EP4273451B1

EP4273451B1 - Feuerrost und verfahren zur überwachung des feuerrosts

Info

Publication number: EP4273451B1
Application number: EP23170593.0A
Authority: EP
Inventors: Andreas Mozuch
Original assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2024-05-15
Anticipated expiration: 2043-04-28
Also published as: DE102022110710A1; EP4273451A1; EP4273451C0; JP2023165393A; DE102022110710B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Feuerrost gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches, sowie ein Verfahren zum Überwachen des Feuerrosts. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo Feuerroste eingesetzt werden, vorzugsweise in Müllverbrennungsanlagen.
Für Rostfeuerungen in Müllverbrennungsanlagen werden entweder Schubroste oder Walzenroste eingesetzt. Die an sich bekannten Feuerroste weisen dabei eine Antriebseinheit, eine Rostmechanik und Roststabreihen auf, wobei die Roststabreihen die tatsächlich mit dem Brenngut in Kontakt stehenden Komponenten des Feuerrosts darstellen und die Roststabreihen über die Rostmechanik mit der Antriebseinheit wirkverbunden sind, um die Roststabreihen antreiben zu können und damit einen Transport und/oder ein Schüren des aufliegenden Brenngutes in gewohnter Weise zu erreichen.
Ein Teil der Rostmechanik wird beispielsweise durch Wellen, insbesondere Torsionswellen gebildet, wobei die Torsionswellen im Falle von Schubrosten ausgebildet sind, die Roststäbe des Schubrosts über Roststabträger anzutreiben, so dass durch ein Verdrehen der Torsionswellen ein aufliegendes Brenngut während der Verbrennung transportiert und/oder geschürt werden kann. Es sind aber auch andere Rostmechanik zur Übertragung der Antriebsbewegung möglich.
Um eine Bewegung bzw. ein Verdrehen der Torsionswellen zu ermöglichen, können verschiedene Antriebseinheiten vorgesehen sein, die dann mit den Torsionswellen der Rostmechanik in Wirkverbindung stehen. Die Torsionswellen eines Schubrosts können beispielsweise über Hydraulikzylinder als Antriebseinheit angetrieben werden, um die Transportgeschwindigkeit des Brenngutes auf den Roststabreihen jeweils optimal an die lokal unterschiedlichen Verbrennungsbedingungen anpassen zu können.
Zur Überwachung der Funktionstätigkeit des Feuerrosts wird üblicherweise der Vorschub des Feuerrosts indirekt über Wegaufnehmer an der Antriebseinheit selbst, beispielsweise am Hydraulikzylinder, gemessen. Fällt die Antriebseinheit aus, kann entsprechend reagiert werden. Versagt jedoch eine Komponente hinter der Antriebseinheit, insbesondere eine Komponente der Rostmechanik, so arbeitet die Antriebseinheit davon unberührt weiter, während die Roststabreihen selbst stillstehen oder sich nicht wie erwartet bewegen und somit kein tatsächlicher Vorschub des Feuerrosts erfolgt. Einen solcher Ausfall der Rostmechanik ist daher üblicherweise nicht erkennbar.
DE 10 2019 128 536 A1 offenbart einen gattungsgemäßen Feuerrost für eine Müllverbrennungsanlage. Ergänzend ist in CN 1 12 577 057 A darüber hinaus beschrieben, Seilzug- oder Abreißsender zu installieren, um eine Längenänderung aufgrund einer Bewegung der Roststäbe zu erkennen. In GB 1 223 668 A ist außerdem vorgesehen, die Bewegung der Antriebseinheit über Endschalter oder Grenzschalter zu überwachen. Eine Überwachung der Rostmechanik ist jedoch nicht vorgesehen. In US 2015 / 0 000 573 A1 ist beschrieben, das Brenngut über eine Kamera thermisch zu überwachen. In US 2020 / 0 182 462 A1 ist ferner ein Feuerrost mit einer Rostmechanik und kontaktlosen Sensoren beschrieben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige Überwachung des Feuerrosts, insbesondere des tatsächlichen Vorschubes des Feuerrosts, zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Feuerrost gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Demnach ist ein Feuerrost für eine Müllverbrennungsanlage vorgesehen, welches eine Antriebseinheit, vorzugsweise eine Hydraulikeinheit, insbesondere mit einem Hydraulikzylinder, Roststabreihen, die jeweils einen Roststabträger aufweisen, an dem mehrere Roststäbe drehbar gelagert sind, und eine Rostmechanik, die sich in Kraftrichtung bzw. Wirkrichtung an die Antriebseinheit anschließt, aufweist, wobei die Antriebseinheit über die Rostmechanik mit zumindest einigen der Roststabreihen derartig wirkverbunden ist, dass sich eine Bewegung in die Roststäbe einleiten lässt, um ein aufliegendes Brenngut zu transportieren und/oder zu schüren. Dabei ist vorzugsweise nicht jede Roststabreihe angetrieben, sondern beispielsweise nur jede zweite Roststabreihe und die dazwischenliegenden Roststabreihen sind nicht-angetriebene Roststabreihen.