DE9312738U1 - Rostelement für Vorschubroste, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rostelement, das infolge seiner neuen, konstruktiven Ausgestaltung zur Bildung eines Vorschubrostes sehr gut geeignet ist. Besonders günstig ist dieses Rostelement bei Müllverbrennungsanlagen einzusetzen, bei denen das zu verbrennende Gut auf schräg abwärts geneigten, treppenartig ausgebildeten Vorschubrosten taktweise vorwärts bzw. abwärts bewegt und dabei verbrannt wird.

Solche Vorschubroste sind bekannt. Sie werden bei der Verbrennung vor allem von schwer brennbaren Stoffen, wie z.B. Braunkohle und in neuerer Zeit bei der Verbrennung von Müll eingesetzt. Bekanntlich treten bei der Verbrennung schwerentzünd-1icher Stoffe, insbesondere von Müll, Schwierigkeiten auf, die durch Verklumpung des Verbrennungsgutes bedingz sind. In Müllverbrennungsanlagen sollen die brennbaren Komponenten des vielfältig zusammengesetzten Mülls vollständig verbrannt werden. Dies ist zur Vermeidung brennbarer Abgase und zur Energiegewinnung erforderlich. So werden in Großstädten zunehmend Müllverbrennungsanlagen zur Energiegewinnung konzipiert, bei denen die Verbrennungsenergie in elektrische Energie umgewandelt oder als Wärmeenergie an Fernheizsysteme übergeben wird.

Bei der Müllverbrennung treten nun Probleme vielfältiger Art auf. Das Gut fällt feucht und verklumpt an und ist deshalb schwer entzündlich. Es muß während des Verbrennungsvorganges ständig bewegt werden, daß die Klumpen zerkleinert werden und daß die brennbaren Bestandteile ständig von Verbrennungsluft umspült werden. Infolge der hohen Temperaturen im Verbrennungsraum kommt es zu Einbrennungen des Gutes auf der Rostoberfäche und geschmolzene Metall- und Kunststoffbestandteile können sich in den Fugen zwischen den Rostelementen festsetzen. Dies ist besonders nachteilig bei Vorschubrosten, bei denen zusätzlich Verbrennungsluft von unten durch den Rost hindurch geblasen wird, die zur Verbrennung und zur Auflockerung des Verbrennungsgutes dienen soll.

Die vorliegende Erfindung geht von dem Stand der Technik aus, den Rostelemente für schräg abwärts geneigte Vorschubroste

darstellen, bei denen die stufenartigen Roststäbe aus Rostelementen zusammengesetzt sind und bei denen zusätzliche Verbrennungsluft von unten durch den Rost hindurch an das auf dem Rost liegende Verbrennungsgut herangeführt wird. Solche Rostelemente sind bekannt. Die Erfindung geht von dem Stand der Technik aus, bei dem die aus parallel nebeneinander angeodneten Rostelementen gebildeten Roststäbe treppenartig schräg übereinander angeordnet sind, wobei jedes Rostelement mit seinem vorderen Ende flächig auf der Oberseite des darunterliegenden Rostelementes aufliegt und jeder Roststab mit seinen Rostelementen parallel zu dieser Auflagefläche verschiebbar ist. Der Vorschubbetrieb erfolgt dann gesteuert in der Weise, daß zuerst der oberste Roststab nach vorn in Tranportrichtung des Verbrennungsgutes bewegt wird, während die darunterliegenden Roststäbe stillstehen. Hierbei wird das Verbrennungsgut durch die Vorderkanten der Rostelemente um eine kleine Wegstrecke nach vorn geschoben. Das Verbrennungsgut fällt dann auf den nächsten Roststab, bzw. auf dessen Rostelemente. Im weiteren Verlauf werden dann jeweils die oberen Roststäbe gemeinsam gegen die jeweils gemeinsam festgehaltenen unteren Roststäbe verschoben, so daß schließlich alle oberen Roststäbe gemeinsam gegen den letzten unteren, feststehenden Roststab verschoben werden. Dann beginnt der gesamte Vorgang von neuem. Auf diese Weise bewegen sich alle parallelen Rostelemente eines Roststabes nur um eine kleine Wegstrecke auf der Oberseite der darunterliegenden Rostelemente des nächsten RostStabes, der hierbei stillsteht. Die Rostelemente sind mit ihrem hinteren Ende schwenkbar auf einer Achse angeordnet und stützen sich vorne auf der Oberfläche der darunterliegenden Rostelemente auf. Somit bildet jeweils eine solche Achse mit den parallel auf ihr angeordneten Rostelementen einen Roststab.

