EP0606551A1

EP0606551A1 - Walzenrost zum Betrieb eines Verbrennungskessels

Info

Publication number: EP0606551A1
Application number: EP93117853A
Authority: EP
Inventors: Rolf Becker
Original assignee: Rbu Rolf Becker Ingenieurgesellschaft fur Energie- und Umwelttechnik & Co KG GmbH
Current assignee: KOMATI GMBH & CO. KG
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2013-11-04
Also published as: DE59303319D1; EP0606551B1; EP0606551B2; DE4300636C1

Abstract

Um Verbrennungsgut, insbesondere Müll, in Verbrennungskesseln kontinuierlich fördern zu können, werden rotierende Rollen (2) verwendet, die im Abstand angeordnet sind und einen Förderrost bilden. Zwischen den einzelnen Rollen (2) sind Sperrelemente (9) angeordnet, die verhindern sollen, daß Verbrennungsgut zwischen den Rollen (2) nach unten durchfällt. Die Sauerstoffversorgung im Brennraum (1) erfolgt durch Gasdurchtrittsöffnungen (8) in den als Hohlrollen ausgebildeten Rollen (2), so daß eine möglichst gleichmäßige Sauerstoffbeaufschlagung des Verbrennungsgutes erfordert und ein hoher Kesselwirkungsgrad gegeben ist. Da zwischen den Sperrelementen (9) und den Rollenaußenseiten (12) jedoch ein Spalt (13) notwendigerweise vorhanden ist, wird ein Teil der Verbrennungsluft aufgrund des geringen Strömungswiderstandes durch diesen Spalt (13) geleitet, was aus Gründen einer guten und gleichmäßigen Verbrennung verhindert werden soll. Dazu wird vorgeschlagen, Dichtelemente (14) vorzusehen, die den Zwischenraum zwischen den Sperrelementen (9) und den Rollenoberflächen (12) zum Verbrennungsraum (1) hin abdichten und federnd an den Rollen (2) anliegen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzenrost zum Betrieb eines Verbrennungskessels, insbesondere für die Müllverbrennung, mit einem aus im Abstand angeordneten rotierenden Rollen bestehenden Förderrost für das Verbrennungsgut, wobei die Rollen Gasdurchtrittsöffnungen zur Einleitung von Luft und/oder Gas in den Verbrennungsraum bzw. das Verbrennungsgut aufweisen und zwischen benachbarten Rollen Sperrelemente zur Verhinderung bzw. Minimierung eines Durchrutschens von Verbrennungsgut durch die Zwischenräume zwischen den Rollen vorgesehen sind.
Derartige Verbrennungskessel werden nach dem Stand der Technik für die Müllverbrennung verwendet, wobei das zumeist aus organischen Abfällen bestehende Verbrennungsgut durch die rotierenden Rollen des Förderrostes durch den Verbrennungsraum zu seinem Ende hin gefördert wird, wo die verbrannten Bestandteile des Mülles als Grobasche anfallen.
Die Rollen weisen dabei Luftdurchtrittsöffnungen zur Einleitung von Verbrennungsluft in das Verbrennungsgut bzw. den Verbrennungsraum auf. Diese gezielte Einleitung von Luft bzw. Sauerstoff ist erforderlich, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Verbrennungsgut, einen hohen Kesselwirkungsgrad und eine möglichst vollständige Verbrennung zu erreichen.
Aus dem DE-G 89 10 524.9 ist eine Rostwalze bekannt, bei der die Zuführungsschlitze für die Verbrennungsluft zwischen den Längsseiten benachbarter Roststäbe schräg angeordnet sind, so daß die Luftstrahlen ebenfalls schräg in die Brennstoffschicht austreten. Dadurch soll im Gegensatz zu radial ausgebildeten Schlitzen eine bessere Ausnutzung der Primärluft ermöglicht werden.
Der EP 0 124 826 A2 ist ein Walzenrost für eine Müllverbrennungsanlage zu entnehmen, bei dem die Roststäbe sich beim Betrieb relativ zueinander bewegen können, um so ein Zusetzen der Luftschlitze zu verhindern.
