EP2511609B1 - Modularer Roststab, Auflageelement und Fußelement dafür sowie Vorschubrost einer Verbrennungsanlage - Google Patents

Modularer Roststab, Auflageelement und Fußelement dafür sowie Vorschubrost einer Verbrennungsanlage Download PDF

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EP2511609B1
EP2511609B1 EP12002650.5A EP12002650A EP2511609B1 EP 2511609 B1 EP2511609 B1 EP 2511609B1 EP 12002650 A EP12002650 A EP 12002650A EP 2511609 B1 EP2511609 B1 EP 2511609B1
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EP
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foot
grate
section
elements
overlay
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Mathias Breiding
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WVT Breiding GmbH
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Wvt Breiding GmbH
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    • 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
    • F23H2900/17002—Detachable or removable worn-out parts

Definitions

  • the invention relates to a grate bar, a support element and a foot element therefor, as well as a moving grate of an incinerator according to the preamble of claims 1, 4, 5 and 6, respectively.
  • each grate bar has a downwardly extending support section for connection to a holding or propulsion element for holding or to and fro Moving the grate bar relative to a vertically adjacent grate bar, in the front area a feed section for advancing the items to be fired on the grate bar located vertically below, and a surface for items to be fired.
  • Such grate bars are also from EP 2 306 086 A2 known.
  • the known grate bars for advancing grids have a number of disadvantages.
  • the known grate bars tend to clog air nozzles in the surface. This leads to the fact that the air flow is increasingly fed to the items to be fired via neighboring air nozzles and these air nozzles burn out. Firing residue trapped between the feed section and the surface can also cause high wear.
  • the grate bar when a grate bar is worn, the grate bar must always be replaced as a whole, for which purpose the entire staircase-shaped arrangement often has to be dismantled. This leads to long and costly downtimes. Storage is also expensive because large grate bars must always be kept in stock.
  • the known grate bars cannot be adapted to special firing conditions and different items to be fired.
  • the invention is therefore based on the object of creating a grate bar, a support element and a foot element for it, as well as a moving grate of an incinerator according to the preamble of claims 1, 4, 5 and 6, which have a flexible configuration, a enable increased service life as well as simplified handling, assembly, disassembly and repair.
  • the operation of the system can also be better controlled.
  • a grate bar for a moving grate of an incineration plant is created with a burning path section for items to be fired, a front foot section and a rear support section, which is modularly composed of individual exchangeable elements that are positively and / or non-positively connected to one another.
  • the grate bar can be flexibly assembled from suitable elements, in particular at least three and up to 20, 25 or 30 elements, according to the respective requirements. If there are signs of wear, breakage and the like, only the affected elements need to be replaced. This saves costs because less material has to be replaced.
  • the geometry of the grate bar can be changed flexibly and storage becomes cheaper, since only those elements have to be kept that frequently and / or quickly wear and / or fail.
  • the grate bar is composed of a support element forming the support section, one or more, in particular 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 to 10, 15, 20, 25 or 30, the focal path section forming the focal path section, and a foot element forming the foot section.
  • This division has proven to be particularly useful, since it has the highest flexibility in the configuration and the greatest possible mechanical stability with the best wear resistance.
  • the support element preferably forms a support surface with a support section for placing the grate bar on a support bar or the like for the purpose of holding or moving it back and forth, and a connecting section for connecting to the foot section.
  • the connecting section has a rib, preferably two parallel lateral ribs, with part of a dovetail connection, for example the dovetail recess, and optionally a preferably central rib with a recess for a rod-shaped connecting element, which extends through a corresponding rib of a foot portion can extend.
  • a rib preferably two parallel lateral ribs, with part of a dovetail connection, for example the dovetail recess, and optionally a preferably central rib with a recess for a rod-shaped connecting element, which extends through a corresponding rib of a foot portion can extend.
  • the foot element can also have a connecting section for connection to the support section and a foot as well as a connecting rib extending between the connecting section and the foot for a focal path section, whereby a connection that can be easily and quickly established and released is created.
  • the fuel path element can have ribs on the underside with recesses for a rod-shaped connecting element. In this way, one or, if necessary, several fuel path elements can be fastened securely and releasably and preferably with play on the foot element in a simple manner with only one connection such as a rod or the like.