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Rostmechanik mindestens einen Neigungssensor zum Ermitteln und Ausgeben einer Neigungsinformation aufweist, wobei die Neigungsinformation in Abhängigkeit einer Neigung des Neigungssensor gegenüber einer Referenzrichtung gebildet ist, so dass sich aus der Neigungsinformation eine Stellung zumindest der jeweiligen Komponente der Rostmechanik, an der der mindestens eine Neigungssensor angeordnet ist, ermitteln lässt.
Unter einer Wirkverbindung wird jede Art von mechanischer Verbindung verstanden, welche dazu geeignet ist, eine Bewegung zwischen der Antriebseinheit und den angetriebenen Roststabreihen zu übertragen. Eine Wirkverbindung ermöglicht also einen Kraftfluss von der Antriebseinheit zu den jeweiligen Roststabreihen.
Anhand der Neigungsinformation, welche mittels des Neigungssensors an der jeweiligen Komponente der Rostmechanik erfasst wird, lässt sich dann eine Bewegung der Rostmechanik feststellen, so dass auch ein Rückschluss auf die Bewegung der Roststabreihen möglich ist. Dadurch kann auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überwachen des Feuerrosts durchgeführt werden, beispielsweise indem die durch den mindestens einen Neigungssensor erfasste Neigungsinformation an eine Steuereinrichtung in der Müllverbrennungsanlage übertragbar ist. Diese kann dann die Neigungsinformationen entsprechend verarbeiten und darauf reagieren.
Gegenüber dem Stand der Technik wird also bereits der Vorteil erreicht, dass die Bewegung des Feuerrosts in dessen Betrieb nicht durch eine Betrachtung der Bewegung der Antriebseinheit, d.h. dem Startpunkt der Bewegung, überwacht wird, sondern durch eine Betrachtung der Bewegung in Kraftflussrichtung weiter vorn an der Rostmechanik. Fällt eine der Komponenten der Rostmechanik durch einen Defekt aus, kann dies sofort festgestellt werden, wobei der mindestens eine Neigungssensor dazu vorzugsweise an mindestens einer Komponente der Rostmechanik angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Torsionswelle, Bolzen, vorzugweise Bundbolzen, Koppelstange, Lager, Torsionshebel.
Insbesondere ist der Neigungssensor dabei an einer Komponente der Rostmechanik angebracht, in dessen weiterem Kraftfluss oder weiterer Wirkverbindung zu den Roststabreihen keine oder nur wenige weitere hoch belasteten Verbindungen vorliegen, die versagen könnten. Hierdurch ist garantiert, dass wenn eine Komponente der Rostmechanik entlang des Kraftflusses oder der Wirkungskette von Antriebseinheit bis zu den Roststabreihen versagt, dies über den Neigungssensor erfassbar ist.
Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass die Torsionswelle der Rostmechanik parallel zu den Roststabreihen verläuft und über einen oberen Torsionshebel mit den Roststabträgern und über einen unteren Torsionshebel mit der Antriebseinheit zusammenwirkt,
wobei der mindestens eine Neigungssensor zum Ermitteln und Ausgeben der Neigungsinformation an mindestens einer Stirnseite der Torsionswelle und/oder an dem oberen Torsionshebel und/oder an dem unteren Torsionshebel angeordnet ist. Eine Neigungsinformation, welche durch einen Neigungssensor an mindestens einer der Stirnseiten der Torsionswelle oder an dem jeweiligen Torsionshebel ermittelt wird, ermöglicht eine zuverlässige Aussage über die Bewegung der Rostmechanik an einer der o.g. "hinteren" Positionen der Wirkungskette und somit mit hoher Sicherheit auch über die Bewegung der Roststabreihen und letztendlich den tatsächlichen Vorschub des Feuerrosts. Somit kann eine zuverlässigere Aussage über den tatsächlichen Vorschub des Feuerrosts getroffen werden.
Vorzugsweise ist ergänzend vorgesehen, dass an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Torsionswelle jeweils ein Neigungssensor angeordnet ist und/oder an seitenweise (des Feuerrosts) gegenüberliegenden Torsionshebeln oder seitenweise (des Feuerrosts) gegenüberliegenden weiteren Komponenten der Rostmechanik. Dadurch ist auch eine seitenindividuelle und/oder redundante Überwachung der Bewegung der Rostmechanik möglich, um auch weitere Rückschlüsse zum Betrieb des Feuerrosts zu erhalten, beispielsweise eine seitenindividuelle mechanische Belastung.
