EP0954722B1 - Mit wasser gekühlter verbrennungsrost - Google Patents

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EP0954722B1
EP0954722B1 EP97913176A EP97913176A EP0954722B1 EP 0954722 B1 EP0954722 B1 EP 0954722B1 EP 97913176 A EP97913176 A EP 97913176A EP 97913176 A EP97913176 A EP 97913176A EP 0954722 B1 EP0954722 B1 EP 0954722B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grate
combustion
pieces
water
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97913176A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0954722A1 (de
Inventor
Emil Zurl
Jaroslav Aubrecht
Anton Esser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doosan Lentjes GmbH
Original Assignee
MG Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MG Technologies AG filed Critical MG Technologies AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP0954722B1 publication Critical patent/EP0954722B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H3/00—Grates with hollow bars
    • F23H3/02—Grates with hollow bars internally cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H1/00—Grates with solid bars
    • F23H1/02—Grates with solid bars having provision for air supply or air preheating, e.g. air-supply or blast fittings which form a part of the grate structure or serve as supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H17/00—Details of grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H7/00—Inclined or stepped grates
    • F23H7/06—Inclined or stepped grates with movable bars disposed parallel to direction of fuel feeding
    • F23H7/08—Inclined or stepped grates with movable bars disposed parallel to direction of fuel feeding reciprocating along their axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H2900/00—Special features of combustion grates
    • F23H2900/03021—Liquid cooled grates

Definitions

  • the invention relates to a water-cooled Combustion grate.
  • a water-cooled Combustion grate is from document WO-A-9 629 544 is already known.
  • Solid lump fuels e.g. coal, peat, Wood waste and garbage can be burned in a grate in order to generate steam and to waste if necessary remove.
  • the grate is in the combustion chamber either arranged horizontally or at an angle.
  • the grate consists of Grate bars or grate plates, in or between them Rust slots are arranged. They are fixed and movable gratings known. With the movable grates they are Grate bars or plates arranged on routing rollers, or they form an endless, moving band, or they become moved by vibration. The fuel gets in shape of the grate abandoned one shift.
  • the Fuel under the influence of gravity and / or Vibration of the grate bars or the rotation of the grate rollers or the rate of migration of the rust belt through the Combustion chamber transported, with the Combustion air burns.
  • the combustion air becomes the Fuel layer supplied from below through the grate slots (Primary air), where it is possible the fuel layer Part of the combustion air should also be supplied from above (Secondary air).
  • the temperature can be found on the surface of the Rust bars and plates during combustion and values between 650 and 950 ° C, especially during ignition reach, so that cooling of the grate is necessary which is usually done by the combustion air.
  • From DE-PS 312 287 is a hollow grate cooled with water known with interchangeable rods, in which the hollow grate rods have recesses at their ends, in which the with Flow channels provided connectors and those with Pipe connections provided connectors Pressure devices are attached.
  • the connectors generally connect two grate bars in such a way that the all rust, so to speak, a continuous pipe coil forms.
  • the coolant flow can vary depending on the arrangement any of the connectors provided with pipe connections can be designed, and each individual grate bar can be designed according to the Loosen only two connectors to be replaced.
  • This Construction has the disadvantage that the connectors and abutments partly in the immediate vicinity of the combustion chamber and are therefore subject to constant wear. In addition, due to the large distance between the grate bars low air-side rust resistance that generates the Burning process adversely affected.
  • DE-PS 340 602 is a hollow grate with water circulation known, which has additional air channels that the Distribute combustion air over the grate surface, the Additional air ducts through the jacket of one grate on its full-length water chamber are formed and below the widened head of the water chamber in the Open fire chamber.
  • the cooling medium flows through the water Hollow grate bars of the known grate, the grate slots Make incisions in the grate bar around which this is in the hollow bars water is running around.
  • the circulating water is through a corresponding line with a feed water vessel connected. By heating the water circulating in the hollow grate the rust is protected and at the same time the water cooling of the Grate made usable for heating the feed water.
  • This known combustion grate has the disadvantage that it is stationary and only operated with low-ash fuels can be.
  • DE-AS 1 053 131 discloses a grate with divided grate bars that flowed through by the water Pipes rest, between which they are inserted from above and against with a recess corresponding to the tubular profile be pressed.
  • This grate has the disadvantage that it is technically complex; he can technically carried out more simply using jacket pipe walls become.
  • Thrust combustion grate module for burning waste in Large plants known
  • the several movable against each other Has rust levels and a primary air supply, its load-bearing elements and its rust made of hollow sheet metal consist of a liquid in the installed state Coolant are flowed through.
  • the individual grate levels exist each from a hollow grate plate, the length of which is intended to cover the entire width of the To extend combustion grate.
  • the grate plate is inside hollow and has at least one connecting piece and one Discharge nozzle for the supply and discharge of the cooling medium.
