EP2417392A2 - Grate bar for an incinerator and method for producing such a grate bar - Google Patents

Grate bar for an incinerator and method for producing such a grate bar

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Publication number
EP2417392A2
EP2417392A2 EP10712346A EP10712346A EP2417392A2 EP 2417392 A2 EP2417392 A2 EP 2417392A2 EP 10712346 A EP10712346 A EP 10712346A EP 10712346 A EP10712346 A EP 10712346A EP 2417392 A2 EP2417392 A2 EP 2417392A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grate bar
cover plate
grate
base body
bar base
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.)
Withdrawn
Application number
EP10712346A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Spliethoff
Michael Mimor
Gerald GRÜNER
Nils Plagge
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.)
Baumgarte Boiler Systems GmbH
Original Assignee
Baumgarte Boiler Systems GmbH
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 Baumgarte Boiler Systems GmbH filed Critical Baumgarte Boiler Systems GmbH
Publication of EP2417392A2 publication Critical patent/EP2417392A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23H—GRATES; CLEANING OR RAKING GRATES
    • F23H17/00—Details of grates
    • F23H17/12—Fire-bars
    • 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
    • F23H2900/17001—Specific materials therefor
    • 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
    • F23H2900/17002—Detachable or removable worn-out parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the present invention relates to a grate bar for a combustion furnace with a grate bar base body and the grate bar base body at least on a pointing in operation to a combustion chamber surface area covering, high temperature resistant cover plate, wherein the cover plate is separated from the grate bar base body by a thermal insulating material. Moreover, the invention relates to a method for producing such a grate bar.
  • Grate bars of the type mentioned are used in Feuerungsrosten for incinerators, especially in incinerators for solid fuels.
  • These solid fuels may be, for example, waste, substitute fuels such as e.g. sorted and / or treated waste, secondary fuels, biomass or similar.
  • Such a firing grate usually consists of a grate construction with a number of tile layers arranged one above the other grate stages, each having a plurality of parallel juxtaposed grate bars.
  • the roof-tile-like arrangement of the grate bars forms the grate covering, on which the fuel bed is transported through the combustion chamber and on which the combustion takes place.
  • the combustion is by primary air, which usually u. a.
  • the grate is often designed so that the grate bars every second grate level in the longitudinal direction of the grate bars back and forth, while the grate bars of the remaining grate levels are held.
  • the fuel bed is transported obliquely downward from a preheat area to a main combustion area and further to a post combustion area during combustion on the tile-like grate construction.
  • the grate bar basic body is made of steel, preferably as a steel casting.
  • the surface area pointing towards the combustion chamber during operation, ie the side carrying the fuel bed, is then covered with a high-temperature-resistant cover plate, particularly preferably made of ceramic.
  • a high-temperature-resistant cover plate particularly preferably made of ceramic.
  • LM grate bars are described, each having a fastener as a base body and a cover plate attached thereto made of ceramic, being either an air gap or a continuous Isoliervlies to the insulation between the fastener and the cover plate to the cover plate completely from To separate fastener.
  • a grate bar is already described in DE 32368 A with a base made of cast iron or steel and an upper layer of a porcelain material, the porcelain plate and the grate bar basic body made of steel or iron are separated by a thin layer of a poor thermal conductivity material.
  • a simple insulating layer can already be achieved a certain thermal relief of the grate bar base body. Nevertheless, this is not enough for the temperature ranges usually achieved today, in order to provide a grate bar with sufficiently long service life even for air-cooled grate systems. Therefore, the more expensive water-cooled systems are still commonly used in modern solid fuel combustion plants.
  • a cavity with circumferential walls ie a cavity with walls running around it, is introduced into the grate bar base body in a side facing the cover plate and / or in the cover plate in the side facing the grate bar body.
  • Insulating material is filled.
  • this ceramic fiber insulating material itself is resistant to high temperatures.
  • it has a significantly higher insulation than conventional thermal insulation materials such as an insulating cement.
  • a grate bar base body is produced, for example cast from cast steel, and covered with a high-temperature-resistant cover plate at least on a surface area indicative of a combustion chamber during operation.
  • a cavity is introduced in the production of the grate bar base in the grate bar base body in a side facing the cover plate side and / or in the production of the cover plate in the cover plate in a side facing the grate bar body.
  • This kavity is then at least partially filled with a ceramic fiber insulating material prior to the assembly of the grate bar base body and the cover plate.
  • the cover plate can basically be made of different high temperature resistant materials.
  • it is a ceramic cover plate, since ceramic materials are not only high temperature resistant, but also also have a high resistance to chemical stress.
  • This is particularly preferably a silicon carbide (SiC) ceramic.
  • SiC silicon carbide
  • a silicon-filtered reaction-bonded SiC material has proven to be particularly suitable, which generally has good resistance to oxidation and corrosion, very good thermal shock resistance and very high breaking strength.
  • the cover plate should have a certain minimum thickness.
  • the thickness of the cover plate is at least 5 mm, more preferably at least 10 mm. Most preferably, the thickness is between 15 and 35 mm.
  • the cavity for receiving the ceramic fiber insulating material may also be incorporated in the cover plate.
  • the cavity is preferably at least for the most part or even exclusively in the grate bar base body.
  • a suitable cavity can be introduced into the grate bar base body without any great additional effort, in particular during manufacture of the grate bar in the cast steel process.
  • the cavity or even the complete grate bar base can also be made with or in combination with a machining process.
  • Ceramic fiber insulation material different materials of different consistency and design come into question.
  • a loose flake-like ceramic fiber insulating material may be used.
  • an insulating material in the form of a ceramic fiber insulating mat is used.
  • Such a ceramic fiber insulating mat can be easily processed, for example, by cutting it to fit the cavity and inserting it. It also has a defined thickness, so that hereby can achieve a well-defined insulation effect.
  • a ceramic fiber material which contains as main constituents SiO 2 (preferably> 60 wt .-%) and CaO (preferably> 25 wt .-%).
  • such a ceramic fiber mat may contain, as further components, MgO, Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 , the latter both being preferably used in the order of 1% by weight or less, and the MgO is preferably used in an amount between 2 and 10 wt .-%.
  • the average fiber diameter is preferably between 3 and 3.5 ⁇ m.
  • an insulating cement layer or an insulating adhesive layer is located between the grate bar base body and the cover plate preferably an insulating cement layer or an insulating adhesive layer. This is considerably thinner than the layer height of the ceramic fiber insulating material or the depth of the cavity.
  • Isolierzement Anlagen or insulating adhesive layer is ensured that even in the areas where the grate bar base body and cover plate are not separated by the ceramic fiber insulating material, a certain thermal insulation is achieved.
  • this layer is used to compensate for small bumps in the top of the grate bar base body and the underside of the cover plate to ensure a secure position of the cover plate and thus to increase the breaking strength.
  • such an insulating cement layer or insulating adhesive layer is located around the cavity circumferentially between the grate bar base body and the cover plate.
  • the ceramic fiber insulating material is particularly tightly enclosed and protected from the effects of the combustion chamber, especially against the fact that liquefied by combustion fuel and combustion products, especially solid fuel, penetrates into the ceramic fiber insulating material and reduces the insulating effect.
  • the width of the cavity preferably extends at least over 80% of a width of the cover plate, ie. H. the grate bar width.
  • the length of the cavity extends at least over 60% of a length of the cover plate, so that the majority of the area of the cover plate which is in contact with the fuel bed is protected.
  • the depth of the cavity and the layer thickness of the ceramic fiber insulating material are selected so that the ceramic fiber insulating material when Roststab- basic body and cover plate are assembled, not or at most by a defined amount between the grate bar base body and the cover plate biased, ie between the grate bar body and cover plate is compressed.
  • the ceramic fiber insulating material is not subjected to any pressure at all, it has the maximum thermal insulation effect.
  • a certain bias which should not be so strong that the insulating material is compressed to the stop, but still enough air in the ceramic fiber insulation material, care must be taken that shocks that are exerted from the combustion chamber side on the cover plate, are damped down.
  • the thickness of the ceramic fiber insulating material corresponds exactly to the depth of the cavity plus a thickness of the insulating cement or insulating adhesive layer or is at best minimally larger.
  • the depth of the cavity is preferably between 5 mm and 20 mm, more preferably between 8 mm and 15 mm.
  • the cover plate is formed so that it completely covers the grate bar main body to the combustion chamber, starting from a foot region on which the grate bar rests in the installed state on a grate bar of a grate step arranged underneath, via a head or front side up to and including the exposed to the combustion chamber top area of the grate bar.
  • the cover plate is particularly preferably formed in two parts with a top plate and a head part. The shell plate and the head part are separated from each other at a located on the head side, transverse to a Roststablteilsraum separation point or separation line.
  • the separation point or separation line is preferably located in a central region of the head side, that is, approximately at mid-height between the foot region and the top of the grate bar.
  • Such an interruption of the cover plate on the head side has the advantage that the mechanical stresses are reduced to the cover plate. Due to the cyclical reciprocating movement of every second step of the grate, the cover plate is subjected to a special mechanical load in the foot region, wherein a force is constantly exerted on the foot region in the longitudinal direction of the grate bar. This force leads in particular to a torque at the point of separation between the top of the grate bar and the top of the grate bar, so that it could easily come to a break here.
  • the separation point itself is preferably stepped, that is, both the head part and the shell plate have mutually staggered ends, which engage with each other. As a result, no liquid and / or finely divided fuel can pass between the cover plate and the grate bar main body through the separation point.
  • Such a two-part construction of the cover plate is basically useful in all grate bars, which are formed with a grate bar base body and a separate cover plate, regardless of whether and in what way there is an insulating layer or an insulating material between them.
  • the cover plate is already produced in two parts with a top plate and a head part during manufacture. These components are mounted on the grate bar base body so that the top plate covers the grate bar main body in a top portion and on a head side of the grate bar up to a cross-section extending in Roststablteilsraum in the head area separation point and the head part, starting from this separation point, the grate bar -Basic body in the wider head area and a foot area of the grate bar covers.
  • cover plate and grate bar basic body There are various possibilities for the connection of cover plate and grate bar basic body. In principle, a screw connection, a pure bond or the like is possible. Preferably, however, the cover plate is positively connected to the grate bar base body. On further mechanical connecting parts such as screws or the like can then be dispensed with. In a preferred embodiment, the cover plate with grate bar base body via a tongue and groove connection or a bung connection, particularly preferably connected via a dovetail connection.
  • the grooves for the tongue and groove connection or bung connection are thus introduced in a facing the cover plate side in the grate bar base body and / or in the grate bar basic body facing side in the cover plate that they are from a first longitudinal edge of the grate bar extending transversely to a distance from an opposite second longitudinal edge of the grate bar.
  • grate bars are preferably used in Feuerungsrosten, which have a number of tile-like stacked grate levels, each grate level in each case a plurality of grate bars are mounted parallel to each other.
  • a grate step In this case, it is preferably constructed such that the grooves each extend from the same (first) longitudinal edge of the grate bar into the grate bar main body and / or the cover plate.
  • the grate level then has on this side (which lies in the direction of said first longitudinal edge of the grate bars) a possibly thinner completion grate bar with fixed ceramic surface, which covers the grooves in the penultimate grate bar to the side.
  • a possibly thinner completion grate bar with fixed ceramic surface which covers the grooves in the penultimate grate bar to the side.
  • Roststablijnsachse reversed trained grate bar whose cover plate can be pushed out only in the opposite direction as in the penultimate grate bar side.
  • such reversed grate bars can also be used at several points in the grate level.
  • two grate bars with different groove directions can always be set in pairs next to one another in such a way that they mutually block the movement of the cover plate out of the grooves.
  • a firing grate equipped with the grate bars according to the invention can, in principle, be used in a combustion chamber of any combustion furnace. Particularly advantageous is the use of the grate bars according to the invention in the field of solid fuel combustion, since it works with very high temperatures and also must be given a particular chemical resistance to unknown chemical compounds.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of a grate bar according to the invention obliquely from above
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the grate bar according to Figure 1 obliquely from above,
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the grate bar according to FIG. 1, viewed obliquely from below;
  • FIG. 4 shows a plan view of the grate bar according to FIG. 1 with partial section
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through the grate bar according to FIG. 1 along the section line A-A shown in FIG. 4, FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of three grate steps of a firing grate constructed of grate bars according to FIG.
  • FIG. 7 shows a simplified sectional view through a solid fuel combustion system with a firing grate, which is constructed from grate steps according to FIG. In the following it is assumed - without limiting the generality - that the grate bar shown in FIGS. 1 to 5 is used within a solid fuel incineration plant.
  • This grate bar has a one-piece grate bar basic body 2 made of cast steel, which extends in a longitudinal direction R (see Figure 1).
  • the grate bar main body 2 may be substantially divided into two sections, a front section 2a and a holding section 2b.
  • the holding section 2b is located in the longitudinal direction on one of the head side 1 K or end face of the grate bar 1 opposite end and is formed with two hooks 11. As the perspective view of a section of three grate steps 51, 52, 53 of a finished firing grate 50 in FIG. 6 shows, this holding section 2b is not exposed to the combustion chamber, since the rear region of a grate bar 1 in a grate step 52, 53 is in each case grated by the grate bars 1 the overlying grate level 51, 52 is covered.
  • cover plate 30 made of ceramic material.
  • SiC ceramic since this has a particularly good temperature resistance, high mechanical stability and also a relatively high resistance to chemical attack.
  • This is a silicon-infiltrated reaction-bonded SiC, which consists of 88 wt .-% of SiC and 11 wt .-% of free silicon, which is infiltrated into the SiC.