Durch das erfindungsgemäße Überwachen des Feuerrosts ist im einfachsten Fall eine Funktionsüberprüfung eines oben genannten erfindungsgemäßen Feuerrosts möglich, wobei ein Fehler oder eine Beeinträchtigung der Rostmechanik und damit des Feuerrost erkannt und ausgegeben wird, beispielsweise begleitet mit einer Fehlermeldung, wenn sich die von dem mindestens einen Neigungssensor erfasste und über die Neigungsinformation ausgegebene Neigung während einer Betätigung der Antriebseinheit von der Soll-Neigung unterscheidet, die im Betrieb des Feuerrosts zu erwarten ist. Gleichbedeutend damit ist, dass sich die über die Neigungsinformation ausgegebene Neigung nicht verändert (dN=0, N=konstant), obwohl dies im Betrieb des Feuerrosts, in dem sich die Roststabreihen eigentlich bewegen sollten (NSoll =/= 0, N=verändernd), zu erwarten ist. Dies deutet in einfachster Weise auf eine Beschädigung der Rostmechanik hin. Aber auch bei einer verminderten oder anderweitig beeinträchtigten Bewegungsfähigkeit der Rostmechanik kann es zu einer von der Soll-Neigung abweichenden Bewegung kommen, woraus auf einen Fehler oder eine Beeinträchtigung geschlossen werden kann.
Zudem ist zu erwarten, dass eine wiederholte, gleichbleibende Betätigung der Antriebseinheit bei intaktem Feuerrost bzw. Rostmechanik immer dieselbe Neigungsinformationen oder Neigungen im Neigungssensor hervorrufen werden. Sobald die Neigungsinformation oder Neigung von diesen selben, sich wiederholenden Neigungsinformationen abweichen, liegt somit eine Veränderung bzw. Beeinträchtigung in der Antriebseinheit oder zumindest der Rostmechanik vor, was auf eine Fehlfunktion derselben hinweisen kann.
Somit ist eine Funktionsüberprüfung der Antriebseinheit und Rostmechanik eines Feuerrosts im laufenden Betrieb möglich, was Stillstandzeiten verringert.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zudem mit mehreren Neigungssensoren, insbesondere mit zwei an gegenüberliegenden Stirnseiten der Torsionswelle oder anderer Komponenten der Rostmechanik angeordneten Neigungssensoren, zudem ein seitenindividueller Vergleich der ermittelten Neigungen und/oder Neigungsinformationen unterschiedlicher Neigungssensoren erfolgen, indem eine Torsionsdifferenz bestimmt wird durch Vergleichen von Neigungen und/oder von Neigungs-Änderungen von Neigungssensoren an gegenüberliegenden Seiten der Rostmechanik, insbesondere an gegenüberliegenden Stirnseiten der Torsionswelle der Rostmechanik, und aus der Torsionsdifferenz abgeleitet wird, ob das Feuerrost gleichmäßig oder einseitig mechanisch belastet wird.
Dabei wird davon ausgegangen, dass die Torsionsdifferenz ein Maß für die Verwindung der Torsionswelle entlang ihrer Längsachse darstellt bzw. bei anderen Komponenten der Rostmechanik ein Maß für einen seiteinweisen Unterschied in den Neigungen.
Bei einer gleichmäßigen Belastung des Feuerrosts liegt aufgrund der einseitig eingeleiteten Antriebsbewegung eine bestimmte Verwindung entlang der Längsachse der Torsionswelle vor, was einem seitenweisen Unterschied in den Neigungen der Neigungssensoren entspricht und durch eine entsprechende Auswertung der Neigungsinformationen erfasst werden kann. Diese bestimmte Verwindung bei gleichmäßiger Belastung kann vorzugsweise auch als Referenztorsionsdifferenz bezeichnet werden. Die Referenztorsionsdifferenz kann aber auch bei einer anderen Belastung gewählt werden.
Bei einer ungleichmäßigen Belastung des Feuerrosts weicht die mittels der Neigungssensoren erfasste Torsionsdifferenz dann von dieser Referenztorsionsdifferenz ab. Bei einer erhöhten Belastung auf der der Antriebseinleitung zugewandten Seite des Feuerrosts verringert sich die Torsionsdifferenz im Vergleich zur Referenztorsionsdifferenz, während sie sich bei einer erhöhten Belastung auf der der Antriebseinleitung abgewandten Seite des Feuerrosts erhöht.
Auf diese einfacher Weise kann also auf eine gleichmäßige oder eine einseitig mechanische Belastung des Feuerrosts unter Verwendung der Neigungssensoren geschlossen werden.
Im Folgenden soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zwei Figuren näher erläutert werden.
Die Figuren zeigen:

Fig. 1: Ein Ausführungsform eines Feuerrosts einer Müllverbrennungsanlage in einer ersten Stellung;
Fig. 2: das Feuerrost aus Fig. 1 in einer zweiten Stellung.

Die Figur 1 zeigt ein Feuerrost 1 in Form eines Schubrosts mit einer Antriebeinheit 4, einer Rostmechanik 3 und Roststabreihen 2 aus mehreren an Roststabträgern 2a gelagerten Roststäben 2b in einer ersten Stellung. Die Roststäbe 2b benachbarter Roststabreihen 2 liegen dabei dachziegelartig übereinander. Die Antriebseinheit 4 ist über die Rostmechanik 3 mit den Roststabreihen 2 wirkverbunden, wobei die Antriebseinheit 4 vorliegend durch einen Hydraulikzylinder 8 gebildet wird. Es sind aber auch andere, gleichwirkende Arten von Antrieben möglich.
Die Rostmechanik 3 überträgt die Ausgangsbewegung der Antriebseinheit 4 mittels eines Bolzens 9, beispielsweise eines Bundbolzens, einer Koppelstange 7, eines unteren Torsionshebels 11a, eines Lagers 10, einer Torsionswelle 6 und eines oberen Torsionshebels 11b auf die Roststabträger 2a der jeweiligen Roststabreihen 2. Durch diese Antriebsbewegung und das dachziegelartige Übereinanderliegen benachbarter Roststabreihen 2 kann wie allseits bekannt einen Vorschub und ein Schüren für das auf den Roststabreihen befindliche Brenngut (nicht dargestellt) bewirkt werden.
An der in Fig. 1 sichtbaren ersten Stirnseite 6a der Torsionswelle 6 ist ein erster Neigungssensor 5a angebracht. Auf der gegenüberliegenden, in Fig. 1 nicht sichtbaren zweiten Stirnseite 6b der Torsionswelle 6 ist ferner ein zweiter Neigungssensor 5b angebracht. In einer einfachen Ausführungsform kann auch nur einer der beiden Neigungssensoren 5a, 5b vorgesehen sein.
Jeder Neigungssensor 5a, 5b misst dabei eine Neigung N des Neigungssensors 5a, 5b gegenüber einer Referenzrichtung R und erzeugt eine der Neigung N entsprechende Neigungsinformation I, die über ein Neigungssignal Sa, Sb ausgegeben werden kann. Da sich bei einer Verdrehung der Torsionswelle 6 auch die Neigung N der Neigungssensoren 5a, 5b an der jeweiligen Stirnseite 6a, 6b gegenüber der Referenzrichtung R verändert, korreliert die Neigungsinformation I mit einer Drehstellung der Torsionswelle 6.
In der in Fig. 1 dargestellten ersten Stellung des Feuerrosts 1 messen die Neigungssensoren 5a, 5b beispielsweise eine erste Neigung N1 von 0°, wenn davon ausgegangen wird, dass die Neigungssensoren 5a, 5b in dieser Drehstellung der Torsionswelle 6 in die Referenzrichtung R ausgerichtet sind. Entsprechend kann diese erste Neigung N1 dann über die Neigungsinformation I ausgegeben werden. Der Hydraulikzylinder 8 der Antriebseinheit 4 ist bei dieser ersten Neigung N1 eingefahren.
Figur 2 zeigt das Feuerrost 1 aus Fig. 1 in einer zweiten Stellung, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In der zweiten Stellung des Feuerrosts 1 ist der Hydraulikzylinder 8 voll ausgefahren, wodurch sich aufgrund der beschriebenen Wirkverbindung über die Rostmechanik 3 auch die Stellung der Roststabreihen 2 verändert. So kann durch einen wiederholten Wechsel von der ersten (Fig. 1) in die zweite Stellung (Fig. 2) beispielsweise ein Vorschub und ein Schüren für das auf den Roststabreihen 2 befindliche Brenngut (nicht dargestellt) erreicht werden.
Die an den Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angebrachten Neigungssensoren 5a, 5b messen in der in Fig. 2 dargestellten zweiten Stellung des Feuerrosts 1 eine zweite Neigung N2 von beispielsweise ca. -30° gegenüber der Referenzrichtung R, was entsprechend als Neigungsinformation I ausgegeben werden kann. Zwischen der voll ausgefahrenen Stellung (Fig. 2) und der voll eingefahrenen Stellung (Fig. 1) des Hydraulikzylinders 8 können durch die Neigungssensoren 5a, 5b entsprechend weitere Neigungen N erfasst und entsprechende Neigungsinformationen I über das jeweilige Neigungssignal Sa, Sb ausgegeben werden. Auf diese Weise kann jeder Stellung der Antriebseinheit 4 bzw. des Hydraulikzylinders 8 eine bestimmte Neigung N bzw. eine bestimmte Neigungsinformation I zugeordnet werden.