  • the focal path element is expediently provided with lateral recesses which form air nozzles of any shape and number. Recesses in adjacent focal path elements can jointly form air nozzles. Since the focal path elements can be assembled at a distance from one another due to the assembly clearance and, in the fastened state, can preferably be moved in a vertical direction, the air nozzles are self-cleaning. The high level of wear and burn-through known from the prior art is minimized.
  • the individual elements can each have different mechanical properties such as heat resistance and abrasion resistance and / or be formed from a different material and / or have a different material. This enables flexible adaptation to the particular conditions of the incineration system and to the items to be fired, and elements that are particularly heavily or lightly stressed can each be optimally designed.
  • the invention also creates a support element and a foot element for a grate bar, each of which is marketable by itself.
  • the components can be cast parts and / or made of steel / sheet metal alloys.
  • grate bar 1 for a moving grate of an incinerator is composed of a support element 2, for example four fuel path elements 3 and a foot element 4, which In the Figs. 2 to 4 are shown in detail.
  • the support element 2 has a surface which can be provided with a flat reinforcing element.
  • a support section 5 is provided for connection and / or for placing on a fastening and / or a drive mechanism for moving back and forth, preferably in the plane of the surface.
  • a dovetail connection 6 or the like on here two lateral ribs 7 of the support element 2 and on two likewise lateral ribs 8 of the foot element 4 connects the two to one another.
  • the foot element 4 is secured on the support element 2 by a screw connection 9 or the like.
  • the ribs 10 also have recesses 11 such as aligned bores into which a rod 12 can be pushed in order to fasten the focal path elements 3, which also have ribs 13 with recesses 11 here in pairs.
  • the end of the rod 12 can be fastened with closing elements 14 such as welded-on washers, with play preferably remaining so that the focal path elements 3 remain movable laterally by at least 2, 5, 7, 10, 15, 20 mm, in particular due to the hot air movements caused by combustion.
  • Air nozzles 16 can be provided in the surface of the fuel path elements 3 and in particular, as shown, on the mutually adjoining sides 15 of the fuel path elements 3, which here run obliquely and possibly tapered, for example.
  • the sides 15 can also be free of air nozzles, cf. Fig. 5 to prevent the grate from falling out in the discharge zone.
  • the modular structure also allows a different flexible adaptation of the different levels of a step grating on the basis of the standard components. For example, one stage can be designed with and another without air nozzles.

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft einen Roststab, ein Auflageelement und ein Fußelement dafür sowie einen Vorschubrost einer Verbrennungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 4, 5 bzw. 6.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bei dem aus der EP 1 975 507 A1 bekannten Vorschubrost für Feuerungsanlagen sind mehrere stufenförmige Roststäbe treppenartig übereinander angeordnet. Das Brenngut wird dabei durch Relativbewegung der Roststäbe In horizontaler Richtung entlang der so gebildeten Roststabtreppe nach unten verschoben. Jeder Roststab weist dabei im hinteren Bereich eine sich nach unten erstreckende Auflagepartie zur Verbindung mit einem Halte- oder Vortriebselement zum Halten oder Hin- und Herbewegen des Roststabs relativ zu einem vertikal benachbarten Roststab, im vorderen Bereich einen Vorschubabschnitt zum Vorschieben von Brenngut auf dem vertikal unterhalb benachbarten Roststab und sowie eine Oberläche für Brenngut auf. Derartige Roststäbe sind auch aus der EP 2 306 086 A2 bekannt. Schließlich offenbart WO 2010/115541 einen Roststab mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Die bekannten Roststäbe für Vorschubroste weisen eine Vielzahl von Nachteilen auf.
