WO2020053100A1 - Kühler zum kühlen von klinker und verfahren zum betreiben eines kühlers zum kühlen von klinker - Google Patents

Kühler zum kühlen von klinker und verfahren zum betreiben eines kühlers zum kühlen von klinker Download PDF

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WO2020053100A1
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cooler
temperature
determined
cooling air
temperature distribution
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Eike Willms
Ines Veckenstedt
Reinhard Teutenberg
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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Publication date
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    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0206—Cooling with means to convey the charge
    • F27D15/0213—Cooling with means to convey the charge comprising a cooling grate
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/47—Cooling ; Waste heat management
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    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0056—Regulation involving cooling
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    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0059—Regulation involving the control of the conveyor movement, e.g. speed or sequences

Definitions

  • Cooler for cooling clinker and method for operating a cooler for cooling clinker
  • the invention relates to a cooler for cooling clinker and method for operating a cooler for cooling clinker of a cement manufacturing plant.
  • hot bulk material such as cement clinker
  • the bulk material is placed on a ventilation floor of a cooler through which cooling gas can flow.
  • the hot bulk material is then moved from one end of the cooler to the other end for cooling and cooling gas flows through it.
  • a cooler is known from DE 100 18 142 B4, which has a plurality of conveying elements which can be moved in the conveying direction and counter to the conveying direction.
  • a method for operating a cooler for cooling clinker of a cement production plant comprises at least the steps:
  • the temperature is preferably determined exclusively in exactly one measuring plane.
  • the cooler is, for example, connected downstream of a kiln for burning cement clinker and is preferably arranged below the kiln outlet.
  • the cooler has an inlet area to which the ventilation floor connects.
  • a stationary inlet grate is arranged, which preferably extends obliquely, at an angle to the ventilation floor and adjoins this. Cooling air also flows through the inlet grate.
  • the clinker to be cooled is conveyed along the ventilation floor, for example, according to the “walking floor principle”, the ventilation floor comprising a plurality of planks, in particular transport grates, and at least two planks being moved simultaneously in the conveying direction and at the same time counter to the conveying direction.
  • a temperature distribution is to be understood as the in particular two-dimensional distribution of the temperature in one plane.
  • the temperature distribution is calculated from individual temperature data determined in the measuring plane.
  • the temperature is measured in particular at a plurality of points or lines in the plane and a distribution of the temperature over the entire measurement plane or at least part of the measurement plane is calculated therefrom.
  • a temperature distribution preferably comprises a plurality of temperature values, for example measured or calculated, which are to be assigned to a location or an area in the respective measurement plane.
  • the measuring points are preferably evenly spaced from one another and distributed over the entire respective measuring plane.
  • a measurement plane has at least 10, preferably 100, in particular 10,000 measurement points.
  • a temperature measuring device is arranged at each measuring point.
  • a temperature measuring device preferably has a transmitter and a receiver, the temperature determined preferably being an average temperature between the transmitter and the receiver. It is also conceivable that each temperature value corresponds to a measured value or represents a calculated mean value from several measurements.
  • a plurality of temperature measuring devices are preferably arranged in each measuring plane, each temperature measuring device having a transmitter and a receiver.
  • the temperature measuring devices, in particular the transmitters and receivers, of each measurement level each communicate with one another, so that an, in particular average, temperature is determined between each transmitter and receiver of a respective measurement level.
  • n temperature measuring devices for example, n * (n-1) measured values are determined in the measuring plane. This results, for example, in a two-dimensional distribution of the temperature.
  • temperature measuring devices of different measuring levels to communicate with one another, so that temperature values are determined between two temperature measuring devices of different measuring levels. This results in a three-dimensional distribution of the temperature.
  • the temperature distribution is preferably determined in at least two or more separate measurement planes within the cooler.
  • the temperature is preferably determined in two to eight, in particular four to six, measurement planes.
  • the measurement planes extend within the cooler, in particular above and parallel to the ventilation floor.
  • the temperature distribution in each measurement level is determined over at least part of the extent of the measurement level or over the entire measurement level and is determined by means of at least one temperature measurement device in each measurement level.
  • the temperature measuring devices are preferably each arranged in one measuring plane.
  • the temperature distribution of the gas, in particular the cooling gas, and not the radiation temperature distribution is preferably determined.
  • the measuring plane preferably extends transversely to the direction of flow of the cooling gas, in particular parallel to the ventilation floor or the inlet grate.
  • the temperature is preferably measured in the gas stream of the cooling air. depending on the temperature distribution determined, the delivery speed of the clinker and / or the flow rate of the cooling air of the cooler is reduced or increased.
  • the regulation / control of at least one operating parameter from the conveying speed of the clinker and / or flow speed of the cooling air of the cooler as a function of the determined temperature distribution enables optimal cooling of the clinker.
  • the clinker to be cooled is cooled in particular uniformly, the cooling air and / or the conveying speed being set optimally in order to achieve the most efficient cooling possible.
  • the temperature distribution is determined simultaneously in at least two measurement levels.
  • the two measurement planes are arranged parallel to one another, for example.
  • both measurement levels are arranged above the ventilation floor.
  • a determination of the temperature distribution in at least two measurement levels simultaneously enables the temperature to be monitored in a plurality of areas within the cooler.
  • the at least one measurement plane extends transversely to the direction of flow of the cooling air. All measuring planes of the cooler preferably extend transversely to the flow direction of the cooling air, preferably orthogonally.
  • the measurement planes are arranged, for example, parallel to one another and to the ventilation floor or the intake grate.
  • the temperature distribution is determined acoustically.
  • a temperature measuring device for determining the temperature comprises a sound horn, preferably as a transmitter and / or receiver.
  • the temperature distribution is determined, for example, using sound pyrometry.
  • a transmitter sends a compressed air-generated sound signal, which preferably has a frequency range between 200 and 3000 Hz.
  • the transit time of the signal to a receiver is determined and from this the temperature of the path between the transmitter and receiver is determined, since the speed of sound is dependent on the temperature in a known manner. If several receivers and transmitters are provided, the signal paths crossing each other, for example a graphical representation of a temperature distribution of a measurement level can be determined.
  • the determined temperature distribution is compared with a previously determined or determined average temperature value and / or a temperature distribution and a deviation from this average temperature value and / or the temperature distribution is determined.
  • the mean temperature value is, for example, a temperature value averaged over the entire measuring level, which was calculated from the determined temperature distribution.
  • the mean value can also be a predetermined mean value of, for example, 250 ° C. to 1100 ° C., preferably 400 ° C. to 800 ° C., in particular 500 ° C. to 600 ° C.
  • Each temperature value of the temperature distribution is preferably compared with the Temperature mean value compared and a deviation determined.
  • the conveying speed of the clinker and / or the flow speed of the cooling air of the cooler is increased or decreased, for example, if at least one temperature value of the temperature distribution deviates from the previously determined or determined average temperature value.
  • an area is determined in the measuring plane in which the deviations exceed a value of approximately +/- 25-150 ° C, preferably +/- 50 ° -100 ° C, in particular +/- 60-80 ° C .
  • This is the area of the measuring plane in which all temperature values of the temperature distribution deviate by approximately +/- 25-150 ° C, preferably +/- 50 ° -100 ° C, in particular +/- 60-80 ° C exceeds the average temperature.
  • An area can also comprise only one point which is assigned to a temperature value which has the deviation described above.
  • an area comprises a plurality of points on the respective measurement level, each of which is assigned a temperature value with a deviation mentioned above.
  • the amount of cooling air entering the cooler, the speed of a fan for generating a cooling air flow and / or the amount of cooling air emerging from the cooler is controlled according to a further embodiment as a function of the determined temperature distribution.
  • the amount of cooling air is determined by the size of the inlet openings through which cooling air enters the cooler.
  • the cooler preferably has a plurality of inlet openings, the diameter of which can be changed in particular. For example, the diameter of at least one inlet opening is changed depending on the temperature distribution determined.
  • the conveying speed of the clinker and / or flow speed of the cooling air is changed when the temperature in a region of the measuring plane has a previously determined or determined mean value of approximately +/- 25-150 ° C., preferably +/- 50 ° -100 ° C, in particular +/- 60-80 ° C.
  • the conveying speed of the clinker is increased when the temperature in a region of the measuring plane exceeds the previously determined or determined mean value by approximately 25-150 ° C., preferably 50 ° -100 ° C., in particular 60-80 ° C.