In der EP 0170803 wird ein Roststab- Element vorgeschlagen, das aus einem Trägerteil aus abrieb- und schlagfestem Material und einem Kopfteil aus thermisch besonders widerstandsfä-

higem Material besteht. Das Kopfteil wird mittels seiner beiden, nach unten ragenden Flanschen lösbar am Trägerteil befestigt.

Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist das Fehlen irgendwelcher Luftdurchlassöffnungen zum Feuerraum hin und die direkte Verbindung zwischen Trägerteil und Kopfteil ohne eine Wärmeisolierung zwischen diesen beiden Teilen. Dadurch kann es nämlich zu Verspannungen bzw. Lockerungen der Verbindung durch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden verschiedenen Werkstoffe kommen.

Aus der DE 39 26 125 ist ein Rostbelag bekannt, bei dem jeweils zwei nebeneinanderliegende Roststabelemente jeweils einen Strömungskanal bilden, der der durch den Roststabrücken und dessen stützende Stege begrenzt ist und durch im Roststabkopf angeordnete Ausnehmungen Auslaß zum Feuerraum hat. Die Erfindung geht dabei von der Aufgabe aus, einen Rostbelag mit gezielter Luftführung zu schaffen, bei dem die Standzeiten des Rostbelages wesentlich verlängert werden können. Die Lösung dieser Aufgabe wird hierbei darin gesehen, daß leicht auswechselbare Schleißplatten vorgesehen sind, deren anteiliges Gewichtsverhältnis zum Roststabelement ca. 1:6 beträgt. Diese bekannte Ausführung hat Nachteile. So strömt, wie beim übrigen Stand der Technik auch, die zur verbrennung zusätzlich durch den Rost hindurch zugeführte Luft durch Öffnungen, die im Kopf des Roststabelementes und zwar oberhalb der Schleißfläche der nächsten, darunterliegenden Schleißplatte angeordnet sind. Diese Art der Luftführung ist nicht geeignet, das Verbrennungsgut aufzulockern, was besonders bei feuchtem Müll erforderlich ist. Außerdem fehlt bei Luft- Auslaßöffnungen, die oberhalb der Verschiebefläche zwischen Rostelement- Unterseite und der darunter liegenden Schleißplatte angeordnet sind, eine mechanische Einwirkung auf zurückfließendes Schmelzmaterial, das diese genannten Luft- Auslaß- Öffnungen verstopft, zumal der Luftdruck in den Auslaß- Öffnungen bei dieser Ausführungsform nicht ausreicht, um flüssige oder festbackende Schlacken wegzublasen. Ein weiterer Nachteil dieses

bekannten, als Rostbelag bezeichneten Rostelementes besteht darin, daß die Schießplatten lose aufgelegt werden. Dies hat zur Folge, daß beim schrittweisen Vorschieben des Verbrennungsgutes durch den Kopf des Rostelementes dessen Unterseite nicht plan auf dem Schleißelement der nächsten darunterliegenden Stufe aufliegt, dadurch wird angebackene Schlacke nicht abgekratzt. Dieser Vorgang wird auch nachteilig dadurch begünstigt, daß beim vorwärtsbewegen des Kopfes des Roststabelementes eine Kippwirkung auf die Schleißplatte nach vorn ausgeübt wird, wodurch sich Schlacke und Asche zwischen der Unterseite der Schleißplatte und der Oberseite des Roststab-Elementes ansetzen kann, was zur Folge hat, daß die Unterseite des Roststabelementes nicht mehr plan auf der nächsten Schleißplatte aufliegt.

