ROSTSTAB FÜR VERBRENNUNGSROST UND VERFAHREN ZU DESSEN
KÜHLUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von Rosten von Verbrennungsanlagen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen Roststab hierfür nach dem Oberbegriff von Anspruch 3.
Für die Verbrennung unterschiedlicher Brennstoffe, wie Hausmüll, Industriemüll, Holzabfälle, feste, poröse und flüssige Brennstoffe sowie Brennstoffe mit hoher und niedriger Zündwilligkeit, kommen herkömmlicherweise
Verbrennungsanlagen mit Feuerräumen zur Anwendung, in welchem der Brennstoff beispielsweise auf einen mechanisch betätigten Rost aufgebracht und darauf verbrannt wird.
Es sind nun Rostbelagskühlungen bekannt, bei welchen die Kühlung des Rostbelages durch die in unterhalb des Rostes positionierten Lufttrichtern vorbeiströmende Verbrennungsluft oder durch Zwangskühlung des Rostbelages durch die Verbrennungsluft , welche durch einen Raum, der aus dem RostStab und einem Leitblech gebildet ist, und in den
Feuerraum gepresst wird, erfolgt. Diese bekannten Kühlarten sind von der Verbrennungsluftmenge abhängig, wobei die Luftaustritte des Rostes in den Feuerraum durch Asche, feste Metalle oder Schlacke verstopft werden können. Damit ist einerseits die Kühlung des entsprechenden Belags nicht mehr gesichert und die Zufuhr von Verbrennungsluft entspricht nicht mehr der geforderten Menge für eine optimale Verbrennung. Ueberdies ist diese Kühlungsart mit dem Nachteil behaftet, dass die Verbrennungsluftmenge in
erster Linie eine verfahrenstechnische Funktion hat und nicht eine Kühlfunktion erfüllen muss . Eine Aenderung der Verbrennungsluftmenge in Abhängigkeit der Kühlwirkung ist in der Regel nicht durchführbar. Damit ist die geforderte Kühlwirkung des Rostbelages nicht gewährleistet .
So ist beispielsweise aus DE 959 212 ein derartiger Rost bekannt, bei welchem die Verbrennungsluft zuerst als Kühlluft, welche durch ein in den Roststäben angeordnetes Kanalsystem geführt wird, genutzt wird. Wenn hier nun die seitlichen Schlitze verstopfen, so besteht nicht nur allein das Problem der ausbleibenden Verbrennungsluftmenge, sondern durch die Unterbrechung der Zufuhr der Verbrennungsluft unterbleibt auch die Kühlung der Roststäbe, was zu einer schnellen Beschädigung dieser
Roststäbe führt, da das Verbrennungsgut nach wie vor auf die Verbrennungsseite der Roststäbe einwirkt.
Es sind auch Wasserkühlungen des Rostbelages bekannt, wie beispielsweise in der WO 96/29544 beschrieben. Dabei wird ein flüssiges Kühlmedium, wie beispielsweise Wasser, durch Kanäle im Rost hindurchgeführt . Das Kühlmedium wird anschliessend einem Wärmetauscher zugeführt, in welchem das Kühlmedium entweder gekühlt oder erhitzt werden kann, bevor es in einem geschlossenen Kreislauf wieder dem Rost zugeführt wird. Der Nachteil einer solchen Kühlung liegt darin, dass ein eigener Kühlkreislauf mit einem eigenen Kühlmittel vorgesehen werden muss, was zu einem zusätzlichen Aufwand im Vergleich mit bekannten, luftgekühlten Rosten führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, einen Kühlungsverfahren resp. einen Verbrennungsrost für Luftkühlung zu finden, welche einerseits optimale kühl- resp . temperiereigenschaften aufweisen und andererseits auch eine Kühlung im Falle der Unterbrechung der
Zuluftzufuhr von der Rostunterseite zur Verbrennungsseite aufrechterhalte .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst . Vorzugsweise wird weiter das Verfahren nach Anspruch 2 vorgeschlagen.