  • the flow rate of the cooling air is increased when the temperature in a region of the measuring plane falls below a previously determined or determined mean value by approximately 25-150 ° C., preferably 50 ° -100 ° C., in particular 60-80 ° C.
  • the determined temperature distribution is compared with a previously determined sample temperature distribution, and if there is a match, a specific malfunction is recognized.
  • each operational malfunction is assigned a specific sample temperature distribution, which is stored in the control device.
  • the open-loop / closed-loop control device compares the transmitted temperature distributions of the measuring planes with the sample temperature distributions and, if the transmitted temperature distribution matches one of the sample temperature distributions, detects a specific malfunction.
  • the invention also includes a cooler for cooling clinker, in particular a cement manufacturing plant with an aeration floor for conveying the clinker in a conveying direction, and at least one fan for generating a cooling air flow which flows through the aeration floor in cross flow.
  • a cooler for cooling clinker in particular a cement manufacturing plant with an aeration floor for conveying the clinker in a conveying direction, and at least one fan for generating a cooling air flow which flows through the aeration floor in cross flow.
  • Above the ventilation floor is at least one measuring level, each with at least one temperature measuring device for determining a temperature distribution in the Measuring plane arranged.
  • the cooler also has a control device that is designed such that it controls the conveying speed of the clinker and / or the flow speed of the cooling air flow as a function of the determined temperature distribution.
  • the cooler comprises at least two measuring levels, each of which comprises at least one temperature measuring device.
  • the measurement planes are spaced apart from one another in the flow direction of the cooling air flow.
  • control device is connected to at least one means, so that the control device controls the conveying speed of the clinker and / or flow speed of the cooling air as a function of the temperature distribution determined by means of the temperature measuring device.
  • the means is, for example, a means for changing the size of at least one cooling air inlet, such as a flap.
  • the means is, for example, a drive motor for driving the conveyor elements or conveyor planks of the ventilation floor.
  • the temperature measuring device is an acoustic sensor. Description of the drawings
  • the figure shows a schematic representation of a cooler in a sectional view according to an embodiment.
  • a cooler 10 for cooling bulk material such as cement clinker.
  • a cooler 10 is preferably arranged after a furnace, such as a rotary kiln for burning cement clinker, so that the cement clinker is transported from the furnace outlet into the cooler.
  • the cooler 10 has an inlet 12 for the inlet of the material to be cooled into the cooler.
  • the inlet 12 is arranged, for example, below an oven outlet, so that the material to be cooled falls into the cooler 10.
  • the cooler 10 shown in FIG. 1 has an inlet area 14 which adjoins the inlet 12.
  • the cooler 10 has a ventilation base 18 which receives the material to be cooled and transports it along the extent of the cooler 10.
  • the ventilation floor 18 comprises, for example, a plurality of grids via which the material is transported and cooled.
  • the ventilation floor 18 comprises an inlet grate 16 onto which the material to be cooled is fed, for example the material to be cooled falls out of the oven onto the inlet grate 16.
  • the inlet grate 16 is inclined, for example at an angle of 30 ° -60 °, in particular 40 ° -50 °, preferably 45 ° to the vertical.
  • the inlet grate 16 is arranged in a stationary manner and does not move relative to the other components of the cooler 10.
  • the inlet grate is preferably a grate with which cooling air can flow through, so that material on the inlet grate 16 by means of a material flowing through the grate Cooling air flow is cooled.
  • the inlet grate 16 is adjoined by a substantially horizontal first transport grate 20, onto which the material to be cooled is fed from the inlet grate 16 io
  • the first transport grate 20 has, for example, a plurality of drivers 22 which are attached to surfaces of the transport grate 20 pointing upward.
  • the transport grate 20 is, for example, a push conveyor, the drivers 22 being movable relative to the transport grate 22 and transporting the material in the conveying direction from the cooler inlet to the cooler outlet.
  • the drivers 22 extend, for example, over the entire length of the transport grate 20 and are arranged parallel to one another. To transport the material along the transport grate 20, the drivers 22 move, for example, according to the "walking floor principle", the drivers being moved back and forth in the conveying direction.
  • the movement of the drivers takes place in such a way that each driver moves back together with at least one adjacent driver in the conveying direction and each time at the same time with an adjacent driver against the conveying direction. Overall, this results in a transport of the material in the direction of conveyance.
  • the transport grate 20 can also be, for example, a moving floor conveyor, the transport grate 20 having a plurality of parallel plank gratings which can be moved relative to one another.
  • the plank gratings of the moving floor conveyor have, for example, drivers 22 fixedly attached to the plank gratings or are designed entirely without drivers 22.
  • the plank gratings are also moved, for example, according to the “walking floor principle” described above.
  • the first transport grate 20 has a discharge end in the conveying direction, at which the material to be cooled falls off the transport grate.
  • a comminution device 24 for comminuting the material leaving the first transport grate 20 is arranged below the ejection end of the first transport grate 20.
  • the comminution device 24 is, for example, a crusher or a mill, which preferably has two or three rollers.
  • the ventilation floor 18 also includes, for example, a second transport grate 26, which is preferably arranged below the comminution device 24. The material comminuted by means of the comminution device 24 falls onto the second transport grate and is transported in the conveying direction.
  • the second transport grate 26 essentially corresponds to the first transport grate 20, the material also being transported according to the “walking floor principle”.
  • the cooled clinker falls from the transport grate 26 and leaves the cooler through an outlet 28 arranged, for example, below the second transport grate 26.
  • the cooler 10 also has a plurality of cooling air inlets 30 below the ventilation base 18.
  • the cooling air inlets 30 are each connected to a fan 32, for example, so that the cooling air is blown into the cooler 10 by means of the fan 32. It is also conceivable to arrange a plurality of fans 32, a group of cooling air inlets 30 or exactly one cooling air inlet 30 being connected to the fan.
  • the cooler 10 has a first air outlet 34 which is arranged above the inlet grate 16, so that the cooling air flowing through the inlet grate 16 leaves the cooler 10 through the first air outlet 34.
  • the cooling air leaving the first air outlet 34 is fed to the furnace (burner), a preheater and / or a calciner of a cement production plant.
  • the cooler also has a second air outlet 36, which is arranged in the conveying direction of the material at the end of the cooler, preferably above the second transport grate 26.
  • the cooling air flowing through the second transport grate 26 leaves the cooler 10 through the second air outlet 36.
  • One or a plurality of measurement levels for example four measurement levels, for determining a temperature distribution are arranged above the inlet grate 16 and the transport grate 20.
  • a first measuring plane 38 is arranged above and parallel to the inlet grate 16.
  • a second measurement plane 40 is arranged above and parallel to the first measurement plane 38.
  • the second measuring plane 40 is preferably arranged behind the first measuring plane 38 in the flow direction of the cooling air.
  • the first and the second measuring plane 38, 40 each extend, for example, over the entire surface of the inlet grate 16, it also being conceivable that they only extend over a partial area of the surface.
  • a third measuring plane 42 is arranged above and parallel to the first transport grate 20, a fourth measuring plane 44 being arranged above and parallel to the third measuring plane 42.
  • the fourth measuring plane 44 is preferably arranged behind the third measuring plane 42 in the flow direction of the cooling air.
  • the third and fourth measuring planes 42, 44 each preferably extend over the entire surface of the first transport grate 20, it also being conceivable that they only extend over a partial area of the surface.
  • a fifth measuring plane 46 is arranged above and parallel to the second transport grate 26, a sixth measuring plane 48 being arranged above and parallel to the fifth measuring plane 46.
  • the sixth measurement plane 48 is preferably arranged behind the fifth measurement plane 46 in the flow direction of the cooling air.
  • the fifth and the sixth measurement planes 46, 48 each preferably extend over the entire surface of the second transport grate 26, it also being conceivable that they only extend over a partial region of the surface.
  • the fifth and sixth measurement planes 46, 48 only extend over the partial region of the second transport grate 26, which is not arranged below the comminution device 24.
  • “below” and “above” should be understood to mean in particular the vertical projection.
  • the cooler 10 has at least one or a plurality of temperature measuring devices for determining the temperature in the respective measuring plane, which are not shown in the figure.
  • four temperature measuring devices are installed in each measuring plane 38-48.
  • Each measuring plane 38-48 preferably has two to ten, preferably four to six, temperature measuring devices.