Darüber hinaus sind Anlagen bekannt geworden, bei denen sich zwischen benachbarten Rollen Sperrelemente befinden, die ein Durchrutschen des Verbrennungsgutes nach unten verhindern bzw. minimieren sollen. Die Außenkanten dieser Sperrelemente müssen einen gewissen Abstand zu den Rollenoberflächen aufweisen, wobei sie gleichzeitig als Abstreifer für an der Rollenoberfläche angebackenes Verbrennungsgut dienen können. Auf diese Weise sind zwischen den Sperrelementen und den Rollen Spalte vorhanden, durch die aufgrund des geringeren Strömungswiderstandes ein wesentlicher Teil der zugeführten Verbrennungsluft gedrückt wird, so daß keine optimalen Verbrennungsverhältnisse mehr herrschen und der Kesselwirkungsgrad insgesamt verringert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Walzenrost für einen Müllverbrennungskessel zu schaffen, bei dem eine möglichst gleichmäßige Luftzufuhr durch die Gasdurchtrittsöffnungen der Rollen erfolgt und die Müllverbrennung unter Erhöhung des Kesselwirkungsgrades verbessert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß den Zwischenraum zwischen den Sperrelementen und den Rollenoberflächen zum Verbrennungsraum hin abdichtende, federnd an die Rollen anliegende, sich in Längsrichtung der Rollen erstreckende Dichtelemente vorgesehen sind.
Durch die erfindungsgemäßen Dichtelemente erfolgt eine Abdichtung des Zwischenraumes zwischen den Sperrelementen, die gegebenenfalls auch als Abstreifer für die Rollenoberflächen wirken können, und den Rollenoberflächen zum Verbrennungsraum bzw. zum Luftzuführungsraum hin. Die Dichtelemente erstrecken sich dabei in Längsrichtung der Rollen und liegen federnd an die Rollen an, so daß durch die Federvorspannung eine vergleichsweise gute Dichtwirkung gegeben ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verbrennungskessels sind die Sperrelemente als zwischen benachbarten Rollen im Abstand zu diesen angeordnete Streifen ausgebildet, die sich etwa radial zu den Rollen erstrecken. Durch die an Halterungen befestigten Streifen wird auf einfache Art und Weise ein Durchrutschen von Verbrennungsgut verhindert und gleichzeitig werden bei dieser Ausgestaltung der Sperrelemente gute Möglichkeiten zur Anbringung der erfindungsgemäßen Dichtelemente geschaffen. Die Dichtelemente können nämlich einerseits unterhalb der Sperrelemente an deren Halterungen angeordnet sein, andererseits ist es auch möglich, sie an den etwa radial zu den Rollen sich erstreckenden Streifenflächen zu befestigen.
Bei letzterer Anordnung können die Dichtelemente direkt an den Sperrelementen angeordnet sein und gegebenenfalls gleichzeitig die Aufgabe von Abstreifern übernehmen, wobei es jedoch vorteilhaft ist, die Dichtelemente so anzuordnen, daß sie den Zwischenraum zwischen den Sperrelementen und den Rollenoberflächen an einer Stelle abdichten, die zuvor schon durch Abstreifelemente von Anbackungen gesäubert wurde. Auf diese Weise läßt sich eine bessere Dichtwirkung erzielen.
Um eine ausreichende Abstreifwirkung bei Minimierung des Durchrutschens von Verbrennungsgut zu erreichen, liegt der Abstand zwischen den Außenkanten des Sperrelementes und den jeweils zugehörigen Rollenumfangsflächen vorzugsweise zwischen etwa 10 und 30 mm. Dieser Abstand ist im wesentlichen bedingt durch Verschleiß bzw. den Durchmessertoleranzen der Rollen.
Der Abstand ist zweckmäßigerweise einstellbar, da er beispielsweise so an das jeweils zu behandelnde Verbrennungsgut angepaßt werden kann.
Um die Einstellung des Abstandes zu gewährleisten, können die Außenkanten der Sperrelemente durch an ihnen befestigbare Sperrprofile gebildet sein, die beispielsweise in entsprechende Langlöcher eingeschraubt sind und bei Bedarf radial zu den Rollen verschoben werden können. Dadurch läßt sich die Spaltbreite zwischen den Außenkanten der Sperrelemente bzw. Abstreifer und der Rollenumfangfläche sehr genau einstellen. Auch ein rasches Auswechseln der Profile ist dadurch gewährleistet.
Die Dichtelemente zur Abdichtung des Brennraumes vom Luftzuführungsraum unterhalb der Rollen erfolgt zweckmäßigerweise über Dichtelemente, die tangential an die Rollenumfangsflächen federnd anliegen. Wie bereits erwähnt, sollte dabei die Berührungszone zwischen den Dichtelementen und den Rollenumfangsflächen an einer Stelle liegen, an der durch die Wirkung der Sperrprofile bzw. Abstreifer auf den Rollenaußenseiten anbackendes Verbrennungsgut bereits entfernt wurde. Da die Rollen in Arbeitsrichtung mit gleichem Drehsinn angetrieben werden, ergibt sich somit eine Anordnung der Dichtelemente, bei der das linke Dichtelement tangential nach unten an die linke Rolle anliegt und das rechte Dichtelement tangential nach oben an die rechte Rolle anliegt, wenn die Drehrichtung der Rollen dem Uhrzeigersinn entspricht.