  • the individual grate bars of a grate stage 51, 52, 53 are each together with the hooks 11 of the holding section 2B of the grate bar main body 2 on a bearing bar 54 or a corresponding one extending perpendicularly to the longitudinal direction R of the grate bars 1 Bearing rod outsourced.
  • holes 12 in the hooks 11 adjacent grate bars 1 can be screwed together so that the entire grate bars of a grate stage 51, 52, 53 form a solid composite, which is mounted on the respective bearing rod 54.
  • Each second bearing rod 54 in this case the bearing rod 54 of the middle grate stage 52, is coupled to a mechanism (not shown) by means of which the bearing rod 54 can be moved back and forth in a direction of movement B parallel to the grate length direction R, so that the entire grate stage 52 in the direction of movement B is pushed back and forth. In this way, the fuel bed is transported obliquely down from rust level to rust level.
  • This movement of each second grate stage 52 additionally leads to a mechanical load, since in each case the grate bars of an overlying grate step with a front foot area 1 F (see Figure 1) on the top side portion 1 S of the underlying grate level back and slide. For this reason, the ceramic cover plate 30 is formed so that it is also completely around the head side 1 K of the grate bar 1 and covers the foot portion 1 F with.
  • Both the grate bar basic body 2 and the cover plate 30 of each grate bar 1 are not rectangular in the area of the front section 2a, as viewed from above, but each have an indentation 10 on one longitudinal side. These indentations 10 each form the ventilation slots between the grate bars 1, through which air can be injected from below into the grate in order to maintain the combustion process on the one hand and to cool the grate bars by the introduced air on the other hand.
  • a larger through-going cavity 3 is introduced in the upper side of the front section 2a of the grate bar main body 2, which is covered by the cover plate 30. This cavity 3 extends over most of the surface of the front portion 2a.
  • a ceramic fiber insulating mat 20 is introduced before covering with the ceramic cover plate 30.
  • This can easily be used at average temperatures of 800 to 1000 0 C and can be used at short notice even at temperatures up to 1200 0 C.
  • the entire further surface area around the cavity 3, ie the webs remaining laterally on the grate bar main body 2 and all wide areas of the grate bar main body 2 on which the ceramic cover plate 30 would rest directly, are provided with a very thin insulating cement layer 21 serves to compensate for bumps.
  • the insulating mat 20 and the layer of insulating cement 21 is ensured that the grate bar base body 2 made of cast steel against the high-temperature-resistant cover plate 30 made of ceramic material is very good thermal insulation.
  • the grate bar basic body 2 therefore only needs to absorb a fraction of the thermal load which acts on the ceramic cover plate 30 of the grate bar 1.
  • the dimensions of the cavity 3 are preferably chosen such that the width b "of the cavity 3 corresponds to at least 90% of the total width b of the grate bar 1 and the length IK of the cavity 3 to at least 70% of the length I of the cover plate 30, calculated from the top 1 K of the grate bar 1 to the rear end of the cover plate 30, where it is adjacent to the holding portion 2b of the grate bar main body 2. That is, with a dimension of the cover plate having a length I of 560 mm, the length I K of the cavity is preferably 392 mm, and with a width b of the grate bar 1 of 140 mm, the width b K of the cavity is about 126 mm.
  • the size of the cavity 3 is thus preferably chosen so that the available surface in the grate bar main body 2 is utilized as well as possible and the peripheral walls around the cavity 3 are as thin as possible, since in the area of these remaining "webs" also at a use of the insulating cement only a lower thermal insulation effect can be achieved than in the region of the cavity 3, in which the ceramic fiber insulating mat 20 is inserted.
  • the thickness d of the ceramic fiber insulating mat 20 is chosen so that it corresponds as closely as possible to the depth t (see FIG. 5) of the cavity 3 plus the layer thickness of the insulating cement 21.
  • the cavity 3 is then completely filled and the insulating mat 20 is not at all or at least minimally compressed between the ceramic cover plate 30 and the grate bar base body 2, so that they can develop the maximum thermal insulation effect.
  • the cover plate 30 is here formed in two parts, with a top plate 30a, which covers the front portion 2a of the grate bar main body 2 in the upper side portion 1S of the grate bar 1 and the upper part of the head side 1 K of the grate bar 1, and a separate head portion 30b, which the lower Area of the head side 1 K of the grate bar 1 covers and extends below the foot area 1 F of the grate bar 1.
  • the separation point 39 between the two parts 30a, 30b of the cover plate 30 extends in the middle of the head side 1 K of the grate bar 1.
  • the boundary surfaces 31, 32 of the top plate 30a, and the head portion 30b of the cover plate 30 are each formed corresponding to one another stepped, so that the Separation point 39 viewed in cross section in Roststablteilscardi R according to stepped (see Figure 5).
  • the division of the ceramic cover plate 30 into a top plate 30a and a top part 30b has the advantage that frictional forces F R which act on the front plate in the foot region 1 F on the cover plate 30, can not lead to that in the region of the transition edge from the top 1S to the head 1 K of the grate bar 1 an excessive mechanical torque M can act on the cover plate 30. As shown in FIG. 5, this torque M caused by the force F R would occur in the region of the upper front edge of the grate bar 1
  • connection of the ceramic cover plate 30 with the grate bar main body 2 takes place in the illustrated preferred embodiment purely by positive fit, namely by a so-called bung connection, d. H. a tongue and groove joint, wherein in one of the two components to be joined, here in the grate bar base 2, grooves 4, 6, 7, 8 are introduced and the matching springs directly to the other component to be connected, here on the ceramic cover plate 30, are formed.
  • the grate bar main body 2 has for this purpose a total of four grooves 4, 6, 7, 8.
  • a first groove 4 extends parallel to the surface of the grate bar main body 2 to the rear in the holding portion 2b, so that above this groove 4 in the holding portion 2b a kind of nose 5 is formed.
  • a spring 37 is formed on the ceramic cover plate 30 or its upper part plate 30a on the end facing away from the head side 1 K of the grate bar 1 end, which extends parallel to the surface of the top plate 30a. This spring 37 can be inserted during assembly in the groove 4 under the nose 5 in the holding section 2b.
  • a further groove 6 is located in the front portion 2a of the grate bar main body 2 between the end face of the grate bar main body 2 and the recess 3. Accordingly, the top plate 30a here on the bottom side facing the grate bar base 2 an integrally molded spring 38, which in this groove 6 engages.
  • the here engaging spring on the ceramic cover plate 30 is divided at the separation point 39 in two part springs 33, 34, wherein a part spring 33 on the upper part plate 30a and the second part spring 34 on the head part 30b of the cover plate 30 is arranged.
  • a further groove 8 in which a spring 40 engages which is attached to the foot end of the head portion 30b of the ceramic cover plate 30 and extending from the foot area upwards.
  • the grooves 4, 6, 7 and 8 and the corresponding springs 37, 38, 33, 34 and 40 are preferably in the cross section slightly to the groove bottom widening, trapezoidal, so that in this way a dovetail-like connection is given to ensure a secure fit to care.
  • the groove 4 in the holding section 2 b, the groove 6 in the top of the front section 2 a and the groove 8 in the foot region of the grate bar main body 2 each extend from a first longitudinal edge 1 L into the grate bar main body 2 and end at a distance s from the opposite second longitudinal edge 1G of the grate bar 1 (see in particular in Figure 4).
  • the distance s is preferably 10 to 30 mm. That is, the grooves 4, 6, 8 do not extend completely from one side to the other across the base body 2. Accordingly, the integrally formed on the cover plate 30 springs 37, 38, 40 are shorter.
  • This design of the grooves and springs has the advantage that the top plate 30a and the head part 30b can be pushed onto the grate bar main body 2 only from the first longitudinal side 1 L out. Is then later in the composite within a grate level 51, 52, 53 (see Figure 6) at this first longitudinal edge 1 L an adjacent grate bar, so the two-piece cover plate 30 no longer slip out of the grooves in this direction and is securely fixed, without that additional holding means are needed.
  • a firing grate constructed from such grate steps 51, 52, 53 with the grate bars 1 according to the invention can then be used in a solid fuel incinerator 60, as shown in FIG.
  • the grate 50 is down in the combustion chamber 62.
  • This combustion chamber 62 is fed via a feed chute 61 of the solid fuel to be burned constantly.
  • the fuel bed in the combustion chamber 62 is continuously transported obliquely downward above the grate 50 by the advancing movements of each second grate stage.
  • the upper area facing the feed chute 61 on the firing grate 50 is a drying and degassing zone, in the middle area the main combustion takes place and in the lower area the afterburning takes place.
  • funnel-like ash collector 66 which collect the resulting ash combustion, which inter alia falls through the louvers between the grate bars, collect and subsequent conveyors 67 out.
  • a slag conveyor 69 At the bottom of the furnace grate is a slag conveyor 69.
  • the ash and slag are further disposed of with suitable equipment which is not shown in detail here.
  • the combustion chamber 62 Above the combustion chamber 62 are boiler trains, through which the flue gas is guided so that it gives its energy to the heating surfaces of the boiler trains. Subsequently, the cooled flue gas is passed through a filter system 64 only roughly schematically shown and the filtered flue gases then pass through an outlet 65 from the solid fuel incinerator 60.
  • the solid fuel incinerator is shown in Figure 7 only very roughly schematically, as the Construction of such solid fuel combustion plants in principle known in the art and the other components, in particular the facilities for collecting and disposing of the ash and slag, for filtering the flue gases and the task of the fuel in the incinerator, are not essential to the invention.
  • the above-described grate bars and grate bar stages or the firing grate and the incinerator are merely exemplary embodiments which can be modified in many different ways by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention.
  • the grate bars reach life even with simple air cooling, as they are otherwise achieved only with water cooling, they are preferably used to build air-cooled Feuerungsrosten to z. B. to replace water-cooled grate bars, as explained above. However, this does not exclude that the invention can also be used in the context of water-cooled grate bars in order to increase the service life even further or to construct the firing grates for even higher temperature applications.

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Abstract

The invention relates to a grate bar (1) for an incinerator (60) having a grate bar base body (2) and a high temperature resistant cover plate (30) covering the grate bar base body (2) at least on a surface portion which in operation points to a combustion chamber (62). The cover plate (30) is separated from the grate bar base body (2) by a thermal insulating material (20, 21). In the grate bar base body (2) a cavity (3) is provided in a side pointing to the cover plate (30) and/or in the cover plate (30) in the side pointing to the grate bar base body (2), which is at least partially filled with a ceramic fibre insulating material (20). The invention further relates to a method for producing such a grate bar (1).

Description

Roststab für einen Verbrennungsofen und Verfahren zur Herstellung eines Grate bar for a combustion furnace and method of making a
Roststabesgrate bar
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Roststab für einen Verbrennungsofen mit einem Roststab-Grundkörper und einer den Roststab-Grundkörper zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum hinweisenden Oberflächenbereich abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte, wobei die Deckplatte von dem Roststab- Grundkörper durch ein thermisches Isoliermaterial getrennt ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Roststabes.The present invention relates to a grate bar for a combustion furnace with a grate bar base body and the grate bar base body at least on a pointing in operation to a combustion chamber surface area covering, high temperature resistant cover plate, wherein the cover plate is separated from the grate bar base body by a thermal insulating material. Moreover, the invention relates to a method for producing such a grate bar.
Roststäbe der eingangs genannten Art werden in Feuerungsrosten für Verbrennungsöfen, insbesondere in Verbrennungsanlagen für Festbrennstoffe, eingesetzt. Bei diesen Festbrennstoffen kann es sich beispielsweise um Abfall, Ersatzbrennstoffe wie z.B. sortierten und/oder aufbereiteten Abfall, Sekundärbrennstoffe, Biomasse oder ähnliches handeln. Ein solcher Feuerungsrost besteht üblicherweise aus einer Rostkonstruktion mit einer Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen, welche jeweils mehrere parallel nebeneinander gelagerte Roststäbe aufweisen. Die dachziegelartige Anordnung der Roststäbe bildet dabei den Rostbelag, auf dem das Brennstoffbett durch den Brennraum transportiert wird und auf dem die Verbrennung abläuft. Die Verbrennung wird durch Primärluft, die üblicherweise u. a. durch Spalten zwischen den Roststäben von unten in den Brennraum hineingeführt wird, unterhalten. Zur Fortbewegung des Brennstoffbettes ist der Feuerungsrost häufig so ausgebildet, dass die Roststäbe jeder zweiten Roststufe in Längsrichtung der Roststäbe hin- und herbewegbar sind, wogegen die Roststäbe der übrigen Roststufen festgehalten werden. Durch die zyklische Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe wird das Brennstoffbett während der Verbrennung auf der dachziegelartigen Rostkonstruktion schräg nach unten von einem Vorwärmbereich in einen Hauptverbrennungsbereich und weiter zu einem Nachverbrennungsbereich transportiert.Grate bars of the type mentioned are used in Feuerungsrosten for incinerators, especially in incinerators for solid fuels. These solid fuels may be, for example, waste, substitute fuels such as e.g. sorted and / or treated waste, secondary fuels, biomass or similar. Such a firing grate usually consists of a grate construction with a number of tile layers arranged one above the other grate stages, each having a plurality of parallel juxtaposed grate bars. The roof-tile-like arrangement of the grate bars forms the grate covering, on which the fuel bed is transported through the combustion chamber and on which the combustion takes place. The combustion is by primary air, which usually u. a. is guided by columns between the grate bars from below into the combustion chamber, entertained. For advancing the fuel bed, the grate is often designed so that the grate bars every second grate level in the longitudinal direction of the grate bars back and forth, while the grate bars of the remaining grate levels are held. By cyclically reciprocating every other grate stage, the fuel bed is transported obliquely downward from a preheat area to a main combustion area and further to a post combustion area during combustion on the tile-like grate construction.