  • the temperature measuring devices are preferably attached to the inner wall of the cooler 10 in the respective measuring plane 38-48 and in particular are evenly spaced from one another. It is also conceivable to arrange only two temperature measuring devices in each measuring plane 38-48.
  • the temperature measuring devices are in particular designed to determine a temperature distribution within the measuring plane 38-48.
  • the use of an acoustic sensor as a temperature measuring device is particularly suitable for this purpose.
  • the temperature measuring devices are movably attached so that the orientation of the respectively associated measuring plane 38-48 can be adjusted.
  • the cooler 10 preferably has a control device 50 for controlling the conveying speed of the material to be cooled and / or the flow speed or amount of air of the cooling air.
  • the control is a device 50 for controlling the conveying speed of the material to be cooled and / or the flow speed or amount of air of the cooling air.
  • Control device 50 is connected to at least one of the temperature measuring devices, so that it communicates the determined temperature, in particular the determined temperature distribution in the respective measuring plane, to the control
  • Control device 50 transmitted.
  • the control is preferably
  • each of the temperature measurement devices of the measurement planes 38-48 transmits the measured temperature data to the control / regulation device 50. This is shown in the figure by the broken lines / arrows between the measurement planes 38-48 and the control / regulation device 50.
  • the control device 50 is connected, for example, to the cooling air inlets 30 in such a way that it controls the amount of cooling air that flows through the respective cooling air inlet 30.
  • the control device 50 is preferably connected to the one or the plurality of fans 32, so that the fan speed is controlled by the control device 50.
  • Control device 50 is in particular connected to the first and / or second cooling air outlet 34, 36, so that the amount of cooling air flowing through the first and / or second cooling air outlet 34, 36 can be controlled / regulated by means of the control device 50 .
  • the control / Regulation device 50 is preferably connected to the ventilation floor 18, so that the conveying speed of the material to be cooled, in particular the conveying speed of the first and / or second transport grate 20, 26, is controlled / regulated by means of the control device 50.
  • the control device 50 is in particular connected to the clinker outlet 28 of the cooler 10, so that the amount of clinker that leaves the cooler is controlled by the control device 50.
  • control device 50 is connected to the cooler inlet 12, so that the amount of material that is introduced into the cooler 10 is controlled by the control device 50.
  • the quantities described above such as the amount of cooling air into the cooler 10, the fan speed, the amount of cooling air flowing through the first and / or the second cooling air outlet 34, 36, the conveying speed of the material to be cooled, the amount Clinker, which leaves the cooler and / or the amount of material that is introduced into the cooler 10, is controlled / regulated as a function of the temperature distribution in the respective measurement planes 38-48 determined by means of the temperature measuring devices.
  • control device 50 is connected to the furnace, in particular the rotary tube furnace 52, so that, for example, the amount of clinker leaving the furnace 52 or the temperature of the furnace 52 as a function of the temperature distribution in the respective measurement planes 38 determined by means of the temperature measurement devices - 48 is controlled / regulated.
  • the parameters that can be controlled / regulated by the control device 50 are, for example, the conveying speed of the clinker, the flow speed of the cooling air, the amount of cooling air entering the cooler 10, the speed of the fan for generating the cooling air flow, and the amount of Cooling air exiting the cooler, the amount of clinker that exits the cooler 10 and / or the amount of clinker that is introduced into the cooler 10.
  • control / regulating device 50 compares, for example, the determined temperature distribution with a previously determined or determined mean temperature value and / or one Temperature distribution. If there is a deviation from the previously determined or ascertained mean temperature value and / or the temperature distribution, the aforementioned parameters are changed by means of the control device 50.
  • the control / regulating device 50 is preferably designed in such a way that it detects certain operating faults on the basis of the transmitted temperature distributions. For example, each operational malfunction is assigned a specific sample temperature distribution, which is stored in the control device 50. The control / regulating device 50 compares the transmitted temperature distributions of the measurement planes 38-48 with the sample temperature distributions and, if the transmitted temperature distribution matches one of the sample temperature distributions, detects a specific malfunction. If a specific malfunction is recognized, the control device 50 regulates / controls at least one or a plurality of the parameters in a predetermined manner.
  • red river An example of a malfunction is the occurrence of the “red river”, which preferably occurs at the side edge of the ventilation floor, preferably over the entire length or a partial area of the ventilation floor.
  • a red river is to be understood as fluidized fine material that, in particular in the lateral edge regions of the cooler, floats on the material to be cooled. This is due to the fact that too much fine material flows from the oven into the cooler. With a "Red River", the fine material moves faster than the coarser material to be cooled through the cooler and is therefore not cooled sufficiently.
  • a “red river” in the cooler is detected, for example, when the temperature in at least one or both lateral edge areas of the cooler deviates from an optimal temperature value by at least a predetermined value over the entire or only part of the extent of the cooler. If the control / regulating device 50 detects the operational fault "Red River” in particular by comparing the temperature distribution with one of the sample temperature distributions, the conveying speed of the material on the ventilation floor 18 is reduced. In particular, the conveying speed of the first and / or the second transport grate 20, 26 is reduced.
  • a malfunction is the "flash case", where the determined temperature distribution deviates from the previously determined mean temperature or temperature distribution by at least 40 ° -60 °, preferably at least 50 °. The deviation occurs, for example, over a period of at least 30 s. For example, the temperature deviation occurs in the first and / or second measurement plane 38, 40. If the control / regulating device 50 detects such a “flash case”, the flow rate of the cooling air through the cooler is increased. In particular, the determined temperature distribution is compared with a sample temperature distribution assigned to the “flashfall” and, if there is a match, the malfunction “flashfall” is recognized. For example, the speed of the fan 32 or of the several fans is increased when the “flashfall” malfunction is detected. In particular, the amount of cooling air through the cooling air inlets 30 in the front area of the cooler 10 is increased, preferably increased more than in the rear areas of the cooler 10 in the conveying direction of the material.
  • Another example of a malfunction is the "blow-through", whereby the determined temperature distribution is a deviation from the predetermined mean temperature or temperature distribution by -20 ° C to -80 ° C, preferably -30 ° C to -60 ° C, especially - 50 ° C. If such a malfunction is detected, the delivery speed of the clinker is reduced. In particular, the determined temperature distribution is compared with a sample temperature distribution assigned to the “blow-through” and, if there is a match, the malfunction “blow-through” is recognized.
  • Another example of a malfunction is the "snowman", whereby the determined temperature distribution, in particular the first and / or the second measuring level 38, 40 above the static inlet grate 16, deviates from the predetermined average temperature or temperature distribution by at least - 50 ° C, preferably over a period of at least three hours.
  • the determined temperature distribution is compared with a sample temperature distribution assigned to the “snowman” and if there is a match, the “snowman” malfunction is recognized. If such a malfunction is detected, the flow rate of the cooling air is changed such that the cooling air outlets 30 below the inlet grate 16 are opened and closed at intervals.
  • control device 50 determines an area in the measurement plane 38-48 in which the deviations of the determined temperature distribution from the previously determined or determined temperature mean value and / or the previously determined or determined temperature distribution have a value of approximately +/- 25 -150 ° C, preferably +/- 50 ° -100 ° C, in particular +/- 60-80 ° C.
  • the conveying speed of the clinker and / or flow speed of the cooling air is then changed only in the determined area of the cooler 10.
  • the flow velocity and / or the amount of cooling air through the bottom is determined, for example of the inlet grate 16 arranged cooling air inlets 30 and / or the amount of cooling air exiting the cooler through the first cooling air outlet 34.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers (10) zum Kühlen von Klinker insbesondere einer Zementherstellungsanlage aufweisend die Schritte Fördern des zu kühlenden Klinkers entlang eines Belüftungsbodens (18), der im Querstrom mit Kühlluft durchströmt wird, Ermitteln einer Temperaturverteilung in zumindest einer Messebene (38 - 48) oberhalb des Belüftungsbodens (18), und gekennzeichnet durch Regeln/ Steuern zumindest eines Betriebsparameters aus Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung. Die Erfindung betrifft auch einen Kühler (10) zum Kühlen von Klinker insbesondere einer Zementherstellungsanlage mit einem Belüftungsboden (18) zum Fördern des Klinkers in eine Förderrichtung, und zumindest einem Ventilator (32) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms aufweist, der den Belüftungsboden (18) im Querstrom durchströmt, und wobei oberhalb des Belüftungsbodens (18) eine Messebenen (38-48) mit zumindest einer Temperaturmesseinrichtung zur Ermittlung einer Temperaturverteilung in der Messebene (38-48) angeordnet ist, und eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlluftstroms in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung steuert/ regelt.