  • So neigen die bekannten Roststäbe dazu, dass sich Luftdüsen in der Oberfläche zusetzen. Dies führt dazu, dass der Luftstrom verstärkt über benachbarte Luftdüsen dem Brenngut zugeführt wird und diese Luftdüsen ausbrennen. Auch zwischen dem Vorschubabschnitt und der Oberfläche eingeklemmte Brenngutrückstände können einen hohen Verschleiß bewirken. Zudem muss bei Verschleiß eines Roststabes der Roststab stets als Ganzes ausgewechselt werden, wozu häufig die gesamte treppenförmige Anordnung zu demontieren ist. Dies führt zu langen und kostspieligen Stillstandzeiten. Auch ist die Lagerhaltung teuer, da stets große Roststäbe vorzuhalten sind. Schließlich können die bekannten Roststäbe nicht an besondere Feuerungsbedingungen und unterschiedliches Brenngut angepasst werden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Roststab, ein Auflageelement und ein Fußelement dafür sowie einen Vorschubrost einer Verbrennungsanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 4, 5 bzw. 6 zu schaffen, die bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine flexible Konfiguration, eine erhöhte Lebensdauer sowie eine vereinfachte Handhabung, Montage, Demontage und Reparatur ermöglichen. Auch die Fahrweise der Anlage kann besser gesteuert werden.
  • Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1, 4, 5 bzw. 6 gelöst.
  • Demnach wird ein Roststab für einen Vorschubrost einer Verbrennungsanlage, mit einem Brennbahnabschnitt für Brenngut, einem frontseitigen Fußabschnitt und einem hinteren Auflageabschnitt, geschaffen, der modular aus einzelnen auswechselbaren Elementen zusammengesetzt ist, die form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
  • Hierdurch kann der Roststab flexibel den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend aus geeigneten Elementen, insbesondere mindestens drei und bis zu 20 , 25 oder 30 Elementen, zusammengesetzt werden. Bei Verschleißerscheinungen, Bruch und dergleichen müssen nur die betroffenen Elemente ersetzt werden. Dies spart Kosten, da weniger Material ersetzt werden muss. Die Geometrie des Roststabs ist flexibel änderbar und die Lagerhaltung wird günstiger, da nur noch diejenigen Elemente vorgehalten werden müssen, die häufig und/oder schnell verschleißen und/oder versagen.
  • Der Roststab ist aus einem den Auflageabschnitt bildenden Auflageelement, einem oder mehreren, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 bis 10, 15, 20, 25 oder 30 den Brennbahnabschnitt bildenden Brennbahnelementen und einem den Fußabschnitt bildenden Fußelement zusammengesetzt. Diese Aufteilung hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, da sie die höchste Flexibilität bei der Konfiguration und eine größtmögliche mechanische Stabilität bei bester Verschleißresistenz aufweist.
  • Das Auflageelement bildet bevorzugt eine Auflagefläche mit einer Auflagepartie zur Auflage des Roststabs auf einen Auflagestab oder dergleichen zwecks Halten oder Hin- und Herbewegen, sowie einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Fußabschnitt.
  • Der Verbindungsabschnitt weist dabei eine Rippe, bevorzugt zwei parallele seitliche Rippen, mit einem Teil einer Schwalbenschwanzverbindung, beispielsweise der Schwalbenschwanzausnehmung, und ggf. eine bevorzugt mittlere Rippe mit einer Aussparung für ein stabförmiges Verbindungselement aufweisen, das sich durch eine entsprechende Rippe eines Fußabschnitts erstrecken kann. Dies ermöglicht eine einfache Montage durch Einschieben in die Schwalbenschwanzverbindung und eine einfache Fixierung In dieser Position durch Verschraubung oder dergleichen.
  • Das Fußelement kann ebenfalls eine einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit dem Auflageabschnitt und einen Fuß sowie eine sich zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Fuß erstreckende Verbindungsrippe für einen Brennbahnabschnitt aufweisen, wodurch eine einfache und schnell herstell- sowie lösbare Verbindung geschaffen wird.
  • Das Brennbahnelement kann unterseitige Rippen mit Ausnehmungen für ein stabförmiges Verbindungselement aufweisen. So können auf einfache Weise ein oder ggf. mehrere Brennbahnelemente mit nur einer Verbindung wie etwa einer Stange oder dergleichen am Fußelement sicher und lösbar sowie vorzugsweise mit Spiel befestigt werden.
  • Das Brennbahnelement ist zweckmäßigerweise mit seitlichen Ausnehmungen versehen, die Luftdüsen beliebiger Form und Anzahl bilden. Ausnehmungen benachbarter Brennbahnelemente können dabei gemeinsam Luftdüsen bilden. Da die Brennbahnelemente mit einem montagespielbedingten Abstand zueinander montiert werden können und in befestigtem Zustand bevorzugt In vertikaler Richtung gegeneinander beweglich sein können, sind die Luftdüsen selbstreinigend. Der aus dem Stand der Technik bekannte hohe Verschleiß nebst Durchbrennen wird minimiert.