In einer solchen Verbrennungsanlage entstehen Temperaturen von kontinuierlich 800 bis 1300 0C oder kurzzeitig sogar darüber. Der gesamte vordere Teil der Roststäbe, welche innerhalb der dachziegelartigen Übereinanderschichtung unter den Roststäben der darüber liegenden Roststufe hervorragen, ist folglich großen thermischen Belastungen ausgesetzt. Hinzu kommen erhebliche mechanische Belastungen durch den Transport des Brennstoffbettes und die Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe. Außerdem tritt insbesondere in Festbrennstoffverbrennungsanlagen das Problem auf, dass die Roststäbe chemischen Angriffen ausgesetzt sind, die aus der speziellen Zusammensetzung des Brennstoffs in diesem Anwendungsgebiet resultieren.In such an incinerator, temperatures of continuously 800 to 1300 0 C or even briefly above it. The entire front part of the grate bars, which protrude within the tile-like superimposed under the grate bars of the overlying grate level, is thus exposed to high thermal loads. In addition, there are considerable mechanical loads by transporting the fuel bed and reciprocating every other grate step. In addition, especially in solid fuel combustion plants, the problem arises that the grate bars are exposed to chemical attack resulting from the specific composition of the fuel in this field of application.
Zur Reduzierung der thermischen Belastungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Roststäbe zu kühlen. So gibt es Systeme, die mit Luftkühlung arbeiten. Hierbei wird Luft, die in der Regel ohnehin zur Aufrechterhaltung der Verbrennung benötigt wird, an den Roststäben vorbeigeführt, um diese abzukühlen. Bei Hochtemperaturanwendungen reicht aber die Luftkühlung bisher oft nicht aus, um zufriedenstellend hohe Standzeiten der Roststäbe zu gewährleisten. Der Austausch von beschädigten Roststäben, der nur bei einem längeren Stillstand der gesamten Anlage möglich ist, verursacht wiederum hohe Kosten. Daher werden meist Systeme eingesetzt, die - ggf. auch zusätzlich - mit einer Wasserkühlung arbeiten. Solche Systeme sind jedoch relativ aufwändig, da in den Roststäben Leitungen eingebracht sein müssen und die Roststäbe jeweils in einen zu realisierenden Kühlwasserkreislauf integriert werden müssen. Zudem ist permanent eine einwandfreie Funktion des kompletten Kühlwasserkreislaufs sicherzustellen und hierfür entsprechende Sicherheitssysteme einzubauen. Ohne die vorgesehene Kühlung würden die Standzeiten der Roststäbe erheblich reduziert.To reduce the thermal loads, there are various ways to cool the grate bars. So there are systems that work with air cooling. In this case, air, which is usually needed anyway to maintain the combustion, past the grate bars to cool them. In high-temperature applications, however, the air cooling is often not enough to ensure satisfactorily long service life of the grate bars. The replacement of damaged grate bars, which is only possible with a longer shutdown of the entire system, in turn, causes high costs. Therefore, most systems are used, which - possibly also in addition - work with a water cooling. However, such systems are relatively expensive, since lines must be introduced in the grate bars and the grate bars must each be integrated into a cooling water circuit to be realized. In addition, a perfect function of the complete cooling water circuit must be permanently ensured and appropriate safety systems installed for this purpose. Without the planned cooling the service life of the grate bars would be significantly reduced.
Eine weitere Möglichkeit, die Standzeiten der Roststäbe zu erhöhen, ist der Aufbau von mehrschichtigen Roststäben der eingangs genannten Art. Hierzu wird beispielsweise der Roststab-Grundkörper aus Stahl gefertigt, vorzugsweise als Stahlgussteil. Der im Betrieb zum Brennraum hin weisende Oberflächenbereich, d. h. die das Brennstoffbett tragende Seite, wird dann mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte, besonders bevorzugt aus Keramik, abgedeckt. Solche Konstruktionen mit einem Stahlgrundkörper und einer keramischen Deckplatte werden beispielsweise in der EPO 382 045 A2 und der EP 1 705 425 A1 beschrieben. In der DE 93 12 738 LM werden Roststäbe beschrieben, welche jeweils ein Befestigungselement als Grundkörper und eine daran befestigte Deckplatte aus Keramik aufweisen, wobei sich zur Isolierung zwischen dem Befestigungselement und der Deckplatte entweder ein Luftspalt oder ein durchgehendes Isoliervlies befindet, um die Deckplatte vollständig vom Befestigungselement zu trennen. Weiterhin wird bereits in der DE 32368 A ein Roststab beschrieben mit einem Grundkörper aus Gusseisen oder Stahl und einer oberen Schicht aus einem Porzellanmaterial, wobei die Porzellanplatte und der Roststab- Grundkörper aus Stahl oder Eisen durch eine dünne Schicht aus einem schlecht wärmeleitenden Material getrennt sind. Durch eine solche einfache Isolierschicht kann zwar bereits eine gewisse thermische Entlastung des Roststab-Grundkörpers erreicht werden. Dennoch reicht dies bei dem heute üblicherweise erreichten Temperaturbereichen noch nicht aus, um auch für luftgekühlte Rostsysteme einen Roststab mit ausreichend hohen Standzeiten zur Verfügung zu stellen. Daher werden in modernen Festbrennstoffverbrennungsanlagen dennoch üblicherweise die teureren wassergekühlten Systeme eingesetzt.Another way to increase the service life of the grate bars is the construction of multi-layer grate bars of the type mentioned. For this example, the grate bar basic body is made of steel, preferably as a steel casting. The surface area pointing towards the combustion chamber during operation, ie the side carrying the fuel bed, is then covered with a high-temperature-resistant cover plate, particularly preferably made of ceramic. Such constructions with a steel base body and a ceramic cover plate are described, for example, in EPO 382 045 A2 and EP 1 705 425 A1. In DE 93 12 738 LM grate bars are described, each having a fastener as a base body and a cover plate attached thereto made of ceramic, being either an air gap or a continuous Isoliervlies to the insulation between the fastener and the cover plate to the cover plate completely from To separate fastener. Furthermore, a grate bar is already described in DE 32368 A with a base made of cast iron or steel and an upper layer of a porcelain material, the porcelain plate and the grate bar basic body made of steel or iron are separated by a thin layer of a poor thermal conductivity material. Although such a simple insulating layer can already be achieved a certain thermal relief of the grate bar base body. Nevertheless, this is not enough for the temperature ranges usually achieved today, in order to provide a grate bar with sufficiently long service life even for air-cooled grate systems. Therefore, the more expensive water-cooled systems are still commonly used in modern solid fuel combustion plants.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Roststab der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, welcher selbst mit einfacher Luftkühlung bei ausreichend hohen Standzeiten auch in modernen Hochtemperatur-Festbrennstoffverbrennungsanlagen einsetzbar ist.It is an object of the present invention to provide an improved grate bar of the type mentioned above and a method for its production, which can be used even with modern air cooling with sufficiently high service life in modern high-temperature solid fuel combustion plants.
Diese Aufgabe wird zum einen durch einen Roststab gemäß Patentanspruch 1 und zum anderen durch ein Verfahren zur Herstellung eines Roststabes gemäß Patentanspruch 13 gelöst.This object is achieved on the one hand by a grate bar according to claim 1 and on the other hand by a method for producing a grate bar according to claim 13.
Erfindungsgemäß ist also im Roststab-Grundkörper in einer zur Deckplatte weisenden Seite und/oder in der Deckplatte in der zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite eine Kavität mit umlaufenden Wandungen, d. h. eine Aushöhlung mit rundum verlaufenden Wänden, eingebracht, welche zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial gefüllt ist. Dieses Keramikfaser-Isoliermaterial ist einerseits selber hochtemperaturbeständig. Zum anderen hat es aber eine erheblich höhere Isolierwirkung als übliche thermische Isoliermaterialien wie beispielsweise ein Isolierzement. Insbesondere ist durch die Einbringung des Keramikfaser-Isoliermatehals in eine Kavität, welche ja durch die Abdeckung des Roststab-Grundkörpers mit der Deckplatte einen abgeschlossenen Innenraum im Roststab bildet, gewährleistet, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial einen bestimmten Ausdehnungsraum hat, so dass im Isoliermaterial immer eine gewisse Menge Luft eingeschlossen ist, welche zu einer sehr hohen thermischen Isolierung zwischen der Deckplatte und dem Rost- stab-Grundkörper beiträgt. Insgesamt ist daher die thermische Belastung auf den Roststab-Grundkörper selbst bei sehr hohen Brennbetttemperaturen bis 10000C und höher gegenüber den bekannten Roststäben deutlich reduziert. So können selbst bei einer einfachen Luftkühlung auch in solchen Anlagen Roststab-Standzeiten erreicht werden, wie sie sonst nur mit einer Wasserkühlung erreichbar sind. Insgesamt sind daher Feuerungsroste, welche mit den erfindungsgemäßen Roststäben aufgebaut sind, wirtschaftlicher herstellbar und vor allem im laufenden Betrieb kostengünstiger als die bisher bekannten Feuerungsroste mit Wasserkühlung.According to the invention, therefore, a cavity with circumferential walls, ie a cavity with walls running around it, is introduced into the grate bar base body in a side facing the cover plate and / or in the cover plate in the side facing the grate bar body. Insulating material is filled. On the one hand, this ceramic fiber insulating material itself is resistant to high temperatures. On the other hand, it has a significantly higher insulation than conventional thermal insulation materials such as an insulating cement. In particular, it is ensured by the introduction of the ceramic fiber Isoliermatehals in a cavity, which forms a closed interior in the grate bar by the cover of the grate bar basic body with the cover plate, ensures that the ceramic fiber insulating material has a certain expansion space, so that in the insulating material always a certain amount of air which leads to a very high thermal insulation between the cover plate and the grate stab base body contributes. Overall, therefore, the thermal load on the grate bar base body even at very high fuel bed temperatures up to 1000 0 C and higher compared to the known grate bars significantly reduced. Thus, even with a simple air cooling even in such systems, rod life can be achieved, as they are otherwise achievable only with a water cooling. Overall, therefore, firing grates, which are constructed with the grate bars according to the invention, more economical to produce and, above all during operation cheaper than the previously known Feuerungsroste with water cooling.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Roststabs wird ein Roststab-Grundkörper erzeugt, beispielsweise aus Stahlguss gegossen, und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum hinweisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte abgedeckt. Dabei wird bei der Herstellung des Roststab-Grundkörpers in den Roststab-Grundkörper in einer zur Deckplatte weisenden Seite und/oder bei der Herstellung der Deckplatte in die Deckplatte in einer zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite eine Kavität eingebracht. Diese Ka- vität wird dann vor der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers und der Deckplatte zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial gefüllt.In the method according to the invention for producing a grate bar, a grate bar base body is produced, for example cast from cast steel, and covered with a high-temperature-resistant cover plate at least on a surface area indicative of a combustion chamber during operation. In this case, a cavity is introduced in the production of the grate bar base in the grate bar base body in a side facing the cover plate side and / or in the production of the cover plate in the cover plate in a side facing the grate bar body. This kavity is then at least partially filled with a ceramic fiber insulating material prior to the assembly of the grate bar base body and the cover plate.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung enthalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung, wobei das erfindungsgemäße Verfahren auch analog zu den abhängigen Ansprüchen betreffend den Roststab weitergebildet sein kann und umgekehrt.The dependent claims and the following description contain particularly advantageous developments and refinements of the invention, wherein the inventive method can also be developed analogous to the dependent claims concerning the grate bar and vice versa.
Die Deckplatte kann grundsätzlich aus verschiedenen hochtemperaturfesten Materialien hergestellt sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine keramische Deckplatte, da keramische Stoffe nicht nur hochtemperaturfest sind, sondern zudem auch noch eine hohe Beständigkeit gegen chemische Belastungen aufweisen. Besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Silizium-Carbid (SiC)-Keramik. Als ganz besonders geeignet hat sich ein siliziuminfiltriertes reaktionsgebundenes SiC-Material herausgestellt, das in der Regel eine gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit und eine sehr hohe Bruchfestigkeit aufweist. Da, wie bereits oben erwähnt, die Oberfläche des Brennstabs auch mechanischen Belastungen ausgesetzt ist, sollte die Deckplatte eine bestimmte Mindestdicke aufweisen. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Deckplatte mindestens 5 mm, besonders bevorzugt mindestens 10 mm. Ganz besonders bevorzugt liegt die Dicke zwischen 15 und 35 mm. Wie ebenfalls erwähnt, kann die Kavität zur Aufnahme des Keramikfaser-Isoliermaterials auch in die Deckplatte eingebracht sein. Um die Deckplatte aber nicht zu dick ausbilden zu müssen und dennoch eine möglichst hohe Stabilität der Deckplatte zu erreichen, befindet sich die Kavität vorzugsweise zumindest zum überwiegenden Teil oder sogar ausschließlich im Roststab-Grundkörper. Durch entsprechende Ausgestaltung der Gussform kann insbesondere bei einer Herstellung des Roststabs im Stahlgussverfahren eine geeignete Kavität ohne großen Mehraufwand in den Roststab-Grundkörper eingebracht werden. Alternativ kann die Kavität oder sogar der komplette Roststab-Grundkörper auch mit oder in Kombination mit einem spanabhebenden Verfahren hergestellt werden.The cover plate can basically be made of different high temperature resistant materials. Preferably, it is a ceramic cover plate, since ceramic materials are not only high temperature resistant, but also also have a high resistance to chemical stress. This is particularly preferably a silicon carbide (SiC) ceramic. A silicon-filtered reaction-bonded SiC material has proven to be particularly suitable, which generally has good resistance to oxidation and corrosion, very good thermal shock resistance and very high breaking strength. Since, as already mentioned above, the surface of the fuel rod is also exposed to mechanical stresses, the cover plate should have a certain minimum thickness. Particularly preferably, the thickness of the cover plate is at least 5 mm, more preferably at least 10 mm. Most preferably, the thickness is between 15 and 35 mm. As also mentioned, the cavity for receiving the ceramic fiber insulating material may also be incorporated in the cover plate. In order to form the cover plate but not too thick and yet to achieve the highest possible stability of the cover plate, the cavity is preferably at least for the most part or even exclusively in the grate bar base body. By suitable design of the casting mold, a suitable cavity can be introduced into the grate bar base body without any great additional effort, in particular during manufacture of the grate bar in the cast steel process. Alternatively, the cavity or even the complete grate bar base can also be made with or in combination with a machining process.