Die Dichtelemente weisen vorzugsweise ein kufenförmig gekrümmtes Endteil auf, das jeweils in die Rotationsrichtung der Rollen weist. Durch das kufenförmig gekrümmte Endteil ist es nämlich problemlos möglich, die Rollen entgegen ihrer üblichen Arbeitslaufrichtung zurücklaufen zu lassen, wenn dies aus bestimmten Gründen erforderlich sein sollte. Durch die kufenförmig vorstehende Form des Endteiles kann sich das Dichtelement nicht verhaken und hebt sich beim Rücklauf der Rollen entsprechend ab.
Wie bereits erwähnt, stehen die Dichtelemente unter Federvorspannung, wobei es vorteilhaft ist, die Federwirkung durch eine Hilfsfeder zu erhöhen, die die Berührungszone von Dichtelement und Rollenumfangsfläche gegen die Rollenumfangsfläche drückt. Dadurch wird einem Nachlassen der Federkraft der auf relativ hohe Betriebstemperaturen aufgeheizten Dichtelemente vorgebeugt und die Federwirkung insgesamt verstärkt. Die Dichtelemente bestehen zur Erhöhung der Biegesteifigkeit bzw. der Federwirkung vorzugsweise aus mehreren übereinander gelegten Federblechstreifen. Ein geeignetes Stahlmaterial ist beispielsweise die Stahlsorte NiCr 22 Mo 9 Nb. Dieser Stahl ist temperaturbeständig und auch bei hohen Temperaturen ausdauernd federelastisch.
Auf der den Rollen zugewandten Seite der Dichtelemente ist vorzugsweise eine verschleiß- und abriebfeste Streifenlage aus einem dazu geeigneten Edelstahl vorgesehen.
Insbesondere die das Kufenprofil bildende Streifenlage ist zweckmäßigerweise aus diesem Material gefertigt.
Die Federblechstreifen bzw. die verschleißfeste Streifenlage können durch Nieten oder Schweißpunkte miteinander verbunden sein, so daß die Herstellung der Dichtelemente nach bekannten Verfahren erfolgt. Die Federelemente sind mit ihrem Ende beispielsweise in Schraub- oder Klemmverbindungen eingespannt, die an der Halterung der Sperrelemente oder an ihnen selber mit Hilfe von Winkeln oder ähnlichen befestigt sind.
Um die Wirkung der Schwerkraft bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungskessel zur Förderung des Verbrennungsgutes nutzen zu können, sind die den Förderrost bildenden Rollen vorzugsweise in einer schiefen Ebene angeordnet, die in Richtung der Verbrennungsgutförderrichtung geneigt ist. Dadurch findet eine ausreichende Förderung der erzeugten Grobasche zum Ende der Verbrennungsstrecke hin statt, während der Anteil an Feinasche, der durch die relativ schmalen Gasdurchtrittsöffnungen in den Rollen nach unten durchtreten kann, vergleichsweise gering bleibt. Die Rollen sind vorzugsweise als Hohlrollen ausgebildet, deren Mantel die bereits mehrfach erwähnten Gasdurchtrittsöffnungen aufweist. Da die durch den Spalt zwischen den Rollen durchtretende Gasmenge bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungskessel praktisch gleich Null ist, erfolgt eine stärkere Beaufschlagung des Rollenmaterials mit Frischluft, so daß diese besser gekühlt werden und somit die Standzeit der Rollen bzw. des Verbrennungskessels erhöht wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Verbrennungskessel,
Figur 2: ein Sperrelement zwischen zwei benachbarten Rollen sowie zwei Dichtelemente gemäß Figur 1 in vergrößerter Darstellung,
Figur 3: das obere Dichtelement aus Figur 2,
Figur 4: das untere Dichtelement aus Figur 2,
Figur 5: eine vergrößerte Ansicht des unteren Nietbereiches aus Figur 4,
Figur 6: eine vergrößerte Ansicht des oberen Nietbereiches aus Figur 4,
Figur 7: eine Verbindung gemäß Figur 5 mit punktgeschweißten Blechlagen,
Figur 8: eine alternative Verbindung gemäß Figur 6 mit punktgeschweißten Blechlagen, und
Figur 9: den Übergangsbereich eines kufenförmig gekrümmten Dichtelementes gemäß Figur 3 bzw. 4.