  • Die einzelnen Elemente können Jeweils unterschiedliche mechanische Eigenschaften wie etwa Hitzebeständigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen und/oder aus einem anderen Material gebildet sein und/oder ein anderes Material aufweisen. Damit ist eine flexible Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten der Verbrennungsanlage und an das Brenngut möglich und besonders stark oder schwach beanspruchte Elemente können jeweils optimal ausgestaltet werden.
  • Bei einem Vorschubrost einer Verbrennungsanlage, der mehrere stufenartig angeordnete Roststäbe aufweist, ergeben sich die eingangs genannten Vorteile hinsichtlich Verschleißfestigkeit, Kostenverringerung und Flexibilität.
  • Die Erfindung schafft zudem ein Auflageelement und ein Fußelement für einen Roststab, die jeweils für sich verkehrsfähig sind. Die Bauteile können Gussteile und/oder aus Stahl-/Blechlegierungen gebildet sein.
  • Es sind bei Defekten nur noch die jeweils verschlissenen Elemente, insbesondere die Brennbahnelemente, auszutauschen und nicht mehre der gesamte Roststab. Ein hohes Maß an Flexibilität bei der Gestaltung einschließlich der Möglichkeit, die Luftführung durch tauschbare Lostelle optimal abzustimmen, dies ggf. auch nach Erstmontage, wird ermöglicht. Die Geometrie kann durch Austausch einzelner Elemente verändert werden. Die Luftdüsen bleiben durch die Relativbewegungen stets frei. Verschiedene Zusammenbauvarlanten mit identischen Grundelementen verringern die Lagerhaltungskosten. Durch die Einzelelemente ist auch eine ökonomischere Fertigung möglich.
  • Weitere Ausgestaltungen und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen.
    • FIGURENBESCHREIBUNG
    • Fig. 1A, 1B und 1C zeigen einen Roststab aus verschiedenen Perspektiven, wobei in Fig. 1C einzelne Elemente durchscheinend dargestellt sind.
    • Fig. 2A, 2B, 2C, 2D und 2E zeigt ein Auflageelement in Seitenansicht, Stirnansicht, Draufsicht, schräg von oben bzw. schräg von unten.
    • Fig. 3A, 3B, 3C, 3D und 3E zeigt ein Auflageelement in Seitenansicht, Stirnansicht, Draufsicht, schräg von oben bzw. schräg von unten.
    • Fig. 4A, 4B, 4C, 4D und 4E zeigt ein Brennbahnelement in Seltenansicht, Stirnansicht, Draufsicht, schräg von oben bzw. schräg von unten.
    • Fig. 5A, 5B, 5C, 5D und 5E zeigt ein weiteres Brennbahnelement in Seitenansicht, Stirnansicht, Draufsicht, schräg von oben bzw. schräg von unten.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINZELNER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Der in Fig. 1 dargestellte Roststab 1 für einen Vorschubrost einer Verbrennungsanlage ist aus einem Auflageelement 2, beispielhaft vier Brennbahnelementen 3 und einem Fußelement 4 zusammengesetzt, die In den Fig. 2 bis 4 im einzelnen dargestellt sind.
  • Das Auflageelement 2 weist eine Oberfläche auf, die mit einem flächigen Verstärkungselement versehen sein kann. Nach unten ist einen Auflagepartie 5 vorgesehen zur Verbindung und/oder zum Aufsetzten auf eine Besfestigung und/oder einen Antriebsmechanismus zum Hin- und Herbewegen vorzugsweise in der Flächenebene. Eine Schwalbenschwanzverbindung 6 oder dergleichen an hier zwei seitlichen Rippen 7 des Auflageelements 2 sowie an zwei ebenfalls seitlichen Rippen 8 des Fußelements 4 verbindet beide miteinander. Gesichert wird das Fußelement 4 am Auflageelement 2 durch eine Verschraubung 9 oder dergleichen.