Als Keramikfaser-Isoliermaterial kommen verschiedene Stoffe unterschiedlicher Konsistenz und Ausführung in Frage. Beispielsweise kann ein lockeres flockenartiges Keramikfaser-Isoliermaterial verwendet werden. Bevorzugt wird aber ein Isoliermaterial in Form einer Keramikfaser-Isoliermatte eingesetzt. Eine solche Keramikfaser- Isoliermatte lässt sich einfach verarbeiten, indem sie beispielsweise passend auf die Kavität zugeschnitten und eingelegt wird. Sie hat zudem eine definierte Dicke, so dass sich hiermit eine genau definierte Isolationswirkung erreichen lässt.As ceramic fiber insulation material different materials of different consistency and design come into question. For example, a loose flake-like ceramic fiber insulating material may be used. Preferably, however, an insulating material in the form of a ceramic fiber insulating mat is used. Such a ceramic fiber insulating mat can be easily processed, for example, by cutting it to fit the cavity and inserting it. It also has a defined thickness, so that hereby can achieve a well-defined insulation effect.
Vorzugsweise wird ein Keramikfasermaterial eingesetzt, welches als Hauptbestandteile SiO2 (vorzugsweise > 60 Gew.-%) und CaO (vorzugsweise > 25 Gew.-%) enthält. Zusätzlich kann eine solche Keramikfasermatte als weitere Komponenten MgO, AI2O3 oder Fe2O3 enthalten, wobei letztere beide Stoffe vorzugsweise in der Größenordnung von 1 Gew.-% oder darunter eingesetzt werden und das MgO vorzugsweise in einer Menge zwischen 2 und 10 Gew.-%. Der durchschnittliche Faserdurchmesser liegt vorzugsweise zwischen 3 und 3,5 μm. Bevorzugt beträgt die Wärmeleitfähigkeit bei einer Durchschnittstemperatur von 8000C nur 0,23 Watt/m K bei einer Dichte von 128 kg/m3. In neben der Kavität befindlichen Flächenbereichen, welche die Wandungen der Ka- vität bilden, befindet sich zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte bevorzugt eine Isolierzementschicht oder eine Isolierkleberschicht. Diese ist erheblich dünner als die Schichthöhe des Keramikfaser-Isoliermaterials bzw. die Tiefe der Kavität. Durch diese Isolierzementschicht oder Isolierkleberschicht ist dafür gesorgt, dass auch in den Bereichen, in denen Roststab-Grundkörper und Deckplatte nicht durch das Keramikfaser-Isoliermaterial getrennt sind, eine gewisse thermische Isolierung erreicht wird. Außerdem dient diese Schicht zum Ausgleich kleiner Unebenheiten in der Oberseite des Roststab-Grundkörpers und der Unterseite der Deckplatte, um eine sichere Lage der Deckplatte zu gewährleisten und somit die Bruchfestigkeit zu erhöhen. Vorzugsweise befindet sich eine solche Isolierzementschicht oder Isolierkleberschicht rings um die Kavität umlaufend zwischen dem Roststab- Grundkörper und der Deckplatte. Auf diese Weise ist das Keramikfaser- Isoliermaterial besonders dicht eingeschlossen und gegenüber Einwirkungen vom Brennraum aus geschützt, vor allem dagegen, dass durch die Verbrennung verflüssigter Brennstoff und Verbrennungsprodukte, insbesondere Festbrennstoff, in das Keramikfaser-Isoliermaterial eindringt und die Isolierwirkung reduziert.Preferably, a ceramic fiber material is used, which contains as main constituents SiO 2 (preferably> 60 wt .-%) and CaO (preferably> 25 wt .-%). In addition, such a ceramic fiber mat may contain, as further components, MgO, Al 2 O 3 or Fe 2 O 3 , the latter both being preferably used in the order of 1% by weight or less, and the MgO is preferably used in an amount between 2 and 10 wt .-%. The average fiber diameter is preferably between 3 and 3.5 μm. Preferably, the thermal conductivity at an average temperature of 800 0 C only 0.23 watt / m K at a density of 128 kg / m 3 . In addition to the cavity located surface areas, which form the walls of the cava, is located between the grate bar base body and the cover plate preferably an insulating cement layer or an insulating adhesive layer. This is considerably thinner than the layer height of the ceramic fiber insulating material or the depth of the cavity. By this Isolierzementschicht or insulating adhesive layer is ensured that even in the areas where the grate bar base body and cover plate are not separated by the ceramic fiber insulating material, a certain thermal insulation is achieved. In addition, this layer is used to compensate for small bumps in the top of the grate bar base body and the underside of the cover plate to ensure a secure position of the cover plate and thus to increase the breaking strength. Preferably, such an insulating cement layer or insulating adhesive layer is located around the cavity circumferentially between the grate bar base body and the cover plate. In this way, the ceramic fiber insulating material is particularly tightly enclosed and protected from the effects of the combustion chamber, especially against the fact that liquefied by combustion fuel and combustion products, especially solid fuel, penetrates into the ceramic fiber insulating material and reduces the insulating effect.
Damit die Bereiche neben der Kavität, welche nicht so gut thermisch isoliert sind wie der Bereich der Kavität, möglichst klein sind, erstreckt sich die Breite der Kavität vorzugsweise zumindest über 80 % einer Breite der Deckplatte, d. h. die Roststabbreite. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Länge der Kavität zumindest über 60 % einer Länge der Deckplatte, so dass der Großteil des mit dem Brennbett in Kontakt stehenden Bereichs der Deckplatte geschützt wird.So that the areas next to the cavity, which are not as well thermally insulated as the area of the cavity, are as small as possible, the width of the cavity preferably extends at least over 80% of a width of the cover plate, ie. H. the grate bar width. Particularly preferably, the length of the cavity extends at least over 60% of a length of the cover plate, so that the majority of the area of the cover plate which is in contact with the fuel bed is protected.
Vorzugsweise sind die Tiefe der Kavität und die Schichtdicke des Keramikfaser- Isoliermaterials so gewählt, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial, wenn Roststab- Grundkörper und Deckplatte zusammenmontiert sind, gar nicht oder maximal um ein definiertes Maß zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte vorgespannt, d. h. zwischen Roststab-Grundkörper und Deckplatte zusammengedrückt wird. Wenn das Keramikfaser-Isoliermaterial überhaupt keinem Druck unterliegt, hat es die maximale thermische Isolierwirkung. Andererseits kann durch eine bestimmte Vorspannung, die allerdings nicht so stark sein sollte, dass das Isoliermaterial bis zum Anschlag zusammengedrückt wird, sondern noch ausreichend Luft im Keramik- faser-lsoliermaterial verbleibt, dafür gesorgt werden, dass Stöße, die von der Brennraumseite aus auf die Deckplatte ausgeübt werden, nach unten abgedämpft werden. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht die Dicke des Ke- ramikfaser-lsoliermaterials exakt der Tiefe der Kavität zuzüglich einer Dicke der Isolierzement- oder Isolierkleberschicht oder ist allenfalls minimal größer. Die Tiefe der Kavität liegt vorzugsweise zwischen 5 mm und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 15 mm.Preferably, the depth of the cavity and the layer thickness of the ceramic fiber insulating material are selected so that the ceramic fiber insulating material when Roststab- basic body and cover plate are assembled, not or at most by a defined amount between the grate bar base body and the cover plate biased, ie between the grate bar body and cover plate is compressed. When the ceramic fiber insulating material is not subjected to any pressure at all, it has the maximum thermal insulation effect. On the other hand, by a certain bias, which should not be so strong that the insulating material is compressed to the stop, but still enough air in the ceramic fiber insulation material, care must be taken that shocks that are exerted from the combustion chamber side on the cover plate, are damped down. In a particularly preferred embodiment, the thickness of the ceramic fiber insulating material corresponds exactly to the depth of the cavity plus a thickness of the insulating cement or insulating adhesive layer or is at best minimally larger. The depth of the cavity is preferably between 5 mm and 20 mm, more preferably between 8 mm and 15 mm.
Vorzugsweise ist die Deckplatte so ausgebildet, dass sie den Roststab-Grundkörper zum Brennraum hin vollständig abdeckt, ausgehend von einem Fußbereich, an welchem der Roststab in eingebautem Zustand auf einem Roststab einer darunter angeordneten Roststufe aufliegt, über eine Kopf- bzw. Stirnseite bis einschließlich dem dem Brennraum ausgesetzten Oberseitenbereich des Roststabes. Dabei ist die Deckplatte besonders bevorzugt zweiteilig mit einer Oberteilplatte und einem Kopfteil ausgebildet. Die Oberteilplatte und das Kopfteil sind dabei an einer an der Kopfseite befindlichen, quer zu einer Roststablängsrichtung verlaufenden Trennstelle bzw. Trennlinie voneinander getrennt. Die Trennstelle bzw. Trennlinie befindet sich bevorzugt in einem mittleren Bereich der Kopfseite, das heißt, ungefähr in mittlerer Höhe zwischen dem Fußbereich und der Oberseite des Roststabes. Eine solche Unterbrechung der Deckplatte an der Kopfseite hat den Vorteil, dass die mechanischen Belastungen auf die Deckplatte reduziert sind. Durch die zyklische Hin- und Herbewegung jeder zweiten Roststufe ist die Deckplatte im Fußbereich einer besonderen mechanischen Belastung ausgesetzt, wobei ständig eine Kraft auf den Fußbereich in Längsrichtung des Roststabs ausgeübt wird. Diese Kraft führt insbesondere zu einem Drehmoment an der Trennstelle zwischen der Oberseite des Roststabs und der Kopfseite des Roststabs, so dass es hier leicht zu einem Bruch kommen könnte. Durch die Trennung der Deckplatte in eine Oberteilplatte und ein Kopfteil an der Kopfseite wird vermieden, dass ein derartiges Drehmoment durch die Vorschubbewegung auf die Deckplatte ausgeübt ist. Die Trennstelle selber ist vorzugsweise gestuft ausgebildet, d. h. sowohl das Kopfteil als auch die Oberteilplatte weisen passend zueinander gestufte Enden auf, die ineinander greifen. Dadurch kann durch die Trennstelle kein flüssiger und/oder feinteiliger Brennstoff zwischen die Deckplatte und den Roststab-Grundkörper gelangen. Ein solcher zweiteiliger Aufbau der Deckplatte ist grundsätzlich bei allen Roststäben sinnvoll, die mit einem Roststab-Grundkörper und einer separaten Deckplatte ausgebildet sind, unabhängig davon, ob und in welcher Weise sich zwischen beiden eine Isolierschicht bzw. ein Isoliermaterial befindet. Insofern wird durch diese Idee auch unabhängig von dem Aufbau der erfindungsgemäßen Isolierschicht eine erhebliche Verbesserung der Standzeiten derartiger Roststäbe erzielt. Eine besonders hohe Standzeit lässt sich allerdings durch die beschriebene Kombination der erfindungsgemäßen Ausbildung der Isolierung zwischen Deckplatte und Roststab-Grundkörper und die zweiteilige Ausbildung der Deckplatte erreichen.Preferably, the cover plate is formed so that it completely covers the grate bar main body to the combustion chamber, starting from a foot region on which the grate bar rests in the installed state on a grate bar of a grate step arranged underneath, via a head or front side up to and including the exposed to the combustion chamber top area of the grate bar. In this case, the cover plate is particularly preferably formed in two parts with a top plate and a head part. The shell plate and the head part are separated from each other at a located on the head side, transverse to a Roststablängsrichtung separation point or separation line. The separation point or separation line is preferably located in a central region of the head side, that is, approximately at mid-height between the foot region and the top of the grate bar. Such an interruption of the cover plate on the head side has the advantage that the mechanical stresses are reduced to the cover plate. Due to the cyclical reciprocating movement of every second step of the grate, the cover plate is subjected to a special mechanical load in the foot region, wherein a force is constantly exerted on the foot region in the longitudinal direction of the grate bar. This force leads in particular to a torque at the point of separation between the top of the grate bar and the top of the grate bar, so that it could easily come to a break here. By separating the cover plate in a shell plate and a head part on the head side is avoided that such a torque is exerted by the advancing movement on the cover plate. The separation point itself is preferably stepped, that is, both the head part and the shell plate have mutually staggered ends, which engage with each other. As a result, no liquid and / or finely divided fuel can pass between the cover plate and the grate bar main body through the separation point. Such a two-part construction of the cover plate is basically useful in all grate bars, which are formed with a grate bar base body and a separate cover plate, regardless of whether and in what way there is an insulating layer or an insulating material between them. In this respect, a considerable improvement in the service life of such grate bars is achieved by this idea, regardless of the structure of the insulating layer according to the invention. However, a particularly long service life can be achieved by the described combination of the inventive design of the insulation between cover plate and grate bar base body and the two-part design of the cover plate.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Roststabs wird die Deckplatte bereits bei der Herstellung zweiteilig mit einer Oberteilplatte und einem Kopfteil hergestellt. Diese Bestandteile werden so am Roststab-Grundkörper montiert, dass die Oberteilplatte den Roststab-Grundkörper in einem Oberseitenbereich und an einer Kopfseite des Roststabs bis zu einer quer zu einer in Roststablängsrichtung im Kopfbereich verlaufenden Trennstelle abdeckt und das Kopfteil, ausgehend von dieser Trennstelle, den Roststab-Grundkörper im weiteren Kopfbereich und einem Fußbereich des Roststabes abdeckt.In a method for producing such a grate bar, the cover plate is already produced in two parts with a top plate and a head part during manufacture. These components are mounted on the grate bar base body so that the top plate covers the grate bar main body in a top portion and on a head side of the grate bar up to a cross-section extending in Roststablängsrichtung in the head area separation point and the head part, starting from this separation point, the grate bar -Basic body in the wider head area and a foot area of the grate bar covers.