Die Aufgabe wird überdies erfindungsgemäss durch einen Roststab nach Anspruch 3 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 4 bis 12.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene zwangsweise Kühlung des Rostes mittels Luft, welche zuerst dem heissen Nasenbereich der Roststäbe zugeführt wird und danach nach dem Unterströmen des Verbrennungsbereiches des Roststabes in den unterhalb des Rostes befindlichen Zulufträum strömt, führt zu einer optimalen Kühlung resp. Temperierung des
Rostes, welche auch bei einer Unterbrechung der Zufuhr der Verbrennungsluft vom Zuluftraum in den Verbrennungsraum über dem Rost nicht unterbrochen wird. Damit kann auf ein separates, spezielles Kühlmittel verzichtet werden, welches in einem eigenen, geschlossenen Kreislauf eingesetzt werden muss. Da bei den mit den erfindungsgemässen Rosten ausgestatteten Verbrennungsanlagen immer auch die Zufuhr von Zusatzluft für die Verbrennung vorgesehen ist, sind die
dafür notwendigen Einrichtungen wie Luftfördermittel bereits vorhanden und können vorteilhafterweise auch für die Kühlung mitgenutzt werden. Damit kann eine Rostkühlung mit wenig zusätzlichem Aufwand bei der Feuerungsanlage realisiert werden. Selbstverständlich ist auch denkbar, hierfür speziell ausgelegte Vorrichtungen einzusetzen, welche den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren der beiliegenden Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch zu einem Rost angeordnete, erfindungsgemässe Roststabelemente;
Fig. 2 die Ansicht der Unterseite von Roststabelementen von Figur 1;
Fig. 3 schematisch die Seitenansicht von zu einem Rost angeordneter Roststabelemente nach Figur 1; und
Fig. 4 die schematische Seitenansicht eines grösseren Ausschnittes einer Verbrennungsanlage mit dem Rost nach Figur 3.
Figur 1 zeigt den Längsschnitt durch mehrere, hintereinander angeordnete Roststäbe 1. Diese Elemente können nebeneinander verbunden zu praktisch beliebiger Breite angeordnet werden, um den Anforderungen der Dimensionen des Verbrennungsräumes einer Verbrennungsanlage gerecht zu werden.
Am hinteren Ende eines Roststabes 1 sind offene, schalenförmige Buchsen 2 angeordnet, in welche entsprechend ausgebildete Zapfen 3 eines Rostträgers einer Verbrennungsanlage in an sich bekannter Weise eingreifen können. Damit können die Roststäbe 1 um die Längsachen der Zapfen 3 verschwenkt werden, was im Betrieb des Rostes der Fall ist, wenn jeweils alternierend Roststäbe fest und längsbeweglich angeordnet sind, um das aufliegende Verbrennungsgut entlang der Rostlängsachse während des Verbrennungsvorganges in bekannter Weise weiterzutransportieren .
Das Kopfende 4 des Roststabes 1 weist im Längsschnitt eine gerundete Kante als Verbindung zwischen der Verbrennungsfläche 5 und der Nase 6 auf. Die Oberflächen weisen beispielsweise wie herkömmlich bekannt eine gewellte resp . gerippte Form auf .
Im Zuluftbereich 7 unterhalb der Roststäbe 1 wird wie herkömmlich bekannt Zuluft für die Verbrennung des zu verbrennenden Gutes auf der Verbrennungsfläche 5 zugeführt, welche über seitlich zwischen benachbart angeordneten
Roststäben ausgebildeten Zuführkanälen resp. Zuführspalten (in der Figur nicht dargestellt) in den Verbrennungsraum gelangen.
In den Roststäben 1 ist der vorzugsweise aus zwei geraden Segmenten 8 resp. 9, welche mittels eines Verbindungskanals 10 verbunden sind, gebildete Speisekanals 11 ersichtlich. Die Speiseöffnung 12 ist beispielsweise mit einem
Rohrsystem 13 verbunden, durch welches die Kühlluft jedem Roststab 1 zugeführt wird.
Das erste Segment 8 des Speisekanals 11 ist jeweils vorzugsweise direkt im Körper des Roststabes 1 ausgebildet, welcher vorzugsweise aus einer Gusskonstruktion besteht.
Der Verbindungskanal 10 und das zweite Segment 9 des Speisekanals 11 sind vorzugsweise durch ein Hohlprofil vorzugsweise aus Blech gebildet. Das zweite Segment 9 des Speisekanals 11 mündet nun in eine Kühlkammer 14, welche über dem Auflagebereich 15 des Roststabes 1, mit welchem jeweils ein Roststab 1 auf der Verbrennungsfläche 5 des folgenden Roststabes 1 aufliegt, auf dessen Innenseite angeordnet ist. Diese Kühlkammer 14 ist sich über die gesamte Breite des Roststabes 1 ausdehnend ausgebildet und mündet in eine Schlitzkammer 16, welche im Innenbereich der Nase 6 und des vorderen Teiles der Verbrennungsfläche 5 ausgebildet ist. Auch diese Schlitzkammer 16 erstreckt sich über die gesamte Breite des jeweiligen Roststabes 1.