Um die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Rostelement für Vorschubroste, insbesondere für Müllverbrennungsanlagen zu schaffen, das folgende Bedingungen erfüllen soll:

- Das Rostelement soll aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein,

- die dem Feuerraum zugekehrten Teile sollen aus schlagfestem, feuerfestem, abriebfestem Material mit einer glatten Oberfläche bestehen, auf der das Verbrennungsgut nicht anbacken kann,

- diese einzelnen Teile sollen fest, aber lösbar miteinander verbinbar sein, wobei zwischen den, dem Feuerraum zugekehrten Teilen und den übrigen, zur Befestigung dienenden Teile eine wärmeisolierende Schicht in Form eines Luftspaltes oder eines feuerfesten Materials mit schlechter Wärmeleitfähigkeit angeordnet sein soll,

- die öfter auszuwechselnden Verschleißteile sollen im Verhältnis zum Gesamtvolumen des Rostelementes nur ein kleines Volumen haben, um die Gesamtkosten zu verringern,

- die zusätzlich unter dem Rost zugeführte Verbrennungsluft soll am Kopf des Rostelementes direkt über der Fläche in Vorschubrichtung des Rostelementes austreten, auf der der

Kopf des Rostelementes mit seiner Unterseite auf der Oberseite des nächsten, darunterliegenden Rostelementes aufliegt, wobei die Austrittsöffnungen für die Luft so ausgestaltet sein sollen, daß die Luft strahlenförmig mit großer Geschwindigkeit und gezielt austritt und

- die einzelnen Teile des Rostelementes sollen leicht auszuwechseln sein.

Diese Aufgabe wird durch die Schaffung eines Rostelementes gemäß der Beschreibung, der Zeichnungen und den Schutzansprüchen gelöst,
die Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert.

Es zeigt:

Fig.l eine Vorderansicht einer Anordnung von erfindungsgemaßen Rostelementen in einer Ausführungsform, bei der die dem Feuerraum zugekehrten Teile von den Befestigungsteilen durch einen Luftspalt getrennt sind,

Fig.2.1 einen Teilschnitt I-I gemäß Fig.l, Fig.2.2 einen Teilschnitt II-Il gemäß Fig.l,

Fig.3 eine Vorderansicht einer Anordnung von erfindungsgemäßen Rostelementen in einer Ausführungsform, bei der die dem Feuerraum zugekehrten Teile von den Befestigungselementen durch ein feuerfestes, vliesartiges Material getrennt sind,

Fig.4 einen Schnitt III-III gemäß Fig.3 und

fig.5 einen Schnitt IV-IV gemäß Fig.4 mit nebeneinander angeordneten Rostelementen.

In Fig.2.1, Fig.2.2 und Fig.4 sind die erfindungsgemaßen Rostelemente 1 in Betriebsstellung gezeigt. Sie sind parallel zueinander mit ihren hinteren Enden auf Achsen 2 aufgelegt, die auf einer Linie miteinander fluchten, die um den Anstellwinkel

gegen die Horizontale geneigt ist. Dieser Anstellwinkel beträgt ca.25°. Die Auflagefläche 1.7 des Stufenelementes 1.4 ist in Vorschubrichtung des Rostelementes gemäß dem Pfeil 11 um den Neigungswinkel um ca.3 bis 4° abwärts geneigt.

Die Rostelemente l werden gesteuert in Richtung des Pfeiles Ii hin und her bewegt. Um dies zu gewährleisten, liegen die Achsen 2 auf bekannte Weise beidseitig auf Halterahmen 4 auf.