Für die Verbindung von Deckplatte und Roststab-Grundkörper gibt es verschiedene Möglichkeiten. Prinzipiell ist eine Verschraubung, eine reine Verklebung oder Ähnliches möglich. Vorzugsweise ist die Deckplatte jedoch mit dem Roststab-Grundkörper formschlüssig verbunden. Auf weitere mechanische Verbindungsteile wie Schrauben oder dergleichen kann dann verzichtet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Deckplatte mit Roststab-Grundkörper über eine Nut-Feder-Verbindung bzw. eine Spundverbindung, besonders bevorzugt über eine Schwalbenschwanzverbindung verbunden.There are various possibilities for the connection of cover plate and grate bar basic body. In principle, a screw connection, a pure bond or the like is possible. Preferably, however, the cover plate is positively connected to the grate bar base body. On further mechanical connecting parts such as screws or the like can then be dispensed with. In a preferred embodiment, the cover plate with grate bar base body via a tongue and groove connection or a bung connection, particularly preferably connected via a dovetail connection.
Bei einer besonders bevorzugten Variante sind dabei die Nuten für die Nut-Feder- Verbindung bzw. Spundverbindung so in einer zur Deckplatte weisenden Seite im Roststab-Grundkörper und/oder in der zum Roststab-Grundkörper weisenden Seite in der Deckplatte eingebracht, dass sie sich von einer ersten Längskante des Roststabs aus quer bis zu einem Abstand von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante des Roststabs erstrecken. Bei der Montage der Deckplatte auf den Roststab- Grundkörper werden dann die Federn für die Verbindung von der ersten Längskante des Roststabs aus in die Nuten geschoben, d. h. bei einer Spundverbindung, bei der sich an dem Bauteil, in dem sich nicht die Nuten befinden, die Federelemente, welche in die Nut eingreifen sollen, direkt angeformt sind, besteht dann die Möglichkeit, die Deckplatte und den Roststab-Grundkörper von der ersten Längskante aus, d. h. quer zu der Längsrichtung im Verlauf der Nuten, aufeinander aufzuschieben. Da die Roststäbe später innerhalb des Feuerungsrosts in einem direkten Verbund nebeneinander liegen, sind die Nuten jeweils durch den unmittelbar an der Öffnung der Nuten benachbart angeordneten Roststab abgedeckt. Dadurch kann die Deckplatte nicht wieder seitlich vom Roststab-Grundkörper herunterrutschen. In gleicher Weise ist es möglich, bei einer Nut-Feder-Verbindung die separaten Federn von der ersten Längskante des Roststabs aus in die Nuten einzuschieben.In a particularly preferred variant, the grooves for the tongue and groove connection or bung connection are thus introduced in a facing the cover plate side in the grate bar base body and / or in the grate bar basic body facing side in the cover plate that they are from a first longitudinal edge of the grate bar extending transversely to a distance from an opposite second longitudinal edge of the grate bar. When mounting the cover plate on the grate bar Basic body are then pushed the springs for the connection of the first longitudinal edge of the grate bar in the grooves, ie in a bung connection, in which the component, in which are not the grooves, the spring elements which are to engage in the groove, are formed directly, then there is the possibility of the cover plate and the grate bar base body from the first longitudinal edge, ie, pushed onto each other, transverse to the longitudinal direction in the course of the grooves. Since the grate bars are laterally adjacent to one another within the firing grate in a direct bond, the grooves are each covered by the grate bar located immediately adjacent to the opening of the grooves. As a result, the cover plate can not slide down again laterally from the grate bar base body. In the same way it is possible to insert the separate springs from the first longitudinal edge of the grate bar in the grooves in a tongue and groove connection.
Wie bereits oben erwähnt, werden solche Roststäbe vorzugsweise in Feuerungsrosten eingesetzt, die eine Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen aufweisen, wobei in jeder Roststufe jeweils mehrere Roststäbe parallel nebeneinander gelagert sind. Insbesondere bei einer Ausgestaltung der Verbindung zwischen Deckplatte und Roststab-Grundkörper als Nut-Feder- oder Spundverbindung, bei der sich die Nuten wie oben beschrieben von einer ersten Längskante des Roststabs aus in den Roststab-Grundkörper und/oder die Deckplatte erstrecken, ist eine Roststufe dabei bevorzugt so aufgebaut, dass sich die Nuten jeweils von der gleichen (ersten) Längskante des Roststabs aus in den Roststab-Grundkörper und/oder die Deckplatte hinein erstrecken. Die Roststufe weist dann an dieser Seite (die in Richtung der besagten ersten Längskante der Roststäbe liegt) einen ggf. auch dünneren Abschluss-Roststab mit fest montierter Keramik-Oberfläche auf, welcher die Nuten in dem vorletzten Roststab zur Seite hin abdeckt. Alternativ ist es auch möglich, zumindest als letzten Roststab in der Roststufe einen bezüglich der Nut- und Federausbildung zur Roststablängsachse seitenverkehrt ausgebildeten Roststab einzusetzen, dessen Deckplatte nur genau in die entgegengesetzte Richtung wie bei vorletzten Roststab seitlich heraus geschoben werden kann. Grundsätzlich können derartige seitenverkehrte Roststäbe auch an mehreren Stellen in der Roststufe eingesetzt werden. Z.B. können immer paarweise zwei Roststäbe mit unterschiedlicher Nutrichtung so nebeneinander gesetzt werden, dass sie gegenseitig die Bewegung der Deckplatte aus den Nuten blockieren. Ein mit den erfindungsgemäßen Roststäben ausgerüsteter Feuerungsrost kann prinzipiell in einem Brennraum eines beliebigen Verbrennungsofens genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Roststäbe im Bereich der Festbrennstoffverbrennung, da hier mit sehr hohen Temperaturen gearbeitet wird und zudem eine besondere Chemiebeständigkeit gegenüber unbekannten chemischen Verbindungen gegeben sein muss.As already mentioned above, such grate bars are preferably used in Feuerungsrosten, which have a number of tile-like stacked grate levels, each grate level in each case a plurality of grate bars are mounted parallel to each other. In particular, in an embodiment of the connection between the cover plate and grate bar main body as a tongue-and-groove connection in which the grooves extend from a first longitudinal edge of the grate bar into the grate bar base body and / or the cover plate, as described above, is a grate step In this case, it is preferably constructed such that the grooves each extend from the same (first) longitudinal edge of the grate bar into the grate bar main body and / or the cover plate. The grate level then has on this side (which lies in the direction of said first longitudinal edge of the grate bars) a possibly thinner completion grate bar with fixed ceramic surface, which covers the grooves in the penultimate grate bar to the side. Alternatively, it is also possible to use at least as the last grate bar in the grate level with respect to the tongue and groove formation to Roststablängsachse reversed trained grate bar whose cover plate can be pushed out only in the opposite direction as in the penultimate grate bar side. In principle, such reversed grate bars can also be used at several points in the grate level. For example, two grate bars with different groove directions can always be set in pairs next to one another in such a way that they mutually block the movement of the cover plate out of the grooves. A firing grate equipped with the grate bars according to the invention can, in principle, be used in a combustion chamber of any combustion furnace. Particularly advantageous is the use of the grate bars according to the invention in the field of solid fuel combustion, since it works with very high temperatures and also must be given a particular chemical resistance to unknown chemical compounds.
Die Erfindung wird im Folgenden noch einmal unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gleiche Bauteile sind in den verschiedenen Figuren jeweils mit denselben Bezugsziffern versehen. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures using an exemplary embodiment. Identical components are each provided with the same reference numerals in the various figures. Show it:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Roststabs von schräg oben,1 shows a perspective view of an embodiment of a grate bar according to the invention obliquely from above,
Figur 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Roststabs gemäß Figur 1 von schräg oben,2 is an exploded perspective view of the grate bar according to Figure 1 obliquely from above,
Figur 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Roststabs gemäß Figur 1 von schräg unten,FIG. 3 is an exploded perspective view of the grate bar according to FIG. 1, viewed obliquely from below;
Figur 4 eine Draufsicht auf den Roststab gemäß Figur 1 mit Teilschnitt,FIG. 4 shows a plan view of the grate bar according to FIG. 1 with partial section,
Figur 5 ein Längsschnitt durch den Roststab gemäß Figur 1 entlang der in Figur 4 gezeigten Schnittlinie A-A,5 shows a longitudinal section through the grate bar according to FIG. 1 along the section line A-A shown in FIG. 4, FIG.
Figur 6 eine perspektivische Darstellung dreier Roststufen eines Feuerungsrostes, welche aus Roststäben gemäß der Figur 1 aufgebaut sind,FIG. 6 is a perspective view of three grate steps of a firing grate constructed of grate bars according to FIG.
Figur 7 eine vereinfachte Schnittdarstellung durch eine Festbrennstoffverbren- nungsanlage mit einem Feuerungsrost, welcher aus Roststufen gemäß Figur 6 aufgebaut ist. Im Folgenden wird - ohne Beschränkung der Allgemeinheit - davon ausgegangen, dass der in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Roststab innerhalb einer Festbrennstoff- verbrennungsanlage eingesetzt wird.FIG. 7 shows a simplified sectional view through a solid fuel combustion system with a firing grate, which is constructed from grate steps according to FIG. In the following it is assumed - without limiting the generality - that the grate bar shown in FIGS. 1 to 5 is used within a solid fuel incineration plant.
Dieser Roststab weist einen einteiligen Roststab-Grundkörper 2 aus Stahlguss auf, der sich in einer Längsrichtung R (siehe Figur 1) erstreckt. Der Roststab- Grundkörper 2 kann im Wesentlichen in zwei Abschnitte, einen Vorderabschnitt 2a und einen Halteabschnitt 2b, unterteilt werden.This grate bar has a one-piece grate bar basic body 2 made of cast steel, which extends in a longitudinal direction R (see Figure 1). The grate bar main body 2 may be substantially divided into two sections, a front section 2a and a holding section 2b.
Der Halteabschnitt 2b befindet sich dabei in Längsrichtung an einem der Kopfseite 1 K bzw. Stirnseite des Roststabs 1 gegenüberliegenden Ende und ist mit zwei Haken 11 ausgebildet. Wie die perspektivische Darstellung eines Ausschnitts von drei Roststufen 51 , 52, 53 eines fertigen Feuerungsrosts 50 in Figur 6 zeigt, ist dieser Halteabschnitt 2b nicht dem Brennraum ausgesetzt, da der hinterer Bereich eines Roststabes 1 in einer Roststufe 52, 53 jeweils durch die Roststäbe 1 der darüber liegenden Roststufe 51 , 52 abgedeckt ist.The holding section 2b is located in the longitudinal direction on one of the head side 1 K or end face of the grate bar 1 opposite end and is formed with two hooks 11. As the perspective view of a section of three grate steps 51, 52, 53 of a finished firing grate 50 in FIG. 6 shows, this holding section 2b is not exposed to the combustion chamber, since the rear region of a grate bar 1 in a grate step 52, 53 is in each case grated by the grate bars 1 the overlying grate level 51, 52 is covered.
Nur der Vorderabschnitt 2a ragt jeweils unter dem darüber liegenden Roststab 1 hervor. Daher wird dieser Bereich vollständig durch eine Deckplatte 30 aus keramischem Material abgedeckt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine SiC-Keramik, da dieses eine besonders gute Temperaturfestigkeit, eine hohe mechanische Stabilität und zudem eine relativ hohe Unempfindlichkeit gegen chemische Einwirkungen aufweist. Es handelt sich hierbei um ein siliziuminfiltriertes reaktionsgebundenes SiC, welches zu 88 Gew.-% aus SiC besteht und 11 Gew.-% freies Silizium aufweist, das in das SiC einfiltriert ist.Only the front portion 2a projects in each case under the overlying grate bar 1. Therefore, this area is completely covered by a cover plate 30 made of ceramic material. In the illustrated embodiment, it is a SiC ceramic, since this has a particularly good temperature resistance, high mechanical stability and also a relatively high resistance to chemical attack. This is a silicon-infiltrated reaction-bonded SiC, which consists of 88 wt .-% of SiC and 11 wt .-% of free silicon, which is infiltrated into the SiC.