  • a pipe below the grate extends the entire length of the grate, which acts as a cooling water supply serves and from the hose connections to each grate plate or rust level or their cooling chambers, and that Hose connections exist that are separate Cooling water returns from each grate plate or grate level or whose cooling chambers to the controls for Return cooling medium control.
  • the primary air is through Holes which penetrate the grate plates.
  • the invention has for its object to provide a water-cooled combustion grate that allows a high thermal load of 0.9 to 1.1 MW / m 2 grate area, has little wear and requires little maintenance.
  • the object underlying the invention is achieved by a water-cooled combustion grate dissolved out several extending across the grate width Grate bar blocks consist of several grate bars are composed and in which each grate bar in its Inside a meandering channel as well as several milled Has rust slots in which the grate bars further through screw-type connectors connected together are that a grate slot is formed between two grate bars will be at the inside of the connectors Connecting channel that runs the meandering channels connects two grate bars and where the on the Grate limitation positioned grate bars screwable in and have outlet pieces through which the liquid cooling medium Water is supplied and discharged.
  • the temperature on the grate bar surface is 90 to 110 ° C. This results in a reduction in wear on the grate and a high thermal load capacity of 0.9 to 1.1 MW / m 2 grate area. This has the consequence that the grate according to the invention can be built about 30% smaller than the known air-cooled grates with the same thermal output.
  • the meandering design of the channels arranged in the interior of the grate bars, in which the cooling medium flows, and the connecting, inlet and outlet pieces to be used according to the invention cooperate advantageously in such a way that the cooling medium is supplied and removed only from the grate limitation ; the individual grate bar blocks or several grate bar blocks can thus be supplied with the cooling medium by the grate limitation, which increases operational reliability.
  • the connecting pieces advantageously cause grate slots to form between the individual grate bars, which make up a grate bar block, and do not change their width during operation.
  • connection, inlet and outlet pieces a grate remover reach around and are screwed to it and in which the meandering channels of the grate bars over the Connection channels of the connectors connected to each other are. This ensures the dimensional accuracy of the grate bar blocks and increases the operational safety of the combustion grate.
  • the individual grate bar blocks are movable over the grate bar supports and / or that the combustion grate has an inclination angle of 8 up to 11 °.
  • the mobility of the grate bar blocks is reduced the operational safety of the according to the invention designed combustion grate.
  • the invention Combustion grate can, for example, be arranged at an angle Counter-running grate or as an inclined feed grate or be designed as a horizontally arranged feed grate.
  • the grate slots have a width of 1 to 1.5 mm. This Width of the grate slots guarantees that the one on the grate fuel does not fall through the slots and that enough combustion air in the fuel layer reached.
  • the rust slots between two Rust bars are present change with regard to their Do not width during operation, because the connecting pieces fix the individual grate bars so that a Rust slot width of 1 to 1.5 mm reliably maintained becomes.
  • connection between the grate bars and the connectors or Inlet and outlet pieces by a flush cut Contact surfaces of the workpieces and through graphite seals are sealed.
  • the grate bars placed on the connecting, inlet and outlet pieces and through vertical screws with the connection, Inlet and outlet pieces are screwed.
  • the size Contact surface and the screw connection result in a good one Fixation of all workpieces and secure sealing of the Cooling system.
  • the combustion grate according to the invention is followed by a horizontal, air-cooled combustion grate known per se. In this way, a high burnout of the fuel is advantageously achieved, although the thermal load capacity of the air-cooled combustion grate is only 0.5 to 0.8 MW / m 2 grate area.
  • the combustion grate according to the invention is followed by a second, horizontal, water-cooled combustion grate according to the invention, by means of which a high fuel burnout is achieved with a high thermal load capacity of the grate.
  • the afterburning can be improved according to the invention be that at the beginning of the second water fair air-cooled or water-cooled grate nozzles are arranged, via the pulsed combustion air in the Combustion chamber is introduced, the pulsed air can also be preheated.
  • combustion grate downstream according to the invention horizontal, air-cooled combustion grate connecting and Has end pieces that have no connecting channels, however otherwise according to the connection, input and Outlet pieces are executed.
  • Figure 1 shows one combustion grate according to the invention, which is a horizontal, air-cooled combustion grate is connected downstream.
  • Figure 2 illustrates the structure of a grate bar block.
  • Figure 3 shows the connection between the grate bar block and grate bar support in the Detail.
  • the arrangement shown in Figure 1 consists of a combustion grate (1) according to the invention and a downstream, air-cooled, known combustion grate (2).
  • the combustion grate (1) has an inclination angle of 10 ° and is designed in its front part as a counter-running grate and in its rear part as a feed grate, these two constructions belonging to the known prior art and working with movable grate bar blocks (3).
  • Both parts of the combustion grate (1) have a length of approx. 3.5 m and a width of 3 m. However, these dimensions can also be smaller or larger. The width can be varied according to the mass flow of the fuel.