Description

Kühler zum Kühlen von Klinker und Verfahren zum Betreiben eines Kühlers zum Kühlen von Klinker
Die Erfindung betrifft einen Kühler zum Kühlen von Klinker und Verfahren zum Betreiben eines Kühlers zum Kühlen von Klinker einer Zementherstellungsanlage.
Zur Kühlung von heißem Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker, ist es bekannt, dass das Schüttgut auf einen von Kühlgas durchströmbaren Belüftungsboden eines Kühlers aufgegeben wird. Das heiße Schüttgut wird anschließend zur Kühlung von einem Ende des Kühlers zum anderen Ende bewegt und dabei von Kühlgas durchströmt.
Für den Transport des Schüttgutes vom Kühleranfang zum Kühlerende sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Bei einem sogenannten Schubrostkühler erfolgt der Transport des Schüttgutes durch bewegbare Förderelemente, die sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegen. Die Förderelemente weisen eine Schubkante auf, die das Material in Förderrichtung transportieren. Aus der DE 100 18 142 B4 ist ein Kühler bekannt, der eine Mehrzahl von sich in Förderrichtung und entgegen der Förderrichtung bewegbaren Förderelementen aufweist.
Im Betrieb des Kühlers kommt es häufig zu bekannten Betriebsstörungen, die eine ungleichmäßige und nicht ausreichende Kühlung des Klinkers bedingen. Beispielsweise bilden sich über die Breite des Kühlers oder die Flöhe der Klinkerschicht Materialströme unterschiedlicher Korngröße, die unterschiedliche Temperaturen und Abkühlgeschwindigkeiten aufweisen. Auch die Dichte des Klinkermaterials auf dem Belüftungsboden des Kühlers kann über die Breite oder Lände des Kühlers variieren und somit unterschiedlich abkühlen. Um eine vollständige Abkühlung des Klinkers sicherzustellen, ist daher eine relativ lange Kühlstrecke notwendig. Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühler und ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers bereitzustellen, wobei eine möglichst gleichmäßige und effiziente Kühlung des Klinkers erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlers zum Kühlen von Klinker einer Zementherstellungsanlage umfasst nach einem ersten Aspekt zumindest die Schritte:
Fördern des zu kühlenden Klinkers entlang eines Belüftungsbodens, der im Querstrom mit Kühlluft durchströmt wird,
Ermitteln einer Temperaturverteilung in zumindest einer Messebene oberhalb des Belüftungsbodens, und gekennzeichnet durch
Regeln/ Steuern zumindest eines Betriebsparameters aus Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung. Vorzugsweise wird die Temperatur ausschließlich in genau einer Messebene ermittelt.
Der Kühler ist beispielsweise einem Ofen zum Brennen von Zementklinker nachgeschaltet und vorzugsweise unterhalb des Ofenauslasses angeordnet. Insbesondere weist der Kühler einen Einlaufbereich auf, an den sich der Belüftungsboden anschließt. In dem Einlaufbereich ist beispielswiese ein stationärer Einlaufrost angeordnet, der sich vorzugsweise schräg, in einem Winkel zu dem Belüftungsboden erstreckt und sich an diesen anschließt. Der Einlaufrost wird ebenfalls von Kühlluft durchströmt. Die Förderung des zu kühlenden Klinkers entlang des Belüftungsbodens erfolgt beispielsweise nach dem „walking floor Prinzip“, wobei der Belüftungsboden eine Mehrzahl von Planken, insbesondere Transportroste, umfasst und zumindest zwei Planken gleichzeitig in Förderrichtung und ungleichzeitig entgegen der Förderrichtung bewegt werden. Unter einer Temperaturverteilung ist die insbesondere zweidimensionale Verteilung der Temperatur in einer Ebene zu verstehen. Beispielsweise wird die Temperaturverteilung aus einzelnen in der Messebene ermittelten Temperaturdaten berechnet. Die Temperatur wird dazu insbesondere an einer Mehrzahl von Punkten oder Linien in der Ebene gemessen und daraus eine Verteilung der Temperatur über die gesamte Messebene oder zumindest einen Teil der Messebene berechnet. Vorzugsweise umfasst eine Temperaturverteilung eine Mehrzahl von Temperaturwerten, beispielsweise gemessen oder berechnet, die einem Ort oder einem Bereich in der jeweiligen Messebene zuzuordnen sind. Die Messpunkte sind vorzugsweise gleichmäßig zueinander beabstandet und über die gesamte jeweilige Messebene verteilt. Insbesondere weist eine Messebene zumindest 10, vorzugsweise 100, insbesondere 10000 Messpunkte auf. An jedem Messpunkt ist beispielsweise jeweils eine Temperaturmesseinrichtung angeordnet. Vorzugsweise weist eine Temperaturmesseinrichtung einen Sender und einen Empfänger auf, wobei die ermittelte Temperatur vorzugsweise eine mittlere Temperatur zwischen dem Sender und dem Empfänger ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass jeder Temperaturwert einem Messwert entspricht oder einen berechneten Mittelwert aus mehreren Messungen darstellt.
Vorzugsweise sind eine Mehrzahl von Temperaturmesseinrichtungen in jeder Messebene angeordnet, wobei jede Temperaturmesseinrichtung einen Sender und einen Empfänger aufweist. Beispielsweise kommunizieren die Temperaturmesseinrichtungen, insbesondere die Sender und Empfänger, jeder Messebene jeweils miteinander, sodass zwischen jedem Sender und Empfänger einer jeweiligen Messebene eine, insbesondere mittlere Temperatur ermittelt wird. Bei einer Anzahl von n Temperaturmesseinrichtungen werden beispielsweise n*(n-1 ) Messwerte in der Messebene ermittelt. Daraus ergibt sich beispielsweise eine zwei-dimensionale Verteilung der Temperatur. Es ist ebenfalls denkbar, dass Temperaturmesseinrichtungen unterschiedlicher Messebenen miteinander kommunizieren, sodass Temperaturwerte zwischen zwei Temperaturmesseinrichtungen unterschiedlicher Messebenen ermittelt werden. Daraus ergibt sich eine drei- dimensionale Verteilung der Temperatur. Vorzugsweise wird die Temperaturverteilung in zumindest zwei oder mehr voneinander getrennten Messebenen innerhalb des Kühlers ermittelt. Vorzugsweise wird die Temperatur in zwei bis acht, insbesondere vier bis sechs Messebenen ermittelt. Die Messebenen erstrecken sich innerhalb des Kühlers, insbesondere oberhalb und parallel zu dem Belüftungsboden. Das Ermitteln der Temperaturverteilung in jeder Messebene erfolgt über zumindest einen Teil der Erstreckung der Messebene oder über die gesamte Messebene und wird mittels zumindest einer Temperaturmesseinrichtung in jeder Messebene ermittelt. Die Temperaturmesseinrichtungen sind vorzugsweise jeweils in einer Messebene angeordnet. Vorzugsweise wird die Temperaturverteilung des Gases, insbesondere des Kühlgases, und nicht Strahlungstemperaturverteilung ermittelt. Die Messebene erstreckt sich vorzugsweise quer zur Strömungsrichtung des Kühlgases, insbesondere parallel zu dem Belüftungsboden oder dem Einlaufrost. Die Messung der Temperatur erfolgt vorzugsweise in dem Gasstrom der Kühlluft. in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung wird die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers verringert oder erhöht.
Das Regeln/ Steuern zumindest eines Betriebsparameters aus Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung ermöglicht eine optimale Kühlung des Klinkers. Der zu kühlende Klinker wird insbesondere gleichmäßig abgekühlt, wobei die Kühlluft und/ oder die Fördergeschwindigkeit optimal eingestellt werden um eine möglichst effiziente Kühlung zu realisieren.