Da die Roststäbe 1 in jeder der Roststufen 51 , 52, 53 nebeneinander dicht an dicht gepackt sind, ist somit der gesamte direkt dem verbrennenden Brennstoffbett ausgesetzte Teil des Roststabes 1 durch die keramische Deckplatte 30 geschützt.Since the grate bars 1 in each of the grate stages 51, 52, 53 are packed next to each other tightly packed, the entire part of the grate bar 1 exposed directly to the burning fuel bed is thus protected by the ceramic cover plate 30.
Wie in Figur 6 weiterhin schematisch dargestellt ist, sind die einzelnen Roststäbe einer Roststufe 51 , 52, 53 jeweils gemeinsam mit den Haken 11 des Halteabschnitts 2B des Roststab-Grundkörpers 2 an einer senkrecht zur Längsrichtung R der Roststäbe 1 verlaufenden Lagerstange 54 bzw. einem entsprechenden Lagerstange ge- lagert. Durch quer zur Längsrichtung R verlaufende Löcher 12 in den Haken 11 können benachbarte Roststäbe 1 miteinander verschraubt werden, so dass die gesamten Roststäbe einer Roststufe 51 , 52, 53 einen festen Verbund bilden, der auf der jeweiligen Lagerstange 54 gelagert ist. Jede zweite Lagerstange 54, hier die Lagerstange 54 der mittleren Roststufe 52, ist mit einer Mechanik (nicht dargestellt) gekoppelt, über die die Lagerstange 54 in einer Bewegungsrichtung B parallel zur Roststablängsrichtung R hin- und herbewegt werden kann, so dass die gesamte Roststufe 52 in der Bewegungsrichtung B hin- und hergeschoben wird. Auf diese Weise wird das Brennstoff bett schräg nach unten von Roststufe zu Roststufe weitertransportiert. Diese Bewegung jeder zweiten Roststufe 52 führt zusätzlich zu einer mechanischen Belastung, da jeweils die Roststäbe einer darüber liegenden Roststufe mit einem vorderen Fußbereich 1 F (siehe Figur 1) auf dem Oberseitenbereich 1S der darunter liegenden Roststufe hin- und herrutschen. Aus diesem Grund ist die keramische Deckplatte 30 so ausgebildet, dass sie auch um die Kopfseite 1 K des Roststabs 1 vollständig herumgeführt wird und den Fußbereich 1 F mit abdeckt.As further schematically illustrated in FIG. 6, the individual grate bars of a grate stage 51, 52, 53 are each together with the hooks 11 of the holding section 2B of the grate bar main body 2 on a bearing bar 54 or a corresponding one extending perpendicularly to the longitudinal direction R of the grate bars 1 Bearing rod outsourced. By extending transversely to the longitudinal direction R holes 12 in the hooks 11 adjacent grate bars 1 can be screwed together so that the entire grate bars of a grate stage 51, 52, 53 form a solid composite, which is mounted on the respective bearing rod 54. Each second bearing rod 54, in this case the bearing rod 54 of the middle grate stage 52, is coupled to a mechanism (not shown) by means of which the bearing rod 54 can be moved back and forth in a direction of movement B parallel to the grate length direction R, so that the entire grate stage 52 in the direction of movement B is pushed back and forth. In this way, the fuel bed is transported obliquely down from rust level to rust level. This movement of each second grate stage 52 additionally leads to a mechanical load, since in each case the grate bars of an overlying grate step with a front foot area 1 F (see Figure 1) on the top side portion 1 S of the underlying grate level back and slide. For this reason, the ceramic cover plate 30 is formed so that it is also completely around the head side 1 K of the grate bar 1 and covers the foot portion 1 F with.
Die Roststäbe 1 , d. h. sowohl der Roststab-Grundkörper 2 als auch die Deckplatte 30 jedes Roststabs 1 , sind im Bereich des Vorderabschnitts 2a von oben gesehen nicht ganz rechteckig ausgeführt, sondern weisen jeweils auf einer Längsseite eine Einbuchtung 10 auf. Diese Einbuchtungen 10 bilden jeweils die Lüftungsschlitze zwischen den Roststäben 1 , durch die von unten in den Feuerungsrost Luft eingeblasen werden kann, um zum einen den Verbrennungsprozess aufrechtzuerhalten und zum anderen die Roststäbe durch die eingebrachte Luft zu kühlen.The grate bars 1, d. H. Both the grate bar basic body 2 and the cover plate 30 of each grate bar 1 are not rectangular in the area of the front section 2a, as viewed from above, but each have an indentation 10 on one longitudinal side. These indentations 10 each form the ventilation slots between the grate bars 1, through which air can be injected from below into the grate in order to maintain the combustion process on the one hand and to cool the grate bars by the introduced air on the other hand.
Erfindungsgemäß ist, wie in Figur 2 besonders gut zu erkennen ist, in der Oberseite des Vorderabschnitts 2a des Roststab-Grundkörpers 2, welcher durch die Deckplatte 30 abgedeckt wird, eine größere durchgehende Kavität 3 eingebracht. Diese Kavität 3 erstreckt sich über den größten Teil der Oberfläche des Vorderabschnitts 2a.According to the invention, as can be seen particularly clearly in FIG. 2, a larger through-going cavity 3 is introduced in the upper side of the front section 2a of the grate bar main body 2, which is covered by the cover plate 30. This cavity 3 extends over most of the surface of the front portion 2a.
In diese Kavität 3 wird vor der Abdeckung mit der keramischen Deckplatte 30 eine Keramikfaser-Isoliermatte 20 eingebracht. Diese kann problemlos bei Durchschnittstemperaturen von 800 bis 10000C verwendet werden und ist kurzfristig sogar bei Temperaturen bis zu 12000C einsetzbar. Der gesamte weitere Oberflächenbereich um die Kavität 3 herum, d. h. die seitlich am Roststab-Grundkörper 2 stehen bleibenden Stege und sämtliche weiten Bereiche des Roststab-Grundkörpers 2, auf denen die Keramikdeckplatte 30 direkt aufliegen würde, werden mit einer sehr dünnen Isolierzementschicht 21 versehen, welche dazu dient, Unebenheiten auszugleichen. Durch die Isoliermatte 20 und die Schicht aus Isolierzement 21 ist dafür gesorgt, dass der Roststab-Grundkörper 2 aus Stahlguss gegenüber der hochtemperaturfesten Deckplatte 30 aus keramischem Material sehr gut thermisch isoliert ist. Der Roststab-Grundkörper 2 braucht daher nur einen Bruchteil der thermischen Belastung aufzunehmen, die auf der keramischen Deckplatte 30 des Roststabs 1 wirkt.In this cavity 3, a ceramic fiber insulating mat 20 is introduced before covering with the ceramic cover plate 30. This can easily be used at average temperatures of 800 to 1000 0 C and can be used at short notice even at temperatures up to 1200 0 C. The entire further surface area around the cavity 3, ie the webs remaining laterally on the grate bar main body 2 and all wide areas of the grate bar main body 2 on which the ceramic cover plate 30 would rest directly, are provided with a very thin insulating cement layer 21 serves to compensate for bumps. By the insulating mat 20 and the layer of insulating cement 21 is ensured that the grate bar base body 2 made of cast steel against the high-temperature-resistant cover plate 30 made of ceramic material is very good thermal insulation. The grate bar basic body 2 therefore only needs to absorb a fraction of the thermal load which acts on the ceramic cover plate 30 of the grate bar 1.
Die Abmessungen der Kavität 3 sind vorzugsweise so gewählt, dass die Breite b« der Kavität 3 mindestens 90 % der Gesamtbreite b des Roststabs 1 und die Länge IK der Kavität 3 mindestens 70 % der Länge I der Deckplatte 30 entspricht, berechnet von der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 bis zum rückseitigen Ende der Deckplatte 30, an dem dieses an den Halteabschnitt 2b des Roststab-Grundkörpers 2 angrenzt. Das heißt, bei einer Abmessung der Deckplatte mit einer Länge I von 560 mm beträgt die Länge IK der Kavität vorzugsweise 392 mm und bei einer Breite b des Roststabs 1 von 140 mm beträgt die Breite bK der Kavität ca. 126 mm. Die Größe der Kavität 3 wird also vorzugsweise so gewählt, dass die zur Verfügung stehende Oberfläche in dem Roststab-Grundkörper 2 möglichst gut ausgenutzt wird und die umlaufenden Wandungen um die Kavität 3 möglichst dünn sind, da ja im Bereich dieser verbleibenden „Stege" auch bei einem Einsatz des Isolierzements nur eine geringere thermische Isolierwirkung erreicht werden kann als im Bereich der Kavität 3, in der die Keramikfaser-Isoliermatte 20 eingelegt wird.The dimensions of the cavity 3 are preferably chosen such that the width b "of the cavity 3 corresponds to at least 90% of the total width b of the grate bar 1 and the length IK of the cavity 3 to at least 70% of the length I of the cover plate 30, calculated from the top 1 K of the grate bar 1 to the rear end of the cover plate 30, where it is adjacent to the holding portion 2b of the grate bar main body 2. That is, with a dimension of the cover plate having a length I of 560 mm, the length I K of the cavity is preferably 392 mm, and with a width b of the grate bar 1 of 140 mm, the width b K of the cavity is about 126 mm. The size of the cavity 3 is thus preferably chosen so that the available surface in the grate bar main body 2 is utilized as well as possible and the peripheral walls around the cavity 3 are as thin as possible, since in the area of these remaining "webs" also at a use of the insulating cement only a lower thermal insulation effect can be achieved than in the region of the cavity 3, in which the ceramic fiber insulating mat 20 is inserted.
Die Dicke d der Keramikfaser-Isoliermatte 20 ist so gewählt, dass sie möglichst genau der Tiefe t (siehe Figur 5) der Kavität 3 zuzüglich der Schichtdicke des Isolierzements 21 entspricht. Die Kavität 3 ist dann vollständig ausgefüllt und die Isoliermatte 20 wird zwischen der keramischen Deckplatte 30 und dem Roststab- Grundkörper 2 gar nicht oder allenfalls minimal zusammengedrückt, so dass sie die maximale thermische Isolierwirkung entfalten kann. Die Deckplatte 30 ist hier zweiteilig ausgebildet, mit einer Oberteilplatte 30a, welche den Vorderabschnitt 2a des Roststab-Grundkörpers 2 im Oberseitenbereich 1S des Roststabs 1 sowie den oberen Teil der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 abdeckt, und einem separaten Kopfteil 30b, welches den unteren Bereich der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 abdeckt und sich untenseitig über den Fußbereich 1 F des Roststabes 1 erstreckt.The thickness d of the ceramic fiber insulating mat 20 is chosen so that it corresponds as closely as possible to the depth t (see FIG. 5) of the cavity 3 plus the layer thickness of the insulating cement 21. The cavity 3 is then completely filled and the insulating mat 20 is not at all or at least minimally compressed between the ceramic cover plate 30 and the grate bar base body 2, so that they can develop the maximum thermal insulation effect. The cover plate 30 is here formed in two parts, with a top plate 30a, which covers the front portion 2a of the grate bar main body 2 in the upper side portion 1S of the grate bar 1 and the upper part of the head side 1 K of the grate bar 1, and a separate head portion 30b, which the lower Area of the head side 1 K of the grate bar 1 covers and extends below the foot area 1 F of the grate bar 1.
Die Trennstelle 39 zwischen den beiden Teilen 30a, 30b der Deckplatte 30 verläuft mitten auf der Kopfseite 1 K des Roststabs 1. Die Grenzflächen 31 , 32 der Oberteilplatte 30a, und des Kopfteils 30b der Deckplatte 30 sind jeweils zueinander korrespondierend gestuft ausgebildet, so dass die Trennstelle 39 im Querschnitt betrachtet in Roststablängsrichtung R entsprechend gestuft verläuft (siehe Figur 5).The separation point 39 between the two parts 30a, 30b of the cover plate 30 extends in the middle of the head side 1 K of the grate bar 1. The boundary surfaces 31, 32 of the top plate 30a, and the head portion 30b of the cover plate 30 are each formed corresponding to one another stepped, so that the Separation point 39 viewed in cross section in Roststablängsrichtung R according to stepped (see Figure 5).
Die Aufteilung der keramischen Deckplatte 30 in eine Oberteilplatte 30a und ein Kopfteil 30b hat den Vorteil, dass Reibungskräfte FR, die an der Vorderkante im Fußbereich 1 F auf die Deckplatte 30 wirken, nicht dazu führen können, dass im Bereich der Übergangskante von der Oberseite 1S zur Kopfseite 1 K des Roststabs 1 ein zu großes mechanisches Drehmoment M auf die Deckplatte 30 einwirken kann. Wie in Figur 5 gezeigt, würde dieses durch die Kraft FR verursachte Drehmoment M im Bereich der oberen vorderen Kante des Roststabs 1The division of the ceramic cover plate 30 into a top plate 30a and a top part 30b has the advantage that frictional forces F R which act on the front plate in the foot region 1 F on the cover plate 30, can not lead to that in the region of the transition edge from the top 1S to the head 1 K of the grate bar 1 an excessive mechanical torque M can act on the cover plate 30. As shown in FIG. 5, this torque M caused by the force F R would occur in the region of the upper front edge of the grate bar 1
M = FR X (h-, + h2)M = FR X (h-, + h 2 )
betragen, wobei hi die Höhe von der Fußkante bis zur Trennstelle 39 zwischen Kopfteil 30b und Oberteilplatte 30a der Deckplatte 30 ist und h2 der Abstand von dieser Trennstelle 39 bis zu der besagten Position an der oberen Vorderkante der Deckplatte 30, an der das Drehmoment auf die Deckplatte einwirken würde und dort zu einem Bruch führen könnte.amount, where hi, and the height from the bottom edge up to the separation point 39 between the head part 30b and top plate 30a of the cover plate 30 h 2 is the distance from this separation point 39 to said position on the upper front edge of the cover plate 30 to which the torque to the cover plate would act and could cause a break there.