  • Die in Fig. 1C durchscheinend dargestellten beiden mittleren Brennbahnelemente 3 lassen erkennen, dass das Fußelement 4 über Rippen 8, 10 die Brennbahnelemente 3 stützen kann. Die Rippen 10 weisen zudem Ausnehmungen 11 wie etwa fluchtende Bohrungen auf, in die eine Stange 12 einsgeschoben werden kann, um die Brennbahnelemente 3, die ebenfalls über hier paarweise Rippen 13 mit Ausnehmungen 11 verfügen, zu befestigen. Die Stange 12 kann endseitig mit Abschlusselementen 14 wie etwa angeschweißten Unterlegscheiben befestigt sein, wobei vorzugsweise ein Spiel verbleibt, damit die Brennbahnelemente 3 seitlich um mindestens 2, 5, 7, 10, 15, 20 mm insbesondere durch die Heißluftbewegungen infolge Verbrennung beweglich bleiben.
  • In der Fläche der Brennbahnelemente 3 und insbesondere wie dargestellt an den aneinander angrenzenden Seiten 15 der Brennbahnelemente 3 können Luftdüsen 16 vorgesehen sein, die hier beispielhaft schräg und ggf. verjüngt verlaufen. Die Seiten 15 können aber auch luftdüsenfrei sein, vgl. Fig. 5, um den Rostdurchfall in der Austragszone zu verhindern.
  • Der modulare Aufbau erlaubt auch eine unterschiedliche flexible Anpassung der verschiedenen Stufen eines Stufenrosts auf Basis der Standardbauteile. Beispielsweise kann eine Stufe mit und eine andere ohne Luftdüsen ausgestaltet sein.

Claims (8)

  1. Roststab (1) für einen Vorschubrost einer Verbrennungsanlage, mit einem Brennbahnabschnitt für Brenngut, einem frontseitigen Fußabschnitt und einem hinteren Auflageabschnitt, wobei der Roststab (1) modular aus einzelnen auswechselbaren Elementen (2, 3, 4) zusammengesetzt ist, die form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei ein den Auflageabschnitt bildendes Auflageelement (2) und ein den Brennbahnabschnitt zumindest teilweise bildendes Brennbahnelement (3), vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennbahnelement (3) sich auf einem den Fußabschnitt bildenden Fußelement (4) stützt sowie das Auflageelement (2) eine Rippe (7) mit einem Teil einer Schwalbenschwanzverbindung (6) und das Fußelement (4) eine Rippe (8, 10) mit einem weiteren Teil der Schwalbenschwanzverbindung (6) dergestalt aufweisen, dass das Auflageelement (2) mit dem Fußelement (4) über die Schwalbenschwanzverbindung (6) lösbar miteinander befestigt sind.
  2. Roststab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennbahnelement (3) unterseitige Rippen (13) mit Ausnehmungen für ein stabförmiges Verbindungselement (12) und/oder seitliche Ausnehmungen (16) aufweist; und/oder dass mehrere in befestigtem Zustand gegeneinander bewegliche Brennbahnelemente (3) vorgesehen sind.
  3. Roststab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente (2, 3, 4) eine andere mechanische Eigenschaft aufweist und/oder aus einem anderen Material gebildet ist und/oder ein anderes Material aufweist als ein anderes der Elemente (2, 3, 4).
  4. Auflageelement (2) für einen Roststab (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Fußelement(4), wobei der Verbindungsabschnitt eine Rippe (7) mit einem Teil einer Schwalbenschwanzverbindung aufweist.
  5. Fußelement (4) für einen Roststab (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Verbindungsabschnitt (9) zur Verbindung mit einem Auflageelement (2) nach Anspruch 4, wobei der Verbindungsabschnitt (9) einen Teil einer Schwalbenschwanzverbindung aufweist, und einen Fuß sowie eine sich zwischen dem Verbindungsabschnitt (9) und dem Fuß erstreckende Verbindungsrippe (8, 10) für einen Brennbahnelement (3) nach Anspruch 5.
  6. Vorschubrost einer Verbrennungsanlage, mit mehreren stufenartig angeordneten Roststäben (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  7. Vorschubrost nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei modular aufgebaute Stufen unterschiedlich ausgestaltet sind.
  8. Roststab-Baukasten mit einer Vielzahl an Auflageelementen, Brennbahnelementen und Fußelementen der Roststäbe nach einem der Ansprüche 1bis 3.
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