Das Stufenelement 1.4 besteht aus einem feuerfesten Material, vorzugsweise aus Keramikmaterial, das mit der Handelsbezeichnung SIC 90 bekannt ist. Solches Material hat eine glatte, abriebfeste Oberfläche und läßt Anbacken von Schlacke nicht zu. Wesentlich für die Erfindung ist es, daß das Material, aus dem das Stufenelement 1.4 hergestellt ist, die erwähnten Eigenschaften besitzt und zu beliebigen Formen zu sintern bzw. zu gießen ist.

Unabhängig von der Ausführungsform des Stufenelementes 1.4 kann dieses, im Rahmen der Erfindung, auf zwei Arten wärmeisoliert mit dem Befestigungselement 1.8 verbunden werden.

So kann das Stufenelement 1.4 am Befestigungselement 1.8 mittels Halteklammern 20 befestigt werden, deren Enden im Stufenelement eingebettet sind, wie aus Fig.2.1 bzw. Fig.2.2 ersichtlich ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Stufenelement 1.4 vom Befestigungselement 1.8 durch einen Luftspalt getrennt, der als Wärmeisolierschicht wirkt. Am vorderen Ende des Stufenelementes 1.4 ist eine Führungsplatte 1.3 angebracht, deren Unterseite im Betriebszustand auf der Schleißplatte 1.2 plan aufliegt, deren Oberfläche mit der Auflagefläche 1.7 fluchtet. Über der Auflagefläche 1.7 sind in der Führungsplatte 1.3 mehrere parallele Luftkanäle l.l angeordnet. Diese Luftkanäle l.l sind durch Stege unterteilt, wodurch die ausströmenden Luftstrahlen im Querschnitt verringert werden, wodurch die Luftgeschwindigkeit vergrößert wird. Diese hohe Luftgeschwindigkeit, ausgehend von einem Luftüberdruck von ca.60 bis 80 mbar bewirkt nun eine Verwirbelung des Verbrennungsgutes, wodurch eine schnellere und vollständige Verbrennung erreicht wird. Die Luft tritt in Richtung des Pfeiles 12 aus den Luftkanälen l.l aus.

In Fig.2.1, Fig.2.2 und Fig.4 ist strichpunkiert die Stellung eingezeichnet, die das Rostelement l nach dem Ausfahren nach

vorn in Richtung des Pfeiles Il erreicht. Um diese Weglänge wird hierbei das auf dem Stufenelement 1.4 liegende Verbrennungsgut nach vorn geschoben. Bei der Rückwärtsbewegung des Stufenelementes 1.4 kann auf dessen Auflagefläche 1.7 liegendes geschmolzenes Material infolge des Neigungswinkels von ca. 3 bis 4° nicht rückwärts unter die Führungsplatte 1.3 fließen. Als auswechselbares Teil ist eine Schleißplatte 1.2 vorgesehen, die im hinteren Bereich des Rostelementes l an diesem angeordnet ist und deren Oberfläche mit der Auflagefläche 1.7 fluchtet. Diese Schleißplatte besteht aus einem gegen Abrieb sehr widerstandfähigen Material. Sein Volumen beträgt im Verhältnis zum übrigen Volumen des Rostelementes l weniger als ein Zehntel desselben. Dies ist besonders wichtig, da diese Schleißplatte 1.2 öfter als andere Elemente ausgewechselt werdern muß und aus einem Material bestehen muß, das teurer als das des Befestigungselementes 1.8. Bei dieser Ausführungsform des Rostelementes l mit dem trennenden Luftspalt 1.6 ist das Stufenelement 1.4 mittels Halteklammern 20 am Befestigungselement 1.8 festgeschraubt, wobei die Halteklammern 20 mit Spreizarmen 20.1 versehen sind, die bei der Herstellung des Sufenelementes 1.4 in dieses eingebracht und unlösbar mit diesem verbunden sind. Die Schleißplatte 1.2 ist an einem Bolzen 1.2.1 befestigt, der durch eine Bohrung im Stufenelement 1.4 hindurchgeführt und unten am Befestigungselement 1.8 angeschraubt ist. Die Schleißplatte 1.2 ist auf der Oberseite des Stufenelementes 1.4 in einer Aussparung desselben angeordnet, so daß die Oberseite der Schleißplatte 1.2 mit der Auflagefläche 1.7 des Stufenelementes 1.4 fluchtet. Am hinteren Ende weist das Befestigungselement 1.8 eine zylindrische Aussparung 1.8.1 auf, deren Durchmesse dem der Achsen 2 entspricht. Mit diesen Aussparungen liegen die Rostelemente l auf den Achsen 2 auf, die ihrerseits an Halterahmen 4 befestigt sind, die gesteuert in Richtung der pfeile Il hin und her bewegt werden. Bei jeder Vorwärtsbewegung fährt das Stufenelement 1.4 bis in die strichpunktiert gezeichnete Funktionsstellung 1.4.1. Um diesen Betrag wird das Verbrennungsgut taktweise in Richtung des Pfeiles 10 vorwärts bewegt.