  • the air-cooled combustion grate (2) is arranged horizontally and has a length of approx.
  • the width of the air-cooled grates can also be varied in accordance with the mass flow of the fuel.
  • the combustion grate (1) is operated with an average thermal load of 0.94 MW / m 2
  • the air-cooled combustion grate (2) operates with a thermal load of 0.64 MW / m 2 .
  • the ash particles falling through the combustion grates (1) and (2) are collected in the ash funnels (4a), (4b) and (4c), and this ash is fed to the ash discharge (5), in which the ash also comes from the end of the combustion grate (2) is dropped. Waste is supplied to the arrangement shown in FIG. 1 via the allocation device (6).
  • the combustion air is introduced into the fuel layer from below via the ash funnels (4a, 4b, 4c) through the grids (1, 2).
  • the combustion grate (1) is operated with an average air ratio of approx. 1.1.
  • nozzles (not shown) are arranged in the drawing, via which pulsed, hot combustion air can be introduced into the combustion chamber .
  • the temperature in the combustion chamber i.e. above the fuel layer, is between 1100 and 950 ° C.
  • the temperature of the fuel layer is 700 to 800 ° C.
  • combustion grate according to the invention cannot be designed as a roller grate or traveling grate, since in these constructions the cooling provided according to the invention cannot be realized with economically justifiable effort. It is possible to enter combustion air in the combustion chamber above the combustion grate (1). By introducing the combustion air into the combustion chamber, that is to say above the fuel layer, in particular an optimal combustion of the gaseous components emerging from the fuel is achieved. The combustion air which is introduced into the combustion chamber via the nozzles arranged on the grate stage (7) also promotes the combustion of the gaseous fuel components and the afterburning of the fuel.
  • the grate bar block (3) shown schematically in FIG. 2 consists of several grate bars (8a), (8b) and (8c).
  • the Grate bars (8) have a length of 400 to 600 mm and a Width from 400 to 700 mm.
  • the grate bar blocks (3) are arranged within the grate boundary (9a), (9b).
  • a meandering channel (10) arranged, for example, has a diameter of 20 mm and in which the cooling medium flows water.
  • the amount of Cooling water is dimensioned so that it passes through one or more grate bar blocks (3) a temperature of 60 up to 95 ° C; during the cooling process, there will be no Steam formed.
  • each grate bar (8) has for that Cooling water an inlet opening (12a) and an outlet opening (12b).
  • the cooling water is the grate bar block (3) from the outside fed via line (13) and occurs via the line (14) outwards.
  • the on the grate bars (8) resting surfaces of the inlet and outlet pieces (15a), (15b) and the connectors (16) and the corresponding The counter surfaces of the grate bars (8) are ground flat provided, which in cooperation with the screw already achieved a high level of tightness in the cooling system can be.
  • the connection of the several grate bars (8a, 8b, 8c) existing grate bar block (3) with the drive elements of Combustion grate is over the grate bar support (19) manufactured.
  • the inlet and outlet pieces (15a, 15b) and the Connecting pieces (16) are fixed to the grate bar support (19) connected.
  • the usually movable grate bar support (19) thus moves over the claws acting inlet and outlet pieces (15a, 15b) and the Connecting pieces (16) the grate bar block (3) and drives it on.

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Description

Die Erfindung betrifft einen mit Wasser gekühlten Verbrennungsrost. Ein solcher Verbrennungsrost ist aus Dokument WO-A-9 629 544 schon bekannt.
Feste stückige Brennstoffe, zum Beispiel Kohle, Torf, Holzabfälle und Müll, können in einer Rostfeuerung verbrannt werden, um Dampf zu erzeugen und um gegebenenfalls Abfälle zu beseitigen. Der Rost ist im Verbrennungsraum entweder waagerecht oder schräg angeordnet. Der Rost besteht aus Roststäben oder Rostplatten, in bzw. zwischen denen Rostschlitze angeordnet sind. Es sind feststehende und bewegbare Roste bekannt. Bei den bewegbaren Rosten sind die Roststäbe oder -platten auf routierenden Walzen angeordnet, oder sie bilden ein endloses, bewegtes Band, oder sie werden durch Vibration bewegt. Der Brennstoff wird dem Rost in Form einer Schicht aufgegeben. Bei den bewegten Rosten wird der Brennstoff unter dem Einfluß der Schwerkraft und/oder der Vibration der Roststäbe bzw. der Rotation der Rostwalzen bzw. der Wanderungsgeschwindigkeit des Rostbandes durch den Verbrennungsraum transportiert, wobei er mit der Verbrennungsluft verbrennt. Die Verbrennungsluft wird der Brennstoffschicht von unten durch die Rostschlitze zugeführt (Primärluft), wobei es möglich ist, der Brennstoffschicht einen Teil der Verbrennungsluft auch von oben zuzuführen (Sekundärluft). Die Temperatur kann an der Oberfläche der Roststäbe und -platten während der Verbrennung und insbesondere während der Zündung Werte zwischen 650 und 950°C erreichen, so daß eine Kühlung des Rostes erforderlich ist, was normalerweise durch die Verbrennungsluft erfolgt. Es sind aber auch Verbrennungsroste bekannt, die mit Wasser gekühlt werden. Ein geringer Teil der bei der Verbrennung gebildeten Asche fällt durch die Rostschlitze bzw. durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Roststabgruppen hindurch und wird in Aschetrichtern gesammelt. Bei den schrägen und/oder den bewegbaren Rosten wird der überwiegende Teil der Asche am Rostende abgeworfen. Bei den feststehenden, waagerechten Rosten erfolgt die Entaschung periodisch z.B. durch Rütteln der Roststäbe oder -platten.
