : L₂ s 1,7 bei einer Blockbreite L" s 206 mm;

I₁ : I₂ s 2,2

^ F : nf s 34 - 38 und n = 2

Praktisch ausnahmslos bewährt hat sich bei den gegebenen Dimensionen die Anordnung von zwei Ausblasöffnungen in den Zonen Z und Z... gemäss Figur 4b. Variationen in den Zonen Y₁ und Y₁_ 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 gleichmässige Aufteilung der durch L₁ χ L_ gebildeten Frontfläche zu verstehen; Z₁₁ bedeutet das 1/16-Feld oben links und Z . das 1/16-Feld oben rechts. L₁ und L_ sind dabei in vier gleich grosse Abschnitte aufgeteilt. Weniger eingeschränkt ist die Y-Aufteilung gemäss Figur 4c, eine Aufteilung in drei Abschnitte ergibt grössere Felder zur Anordnung der Ausblasöffnungen. Ausserhalb der Felder Y₁₁ und Y₁- 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 Steg 30 und eine mit ihm korrespondierende, parallellaufende Dachseite 31 wird ein schräg abfallender Ausblaskanal 33 geschaffen, dessen Schräge in diesem Beispiel bzw. in bezug auf die gegebene Dimensionierung einen Winkel α zwischen 15° und 25° zur Rostblockoberkante 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 zusammengefasst. Mit der Zahl 6 ist ein dafür nötiger Haltebügel bezeichnet. Der Ausblaskanal 33 mündet in die Ausblasöffnung 15 und erzeugt bei einem von der Mündung weggerichteten, sich ausweitenden Luft-

strahl L, der ohne die Strahlablenkwirkung eines sich auf dem Rost befindenden Müllbetts gerade noch über die Kante der Abschrägung 31 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 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 MuIl^ 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 massgebliche Wirkung haben.

Claims

- y- Von Roll AG., Gerlafingen / Schweiz Rostblock eines Rostbelages' zu einem Verbrennungsrost zur Müllverbrennung PATENTANSPRÜCHE

1. Rostblock eines Rostbelages zu einem Verbrennungsrost für Müllverbrennung mit dachziegelartig zueinander und auf einem zur Horizontalen geneigten Rostgerüst, welcher Rostblock Einrichtungen zur Zwangskühlung und zur Wegleitung der Kühlungsluft in das zu verbrennende Müllbett als Primärverbrennungsluft aufweist, gekennzeichnet durch am Kopfteil des Rostblocks (10) angeordnete, aus einem Ausblaskanal (33) ausmündende Ausblasöffnungen (15) folgender Dimensionen:

L₁ : L- < I₁ : 1,,, wenn L₁ 2 L-; I₁ 2 1-20 S ^ F : nf S 40, η ganzzahlig positiv

und folgender, auf die Frontfläche 10¹ des Kopfteils bezogener Lage:

^L1 (1-i) ^{X L}2 (1-j) = ^kYij Teilfelder, .1 = j ganzzahlig positiv

wovon k - η Teilfelder verworfen und die Ausblasöffnungen in den verbleibenden Teilfeldern angeordnet werden.

2. Rostblock nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Dimensionierung der Ausblasöffnung -~ F : nf == 34 - 38 bei η = 2 und der Lage L₁ V_1-* ^{x L} _? μ-·\ ⁼ ^^{6 γ}· · ^^ei i = j = 4 mit Verwerfung von k - η = 14 Teilfeldern ausser Y₁₁ und Y₁., in welchen die Ausblasöffnungen (15) angeordnet sind.

3. Rostblock nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch jeweils einen zur Rostblockoberkante in einem Winkel weggeneigten Ausblaskanal (33), der in die Ausblasöffnungen (15) einmündet.

4. Rostblock nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Winkel α (Figur 3b) des Ausblaskanals (33) zur Rostblockoberkante von 15° bis 25°.