Wie aus Fig.l und Fig.2.2 ersichtlich, sind die Luftkanäle l.l parallel nebeneinander in der Führungsplatte 1.3 angeordnet. Ihre Austrittsöffnungen befinden sich nur wenige Millimeter über der Auflagefläche 1.7, sodaß die Luft in Richtung der Pfeile 12 direkt in den unteren Bereich des auf der Auflagefläche 1.7 liegenden Verbrennungsgutes einströmt und dieses aufwirbelt. Infolge der großen Luftgeschwindigkeit in den engen Luftkanälen l.l kann kein Verbrennungsgut und keine Asche in die Luftkanäle eindringen. Infolge der Vorwärtsneigung der Auflagefläche 1.7 um den Winkel von ca. 3 bis 4° kann auch kein Schmelzgut nach hinten zwischen die Auflagefläche 1.7 und die Unterseite der Führungsplatte 1.3 fließen.

Bei der Ausführungsform des Rostelementes l gemäß Fig.3, Fig.4 und Fig.5 ist das Stufenelement 1.4 am Befestigungselement 1.8 lösbar befestigt und zwar an seinem hinteren Ende durch Festklemmen mittels der Schleißplatte 1.2 und an seinem vorderen Ende durch die Schraubverbindung der Führungsplatte

1.3 mit dem Befestigungselement 1.8. Hierbei ist das Stufenelement 1.4 mittels eines durchgehenden Isoliervlieses 1.5 vollständig vom Befestigungselement 1.8 getrennt, wodurch eine weitgehende Wärmeisolierung erreicht wird.

Bei dieser Ausführungsform sind die parallelen Luftkanäle l.l direkt im unteren Bereich der Führungsplatte 1.3 angeordnet, so daß die Luft direkt über der Auflagefläche 1.7 ausströmt. Bei dieser Audführungsform dient die Schleißplatte 1.2 gleichzeitig zur Verbindung des Stufenelementes 1.4 mit dem Befestigungselement 1.8.

Unabhängig von den beiden Ausführungsformen des Stufenelementes 1.4 und des zugehörigen Befestigungselementes 1.8 besteht das Wesen der Erfindung darin, daß das aus keramischem, hochtemperaturbeständigem Keramikmaterial bestehende Stufenelement

1.4 fest und durch eine wärmeisolierende Schicht vom Befestigungselement 1.8 getrennt, an diesem befestigt ist und daß die Luftkanäle l.l direkt bzw. in unmittelbarer Nähe über der Auf-

lagefläche 1.7 angeordnet sind und zwar parallel zueinander und zur Bewegungsrichtung des Rostelementes in Richtung des Pfeiles 10.

Als Material für das Stufenelement 1.4 ist z.B. eine Keramik-Masse hervorragend geeignet, die unter der Handelsbezeichnung SIC 90 bekannt ist.