Aus der DE-PS 312 287 ist ein mit Wasser gekühlter Hohlrost mit auswechselbaren Stäben bekannt, bei dem die Hohlroststäbe an ihren Enden Aussparungen-aufweisen, in denen die mit Durchströmkanälen versehenen Verbindungsstücke sowie die mit Rohranschlüssen versehenen Verbindungsstücke durch Andrückvorrichtungen befestigt werden. Die Verbindungsstücke verbinden im allgemeinen zwei Roststäbe in der Weise, daß der ganze Rost gewissermaßen eine fortlaufende Rohrschlange bildet. Der Kühlmitteldurchfluß kann dabei je nach Anordnung der mit Rohranschlüssen versehenen Verbindungsstücke beliebig gestaltet werden, und jeder einzelne Roststab kann nach dem Lösen nur zweier Verbindungsstücke ausgewechselt werden. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß sich die Verbindungsstücke und Widerlager teilweise in ummittelbarer Nähe des Feuerraums befinden und daher einem ständigen Verschleiß unterliegen. Außerdem wird durch den großen Abstand der Roststäbe ein geringer luftseitiger Rostwiderstand erzeugt, der den Verbrennungsverlauf nachteilig beeinflußt.
Aus der DE-PS 340 602 ist ein Hohlrost mit Wasserumlauf bekannt, der Zusatzluftkanäle aufweist, die die Verbrennungsluft über die Rostfläche verteilen, wobei die Zusatzluftkanäle durch den Mantel einer den Rost auf seiner ganzen Länge überragenden Wasserkammer gebildet werden und unterhalb des verbreiterten Kopfes der Wasserkammer in den Feuerraum münden. Das Kühlmedium Wasser fließt durch die Hohlroststäbe des bekannten Rostes, wobei die Rostschlitze Einschnitte im Roststab bilden, um die das in den Hohlstäben befindliche Wasser herumläuft. Das Umlaufwasser wird durch eine entsprechende Leitung mit einem Speisewassergefäß verbunden. Durch Erwärmung des im Hohlrost umlaufenden Wassers wird der Rost geschützt und zugleich die Wasserkühlung des Rostes für die Erwärmung des Speisewassers nutzbar gemacht. Dieser bekannte Verbrennungsrost hat den Nachteil, daß er stationär ist und nur mit aschearmen Brennstoffen betrieben werden kann.
Die DE-AS 1 053 131 offenbart einen Feuerungsrost mit unterteilten Roststäben, die auf vom Wasser durchströmten Rohren ruhen, zwischen die sie von oben eingesetzt und gegen die sie mit einer dem Rohrprofil entsprechenden Ausnehmung angepreßt werden. Dieser Feuerungsrost hat den Nachteil, daß er technisch aufwendig konstruiert ist; er kann technisch einfacher unter Verwendung von Mantelrohrwänden ausgeführt werden.