Vorzugsweise weist die Kühlkammer 14 eine grössere Tiefe resp. einen grösseren Strömungsquerschnitt auf als die
Schlitzkammer 16. Die Schlitzkammer 16 endet etwa an der Stelle, auf welcher durch die überlappende Anordnung der Roststäbe der durch das Verbrennungsgut beschlagene Bereich der Verbrennungsfläche 5 endet. In der Darstellung nach Figur 1 ist das etwa in der Hälfte der Länge eines Roststabes 1.
Die Kühlluft strömt nun in den in Figur 1 durch die Pfeile angedeuteten Bahnen vom Rohrsystem 13 über den Speisekanal 11 durch die Kühlkammer 14 und anschliessend die Schlitzkammer 16 in den Zuluftbereich 7 unterhalb der Roststäbe 1, wo sie mit der dort zugeführten Zuluft vermischt wird und dem Verbrennungsräum oberhalb der Roststäbe 1 wie bereits beschrieben auf herkömmliche Weise zugeführt wird. Selbst wenn nun diese Zuführung, beispielsweise durch Verstopfung der entsprechenden Schlitze zwischen den Roststäben 1, unterbrochen wird, beeinträchtigt dies die beschriebene, zwangsweise Kühlung der Roststäbe 1 nicht und bewahrt diese vor einer Beschädigung oder Zerstörung.
In Figur 2 ist nun zur besseren Anschaulichkeit noch die Ansicht von unten auf die Innenseite der Roststäbe 1 von
Figur 1 vom Zulufträum 7 her im Teilschnitt dargestellt.
Die Kühlkammer 14 wird dabei gegen die Innenseite des Roststabes 1 durch ein Blechprofil 14' begrenzt, welches über die gesamte Breite des Roststabes 1 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Auch die Schlitzkammer 16 ist vorzugsweise durch ein im Nasenbereich 6 des Roststabes gebogenes weiteres Blechprofil 16 ' gegen die Innenseite des Roststabes 1 begrenzt . Diese einfach aufgebaute Anordnung lässt sich vorteilhafterweise schnell, einfach und kostengünstig fertigen.
In Figur 3 ist nun die Seitenansicht mehrerer hintereinander angeordneter, einander überlappender Roststäbe 1 mit den Zuführleitungen 13 für die Kühlluft
schematisch dargestellt. Jeweils jeder zweite Roststab 1 wird in bekannter Weise durch einen in dieser Figur nicht dargestellten Antrieb entsprechend der Ausrichtung der Verbrennungsflächen 5 hin und her verschoben, um das auf den Roststäben 1 resp. deren Verbrennungsflächen 5 liegende Verbrennungsgut langsam von links nach rechts zu fördern.
In Figur 4 ist nun ein grösser Ausschnitt der Verbrennungsanlage nach Figur 3 schematisch in Seitenansicht im Bereich des durch die Roststäbe 1 gebildeten Rostes dargestellt, wobei bei einem Rostelement 1 ' die beiden Endpositionen der Verschiebebewegung gestrichelt dargestellt sind. Hier sind nun die vorzugsweise starr ausgeführten Zuführleitungen 13 für die Kühlluft ersichtlich. Die Zuführleitungen 13 der unbeweglichen Roststäbe 1 führen dabei in eine ebenfalls starre Sammelleitung 13 ' , welche zur Kühlluftspeisung führt . Die Zuführleitungen 13 der beweglichen Roststäbe 1 münden in eine gemeinsame Sammelleitung 17, welche ihrerseits in einer Führung 18 verschiebbar angeordnet ist. Diese Führung 18 ist parallel zu den Verbrennungsflächen 5 der Roststäbe 1 ausgerichtet. Das eine Ende 17' der gemeinsamen Sammelleitung 17 ist über eine einzige, flexible Verbindungsleitung 19 mit einer unbeweglichen Speiseleitung 20 verbunden, welche wie die Sammelleitung 17 zur Kühlluftspeisung führt. Der grosse Vorteil dieser
Anordnung besteht darin, dass nur ein einziges, flexibles Leitungsstück 19 für die Speisung aller Roststäbe 1 der Verbrennungsanlage genügt .