Gemäß einer ersten Ausführungsform erfolgt die Ermittlung der Temperaturverteilung in zumindest zwei Messebenen gleichzeitig. Die beiden Messebenen sind beispielsweise parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind beide Messebenen oberhalb des Belüftungsbodens angeordnet. Eine Ermittlung der Temperaturverteilung in zumindest zwei Messebenen gleichzeitig ermöglicht eine Überwachung der Temperatur in einer Mehrzahl von Bereichen innerhalb des Kühlers. Beispielweise werden die Messebenen in Bereichen angeordnet, in denen eine Abweichung der Temperatur von einem optimalen Wert häufig vorkommt oder vorzugweise in der Nähe eines Einlasses oder Auslasses zum Einlassen/ Auslassen von Klinker in den Kühler.
Die zumindest eine Messebenen erstreckt sich gemäß einer weiteren Ausführungsform quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft. Vorzugsweise erstrecken sich alle Messebenen des Kühlers quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft, vorzugsweise orthogonal. Die Messebenen sind beispielsweise parallel zueinander und zu dem Belüftungsboden oder dem Einlaufrost angeordnet.
Die Ermittlung der Temperaturverteilung erfolgt gemäß einer weiteren Ausführungsform akustisch. Beispielweise umfasst eine Temperaturmesseinrichtung zum Ermitteln der Temperatur ein Schallhorn, vorzugsweise als Sender und/ oder Empfänger. Die Ermittlung der Temperaturverteilung erfolgt beispielsweise mittels Schallpyrometrie. Insbesondere wird von einem Sender ein druckluftgeneriertes Schallsignal ausgesendet, welches vorzugsweise einen Frequenzbereich zwischen 200 und 3000 Hz aufweist. Die Laufzeit des Signales zu einem Empfänger wird ermittelt und daraus die Temperatur des Pfades zwischen Sender und Empfänger ermitteln, da die Schallgeschwindigkeit in bekannter Weise von der Temperatur abhängig ist. Werden mehrere Empfänger und Sender bereitgestellt, wobei sich die Signalpfade überkreuzen, lässt sich eine beispielsweise graphische Darstellung einer Temperaturverteilung einer Messebene ermitteln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die ermittelte Temperaturverteilung mit einem vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert und/ oder einer Temperaturverteilung verglichen und es wird eine Abweichung zu diesem Temperaturmittelwert und/ oder der Temperaturverteilung ermittelt. Bei dem Temperaturmittelwert handelt es sich beispielweise um einen über die gesamte Messebene gemittelten Temperaturwert, der aus der ermittelten Temperaturverteilung berechnet wurde. Der Mittelwert kann auch ein vorab bestimmter Mittelwert von beispielsweise 250°C - 1100°C, vorzugsweise 400°C - 800°C, insbesondere 500°C - 600°C sein. Vorzugsweise wird jeder Temperaturwert der Temperaturverteilung mit dem Temperaturmittelwert verglichen und jeweils eine Abweichung bestimmt. Die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers wird beispielsweise erhöht oder verringert, wenn zumindest ein Temperaturwert der Temperaturverteilung von dem vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert abweicht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Bereich in der Messebene ermittelt, in dem die Abweichungen einen Wert von etwa +/- 25-150°C, vorzugsweise +/-50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C übersteigt. Dabei handelt es sich um den Bereich der Messebene, in dem alle Temperaturwerte der Temperaturverteilung eine Abweichung von etwa +/- 25-150°C, vorzugsweise +/-50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C zu dem Temperaturmittelwert übersteigt. Ein Bereich kann auch lediglich einen Punkt umfassen, der einem Temperaturwert zugeordnet ist, der die oben beschriebene Abweichung aufweist. Beispielsweise umfasst ein Bereich eine Mehrzahl von Punkten auf der jeweiligen Messebene, denen jeweils ein Temperaturwert mit einer oben genannten Abweichung zugeordnet ist. Dies ermöglicht eine Änderung der Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers an oder in der Nähe des Bereichs der jeweiligen Messebene, an dem die Temperaturdifferenz zu hoch ist. Dadurch wird eine gezielte Steuerung/ Regelung der Kühlluftmenge und Fördergeschwindigkeit ausschließlich in den Bereichen mit erhöhter Temperaturdifferenz möglich.
Die Menge an in den Kühler eintretende Kühlluft, die Drehzahl eines Ventilators zur Erzeugung eines Kühlluftstroms und/ oder die Menge an aus dem Kühler austretender Kühlluft wird gemäß einer weiteren Ausführungsform in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung gesteuert/ geregelt. Beispielsweise wird die Menge an Kühlluft durch die Größe der Eintrittsöffnungen, durch welche Kühlluft in den Kühler eintritt, bestimmt. Vorzugsweise weist der Kühler eine Mehrzahl von Eintrittsöffnungen auf, deren Durchmesser insbesondere veränderbar ist. Beispielsweise wird der Durchmesser mindestens einer Eintrittsöffnung in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung verändert. Die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und / oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft wird gemäß einer weiteren Ausführungsform verändert, wenn die Temperatur in einem Bereich der Messebene einen vorab ermittelten oder bestimmten Mittelwert um etwa +/- 25-150°C, vorzugsweise +/- 50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C überschreitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Fördergeschwindigkeit des Klinkers erhöht, wenn die Temperatur in einem Bereich der Messebene den vorab ermittelten oder bestimmten Mittelwert um etwa 25-150°C, vorzugsweise 50°-100°C, insbesondere 60-80°C überschreitet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft erhöht wird, wenn die Temperatur in einem Bereich der Messebene einen vorab ermittelten oder bestimmten Mittelwert um etwa 25-150°C, vorzugsweise 50°-100°C, insbesondere 60-80°C unterschreitet.
Die ermittelte Temperaturverteilung wird gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einer vorab bestimmten Mustertemperaturverteilung verglichen und bei einer Übereinstimmung wird eine bestimmte Betriebsstörung erkannt. Beispielsweise wird jeder Betriebsstörung eine bestimmte Mustertemperaturverteilung zugeordnet, die in der die Steuerungs-/Regelungseinrichtung hinterlegt ist. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung vergleicht die übermittelten Temperaturverteilungen der Messebenen mit den Mustertemperaturverteilungen und erkennt, bei einer Übereinstimmung der übermittelten Temperaturverteilung mit einer der Mustertemperaturverteilungen, einer bestimmten Betriebsstörung.
Die Erfindung umfasst auch einen Kühler zum Kühlen von Klinker insbesondere einer Zementherstellungsanlage mit einem Belüftungsboden zum Fördern des Klinkers in eine Förderrichtung, und zumindest einem Ventilator zum Erzeugen eines Kühlluftstroms, der den Belüftungsboden im Querstrom durchströmt. Oberhalb des Belüftungsbodens ist zumindest eine Messebenen mit jeweils zumindest einer Temperaturmesseinrichtung zur Ermittlung einer Temperaturverteilung in der Messebene angeordnet. Der Kühler weist auch eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlluftstroms in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung steuert/ regelt. Die mit Bezug auf das Verfahren beschriebenen Ausführungen und Vorteile treffen in vorrichtungsgemäßer Entsprechung auch auf den Kühler zu.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Kühler zumindest zwei Messebenen, die jeweils zumindest eine Temperaturmesseinrichtung umfassen. Die Messebenen sind gemäß einer weiteren Ausführungsform in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms zueinander beabstandet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung mit zumindest einem Mittel in Verbindung, sodass die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft in Abhängigkeit der mittels der Temperaturmesseinrichtung ermittelten Temperaturverteilung steuert/ regelt. Bei dem Mittel handelt es sich beispielsweise um ein Mittel zur Veränderung der Größe zumindest eines Kühllufteinlasses, wie beispielsweise eine Klappe. Das Mittel ist beispielsweise ein Antriebsmotor zum Antrieb der Förderelemente oder Förderplanken des Belüftungsbodens.
Die Temperaturmesseinrichtung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform ein akustischer Sensor. Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegende Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kühlers in einer Schnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt einen Kühler 10 zum Kühlen von Schüttgut, wie beispielsweise Zementklinker. Ein solcher Kühler 10 ist vorzugsweise im Anschluss an einen Ofen, wie beispielsweise einen Drehrohrofen zum Brennen von Zementklinker, angeordnet, sodass der Zementklinker aus dem Ofenauslauf in den Kühler transportiert wird. Der Kühler 10 weist einen Einlass 12 zum Einlass des zu kühlenden Materials in den Kühler auf. Der Einlass 12 ist beispielsweise unterhalb eines Ofenauslasses angeordnet, sodass das zu kühlenden Material in den Kühler 10 fällt.