Schließlich ist aus der WO 95/18333 ein Schub-Verbrennungsrost-Modul zum Verbrennen von Abfällen in Großanlagen bekannt, das mehrere gegeneinander bewegliche Roststufen sowie eine Primärluftzufuhr aufweist, wobei seine tragenden Elemente sowie sein Rost aus Blech-Hohlkörpern bestehen, die im eingebauten Zustand von einem flüssigen Kühlmedium durchströmt sind. Die einzelnen Roststufen bestehen aus je einer hohlen Rostplatte, wobei deren Länge dazu bestimmt ist, sich über die ganze Breite des zu erstellenden Verbrennungsrostes zu erstrecken. Die Rostplatte ist innen hohl und weist mindestens einen Anschlußstutzen und einen Abführstutzen für die Zu- und Abfuhr des Kühlmediums auf. Es ist vorgesehen, daß sich unterhalb des Rostes ein Rohr über die ganze Rostlänge erstreckt, welches als Kühlwasservorlauf dient und von dem Schlauchverbindungen zu jeder Rostplatte bzw. Roststufe oder deren Kühlkammern führen, sowie das Schlauchverbindungen vorhanden sind, die als getrennte Kühlwasserrückläufe von jeder Rostplatte bzw. Roststufe oder deren Kühlkammern zu den Steuerelementen für die Kühlmedium-Steuerung zurückführen. Die Primärluft wird durch Löcher zugeführt, welche die Rostplatten durchdringen. Diese Konstruktion hat den Nachteil, daß die Verbrennungsluft nur partiell durch den Roststab zugeführt wird und den Brennstoff nicht gleichmäßig durchlüftet, wodurch eine hohe thermische Belastung des Rostes behindert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit Wasser gekühlten Verbrennungsrost zu schaffen, der eine hohe thermische Belastung von 0,9 bis 1,1 MW/m2 Rostfläche zuläßt, der einen geringen Verschleiß aufweist und der einen geringen Wartungsaufwand erfordert.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen mit Wasser gekühlten Verbrennungsrost gelöst, der aus mehreren, sich über die Rostbreite erstreckenden Roststabblöcken besteht, die jeweils aus mehreren Roststäben zusammengesetzt sind und bei dem jeder Roststab in seinem Inneren einen mäanderförmigen Kanal sowie mehrere eingefräste Rostschlitze aufweist, bei dem die Roststäbe ferner durch verschraubbare Verbindungsstücke miteinander so verbunden sind, daß zwischen zwei Roststäben ein Rostschlitz gebildet wird, bei dem im Inneren der Verbindungsstücke ein Verbindungskanal verläuft, der die mäanderförmigen Kanäle zweier Roststäbe verbindet und bei dem die an der Rostbegrenzung positionierten Roststäbe verschraubbare Ein- und Auslaßstücke aufweisen, über die das flüssige Kühlmedium Wasser zu- und abgeführt wird.
Durch die Kühlung des Rostes mit dem flüssigen Kühlmedium Wasser beträgt die Temperatur an der Roststab-Oberfläche 90 bis 110°C. Hierdurch wird einerseits eine Verminderung des Verschleißes des Rostes und andererseits eine hohe thermische Belastbarkeit von 0,9 bis 1,1 MW/m2 Rostfläche erreicht. Dies hat zur Folge, daß der erfindungsgemäße Rost gegenüber den bekannten luftgekühlten Rosten bei gleicher thermischer Leistung um ca. 30 % kleiner gebaut werden kann. Die mäanderförmige Ausbildung der im Innern der Roststäbe angeordneten Kanäle, in denen das Kühlmedium fließt, und die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücke wirken in der Weise vorteilhaft zusammen, daß die Zu- und Abfuhr des Kühlmediums nur von der Rostbegrenzung aus erfolgt; die einzelnen Roststabblöcke oder mehrere Roststabblöcke können also von der Rostbegrenzung mit dem Kühlmedium versorgt werden, wodurch sich die Betriebssicherheit erhöht. Außerdem bewirken die Verbindungsstücke in vorteilhafter Weise, daß sich zwischen den einzelnen Roststäben, aus denen ein Roststabblock besteht, Rostschlitze bilden, die während des Betriebs ihre Breite nicht verändern. Diese hohe Maßhaltigkeit des erfindungsgemäßen Verbrennungsrostes garantiert sowohl einen geringen Aschedurchfall durch den Rost als auch eine optimale Versorgung mit Verbrennungsluft als auch einen weitgehenden Ausbrand des Brennstoffs auf dem Rost, wodurch letztlich eine hohe thermische Belastung erreicht wird.
Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücke einen Rostabträger umgreifen sowie mit diesem verschraubt sind und bei dem die mäanderförmigen Kanäle der Roststäbe über die Verbindungskanäle der Verbindungsstücke miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Maßhaltigkeit der Roststabblöcke und die Betriebssicherheit des Verbrennungsrostes erhöht.
Nach der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, daß die einzelnen Roststabblöcke über die Roststabträger bewegbar sind und/oder daß der Verbrennungsrost einen Neigungswinkel von 8 bis 11° hat. Die Bewegbarkeit der Roststabblöcke vermindert die Betriebssicherheit des entsprechend der Erfindung gestalteten Verbrennungsrostes nicht. Der erfindungsgemäße Verbrennungsrost kann beispielsweise als schräg angeordneter Gegenlaufrost oder als schräg angeordneter Vorschubrost oder als waagerecht angeordneter Vorschubrost ausgeführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rostschlitze eine Breite von 1 bis 1,5 mm haben. Diese Breite der Rostschlitze garantiert, daß der auf dem Rost befindliche Brennstoff nicht durch die Schlitze hindurchfällt und daß genügend Verbrennungsluft in die Brennstoffschicht gelangt. Insbesondere die Rostschlitze, die zwischen zwei Roststäben vorhanden sind, verändern sich bezüglich ihrer Breite während des Betriebs nicht, denn die Verbindungsstücke fixieren die einzelnen Roststäbe so, daß eine Rostschlitzbreite von 1 bis 1,5 mm zuverlässig eingehalten wird.
Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Verbindungen zwischen den Roststäben und den Verbindungsstücken bzw. den Ein- und Auslaßstücken durch einen bündigen Schliff der Berührungsflächen der Werkstücke und durch Graphit-Dichtungen abgedichtet sind. Durch das Zusammenwirken der bündig geschliffenen Berührungsflächen der Werkstücke mit den Graphit-Dichtungen und mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Verschraubungen der einzelnen Werkstücke wird eine absolut zuverlässige Abdichtung des Kühlsystems erreicht, so daß in soweit die Betriebssicherheit des Verbrennungsrostes auch während einer längeren Betriebszeit gewährleistet ist.
Entsprechend der Erfindung ist vorgesehen, daß die Roststäbe auf die Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücke aufgelegt und durch senkrecht verlaufende Schrauben mit den Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücken verschraubt sind. Die große Auflagefläche und die Verschraubung bewirken eine gute Fixierung aller Werkstücke und eine sichere Abdichtung des Kühlsystems.
In einigen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn dem erfindungsgemäßen Verbrennungsrost ein an sich bekannter, waagerechter, luftgekühlter Verbrennungsrost nachgeschaltet ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein hoher Ausbrand des Brennstoffs erreicht, wenngleich die thermische Belastbarkeit des luftgekühlten Verbrennungsrostes nur 0,5 bis 0,8 MW/m2 Rostfläche beträgt. Alternativ ist vorgesehen, daß dem erfindungsgemäßen Verbrennungsrost noch ein zweiter erfindungsgemäßer, waagerechter, wassergekühlter Verbrennungsrost nachgeschaltet ist, durch den ein hoher Brennstoff-Ausbrand bei hoher thermischer Belastbarkeit des Rostes erreicht wird.
Die Nachverbrennung kann erfindungsgemäß dadurch verbessert werden, daß am Anfang des zweiten wassergerechten luftgekühlten oder wassergekühlten Verbrennungsrostes Düsen angeordnet sind, über die gepulste Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eingebracht wird, wobei die gepulste Luft auch vorgewärmt sein kann.
Schließlich ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der dem erfindungsgemäßen Verbrennungsrost nachgeschaltete, waagerechte, luftgekühlte Verbrennungsrost Verbindungs- und Endstücke aufweist, die keine Verbindungskanäle besitzen, aber ansonsten entsprechend den Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücken ausgeführt sind.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Verbrennungsrost, dem ein waagerechter, luftgekühlter Verbrennungsrost nachgeschaltet ist. Figur 2 veranschaulicht den Aufbau eines Roststabblocks. Figur 3 zeigt die Verbindung zwischen Roststabblock und Roststabträger im Detail.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung besteht aus einem erfindungsgemäßen Verbrennungsrost (1) und einem nachgeschalteten, luftgekühlten, bekannten Verbrennungsrost (2). Der Verbrennungsrost (1) hat einen Neigungswinkel von 10° und ist in seinem vorderen Teil als Gegenlaufrost und in seinem hinteren Teil als Vorschubrost gestaltet, wobei diese beiden Konstruktionen zum bekannten Stand der Technik gehören und mit bewegbaren Roststabblöcken (3) arbeiten. Beide Teile des Verbrennungsrostes (1) haben eine Länge von ca. 3,5 m und eine Breite von 3 m. Diese Abmessungen können aber auch kleiner oder größer sein. Die Breite kann entsprechend dem Massenstrom des Brennstoffs variiert werden. Der luftgekühlte Verbrennungsrost (2) ist waagerecht angeordnet und hat eine Länge von ca. 3,4 m sowie eine Breite von 3 m. Auch die Breite der luftgekühlten Roste kann entsprechend dem Massenstrom des Brennstoffes variiert werden. Der Verbrennungsrost (1) wird mit einer durchschnittlichen thermischen Belastung von 0,94 MW/m2 gefahren, während der luftgekühlte Verbrennungsrost (2) mit einer thermischen Belastung von 0,64 MW/m2 arbeitet. Die durch die Verbrennungsroste (1) und (2) hindurchfallenden Ascheteilchen werden in den Aschetrichtern (4a), (4b) und (4c) gesammelt, und diese Asche wird dem Ascheaustrag (5) zugeführt, in den auch die Asche vom Ende des Verbrennungsrostes (2) abgeworfen wird. Als Brennstoff wird der in Figur 1 dargestellten Anordnung Müll über die Zuteilvorrichtung (6) zugeführt. Die Verbrennungsluft wird von unten über die Aschetrichter (4a, 4b, 4c) durch die Roste (1, 2) in die Brennstoffschicht eingebracht. Der Verbrennungsrost (1) wird mit einer durchschnittlichen Luftzahl von ca. 1,1 gefahren. Im vorderen Teil des Verbrennungsrostes (2) bzw. am Übergang zwischen den Verbrennungsrosten (1) und (2), also an der Roststufe 7, sind in der Zeichnung nicht dargestellte Düsen