Die durch die Neigungssensoren 5a, 5b ermittelten Neigungsinformationen I sind über die Neigungssignale Sa, Sb an eine Steuereinrichtung 20 in einer Leitstelle der Müllverbrennungsanlage übertragbar. Somit kann das Feuerrost 1 während des Betriebs überwacht werden, insbesondere auf dessen Funktionsfähigkeit. Bei funktionierenden Komponenten der Antriebseinheit 4 und der Rostmechanik 3 wiederholen sich die erste Stellung (Fig. 1) und zweite Stellung (Fig. 2) periodisch, was periodisch wiederkehrende Neigungen N; N1, N2 bzw. Neigungsinformationen I hervorruft, welche mit den Neigungssensoren 5a, 5b erfasst werden.
Falls jedoch beispielsweise die Koppelstange 7 aufgrund übermäßiger mechanischer Belastung oder Ermüdung bricht oder die Lager 10 verkanten, werden mittels der Neigungssensoren 5a, 5b nicht mehr die periodisch wiederkehrenden Soll-Neigungen NSoll wie erwartet hervorgerufen und über die Neigungsinformationen I ausgegeben, da sich dann auch die Drehstellung der Torsionswelle 6 nicht mehr wie erwartet verändert. Daher kann auf einen Fehler in der Antriebseinheit 4 und/oder der Rostmechanik 3 geschlossen werden, wenn die Neigungsinformationen I nicht mehr die zu erwartenden Soll-Neigung NSoll übertragen.
Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich dabei der Vorteil, dass eine Überwachung der Bewegung weiter hinten in der Wirkungskette stattfindet. Wird beispielsweise festgestellt, dass der Hydraulikzylinder 8 noch ausgelenkt wird, sich die Torsionswelle 6 aber nicht mehr dreht, kann gemäß der Erfindung auf eine mechanische Beeinträchtigung zwischen diesen beiden Komponenten geschlossen werden.
Für diese beschriebene Funktionsüberprüfung eines Feuerrost 1 ist bereits einer der Neigungssensoren 5a, 5b ausreichend. Dieser kann dann grundsätzlich auch an anderen Stellen als an einer der Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angebracht sein, beispielsweise an einer anderen Komponente der Rostmechanik 3, beispielsweise an dem Bolzen 9, an dem unteren Torsionshebel 11b oder dem oberen Torsionshebel 11a. Eine Voraussetzung für die Positionierung des oder der Neigungssensoren 5a, 5b ist dabei, dass an dieser Position eine Veränderung der Neigung N bzw. der Neigungsinformation I hervorgerufen wird, wenn eine Betätigung der Antriebseinheit 4 vorliegt.
Weiterhin ist zu beachten, dass die Position derartig gewählt wird, dass der jeweilige Neigungssensor 5a, 5b thermisch nicht zu sehr beansprucht wird. Auch wenn sich der Neigungssensor 5a, 5b im Unterwind befindet, wird die thermische Belastung höher, je näher sich der Neigungssensor 5a, 5b an dem auf den Roststabreihen 2 befindlichen Brenngut befindet. Daher sollten die Neigungssensoren 5a, 5b möglichst nicht oberhalb der Torsionswelle 6 oder nur knapp darüber an der Rostmechanik 3 befestigt werden, um einen dauerhaft fehlerfreien Betrieb im Rahmen der Überwachung des Feuerrosts 1 sicherzustellen.
Mit der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit zwei Neigungssensoren 5a, 5b, die an gegenüberliegenden Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angebracht sind, ist es außerdem möglich, eine mechanische Belastung des Feuerrosts 1 wie folgt auf Ungleichmäßigkeiten zu überwachen:
Wenn das Brenngut über die Roststabreihen 2 seitenweise ungleichmäßig transportiert wird, d.h. beispielsweise auf der der Antriebseinheit 4 abgewandten Seite der Roststabreihen 2 besonders viel Brenngut liegt im Vergleich zu der Seite oberhalb der Antriebseinheit 4, so führt dies während des Betriebs des Feuerrosts 1 auch zu einer seitenweise ungleichmäßig starken mechanischen Belastung der Torsionswelle 6, die sich daraufhin verwindet.
Diese Verwindung der Torsionswelle 6 macht sich dadurch bemerkbar, dass sich die Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 in unterschiedlichen Drehstellungen befinden und/oder aber sich die Drehstellungen im Betrieb des Feuerrosts 1 bei einseitig einwirkendem Antrieb (über die lediglich einseitig auf die Torsionswelle 6 einwirkende Koppelstange 7) unterschiedlich stark verändern. Dies kann über die an den gegenüberliegenden Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angeordneten Neigungssensoren 5a, 5b erfasst werden, wenn die Neigungsinformationen I entsprechend seitenindividuell erfasst und miteinander verglichen werden.
Zur Funktionsüberwachung können dabei beispielsweise die folgenden Schritte durchgeführt werden:

Bestimmen einer Torsionsdifferenz D durch Vergleichen der über die Neigungsinformationen I übertragenen Neigungen N, die von den an gegenüberliegenden Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angeordneten Neigungssensoren 5a, 5b gemessen werden, und/oder der daraus folgenden Neigungs-Änderungen dN,
Ableiten, in Abhängigkeit der Torsionsdifferenz D, ob das Feuerrost 1 gleichmäßig oder ungleichmäßig, insbesondere einseitig mechanisch belastet wird.

Ergibt sich demnach aus den übertragenen Neigungsinformationen I eine Differenz zwischen den Neigungen N an den beiden Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 und/oder eine Differenz zwischen einer Neigungs-Änderung dN an den beiden Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 kann die jeweilige Differenz als Torsionsdifferenz D ausgegeben werden. Die Torsionsdifferenz D kann dann als Maß für eine ungleichmäßige mechanische Belastung der Torsionswelle 6 und damit eines ungleichmäßigen Transports von Brenngut über das Feuerrost 1 betrachtet werden.
Wie in Figur 1 und 2 dargestellt, erfolgt die Einleitung der Antriebsbewegung in die Torsionswelle 6 einseitig, nämlich im Bereich der zweiten Stirnseite 6b der Torsionswelle 6. Bei einer gleichmäßigen Belastung des Feuerrosts 1 liegt ein homogen über das gesamte Feuerrost 1 verteiltes Müllbett vor. Aufgrund der nur einseitig eingeleiteten Antriebsbewegung weist die Torsionswelle 6 eine Torsionsdifferenz D entlang ihres Längsverlaufs auf. Die Torsionsdifferenz D im Falle einer gleichmäßigen Belastung des Feuerrosts 1 wird nachfolgend als Referenztorsionsdifferenz RD bezeichnet. Der Wert der Torsionsdifferenz D lässt sich dabei aus der Differenz der Neigung N1 des ersten Neigungssensors 6a und der Neigung N2 des zweiten Neigungssensors 5b berechnen, wobei die Neigungssensoren 5a, 5b an den Stirnseiten 6a, 6b der Torsionswelle 6 angebracht sind. Die Referenztorsionsdifferenz RD bei gleichmäßiger Belastung des Feuerrosts 1 beträgt beispielsweise 1,2°.
Wenn besonders viel Brenngut auf der Seite des Feuerrosts 1 oberhalb der ersten Stirnseite 6a der Torsionswelle 6 zu liegen kommt, also auf der der Antriebseinleitung abgewandten Seite, so erhöht sich die Torsionsdifferenz D gegenüber der Referenztorsionsdifferenz RD, beispielsweise auf 2,1°. Bei besonders viel Brenngut auf dem Feuerrost 1 oberhalb der zweiten Stirnseite 6b der Torsionswelle, also auf der der Antriebseinleitung zugewandten Seite, verringert sich hingegen die Torsionsdifferenz D gegenüber der Referenztorsionsdifferenz RD, beispielsweise auf 0,3°. Somit lässt sich anhand der mittels der Neigungssensoren 5a, 5b ermittelten Abweichung der Torsionsdifferenz D von der Referenztorsionsdifferenz RD eine Aussage über die mechanische Belastung des Feuerrosts 1 treffen.
Damit auch unterschiedliche Gesamtbelastungen berücksichtigt werden können, beispielsweise bei unterschiedlichen Müllbetthöhen, kann der Öldruck in der Hydraulikeinheit 8 hinzugezogen werden und die Referenztorsionsdifferenz RD entsprechend automatisiert berechnet werden.
Falls mittels des oben beschrieben Verfahrens beispielsweise eine einseitige mechanische Belastung des Feuerrosts 1 festgestellt wird, so können Gegenmaßnahmen ergriffen werden, um eine Überlastung des Feuerrosts 1 zu verhindern.