Der in Fig. 1 dargestellte Kühler 10 weist einen Einlaufbereich 14 auf, der sich an den Einlass 12 anschließt. Der Kühler 10 weist einen Belüftungsboden 18 auf, der das zu kühlenden Material aufnimmt und entlang der Erstreckung des Kühlers 10 transportiert. Der Belüftungsboden 18 umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Roste über welche das Material transportiert und gekühlt wird. In dem Einlaufbereich 14 umfasst der Belüftungsboden 18 einen Einlaufrost 16, auf den das zu kühlenden Material aufgegeben wird, beispielsweise fällt das zu kühlende Material aus dem Ofen auf den Einlaufrost 16. Der Einlaufrost 16 ist schräg, beispielsweise in einem Winkel von 30°- 60°, insbesondere 40°-50°, vorzugsweise 45° zur Vertikalen angeordnet. Insbesondere ist der Einlaufrost 16 stationär angeordnet und bewegt sich nicht relativ zu den übrigen Komponenten des Kühlers 10. Bei dem Einlaufrost handelt es sich vorzugsweise um einen Rost mit, der mit Kühlluft durchströmbar ist, sodass Material auf dem Einlaufrost 16 mittels eines durch den Rost strömenden Kühlluftstroms gekühlt wird.
An den Einlaufrost 16 schließt ein im Wesentlichen horizontal verlaufenden ersten Transportrost 20 an, auf welches das zu kühlende Material von dem Einlaufrost 16 io
transportiert wird. Beispielsweise rutscht das Material schwerkraftbedingt von dem schrägen Einlaufrost 16 auf den ersten Transportrost 20. Der erste Transportrost 20 weist beispielhaft eine Mehrzahl von Mitnehmern 22 auf, die auf nach oben weisenden Flächen des Transportrostes 20 angebracht sind. Bei dem Transportrost 20 handelt es sich beispielsweise um einen Schubförderer, wobei die Mitnehmer 22 relativ zu dem Transportrost 22 bewegbar sind und das Material in Förderrichtung, von dem Kühlereinlass zu dem Kühlerauslass, transportieren. Die Mitnehmer 22 erstrecken sich beispielsweise über die gesamte Länge des Transportrosts 20 und sind parallel zueinander angeordnet. Zum Transport des Materials entlang des Transportrostes 20 bewegen sich die Mitnehmer 22 beispielsweise nach dem„walking floor Prinzip“, wobei die Mitnehmer in Förderrichtung vor- und zurück bewegt werden. Die Bewegung der Mitnehmer erfolgt derart, dass sich jeder Mitnehmer jeweils gemeinsam mit zumindest einem benachbarten Mitnehmer in Förderrichtung und jeweils ungleichzeitig mit einem benachbarten Mitnehmer entgegen der Förderrichtung zurückbewegt. Insgesamt ergibt sich daraus ein Transport des Materials in Förderrichtung.
Bei dem Transportrost 20 kann es sich beispielsweise auch um einen Schubbodenförderer handeln, wobei der Transportrost 20 eine Mehrzahl von parallelen Plankenrosten aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind. Die Plankenroste des Schubbodenförderers weisen beispielsweise fest an den Plankenrosten angebrachte Mitnehmer 22 auf oder sind vollständig ohne Mitnehmer 22 ausgestaltet. Zum Transport des Materials werden auch die Plankenroste beispielsweise nach dem voran beschriebenen„walking floor Prinzip“ bewegt.
Der erste Transportrost 20 weist in Förderrichtung ein Abwurfende auf, an dem das zu kühlende Material von dem Transportrost abfällt. Unterhalb des Abwurfendes des ersten Transportrosts 20 ist eine Zerkleinerungseinrichtung 24 zur Zerkleinerung des den ersten Transportrost 20 verlassenden Materials angeordnet. Bei der Zerkleinerungseinrichtung 24 handelt es sich beispielsweise um einen Brecher oder eine Mühle, die vorzugsweise zwei oder drei Walzen aufweist. Der Belüftungsboden 18 umfasst beispielsweise auch einen zweiten Transportrost 26, der vorzugsweise unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung 24 angeordnet ist. Das mittels der Zerkleinerungseinrichtung 24 zerkleinerte Material fällt auf den zweiten Transportrost und wird in Förderrichtung transportiert. Beispielsweise entspricht der zweite Transportrost 26 im Wesentlichen dem ersten Transportrost 20, wobei das Material ebenfalls nach dem „walking floor Prinzip“ transportiert wird. An dem in Förderrichtung weisenden Abwurfende des zweiten Transportrosts 26 fällt der gekühlte Klinker von dem Transportrost 26 und verlässt den Kühler durch einen beispielsweise unterhalb des zweiten Transportrostes 26 angeordneten Auslass 28.
Der Kühler 10 weist des Weiteren unterhalb des Belüftungsbodens 18 eine Mehrzahl von Kühllufteinlässen 30 auf. Die Kühllufteinlässe 30 sind beispielsweise jeweils mit einem Ventilator 32 verbunden, sodass die Kühlluft mittels des Ventilators 32 in den Kühler 10 geblasen wird. Es ist ebenfalls denkbar, eine Mehrzahl von Ventilatoren 32 anzuordnen, wobei jeweils eine Gruppe von Kühllufteinlässen 30 oder genau ein Kühllufteinlass 30 mit dem Ventilator verbunden ist. Beispielhaft weist der Kühler 10 einen ersten Luftauslass 34 auf, der oberhalb des Einlaufrosts 16 angeordnet ist, sodass die durch den Einlaufrost 16 strömende Kühlluft den Kühler 10 durch den ersten Luftauslass 34 verlässt. Beispielsweise wird die den ersten Luftauslass 34 verlassende Kühlluft dem Ofen (Brenner), einem Vorwärmer und/ oder einem Calcinator einer Zementherstellungsanlage zugeführt. Der Kühler weist des Weiteren einen zweiten Luftauslass 36 auf, der in Förderrichtung des Materials am Ende des Kühlers, vorzugsweise oberhalb des zweiten Transportrostes 26 angeordnet ist. Insbesondere verlässt die durch den zweiten Transportrost 26 strömende Kühlluft den Kühler 10 durch den zweiten Luftauslass 36.
Oberhalb des Einlaufrosts 16 und Transportrosts 20 sind ein oder eine Mehrzahl von Messebenen, beispielhaft vier Messebenen, zum Ermitteln einer Temperaturverteilung angeordnet. Eine erste Messebene 38 ist oberhalb und parallel zu dem Einlaufrost 16 angeordnet. Eine zweite Messebene 40 ist oberhalb und parallel zu der ersten Messebene 38 angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Messebene 40 in Strömungsrichtung der Kühlluft hinter der ersten Messebene 38 angeordnet. Die erste und die zweite Messebene 38, 40 erstrecken sich jeweils beispielhaft über die gesamte Oberfläche des Einlaufrosts 16, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass sie sich lediglich über einen Teilbereich der Oberfläche erstrecken. Eine dritte Messebene 42 ist oberhalb und parallel zu dem ersten Transportrost 20 angeordnet, wobei eine vierte Messebene 44 oberhalb und parallel zu der dritten Messebene 42 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die vierte Messebene 44 in Strömungsrichtung der Kühlluft hinter der dritten Messebene 42 angeordnet. Die dritte und die vierte Messebene 42, 44 erstrecken sich jeweils vorzugsweise über die gesamte Oberfläche des ersten Transportrosts 20, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass sie sich lediglich über einen Teilbereich der Oberfläche erstrecken. Eine fünfte Messebene 46 ist oberhalb und parallel zu dem zweiten Transportrost 26 angeordnet, wobei eine sechste Messebene 48 oberhalb und parallel zu der fünften Messebene 46 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die sechste Messebene 48 in Strömungsrichtung der Kühlluft hinter der fünften Messebene 46 angeordnet. Die fünfte und die sechste Messebene 46, 48 erstrecken sich jeweils vorzugsweise über die gesamte Oberfläche des zweiten Transportrosts 26, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass sie sich lediglich über einen Teilbereich der Oberfläche erstrecken. Beispielhaft erstrechen sich die fünfte und sechste Messebene 46, 48 lediglich über den Teilbereich des zweiten Transportrosts 26, der nicht unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung 24 angeordnet ist. Unter„unterhalb“ und„oberhalb“ ist in dem voran beschriebenen Zusammenhang insbesondere die vertikale Projektion zu verstehen.