angeordnet, über die gepulste, heiße Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eingebracht werden kann. Im Verbrennungsraum, also oberhalb der Brennstoffschicht, herrscht eine Temperatur von 1100 bis 950°C. In der Brennstoffschicht herrscht eine Temperatur von 700 bis 800°C. An der Oberfläche der Roststabblöcke (3) des Verbrennungsrostes (1) herrscht infolge der Wasserkühlung eine Temperatur von 90 bis 110°C. An der Oberfläche der Roststabblöcke des Verbrennungsrostes (2) herrscht eine Temperatur von 400 bis 600°C. Es liegt auf der Hand, daß der erfindungsgemäße Verbrennungsrost nicht als Walzenrost oder Wanderrost ausgeführt werden kann, da bei diesen Konstruktionen die nach der Erfindung vorgesehene Kühlung nicht mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand realisierbar ist. Es ist möglich, in den Verbrennungsraum oberhalb des Verbrennungsrostes (1) Verbrennungsluft einzutragen. Durch das Einbringen der Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum, also oberhalb der Brennstoffschicht, wird insbesondere eine optimale Verbrennung der aus dem Brennstoff austretenden gasförmigen Bestandteile erreicht. Auch die Verbrennungsluft, die über die an der Roststufe (7) angeordneten Düsen in den Verbrennungsraum eingebracht wird, fördert die Verbrennung der gasförmigen Brennstoffanteile, sowie die Nachverbrennung des Brennstoffs.
Der in Figur 2 schematisch dargestellte Roststabblock (3) besteht aus mehreren Roststäben (8a), (8b) und (8c). Die Roststäbe (8) haben eine Länge von 400 bis 600 mm und eine Breite von 400 bis 700 mm. Die Roststabblöcke (3) sind innerhalb der Rostbegrenzung (9a), (9b) angeordnet. Im Innern jedes Roststabs (8) ist ein mäanderförmiger Kanal (10) angeordnet, der beispielsweise einen Durchmesser von 20 mm hat und in dem das Kühlmedium Wasser fließt. Die Menge des Kühlwassers wird so bemessen, daß es nach dem Durchgang durch einen oder mehrere Roststabblöcke (3) eine Temperatur von 60 bis 95°C aufweist; während des Kühlvorgangs wird also kein Dampf gebildet. In die Roststäbe (8) sind mehrere Rostschlitze (11) von gleicher Länge, Breite und Form eingefräst, wobei die Breite der Rostschlitze (11) 1 bis 1,5 mm beträgt. Durch die Rostschlitze (11) wird der Brennstoffschicht von unten Verbrennungsluft zugeführt. Jeder Roststab (8) hat für das Kühlwasser eine Zulauföffnung (12a) und eine Ablauföffnung (12b). Das Kühlwasser wird dem Roststabblock (3) von außen über die Leitung (13) zugeführt und tritt über die Leitung (14) nach außen aus.
Auf die Roststäbe (8a) und (8c), die an der Rostbegrenzung (9a), (9b) positioniert sind, werden Ein- und Auslaßstücke (15a), (15b) aufgelegt, die mit den Roststäben (8a) und (8c) verschraubt sind. In die Ein- und Auslaßstücke (15a), (15b) münden die Leitungen (13) und (14). Die Roststäbe (8a) und (8c) sind mit dem Roststab (8b) durch aufgelegte Verbindungsstücke (16) verbunden und fest positioniert. Die Verbindungsstücke (16) sind mit den Roststäben (8) verschraubt. Alle verwendeten Schrauben (20) sind zu den Auflageflächen im Winkel von 90°, also semkrecht geführt. Im Innern der Verbindungsstücke (16) verläuft ein Verbindungskanal (17), durch den das Kühlwasser von einem Roststab in den anderen übertritt. Die auf den Roststäben (8) aufliegenden Flächen der Ein- und Auslaßstücke (15a), (15b) und der Verbindungsstücke (16) sowie die entsprechenden Gegenflächen der Roststäbe (8) sind mit einem Planschliff versehen, wodurch im Zusammenwirken mit der Verschraubung bereits ein hohes Maß an Dichtigkeit des Kühlsystems erreicht werden kann. Zusätzlich wird der Übergang zwischen den Roststäben (8) und den Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücken durch eine Graphit-Dichtung (21) abgedichtet, so daß letztlich eine sehr zuverlässige, langlebige und robuste Abdichtung des Kühlsystems erreicht wird. Die einzelnen Roststäbe (8) werden durch die Verbindungsstücke (16) so gegeneinander positioniert, daß zwischen ihnen ein Rostschlitz (18) entsteht, dessen Breite ebenfalls 1 bis 1,5 mm beträgt. Die mit den Verbindungsstücken (16) erreichte Fixierung der Roststäbe (8) ist so stabil, daß sich die Breite der Rostschlitze (18) während des Betriebs nicht verändert. Es hat sich gezeigt, daß allein die Verknüpfung der Roststäbe (8) durch die Verbindungsstücke (16) ausreicht, um die Maßhaltigkeit der Roststabblöcke (3) sicherzustellen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Ein- und Auslaßstücke (15a, 15 b) sowie die Verbindungsstücke (16) in entsprechende Ausnehmungen eingepaßt sind, die sich in den Roststäben (8) befinden. Eine entsprechende Darstellung zeigt Figur 3.