Bezugszeichenliste

1: Feuerrost
2: Roststabreihe
2a: Roststabträger
2b: Roststab
3: Rostmechanik
4: Antriebseinheit
5a, 5b: erster/zweiter Neigungssensor
6: Torsionswelle
6a: erste Stirnseite der Torsionswelle 6
6b: zweite Stirnseite der Torsionswelle 6
7: Koppelstange
8: Hydraulikeinheit
9: Bolzen
10: Lager
11a: oberer Torsionshebel
11b: unterer Torsionshebel
20: Steuereinrichtung
D: Torsionsdifferenz
RD: Referenztorsionsdifferenz
I: Neigungsinformation
N: Neigung
N1: erste Neigung
N2: zweite Neigung
NSoll: Soll-Neigung
dN: Neigungs-Änderung
R: Referenzrichtung
Sa, Sb: erstes/zweites Neigungssignal

Claims

Feuerrost (1) für eine Müllverbrennungsanlage, aufweisend
- eine Antriebseinheit(4),

- mehrere Roststabreihen (2), die jeweils einen Roststabträger (2a) aufweisen, an dem mehrere Roststäbe (2b) drehbar gelagert sind,

- eine Rostmechanik (3),

wobei die Antriebseinheit (4) über die Rostmechanik (3) mit zumindest einigen der Roststabreihen (2) derartig wirkverbunden ist, dass sich eine Bewegung in die Roststäbe (2b) einleiten lässt,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rostmechanik (3) mindestens einen Neigungssensor (5a, 5b) zum Ermitteln und Ausgeben einer Neigungsinformation (I) aufweist, wobei die Neigungsinformation (I) in Abhängigkeit einer Neigung (N) des Neigungssensor (5a, 5b) gegenüber einer Referenzrichtung (R) gebildet ist.
Feuerrost (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Neigungssensor (5a, 5b) an mindestens einer Komponente der Rostmechanik (3) angeordnet ist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Torsionswelle (6), Bolzen (9), vorzugweise Bundbolzen, Koppelstange (7), Lager (10), Torsionshebel (11a, 11b).
Feuerrost (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionswelle (6) der Rostmechanik (3) parallel zu den Roststabreihen (2) verläuft und über einen oberen Torsionshebel (11a) mit den Roststabträgern (2a) und über einen unteren Torsionshebel (11b) mit der Antriebseinheit (4) zusammenwirkt,
wobei der mindestens eine Neigungssensor (5a, 5b) zum Ermitteln und Ausgeben der Neigungsinformation (I) an einer Stirnseite (6a, 6b) der Torsionswelle (6) und/oder an dem oberen Torsionshebel (11a) und/oder an dem unteren Torsionshebel (11b) angeordnet ist.
Feuerrost (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den gegenüberliegenden Stirnseiten (6a, 6b) der Torsionswelle (6) jeweils ein Neigungssensor (5a, 5b) angeordnet ist.
Feuerrost (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den mindestens einen Neigungssensor (5a, 5b) erfasste Neigungsinformation (I) an eine Steuereinrichtung (20) in der Müllverbrennungsanlage übertragbar ist.