In jeder Messebene 38 - 48 weist der Kühler 10 zumindest eine oder eine Mehrzahl von Temperaturmesseinrichtungen zum Ermitteln der Temperatur in der jeweiligen Messebene auf, die in der Figur nicht dargestellt sind. Beispielhaft sind in jeder Messebene 38 - 48 jeweils vier Temperaturmesseinrichtung angebracht. Vorzugweise weist jede Messebene 38 - 48 zwei bis zehn, vorzugsweise vier bis sechs Temperaturmesseinrichtungen auf. Die Temperaturmesseinrichtungen sind vorzugsweise an der Innenwand des Kühlers 10 in der jeweiligen Messebene 38 - 48 angebracht und insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, in jeder Messebene 38 - 48 lediglich zwei Temperaturmesseinrichtungen anzuordnen. Die Temperaturmesseinrichtungen sind insbesondere dazu ausgebildet eine Temperaturverteilung innerhalb der Messebene 38 - 48 zu ermitteln. Dazu eignet sind insbesondere die Verwendung eines akustischen Sensors als Temperaturmesseinrichtung. Insbesondere sind die Temperaturmesseinrichtungen beweglich angebracht, sodass die Ausrichtung der jeweils zugehörigen Messebene 38 - 48 einstellbar ist.
Der Kühler 10 weist vorzugweise eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 zum Steuern/ Regeln der Fördergeschwindigkeit des zu kühlenden Materials und/ oder der Strömungsgeschwindigkeit oder Luftmenge der Kühlluft. Die Steuerungs-
/Regelungseinrichtung 50 ist mit zumindest einer der Temperaturmesseinrichtungen verbunden, sodass diese die ermittelte Temperatur, insbesondere die ermittelte Temperaturverteilung in der jeweiligen Messebene an die Steuerungs-
/Regelungseinrichtung 50 übermittelt. Vorzugsweise ist die Steuerungs-
/Regelungseinrichtung mit jeder Temperaturmesseinrichtung des Kühlers 10 verbunden. Insbesondere übermittelt jede der Temperaturmesseinrichtungen der Messebenen 38 - 48 die gemessenen Temperaturdaten an die Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50. Dies ist in der Figur durch die unterbrochenen Linien/ Pfeile zwischen den Messebenen 38 - 48 und der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 dargestellt.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 steht beispielsweise mit den Kühllufteinlässen 30 derart in Verbindung, dass sie die Menge an Kühlluft, die durch den jeweiligen Kühllufteinlass 30 strömt steuert/ regelt. Vorzugsweise steht die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 mit dem einen oder der Mehrzahl von Ventilatoren 32 in Verbindung, sodass die Ventilatordrehzahl mittels der Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 gesteuert/ geregelt wird. Die Steuerungs-/
Regelungseinrichtung 50 steht insbesondere mit dem ersten und/ oder dem zweiten Kühlluftauslass 34, 36 in Verbindung, sodass die Menge an Kühlluft, die durch den ersten und/ oder dem zweiten Kühlluftauslass 34, 36 strömt mittels der Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 steuerbar/ regelbar ist. Die Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 ist vorzugsweise mit dem Belüftungsboden 18 verbunden, sodass die Fördergeschwindigkeit des zu kühlenden Materials, insbesondere die Fördergeschwindigkeit des ersten und/ oder des zweiten Transportrostes 20, 26 mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 gesteuert/ geregelt wird. Die Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 steht insbesondere mit dem Klinkerauslass 28 des Kühlers 10 in Verbindung, sodass die Menge an Klinker, die den Kühler verlässt, mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 gesteuert/ geregelt wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 mit dem Kühlereinlass 12 in Verbindung steht, sodass die Menge an Material, das in den Kühler 10 eingeführt wird, mittels der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 gesteuert/geregelt wird. Vorzugsweise werden die voran beschriebenen Größen, wie die Menge an Kühlluft in den Kühler 10, die Ventilatordrehzahl, die Menge an Kühlluft, die durch den ersten und/ oder dem zweiten Kühlluftauslass 34, 36 strömt, die Fördergeschwindigkeit des zu kühlenden Materials, die Menge an Klinker, die den Kühler verlässt und/ oder die Menge an Material, das in den Kühler 10 eingeführt wird, in Abhängigkeit der mittels der Temperaturmesseinrichtungen ermittelten Temperaturverteilung in den jeweiligen Messebenen 38 - 48 gesteuert/ geregelt. Insbesondere steht die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 mit dem Ofen, insbesondere dem Drehrohrofen, 52 in Verbindung, sodass beispielsweise die Menge an den Ofen 52 verlassenden Klinker oder die Temperatur des Ofens 52 in Abhängigkeit der der mittels der Temperaturmesseinrichtungen ermittelten Temperaturverteilung in den jeweiligen Messebenen 38 - 48 gesteuert/ geregelt wird. Die Parameter, die mittels der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 steuerbar/ regelbar sind, sind beispielweise die Fördergeschwindigkeit des Klinkers, die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, die Menge an in den Kühler 10 eintretende Kühlluft, die Drehzahl des Ventilators zur Erzeugung des Kühlluftstroms, die Menge an aus dem Kühler austretender Kühlluft, die Menge an Klinker, die den Kühler 10 verlässt und/ oder die Menge an Klinker, die in den Kühler 10 eingeführt wird.
Zur Steuerung/ Regelung der genannten Parameter vergleicht die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 beispielsweise die ermittelte Temperaturverteilung mit einem vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert und/ oder einer Temperaturverteilung. Bei einer Abweichung von dem vorab bestimmten oder ermittelten Temperaturmittelwert und/ oder der Temperaturverteilung werden die voran genannten Parameter mittels der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 verändert.
Vorzugsweise ist die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 derart ausgebildet, dass sie bestimmte Betriebsstörungen anhand der übermittelten Temperaturverteilungen erkennt. Beispielsweise wird jeder Betriebsstörung eine bestimmte Mustertemperaturverteilung zugeordnet, die in der die Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 hinterlegt ist. Die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 vergleicht die übermittelten Temperaturverteilungen der Messebenen 38- 48 mit den Mustertemperaturverteilungen und erkennt, bei einer Übereinstimmung der übermittelten Temperaturverteilung mit einer der Mustertemperaturverteilungen, einer bestimmten Betriebsstörung. Wird eine bestimmte Betriebsstörung erkannt, regelt/ steuert die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 zumindest einen oder eine Mehrzahl der Parameter auf eine vorab bestimmte Weise.
Ein Beispiel für eine Betriebsstörung ist das Auftreten des„Red Rivers“, wobei dieser vorzugsweise am seitlichen Rand des Belüftungsbodens, vorzugsweise über die gesamte Länge oder einen Teilbereich des Belüftungsbodens auftritt. Unter einem Red River ist fluidisiertes Feingut zu verstehen, dass, insbesondere in den seitlichen Randbereichen des Kühlers, auf dem zu kühlenden Material aufschwimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine zu große Menge an Feingut aus dem Ofen in den Kühler fließt. Bei einem„Red River“ bewegt sich das Feingut schneller als das gröbere zu kühlende Material durch den Kühler und wird daher nicht ausreichend gekühlt. Ein „Red River“ in dem Kühler wird beispielsweise dann erkannt, wenn die Temperatur in zumindest einem oder beiden seitlichen Randbereichen des Kühlers über die gesamte oder nur einen Teil der Erstreckung des Kühlers um zumindest einen vorab bestimmten Wert von einem optimalen Temperaturwert abweicht. Erkennt die Steuerungs- /Regelungseinrichtung 50 die Betriebsstörung„Red River“ insbesondere durch einen Vergleich der Temperaturverteilung mit einer der Mustertemperaturverteilungen, wird die Fördergeschwindigkeit des Materials auf dem Belüftungsboden 18 verringert. Insbesondere wird die Fördergeschwindigkeit des ersten und / oder des zweiten Transportrosts 20, 26 verringert.