Die Verbindung des aus mehreren Roststäben (8a, 8b, 8c) bestehenden Roststabblockes (3) mit den Antriebselementen des Verbrennungsrostes wird über den Roststabträger (19) hergestellt. Die Ein- und Auslaßstücke (15a, 15b) sowie die Verbindungsstücke (16) sind mit dem Roststabträger (19) fest verbunden. Dies kann entsprechend Figur 3 dadurch erreicht werden, daß die Ein- und Auslaßstücke (15a, 15b) sowie die Verbindungsstücke (16) den Roststabträger (19) bündig umgreifen und sowohl mit den Roststäben (8) als auch mit dem Roststabträger (19) verschraubt sind. Der in der Regel bewegliche Roststabträger (19) bewegt also über die als Klauen wirkenden Ein- und Auslaßstücke (15a, 15b) sowie die Verbindungsstücke (16) den Roststabblock (3) und treibt diesen an.

Claims (11)

  1. Mit Wasser gekühlter Verbrennungsrost (1), der aus mehreren, sich über die Rostbreite erstreckenden Roststabblöcken (3) besteht, die jeweils aus mehreren Roststäben (8a, 8b, 8c) zusammengesetzt sind, wobei jeder Roststab (8) in seinem Inneren einen mäanderförmigen Kanal (10) sowie mehrere eingefräste Rostschlitze (11) aufweist, wobei die Roststäbe (8) durch verschraubbare Verbindungsstücke (16) miteinander so verbunden sind, daß zwischen zwei Roststäben (8) ein Rostschlitz gebildet wird, wobei im Inneren der Verbindungsstücke (16) ein Verbindungskanal (17) verläuft, der die mäanderförmigen Kanäle (10) zweier Roststäbe (8) verbindet und wobei die an der Rostbegrenzung (9a, 9b) positionierten Roststäbe (8) verschraubbare Ein- und Auslaßstücke (15a, 15b) aufweisen, über die das flüssige Kühlmedium Wasser zu- und abgeführt wird.
  2. Verbrennungsrost nach Anspruch 1, bei dem die Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücke (16, 15a, 15b) einen Roststabträger (19) umgreifen sowie mit diesem verschraubt sind, und bei dem die mäanderförmigen Kanäle (10) der Roststäbe (8) über die Verbindungskanäle (17) miteinander verbunden sind.
  3. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 und 2, bei dem die Roststabblöcke (3) über die Roststabträger (19) bewegbar sind.
  4. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 3, der einen Neigungswinkel von 8 bis 11° hat.
  5. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 4, dessen Rostschlitze (11, 18) eine Breite von 1 bis 1,5 mm haben.
  6. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 5, bei dem die Verbindungen zwischen den Roststäben (8) und den Verbindungsstücken (16) bzw. den Ein- und Auslaßstücken (15a, 15b) durch einen bündigen Schliff der Berührungsflächen der Werkstücke und durch Graphit-Dichtungen (21) abgedichtet sind.
  7. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei dem die Roststäbe (8) auf die Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücke (16, 15a, 15b) aufgelegt und durch senkrecht verlaufende Schrauben (20) mit den Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücken (16, 15a, 15b) verschraubt sind.
  8. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 7, dem ein waagerechter, luftgekühlter Verbrennungsrost (2) nachgeschaltet ist.
  9. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 1 bis 7, dem ein waagerechter, wassergekühlter Verbrennungsrost (1) nachgeschaltet ist.
  10. Verbrennungsrost nach den Ansprüchen 8 und 9, bei dem am Anfang des waagerechten, luftgekühlten oder wassergekühlten Verbrennungsrostes Düsen angeordnet sind, über die gepulste Verbrennungsluft in den Verbrennungsraum eingebracht wird.
  11. Verbrennungsrost nach Anspruch 8, dessen waagerechter, luftgekühlter Verbrennungsrost (2) Verbindungs- und Endstücke aufweist, die keine Verbindungskanäle (17) besitzen, aber ansonsten entsprechend den Verbindungs-, Ein- und Auslaßstücken ausgeführt sind.
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