Feuerrost (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4) eine Hydraulikeinheit (8), vorzugsweise einen Hydraulikzylinder aufweist.
Verfahren zur Überwachung eines Feuerrost (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche während einer Betätigung der Antriebseinheit (4) des Feuerrosts (1), mit mindestens den folgenden Schritten:
- Einlesen und Verarbeiten der Neigungsinformationen (I) des mindestens einen Neigungssensors (5a, 5b),

- Ermitteln der Neigung (N) des mindestens einen an der Rostmechanik (3) angeordneten Neigungssensors (5a, 5b) gegenüber der Referenzrichtung (R), und

- Vergleichen der ermittelten Neigung (N) des mindestens einen Neigungssensors (5a, 5b) mit einer Soll-Neigung (NSoll), die aus einer veränderten Stellung der Antriebseinheit (4) folgt, und/oder vergleichen von Neigungen (N) und/oder Neigungsinformationen (I) unterschiedlicher Neigungssensoren (5a, 5b).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler oder eine Beeinträchtigung der Rostmechanik (3) erkannt und ausgegeben wird, wenn sich die von dem mindestens einen Neigungssensor (5a, 5b) erfasste und über die Neigungsinformation (I) ausgegebene Neigung (N) während einer Betätigung der Antriebseinheit (4) von der Soll-Neigung (NSoll) unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleichen von Neigungen (N) und/oder Neigungsinformationen (I) unterschiedlicher Neigungssensoren (5a, 5b) die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- Bestimmen einer Torsionsdifferenz (D) durch Vergleichen von Neigungen (N) und/oder von Neigungs-Änderungen (dN) von Neigungssensoren (5a, 5b) an gegenüberliegenden Seiten der Rostmechanik (3), insbesondere an gegenüberliegenden Stirnseiten (6a, 6b) einer Torsionswelle (6) der Rostmechanik (3),

- Ableiten aus der Torsionsdifferenz (D), ob das Feuerrost (1) gleichmäßig oder einseitig mechanisch belastet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsdifferenz (D) aus einer Differenz zwischen den Neigungen (N) von Neigungssensoren (5a, 5b) an gegenüberliegenden Seiten der Rostmechanik (3), insbesondere an den beiden Stirnseiten (6a, 6b) der Torsionswelle (6), und/oder aus einer Differenz zwischen einer Neigungs-Änderung (dN) von Neigungssensoren (5a, 5b) an gegenüberliegenden Seiten der Rostmechanik (3), insbesondere an den beiden Stirnseiten (6a, 6b) der Torsionswelle (6), gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiten aus der Torsionsdifferenz (D), ob das Feuerrost (1) gleichmäßig oder einseitig mechanisch belastet wird, erfolgt, indem die Torsionsdifferenz (D) mit einer Referenztorsionsdifferenz (RD) verglichen wird, wobei die Referenztorsionsdifferenz (RD) beispielsweise die Torsionsdifferenz (D) angibt, die vorliegt, wenn das Feuerrost (1) gleichmäßig belastet wird.