Stattdessen wirkt durch die Teilung der Deckplatte 30 an der Trennstelle 39 nur noch ein DrehmomentInstead acts by the division of the cover plate 30 at the separation point 39, only a torque
M = FR X hi auf das Kopfteil 30b selber ein, da die Oberteilplatte 30a und das Kopfteil 30b so ausgebildet sind, dass an der Trennstelle 39 ein gewisses Spiel verbleibt. Dies ist durch die oben beschriebene stufige Ausbildung der Grenzflächen 31 , 32 möglich, ohne dass der Roststab-Grundkörper 2 an dieser Stelle frei liegt, so dass dafür gesorgt ist, dass die Trennstelle relativ dicht gegenüber möglicherweise eindringenden flüssigen und/oder feinteiligen Brennstoff ist. Das Drehmoment hat also keinerlei Auswirkungen auf die obere Vorderkante der Deckplatte 30, d. h. die mechanischen Belastungen durch die ständigen Bewegungen jeder zweiten Roststufe 52 führen nicht zu einer erhöhten Bruchgefahr in der Keramikdeckplatte 30 und verringern nicht die Standzeit des Roststabs 1.M = F R X hi on the head portion 30b itself, since the top plate 30a and the head part 30b are formed so that at the separation point 39 a certain amount of play remains. This is possible by the above-described stepped formation of the boundary surfaces 31, 32, without the grate bar main body 2 is exposed at this point, so that it is ensured that the separation point is relatively close to possibly penetrating liquid and / or finely divided fuel. The torque thus has no effect on the upper front edge of the cover plate 30, ie the mechanical stresses caused by the constant movements of each second grate step 52 do not lead to an increased risk of breakage in the ceramic cover plate 30 and do not reduce the service life of the grate bar first
Die Verbindung der keramischen Deckplatte 30 mit dem Roststab-Grundkörper 2 erfolgt bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel rein durch Form- schluss, nämlich durch eine sogenannte Spundverbindung, d. h. eine Nut- und Federverbindung, wobei in einem der beiden zu verbindenden Bauteile, hier in den Roststab-Grundkörper 2, Nuten 4, 6, 7, 8 eingebracht sind und die hierzu passenden Federn unmittelbar am anderen zu verbindenden Bauteil, hier an der keramischen Deckplatte 30, angeformt sind.The connection of the ceramic cover plate 30 with the grate bar main body 2 takes place in the illustrated preferred embodiment purely by positive fit, namely by a so-called bung connection, d. H. a tongue and groove joint, wherein in one of the two components to be joined, here in the grate bar base 2, grooves 4, 6, 7, 8 are introduced and the matching springs directly to the other component to be connected, here on the ceramic cover plate 30, are formed.
Der Roststab-Grundkörper 2 weist hierfür insgesamt vier Nuten 4, 6, 7, 8 auf. Eine erste Nut 4 erstreckt sich parallel zur Oberfläche des Roststab-Grundkörpers 2 nach hinten in den Halteabschnitt 2b, so dass oberhalb dieser Nut 4 im Halteabschnitt 2b eine Art Nase 5 ausgebildet ist. Dementsprechend ist an der keramischen Deckplatte 30 bzw. deren Oberteilplatte 30a an dem von der Kopfseite 1 K des Roststabs 1 wegweisenden Ende eine Feder 37 angeformt, welche sich parallel zur Oberfläche der Oberteilplatte 30a erstreckt. Diese Feder 37 kann bei der Montage in die Nut 4 unter der Nase 5 im Halteabschnitt 2b eingeschoben werden. Eine weitere Nut 6 befindet sich im Vorderabschnitt 2a des Roststab-Grundkörpers 2 zwischen der Stirnseite des Roststab-Grundkörpers 2 und der Ausnehmung 3. Dementsprechend weist die Oberteilplatte 30a hier auf der zum Roststab-Grundkörper 2 verweisenden Unterseite eine angeformte Feder 38 auf, welche in diese Nut 6 eingreift.The grate bar main body 2 has for this purpose a total of four grooves 4, 6, 7, 8. A first groove 4 extends parallel to the surface of the grate bar main body 2 to the rear in the holding portion 2b, so that above this groove 4 in the holding portion 2b a kind of nose 5 is formed. Accordingly, a spring 37 is formed on the ceramic cover plate 30 or its upper part plate 30a on the end facing away from the head side 1 K of the grate bar 1 end, which extends parallel to the surface of the top plate 30a. This spring 37 can be inserted during assembly in the groove 4 under the nose 5 in the holding section 2b. A further groove 6 is located in the front portion 2a of the grate bar main body 2 between the end face of the grate bar main body 2 and the recess 3. Accordingly, the top plate 30a here on the bottom side facing the grate bar base 2 an integrally molded spring 38, which in this groove 6 engages.
Im Grundkörper 2 befindet sich zudem in der Kopfseite 1 K eine größere Nut 7, in welche entsprechende Federn 33, 34 eingreifen, welche sich am kopfseitigen Ende der Oberteilplatte 30a und dem Kopfteil 30b nach innen zum Roststab-Grundkörper 2 hin erstrecken. Das heißt, die hier eingreifende Feder an der keramischen Deckplatte 30 ist an der Trennstelle 39 in zwei Teilfedern 33, 34 aufgeteilt, wobei eine Teilfeder 33 an der Oberteilplatte 30a und die zweite Teilfeder 34 am Kopfteil 30b der Deckplatte 30 angeordnet ist.In the main body 2 is also located in the head side 1 K a larger groove 7, in which corresponding springs 33, 34 engage, which is at the head end the top plate 30a and the head part 30b extend inwardly towards the grate bar main body 2. That is, the here engaging spring on the ceramic cover plate 30 is divided at the separation point 39 in two part springs 33, 34, wherein a part spring 33 on the upper part plate 30a and the second part spring 34 on the head part 30b of the cover plate 30 is arranged.
Außerdem befindet sich im Roststab-Grundkörper 2 an der Unterseite im Fußbereich 1F eine weitere Nut 8, in welche eine Feder 40 eingreift, die am fußseitigen Ende des Kopfteils 30b der keramischen Deckplatte 30 angebracht ist und sich vom Fußbereich aus nach oben erstreckt.In addition, in the grate bar main body 2 at the bottom in the foot area 1F, a further groove 8, in which a spring 40 engages, which is attached to the foot end of the head portion 30b of the ceramic cover plate 30 and extending from the foot area upwards.
Die Nuten 4, 6, 7 und 8 sowie die entsprechenden Federn 37, 38, 33, 34 und 40 sind vorzugsweise im Querschnitt leicht zum Nutgrund hin sich erweiternd, trapezförmig ausgebildet, so dass hierdurch eine schwalbenschwanzartige Verbindung gegeben ist, um für einen sicheren Halt zu sorgen.The grooves 4, 6, 7 and 8 and the corresponding springs 37, 38, 33, 34 and 40 are preferably in the cross section slightly to the groove bottom widening, trapezoidal, so that in this way a dovetail-like connection is given to ensure a secure fit to care.
Die Nut 4 im Halteabschnitt 2b, die Nut 6 in der Oberseite des Vorderabschnitts 2a und die Nut 8 im Fußbereich des Roststab-Grundkörpers 2 verlaufen jeweils von einer ersten Längskante 1 L aus in den Roststab-Grundkörper 2 hinein und enden in einem Abstand s von der gegenüberliegenden zweiten Längskante 1G des Roststabs 1 (siehe insbesondere in Figur 4). Der Abstand s beträgt vorzugsweise 10 bis 30 mm. Das heißt, die Nuten 4, 6, 8 verlaufen nicht vollständig von einer zur anderen Seite quer durch den Grundköper 2 hindurch. Entsprechend sind die an der Deckplatte 30 angeformten Federn 37, 38, 40 kürzer ausgebildet. Diese Ausbildung der Nuten und Federn hat den Vorteil, dass die Oberteilplatte 30a und das Kopfteil 30b nur von der ersten Längsseite 1 L aus auf den Roststab-Grundkörper 2 geschoben werden können. Liegt dann später im Verbund innerhalb einer Roststufe 51 , 52, 53 (siehe Figur 6) an dieser ersten Längskante 1 L ein benachbarter Roststab an, so kann die zweiteilige Deckplatte 30 nicht mehr in diese Richtung aus den Nuten herausrutschen und ist sicher fixiert, ohne dass weitere Haltemittel benötigt werden.The groove 4 in the holding section 2 b, the groove 6 in the top of the front section 2 a and the groove 8 in the foot region of the grate bar main body 2 each extend from a first longitudinal edge 1 L into the grate bar main body 2 and end at a distance s from the opposite second longitudinal edge 1G of the grate bar 1 (see in particular in Figure 4). The distance s is preferably 10 to 30 mm. That is, the grooves 4, 6, 8 do not extend completely from one side to the other across the base body 2. Accordingly, the integrally formed on the cover plate 30 springs 37, 38, 40 are shorter. This design of the grooves and springs has the advantage that the top plate 30a and the head part 30b can be pushed onto the grate bar main body 2 only from the first longitudinal side 1 L out. Is then later in the composite within a grate level 51, 52, 53 (see Figure 6) at this first longitudinal edge 1 L an adjacent grate bar, so the two-piece cover plate 30 no longer slip out of the grooves in this direction and is securely fixed, without that additional holding means are needed.
Um zu verhindern, dass sich in einer Roststufe 51 , 52, 53 an dem Roststab 1 , der in Richtung der ersten Längsseite 1 L der Roststäbe 1 weisenden Seite als letztes in der Roststufe 51 , 52, 53 angeordnet ist, die Deckplatte 30 durch seitliches Herausrut- sehen aus den Nuten vom Roststab-Grundkörper 2 lösen kann, befindet sich in jeder Roststufe an dieser Seite eine dünnere Roststab-Abschlussplatte 35.In order to prevent that in a grate stage 51, 52, 53 on the grate bar 1, which is arranged in the direction of the first longitudinal side 1 L of the grate bars 1 side facing last in the grate stage 51, 52, 53, the cover plate 30 by lateral slip out can see from the grooves of the grate bar basic body 2, located in each grate level on this side a thinner grate bar end plate 35th
Ein aus solchen Roststufen 51 , 52, 53 mit den erfindungsgemäßen Roststäben 1 aufgebauter Feuerungsrost kann dann, wie in Figur 7 dargestellt, in einer Festbrenn- stoffverbrennungsanlage 60 eingesetzt werden. Dabei befindet sich der Feuerungsrost 50 unten im Brennraum 62. Diesem Brennraum 62 wird über einen Zuführschacht 61 der zu verbrennende Festbrennstoff ständig zugeführt. Während der Verbrennung wird das Brennstoffbett im Brennraum 62 kontinuierlich über dem Feuerungsrost 50 durch die Vorschubbewegungen jeder zweiten Roststufe schräg nach unten transportiert. Der obere zum Zuführschacht 61 weisende Bereich auf dem Feuerungsrost 50 ist dabei eine Trockungs- und Entgasungszone, im mittleren Bereich findet die Hauptverbrennung statt und im unteren Bereich die Nachverbrennung.A firing grate constructed from such grate steps 51, 52, 53 with the grate bars 1 according to the invention can then be used in a solid fuel incinerator 60, as shown in FIG. Here, the grate 50 is down in the combustion chamber 62. This combustion chamber 62 is fed via a feed chute 61 of the solid fuel to be burned constantly. During combustion, the fuel bed in the combustion chamber 62 is continuously transported obliquely downward above the grate 50 by the advancing movements of each second grate stage. The upper area facing the feed chute 61 on the firing grate 50 is a drying and degassing zone, in the middle area the main combustion takes place and in the lower area the afterburning takes place.