Ein weiteres Beispiel für eine Betriebsstörung ist der„flashfall“, wobei die ermittelte Temperaturverteilung eine Abweichung von der vorab bestimmten mittleren Temperatur oder Temperaturverteilung um mindestens 40°-60°, vorzugsweise mindestens 50° aufweist. Die Abweichung tritt beispielsweise über einen Zeitraum von mindestens 30s auf. Beispielsweise tritt die Temperaturabweichung in der ersten und/ oder zweiten Messebene 38, 40 auf. Erkennt die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 einen solchen„flashfall“, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft durch den Kühler erhöht. Insbesondere wird die ermittelte Temperaturverteilung mit einer dem„flashfall“ zugeordneten Mustertemperaturverteilung verglichen und bei einer Übereinstimmung die Betriebsstörung„flashfall“ erkannt. Beispielsweise wird die Drehzahl des Ventilators 32 oder der mehreren Ventilatoren bei Erkennen der Betriebsstörung„flashfall“ erhöht. Insbesondere wird die Menge an Kühlluft durch die Kühllufteinlässe 30 in dem vorderen Bereich des Kühlers 10 erhöht, vorzugsweise stärker erhöht als in den in Förderrichtung des Materials hinteren Bereichen des Kühlers 10.
Ein weiteres Beispiel für eine Betriebsstörung ist der„Durchbläser“, wobei die ermittelte Temperaturverteilung eine Abweichung von der vorab bestimmten mittleren Temperatur oder Temperaturverteilung um -20°C bis -80°C, vorzugsweise -30°C bis -60°C, insbesondere -50°C aufweist. Wird eine solche Betriebsstörung erkannt, wird die Fördergeschwindigkeit des Klinkers reduziert. Insbesondere wird die ermittelte Temperaturverteilung mit einer dem „Durchbläser“ zugeordneten Mustertemperaturverteilung verglichen und bei einer Übereinstimmung die Betriebsstörung„Durchbläser“ erkannt.
Ein weiteres Beispiel für eine Betriebsstörung ist der „Schneemann“, wobei die ermittelte Temperaturverteilung, insbesondere der ersten und/ oder der zweiten Messebene 38, 40 oberhalb des statischen Einlaufrosts 16, eine Abweichung von der vorab bestimmten mittleren Temperatur oder Temperaturverteilung um mindestens - 50°C, vorzugsweise über eine Dauer von mindestens drei Stunden, aufweist. Insbesondere wird die ermittelte Temperaturverteilung mit einer dem „Schneemann“ zugeordneten Mustertemperaturverteilung verglichen und bei einer Übereinstimmung die Betriebsstörung„Schneemann“ erkannt. Wird eine solche Betriebsstörung erkannt, wird die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft derart geändert, dass die Kühlluftauslässe 30 unterhalb des Einlaufrosts 16 in Intervallen geöffnet und geschlossen werden.
Beispielsweise wird mittels der Steuerungs-/ Regelungseinrichtung 50 ein Bereich in der Messebene 38 - 48 ermittelt, in dem die Abweichungen der ermittelten Temperaturverteilung von dem vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert und/ oder der vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturverteilung einen Wert von etwa +/-25-150°C, vorzugsweise +/-50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C übersteigt. Die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft wird anschließend lediglich in dem ermittelten Bereich des Kühlers 10 verändert. Wird beispielsweise lediglich in der ersten Messebene 38 eine Abweichung der ermittelten Temperaturverteilung von der vorab bestimmten mittleren Temperatur oder der vorab bestimmten Temperaturverteilung ermittelt, wird lediglich beispielsweise die Fördergeschwindigkeit des Klinkers auf dem ersten Transportrost 20, die Strömungsgeschwindigkeit und/ oder Menge der Kühlluft durch die unterhalb des Einlaufrosts 16 angeordneten Kühllufteinlässe 30 und/ oder die durch den ersten Kühlluftauslass 34 aus dem Kühler austretende Menge an Kühlluft gesteuert/ geregelt.
Bezugszeichenliste
10 Kühler
12 Einlass
14 Einlaufbereich
16 Einlaufrost
18 Belüftungsboden
20 erster Transportrost
22 Mitnehmer
24 Zerkleinerungseinrichtung
26 zweiter Transportrost
28 Auslass
30 Kühllufteinlass
32 Ventilator
34 erster Kühlluftauslass
36 zweiter Kühlluftauslass
38 erste Messebene
40 zweite Messebene
42 dritte Messebene
44 vierte Messebene
46 fünfte Messebene
48 sechste Messebene
50 Steuerungs-/Regelungseinrichtung 50 52 Ofen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Kühlers (10) zum Kühlen von Klinker insbesondere einer Zementherstellungsanlage aufweisend die Schritte
- Fördern des zu kühlenden Klinkers entlang eines Belüftungsbodens (18), der im Querstrom mit Kühlluft durchströmt wird,
- Ermitteln einer Temperaturverteilung in zumindest einer Messebene (38 - 48) oberhalb des Belüftungsbodens (18), und
gekennzeichnet durch
- Regeln/ Steuern zumindest eines Betriebsparameters aus
Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft des Kühlers (10) in Abhängigkeit der ermittelten
Temperaturverteilung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Ermittlung der Temperaturverteilung in zumindest zwei Messebenen (38 -48) gleichzeitig erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die zumindest eine Messebenen (38 -48) quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft erstreckt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ermittlung der Temperaturverteilung akustisch erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Temperaturverteilung mit einem vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert und/ oder einer Temperaturverteilung verglichen wird und eine Abweichung zu diesem Temperaturmittelwert und/ oder der Temperaturverteilung ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei ein Bereich in der Messebene (38 -48) ermittelt wird, in dem die Abweichungen einen Wert von etwa +/- 25-150°C, vorzugsweise +/-50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C übersteigt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Menge an in den Kühler (10) eintretende Kühlluft, die Drehzahl eines Ventilators (32) zur Erzeugung eines Kühlluftstroms und/ oder die Menge an aus dem Kühler (10) austretender Kühlluft in Abhängigkeit der ermittelten Temperaturverteilung gesteuert/ geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft verändert wird, wenn ein Temperaturwert der Temperaturverteilung in der Messebene (38 -48) einen vorab ermittelten oder bestimmten Temperaturmittelwert um etwa +/- 25-150°C, vorzugsweise +/- 50°-100°C, insbesondere +/-60-80°C überschreitet.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Fördergeschwindigkeit des Klinkers erhöht wird, wenn ein Temperaturwert der Temperaturverteilung in der Messebene (38 -48) den vorab ermittelten oder bestimmten Mittelwert um etwa 25-150°C, vorzugsweise 50°-100°C, insbesondere 60-80°C überschreitet.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft erhöht wird, wenn die Temperatur in einem Bereich der Messebene (38 -48) einen vorab ermittelten oder bestimmten Mittelwert um etwa 25-150°C, vorzugsweise 50°-100°C, insbesondere 60-80°C unterschreitet.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Temperaturverteilung mit einer vorab bestimmten Mustertemperaturverteilung verglichen wird und bei einer Übereinstimmung eine bestimmte Betriebsstörung erkannt wird.
12. Kühler (10) zum Kühlen von Klinker insbesondere einer Zementherstellungsanlage, mit einem Belüftungsboden (18) zum Fördern des Klinkers in eine Förderrichtung, und zumindest einem Ventilator (32) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms, der den Belüftungsboden (18) im Querstrom durchströmt,
dadurch gekennzeichnet, dass
oberhalb des Belüftungsbodens (18) eine Messebenen (38-48) mit zumindest einer Temperaturmesseinrichtung zur Ermittlung einer Temperaturverteilung in der Messebene (38-48) angeordnet ist, und
eine Steuerungs-/ Regelungseinrichtung (50) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass sie die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlluftstroms in Abhängigkeit der ermittelten
Temperaturverteilung steuert/ regelt.
13. Kühler (10) nach Anspruch 12, wobei der Kühler (10) zumindest zwei Messebenen (38- 48) aufweist, die jeweils eine Temperaturmesseinrichtung umfassen.
14. Kühler (10) nach Anspruch 13, wobei die Messebenen (38- 48) in Strömungsrichtung des Kühlluftstroms zueinander beabstandet sind.
15. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Steuerungs-/
Regelungseinrichtung (50) mit zumindest einem Mittel in Verbindung steht, sodass die Steuerungs-/ Regelungseinrichtung die Fördergeschwindigkeit des Klinkers und/ oder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft in Abhängigkeit der mittels der Temperaturmesseinrichtung ermittelten Temperaturverteilung steuert/ regelt.
16. Kühler (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Temperaturmesseinrichtung einen akustischen Sensor umfasst.
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