- 10 Bezugszeichenliste

1 Rostelement

1.1 Luftkanäle

1.2 Schleißplatte 1.2.1 Bolzen

l. 3 Führungsplatte

1.4 Stufenelement

1.4.1 Stufenelement, ausgefahrene Funktionsstellung

1.5 Isoliervlies

1.6 Luftspalt

l. 7 Auflagefläche

1.8 Befestigungselement 1.8.1 zylindrische Aussparung

1.9 Flansche

2 Achsen

3 Mittellinie

4 Halterahmen

10 Pfeil: Bewegungsrichtung Verbrennungsgut

11 Pfeil: Bewegungsrichtung Rostelement...hin/her

12 Pfeil: Luftaustritt

20 Halteklammern

20.1 Spreizarme

qL Anstellwinkel gegen Horizontale

&bgr; Neigungswinkel gegen Horizontale

Claims (3)

1. Schutzansprüche

   l. Rostelement für Vorschubroste, bei denen die Roststäbe treppenartig übereinander angeordnet sind und gesteuert hin und her bewegt werden und bei denen Luft von unten zugeführt wird, wobei die Rostelemente jeder Stufe parallel zueinander mit ihren hinteren Enden auf Achsen aufliegend, angeordnet sind und an ihrem vorderen Ende in der um ca.90° gegen ihre Vorschubrichtung abgewinkelten Kopfwand Luftaustrittsöffnungen aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Mermale:

   - ein Stufenelement (1.4) aus hochtemperaturbeständigem, hartem Keramikmaterial ist mit einem Befestigungselement (1.8) verbunden, das vom Stufenelement ganzflächig durch einen Luftspalt (1.6) oder ein, den Wärmedurchgang behinderndes Isoliervlies (1.5) getrennt ist,

   - am vorderen Ende des Stufenelementes (1.4) ist unten an demselben eine Führungsplatte (1.3) auswechselbar befestigt, die parallele Luftkanäle (l.l) mit eng begrenzten Luftaustrittsöffnungen aufweisen, wobei die Luftkanäle (1.1) parallel zur Bewegungsrichtung des Rostelementes (1) in Richtung des Pfeiles (11) angeordnet sind,

   - das Befestigungselement (1.8) weist am hinteren Ende eine zylindrische Aussparung (1.8.1) auf, deren Durchmesser dem der Achsen (2) entspricht, die ihrerseits an Halterahmen (4) befestigt sind, wobei die Achsen (2) in der nicht ausgefahrenen Stellung der einzelnen Rostelemente auf einer Mittellinie (3) miteinander fluchten, die um ca.25° gegen die Horizontale angestellt ist,

   - die Auflagefläche (1.7) des Stufenelementes (1.4) ist im Betriebszustand um ca. 3 bis 4° gegen die Horizontale in Vorschubrichtung des Verbrennungsgutes nach unten geneigt und

   - im hinteren Bereich des Stufenelementes (1.4) ist eine Schleißplatte (1.2) aus abriebfestem, temperaturbestän-

   digem Material auswechselbar angebracht, deren Oberfläche mit der des Stufenelementes (1.4) fluchtet.
2. 2. Rostelement nach Anspruch l dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenelement (1.4) mit dem Befestigungselement (1.8) unter Einhaltung des Luftspaltes (1.6) mittels Halteklammern (20) und den an diesen befestigten Bolzen (1.2.1) befestigt ist, wobei die Halteklammern (20) mittels der an ihnen befestigten Spreizarme (20.1) im Stufenelement (1.4) fest verankert sind und die Luftkanäle (l.l) nur wenige Millimeter über der Oberfläche der Schleißplatte (1,2), bzw. der Oberfläche des Stufenelementes (1.4) angeordnet sind.
3. 3. Rostelement nach Anspruch l dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenelement (1.4) mit dem Befestigungselement (1.8) durch Klemmen verbunden ist, wobei zwischen dem Stufenelement und dem Befestigungselement ganzflächig ein nicht brennbares, hochtemperaturbeständiges Isoliervlies (1.5) eingebettet ist und die Luftkanäle (l.l) direkt über der Oberfläche des Stufenelementes bzw. der des Befestigungselementes angeordnet sind.