Unterhalb des Feuerungsrosts 50 sind trichterartige Aschesammler 66 angeordnet, welche die bei der Verbrennung entstehende Asche, die u. a. durch die Luftschlitze zwischen den Roststäben herunterfällt, aufsammeln und anschließenden Fördereinrichtungen 67 zuführen. Am unteren Ende des Feuerungsrosts befindet sich eine Schlackefördereinrichtung 69. Die Asche und Schlacke werden mit geeigneten Einrichtungen weiter entsorgt, die hier nicht im Detail dargestellt sind. Oberhalb des Brennraums 62 befinden sich Kesselzüge, durch den das Rauchgas geführt wird, damit es seine Energie an die Heizflächen der Kesselzüge abgibt. Anschließend wird das abgekühlte Rauchgas durch eine nur grob schematisch dargestellte Filteranlage 64 geleitet und die gefilterten Rauchgase gelangen dann über einen Auslass 65 aus der Festbrennstoffverbrennungsanlage 60. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Festbrennstoffverbrennungsanlage in Figur 7 nur sehr grob schematisch dargestellt ist, da der Aufbau solcher Festbrennstoffverbrennungsanlagen vom Prinzip her dem Fachmann bekannt ist und die weiteren Komponenten, insbesondere die Einrichtungen zur Sammlung und Entsorgung der Asche und Schlacke, zur Filterung der Rauchgase und zur Aufgabe des Brennstoffs in die Verbrennungsanlage, für die Erfindung nicht wesentlich sind. Es wird abschließend auch noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend beschriebenen Roststäben und Roststabstufen bzw. dem Feuerungsrost und der Verbrennungsanlage lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Below the Feuerungsrosts 50 funnel-like ash collector 66 are arranged, which collect the resulting ash combustion, which inter alia falls through the louvers between the grate bars, collect and subsequent conveyors 67 out. At the bottom of the furnace grate is a slag conveyor 69. The ash and slag are further disposed of with suitable equipment which is not shown in detail here. Above the combustion chamber 62 are boiler trains, through which the flue gas is guided so that it gives its energy to the heating surfaces of the boiler trains. Subsequently, the cooled flue gas is passed through a filter system 64 only roughly schematically shown and the filtered flue gases then pass through an outlet 65 from the solid fuel incinerator 60. It is expressly understood that the solid fuel incinerator is shown in Figure 7 only very roughly schematically, as the Construction of such solid fuel combustion plants in principle known in the art and the other components, in particular the facilities for collecting and disposing of the ash and slag, for filtering the flue gases and the task of the fuel in the incinerator, are not essential to the invention. Finally, it is also pointed out once again that the above-described grate bars and grate bar stages or the firing grate and the incinerator are merely exemplary embodiments which can be modified in many different ways by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Da die Roststäbe selbst mit einfacher Luftkühlung Standzeiten erreichen, wie sie sonst nur mit Wasserkühlung erreicht werden, werden sie vorzugsweise zum Aufbau von luftgekühlten Feuerungsrosten eingesetzt, um z. B. wassergekühlte Roststäbe zu ersetzen, wie dies vorstehend erläutert wurde. Dies schließt aber nicht aus, dass die Erfindung auch im Rahmen von wassergekühlten Roststäben zusätzlich genutzt werden kann, um die Standzeiten noch weiter zu erhöhen oder um die Feuerungsroste für noch höhere Temperaturanwendungen zu konstruieren.Since the grate bars reach life even with simple air cooling, as they are otherwise achieved only with water cooling, they are preferably used to build air-cooled Feuerungsrosten to z. B. to replace water-cooled grate bars, as explained above. However, this does not exclude that the invention can also be used in the context of water-cooled grate bars in order to increase the service life even further or to construct the firing grates for even higher temperature applications.
Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Furthermore, the use of the indefinite article "on" or "one" does not exclude that the characteristics in question may also be present multiple times.

Claims

Patentansprüche claims
1. Roststab (1) für einen Verbrennungsofen (60) mit1. grate bar (1) for a combustion furnace (60) with
- einem Roststab-Grundkörper (2)- a grate bar basic body (2)
- und einer den Roststab-Grundkörper (2) zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte (30), wobei die Deckplatte (30) von dem Roststab-Grundkörper (2) durch ein thermisches Isoliermaterial (20, 21 ) getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Roststab-Grundkörper (2) in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite und/oder in der Deckplatte (30) in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite eine Kavität (3) mit umlaufenden Wandungen eingebracht ist, welche zumindest teilweise mit einem Keramikfaser-Isoliermaterial (20) gefüllt ist.- And a the grate bar base body (2) at least on a combustion chamber in (62) facing out surface area covering, high temperature resistant cover plate (30), wherein the cover plate (30) of the grate bar base body (2) by a thermal insulating material (20, 21) is separated, characterized in that in the grate bar base body (2) in a side facing the cover plate (30) side and / or in the cover plate (30) in the grate bar base body (2) side facing a cavity (3) is introduced with circumferential walls, which is at least partially filled with a ceramic fiber insulating material (20).
2. Roststab gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikfaser- Isoliermaterial (20) eine Keramikfaser-Isoliermatte (20) umfasst.2. grate bar according to claim 1, characterized in that the ceramic fiber insulating material (20) comprises a ceramic fiber insulating mat (20).
3. Roststab gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (t) der Kavität (3) und eine Schichtdicke (d) des Keramikfaser-Isoliermaterials (20) so gewählt sind, dass das Keramikfaser-Isoliermaterial (20) im zusammenmontierten Zustand nicht oder maximal um ein definiertes Maß zwischen dem Roststab-Grundkörper (2) und der Deckplatte (31) vorgespannt wird.3. grate bar according to claim 1 or 2, characterized in that a depth (t) of the cavity (3) and a layer thickness (d) of the ceramic fiber insulating material (20) are selected so that the ceramic fiber insulating material (20) in the assembled Condition is not or at most by a defined amount between the grate bar base body (2) and the cover plate (31) is biased.
4. Roststab gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Roststab-Grundkörper und der Deckplatte in neben der Kavität (3) befindlichen Bereichen eine Isolierzementschicht (21) oder Isolierkleberschicht befindet.4. grate bar according to one of claims 1 to 3, characterized in that located between the grate bar base body and the cover plate in addition to the cavity (3) located areas an insulating cement layer (21) or insulating adhesive layer.
5. Roststab gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Roststab-Grundkörper (2) und der Deckplatte (30) rings um die Kavität (3) umlaufend eine Isolierzementschicht (21) oder Isolierkleberschicht befindet. 5. grate bar according to claim 4, characterized in that between the grate bar base body (2) and the cover plate (30) around the cavity (3) circumferentially an insulating cement layer (21) or insulating adhesive layer is located.
6. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kavität (3) zumindest über 80 % einer Breite (b) der Deckplatte (30) und/oder zumindest 60 % einer Länge (I) der Deckplatte (30) erstreckt.6. grate bar according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity (3) extends over at least 80% of a width (b) of the cover plate (30) and / or at least 60% of a length (I) of the cover plate (30) ,
7. Roststab (1 ) für einen Verbrennungsofen (60), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Roststab-Grundkörper (2) und einer den Roststab- Grundkörper (2) zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich (10) abdeckenden, hochtemperaturfesten Deckplatte (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) den Roststab- Grundkörper (2) in einem Fußbereich (1 F), an einer Kopfseite (1K) und einem Oberseitenbereich (1S) des Roststabs (1) abdeckt und zweiteilig mit einer O- berteilplatte (30a) und einem Kopfteil (30b) ausgebildet ist, wobei die Oberteil- platte (30a) und das Kopfteil (30b) an einer an der Kopfseite (1 K) befindlichen, quer zu einer in Roststablängsrichtung (R) verlaufenden Trennstelle (39) aneinander grenzen.7. grate bar (1) for a combustion furnace (60), in particular according to one of claims 1 to 6, with a grate bar basic body (2) and a grate bar base body (2) at least one in operation to a combustion chamber (62). facing surface region (10) covering, high temperature resistant cover plate (30), characterized in that the cover plate (30) the grate bar base body (2) in a foot region (1 F), on a head side (1K) and a top side region (1S) of the grate bar (1) and is formed in two parts with an O-berteilplatte (30a) and a head part (30b), wherein the upper part plate (30a) and the head part (30b) located at a on the head side (1 K) border each other transversely to a separation point (39) running in the direction of the grate length (R).
8. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) mit dem Roststab-Grundkörper (2) formschlüssig verbunden ist.8. grate bar according to one of the preceding claims, characterized in that the cover plate (30) with the grate bar base body (2) is positively connected.
9. Roststab gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) mit dem Roststab-Grundkörper (2) über eine Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung verbunden ist.9. grate bar according to claim 8, characterized in that the cover plate (30) with the grate bar base body (2) via a tongue and groove connection and / or bung connection is connected.
10. Roststab gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite im Roststab-Grundkörper (2) und/oder in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite in der Deckplatte (30) Nuten (6, 7) für die Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung eingebracht sind, die sich von einer ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1) aus quer bis zu einem Abstand (s) von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante (1G) des Roststabs (1) erstrecken.10. grate bar according to one of the preceding claims, characterized in that in a cover plate (30) facing side in the grate bar base body (2) and / or in the grate bar base body (2) facing side in the cover plate (30) grooves (6, 7) are introduced for the tongue and groove joint and / or bung joint, which extends from a first longitudinal edge (1 L) of the grate bar (1) across to a distance (s) from an opposite second longitudinal edge (1G ) of the grate bar (1).
11. Feuerungsrost (50) mit einer Anzahl von dachziegelartig übereinander angeordneten Roststufen (51 , 52, 53), welche jeweils mehrere parallel nebeneinander gelagerte Roststäbe (1) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Roststäbe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind.11. Feuerungsrost (50) with a number of tile-like stacked grate stages (51, 52, 53), which each have a plurality of parallel side by side Having mounted grate bars (1), characterized in that at least a part of the grate bars (1) are designed according to one of claims 1 to 10.
12. Verbrennungsofen (60), insbesondere für die Festbrennstoffverbrennung, mit einem Brennraum (62), welcher in einem unteren Bereich einen Feuerungsrost (50) gemäß Anspruch 11 aufweist.12. Combustion furnace (60), in particular for solid fuel combustion, with a combustion chamber (62) which has in a lower region a Feuerungsrost (50) according to claim 11.
13. Verfahren zur Herstellung eines Roststabs (1) für einen Verbrennungsofen (60), bei dem ein Roststab-Grundkörper (2) erzeugt und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte (30) abgedeckt wird, wobei bei der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers (2) und der Deckplatte (30) zwischen die Deckplatte (30) und den Roststab-Grundkörper (2) ein thermisches Isoliermaterial (20, 21) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Roststab-Grundkörpers (2) in den Roststab-Grundkörper (2) in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite und/oder bei der Herstellung der Deckplatte (30) in die Deckplatte (30) in einer zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite eine Kavität (3) eingebracht wird, und dass die Kavität (3) vor der Zusammenmontage des Roststab-Grundkörpers (2) und der Deckplatte (30) zumindest teilweise mit einem Keramikfaser- Isoliermaterial (20) gefüllt wird.13. A method for producing a grate bar (1) for a combustion furnace (60), in which a grate bar base body (2) and at least on a in operation to a combustion chamber (62) facing surface area covered with a high temperature resistant cover plate (30) is, wherein in the assembly of the grate bar base body (2) and the cover plate (30) between the cover plate (30) and the grate bar base body (2) a thermal insulating material (20, 21) is introduced, characterized in that in the Production of the grate bar basic body (2) in the grate bar basic body (2) in a side facing the cover plate (30) and / or in the manufacture of the cover plate (30) in the cover plate (30) in a grate bar basic body (2 ) facing side, a cavity (3) is introduced, and that the cavity (3) before the assembly of the grate bar base body (2) and the cover plate (30) is at least partially filled with a ceramic fiber insulating material (20).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zur Deckplatte (30) weisenden Seite im Roststab-Grundkörper (2) und/oder in der zum Roststab-Grundkörper (2) weisenden Seite in der Deckplatte (30) Nuten (6, 7) für die Nut-Feder-Verbindung und/oder Spundverbindung eingebracht werden, die sich von einer ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1) aus quer bis zu einem Abstand (s) von einer gegenüberliegenden zweiten Längskante (1G) des Roststabs (1) erstrecken, und dass bei der Montage der Deckplatte (30) auf den Roststab-Grundkörper (2) von der ersten Längskante (1 L) des Roststabs (1 ) aus Federn ( 33, 34, 37, 38, 40) in die Nuten (6, 7) geschoben werden. 14. The method according to claim 13, characterized in that in a cover plate (30) facing side in the grate bar base body (2) and / or in the grate bar base body (2) facing side in the cover plate (30) grooves (6 , 7) are introduced for the tongue and groove joint and / or bung joint extending from a first longitudinal edge (1 L) of the grate bar (1) across to a distance (s) from an opposite second longitudinal edge (1G) of Grating rod (1) extend, and that when mounting the cover plate (30) on the grate bar base body (2) from the first longitudinal edge (1 L) of the grate bar (1) of springs (33, 34, 37, 38, 40) into the grooves (6, 7) are pushed.
15. Verfahren zur Herstellung eines Roststabs (1) für einen Verbrennungsofen (60), insbesondere gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem ein Roststab-Grundkörper (2) erzeugt und zumindest auf einem im Betrieb zu einem Brennraum (62) hin weisenden Oberflächenbereich mit einer hochtemperaturfesten Deckplatte (30) abgedeckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (30) zweiteilig mit einer Oberteilplatte (30a), welche den Roststab-Grundkörper (2) in einem Oberseitenbereich (15) und an einer Kopfseite (1 K) des Roststabs (1) bis zu einer quer zu einer in Roststablängsrichtung (R) an der Kopfseite (1K) verlaufenden Trennstelle (39) abdeckt, und einem Kopfteil (30b), welches, ausgehend von der Trennstelle (39), den Roststab-Grundkörper, die weitere Kopfseite (1 K) und einen Fußbereich (1 F) des Roststabs (1) abdeckt, hergestellt wird. 15. A method for producing a grate bar (1) for a combustion furnace (60), in particular according to claim 13 or 14, wherein a grate bar base body (2) generates and at least on a in operation to a combustion chamber (62) facing out surface area with a cover plate (30) which is resistant to high temperatures, characterized in that the cover plate (30) is in two parts with an upper part plate (30a) containing the grate bar main body (2) in an upper side region (15) and on a head side (1 K) of the grate bar (1) covering up to a cross-section (39) extending transversely to a lengthwise direction of the grate (R) on the head side (1K), and a head portion (30b) which, starting from the point of separation (39), the grate bar main body another head side (1 K) and a foot area (1 F) of the grate bar (1) covering is made.
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