In Figur 1 ist in einem Schnitt schematisch ein Verbrennungskessel für die Müllverbrennung dargestellt, der im wesentlichen aus einem Verbrennungsraum 1 besteht, in dessen unteren Bereich ein aus rotierenden Rollen 2 bestehender Förderrost 3 angeordnet ist, der die Aufgabe hat, das im Verbrennungsraum 1 befindliche nicht dargestellte Verbrennungsgut nach rechts zu fördern.
Die Rotationsrichtung der Rollen 2 ist durch die Pfeile 4 angedeutet.
Unterhalb des eigentlichen Verbrennungsraumes 1 befindet sich ein Luftzuführungsraum 5, in dem Luft durch Luftzufuhrkanäle 6 eingeblasen wird. Um die zugeführte Luft möglichst fein und gleichmäßig im Verbrennungsgut bzw. Verbrennungsraum 1 zu verteilen, weist der Mantel 7 der als Hohlrollen ausgebildeten Rollen 2 eine Vielzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 8 auf, durch die neben der erforderlichen Verbrennungsluft beispielsweise auch Gasgemische oder Verbrennungsgase in den Verbrennungsraum 1 eingeblasen werden können. (vgl. Fig. 2)
Um zu verhindern, daß Verbrennungsgut aus dem Verbrennungsraum 1 zwischen den Rollen 2 in den Bereich des Luftzuführungsraumes 5 rutscht, sind zwischen den Rollen 2 streifenförmige Sperrelemente 9 vorgesehen, die an vertikalen Halterungen 10 befestigt sind. Die streifenförmigen Sperrelemente 9 erstrecken sich in Längsrichtung der Rollen 2 und verlaufen etwa radial zu diesen.
Neben der Funktion als Sperrelement zur Minimierung eines Durchrutschens von Verbrennungsgut dienen die Sperrelemente 9 aufgrund der an ihnen befestigten Sperrprofile 11 gleichzeitig als Abstreifer für die Rollen 2. An den Rollenaußenseiten anhaftendes Verbrennungsgut wird durch die relativ nahe an den Rollen 2 liegenden Sperrprofile 11 gleichmäßig durch die Rotation der Rollen 2 ständig entfernt.
Um zu verhindern, daß durch den von den Sperrelementen 9 bzw. Sperrprofilen 11 und den Rollenaußenseiten 12 gebildeten Spalt 13 Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum 1 einströmt, was zu einer ungleichmäßigen Verbrennung mit verschlechtertem Wirkungsgrad führen würde, sind an den Halterungen 10 Dichtelemente 14 angeschraubt, die ebenfalls in Längsrichtung der Rollen 2 verlaufen und mit einer Berührungszone 15 federnd gegen die Rollenaußenseiten 12 anliegen.
Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Dichtelemente liegen an den Rollenaußenseiten 12 etwa tangential an und sind an ihrem freien Ende 16 kufenförmig gekrümmt, so daß auch ein Rücklauf der Rollen 2 ohne ein Verhaken der Dichtelemente 14 möglich ist.
Zur Erhöhung der Federkraft weisen die Dichtelemente 14 innenliegende Hilfsfedern 17 auf, die die Berührungszone 15 gegen die Rollenaußenseite 12 drücken bzw. das Dichtelement 14 federnd abstützen.
Die Dichtelemente 14 sind so angeordnet, daß das freie Ende 16 jeweils in Laufrichtung bzw. Umfangsrichtung der Rollen 2 weist.
Durch die beschriebenen Dichtelemente 14 wird der Verbrennungsraum 1 nahezu vollständig vom Luftzuführungsraum 5 getrennt. Eine Zwangsverbindung besteht lediglich durch die Gasdurchtrittsöffnungen 8 im Mantel 7 der Rollen 2. Durch diese Öffnungen 8 kann selbstverständlich auch ein geringer Anteil Feinasche treten, der in unterhalb der Rollen liegende Abführkanäle 18 fällt. (Fig. 1)
In den Figuren 3 bzw. 4 sind die Dichtelemente 14 aus Figur 2 jeweils in vergrößerter Darstellung gezeigt. In diesen Figuren ist zu erkennen, daß die Dichtelemente 14 bzw. die Hilfsfedern 17 aus drei aufeinandergelegten Federblechstreifen 19 bestehen, die mittels einer Klemmverbindung 20 und einem Winkel 21 an der Halterung 10 befestigt sind.
Das freie Ende 22 der Hilfsfeder 17 liegt gegen die Innenseite des inneren Federblechstreifens 23 frei an.
Auf der Außenseite des äußeren Federblechstreifens 24 befindet sich eine das Kufenprofil 25 bildende verschleiß- und abriebfeste Streifenlage 26, die die Berührungszone 15 bildet. Die Streifenlage 26 besteht aus temperaturbeständigem, abriebfestem Edelstahl.
Zur Verbindung der einzelnen Streifen des Dichtelementes 14 dienen zwei Nieten 27, wie dies vergrößert in Figur 5 bzw. 6 im Schnitt dargestellt ist.
Alternativ zu einer Nietverbindung können die einzelnen Federblechstreifen 19 auch beispielsweise durch Punktschweißen (28) miteinander verbunden sein. (Figuren 7 und 8)
In Figur 9 wird in vergrößerter Darstellung das freie Ende 22 der Hilfsfeder 17 gezeigt, die gegen den inneren Federblechstreifen 23 unter Federvorspannung anliegt.

Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsraum
2: Rolle
3: Förderrost
4: Rotationsrichtung
5: Luftzuführungsraum
6: Luftzuführungskanal
7: Mantel
8: Gasdurchtrittsöffnung
9: Sperrelement
10: Halterung
11: Sperrprofil
12: Rollenaußenseite, Rollenumfangsfläche
13: Spalt
14: Dichtelement
15: Berührungszone
16: freies Ende
17: Hilfsfeder
18: Abführkanal
19: Federblechstreifen
20: Klemmverbindung
21: Winkel
22: freies Ende
23: innerer Federblechstreifen
24: äußerer Federblechstreifen
25: Kufenprofil
26: verschleißfeste Streifenlage
27: Niet
28: Schweißpunkte

Claims

Verbrennungskessel, insbesondere für die Müllverbrennung, mit einem aus im Abstand angeordneten, rotierenden Rollen bestehenden Förderrost für das Verbrennungsgut, wobei die Rollen Gasdurchtrittsöffnungen zur Einleitung von Luft und/oder Gas in den Verbrennungsraum bzw. das Verbrennungsgut aufweisen und zwischen benachbarten Rollen Sperrelemente zur Verhinderung bzw. Minimierung eines Durchrutschens von Verbrennungsgut durch die Zwischenräume zwischen den Rollen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß den Zwischenraum zwischen den Sperrelementen (9) und den Rollenoberflächen (12) zum Verbrennungsraum (1) hin abdichtende, federnd an die Rollen (2) anliegende, sich in Längsrichtung der Rollen (2) erstreckende Dichtelemente (14) vorgesehen sind.
Verbrennungskessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (9) als zwischen benachbarten Rollen (2) im Abstand zu diesen parallel zur Rollenachse verlaufende, hitzebeständige, an Halterungen (10) befestigte Streifen ausgebildet sind, die sich etwa radial zu den Rollen (2) erstrecken.
Verbrennungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (14) unterhalb der Sperrelemente (9) an deren Halterungen (10) angeordnet sind.
Verbrennungskessel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (14) an den sich etwa radial zu den Rollen (2) erstreckenden Streifen angeordnet sind.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Außenkanten des Sperrelementes (9) und den jeweils zugehörigen Rollenumfangsflächen zwischen 10 und 30 mm beträgt.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Außenkanten des Sperrelementes (9) und den jeweils zugehörigen Rollenumfangsflächen einstellbar ist.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkanten der Sperrelemente (9) durch an diesen befestigbare Sperrprofile (11) gebildet sind.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (14) als tangential an die Rollenumfangsfläche (12) anliegende Kufenprofile (25) ausgebildet sind, deren kufenförmig gekrümmtes freies Ende (16) in Rotationsrichtung der Rollen (2) weist.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwirkung der Dichtelemente (14) durch eine die Berührungszone (15) von Dichtelement (14) und Rollenumfangsfläche (12) gegen die Rollenumfangsfläche drückende bzw. das Dichtelement (14) nach außen abstützende Hilfsfeder (17) verstärkt ist.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (14) bzw. die Hilfsfeder (17) aus mehreren, vorzugsweise drei übereinander gelegten Federblechstreifen (19) bestehen.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (14) auf der den Rollen (2) zugewandten Seite eine verschleiß- und abriebfeste Streifenlage (26) aufweisen.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federblechstreifen (19) und/oder die verschleißfeste Streifenlage (26) durch Nieten (27) oder Schweißpunkte (28) miteinander verbunden sind.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rollenumfangsflächen (12) gemeinsam berührende Ebene eine schiefe Ebene ist, die in Richtung zur Verbrennungsgutförderrichtung geneigt ist.
Verbrennungskessel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (2) als Hohlrollen mit Manteldurchbrüchen ausgebildet sind.