[0001] Die Erfindung betrifft ein Rostelement für eine Anlage zur thermischen Behandlung
von Abfall gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein
Verfahren zum Kühlen eines Rostelementes gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 6.
[0002] Aus der Druckschrift EP 0 713 056 A1 ist ein Rostelement einer Abfallverbrennungsanlage
bekannt, mit welchem der Abfall durch einen Feuerungsraum gefördert und dabei getrocknet
und verbrannt wird. Das Rostelement weist mehrere treppenartig hintereinander angeordnete
Rostblöcke auf, wobei jeweils abwechselnd ortsfeste und bewegliche Rostblöcke einander
folgend angeordnet sind. Das sich auf dem Rostelement befindende Abfallmaterial, beispielsweise
Müll, wird durch eine Schubbewegung der beweglichen Rostblöcke vorwärts geschoben,
durchgemischt, getrocknet und verbrannt. Zur Reduktion der hohen thermischen Beanspruchung
ist jeder Rostblock mit Wasser gekühlt.
[0003] Nachteilig an diesem bekannten Rostelement ist die Tatsache, dass die Zuführung des
Wasser auf Grund der hohen Temperaturen und der mechanischen Belastungen schwierig
und störungsanfällig ist.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich vorteilhafteres
Rostelement zu bilden.
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Rostelement aufweisend die Merkmale von Anspruches
1. Die Unteransprüche 2 bis 5 beziehen sich auf weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen
des Rostelementes.
[0006] Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Kühlen eines Rostelementes
aufweisend die Merkmale von Anspruch 6. Die Unteransprüche 7 und 8 beziehen sich auf
weitere, vorteilhafte Verfahrensschritte.
[0007] Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem Rostelement umfassend eine Mehrzahl
von in einer Längsrichtung hintereinander angeordneter Rostblöcke, welche entweder
als feststehende Rostblöcke oder als in Längsrichtung bewegliche Rostblöcke ausgestaltet
sind, wobei jeder Rostblock einen Fuss aufweist, welcher auf dem in Längsrichtung
nachfolgenden Rostblock aufliegt, wobei nur die feststehenden Rostblöcke zum Kühlen
mit einer Fluid ausgestaltet sind.
[0008] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass es nicht erforderlich ist die beweglichen
Rostblöcke mit Hilfe eines durchströmenden Fluides zu kühlen, sofern die feststehenden,
gekühlten Rostblöcke derart ausgestaltet sind und derart auf die beweglichen Rostblöcke
wirken, dass den beweglichen Rostblöcken eine genügend grosse Wärmemenge entzogen
wird. Die feststehenden Rostblöcke weisen einen gekühlten Fuss auf, der eine Auflagefläche
ausbildet, welche auf dem darunter liegenden, in Längsrichtung beweglichen Rostblock
aufliegt. Diese Auflagefläche überstreicht einen Teil der Oberfläche des beweglichen
Rostblockes und bewirkt dadurch eine Kühlung der Oberfläche des beweglichen Rostblockes.
Üblicherweise weist der bewegliche Rostblock ebenfalls einen Fuss auf, welcher auf
der Oberfläche eines gekühlten, feststehenden Rostblockes aufliegt und in Längsrichtung
hin und her bewegt und dadurch gekühlt wird. Als Fluid zur Kühlung ist insbesondere
eine Flüssigkeit wie Wasser geeignet.
[0009] Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere in der wirksamen Kühlung
zu sehen, wodurch Wärmespannungen und Wärmedehnungen im Rostblock weitgehend eliminiert
werden. Dadurch, dass nur die feststehenden Rostblöcke gekühlt werden, entfallen die
bisher erforderlichen, beweglichen Fluidleitungen, welche erforderlich waren um dem
beweglichen Rostblock insbesondere Wasser zuzuführen. Der Betrieb der erfindungsgemässen
Rostelemente ist dadurch weniger störungsanfällig und kostengünstiger. Zudem ist die
Montage und der Wechsel der beweglichen Rostblöcke vereinfacht. Die beweglichen Rostblöcke
benötigen zudem keine Fluid leitenden Innenräume und sind daher kostengünstiger herstellbar.
[0010] Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausführungsbeispielen mit Hilfe der nachfolgenden
Figuren näher erläutert.
[0011] Es zeigen:
- Fig.1
- ein Ausführungsbeispiel eines Rostelements als Teil eines Rostes;
- Fig.2
- schematisch dargestellt ein Ausführungsbeispiel eines feststehenden Rostblocks von
unten in Pfeilrichtung P nach Fig.1 gesehen;
- Fig.3
- einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig.2;
- Fig.4
- eine perspektivische Ansicht eines weiteren feststehenden Rostblockes;
- Fig. 5
- einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4;
- Fig. 6
- eine perspektivische Ansicht des Rohrverlaufes im Rostblock gemäss Fig. 4.
[0012] In Fig.1 ist ein Rostelement 3 als Teil eines Rostes für eine Anlage zur thermischen
Behandlung von Abfall wie Müll dargestellt. Eine Rostbahn setzt sich, wie strichliert
angedeutet, in der Länge aus mehreren Rostelementen 3 zusammen. In der Regel werden
drei bis sechs Rostelemente 3 hintereinander angeordnet. Ausserdem können mehrere
Rostbahnen nebeneinander angebracht werden; üblicherweise bilden eine bis vier Rostbahnen
die Breite des Rostes. Die Anzahl der Rostelemente 3 und der Rostbahnen hängt von
der vorgegebenen Durchsatzmenge des Abfalls und von dessen Heizwert ab.
[0013] Jedes Rostelement 3 weist im dargestellten Ausführungsbeipiel acht in Längsrichtung
L hintereinander angeordnete Rostblöcke 4,5 auf, wobei jeweils ein feststehender Rostblock
4 einem beweglichen Rostblock 5 folgt. Alle Rostblöcke 4,5 sind an deren einem Ende
um ein Blockhalterohr 7 schwenkbar gelagert. Das Blockhalterohr 7 der feststehenden
Rostblöcke 4 ist an einer ortsfesten Konsole 8 befestigt, wogegen das Blockhalterohr
7 der beweglichen Rostblöcke 5 an einer in Längsrichtung L linear beweglichen Konsole
9 befestigt ist. Alle beweglichen Konsolen 9 sind an einem in Längsrichtung L hin
und her beweglichen Rostwagen 10 befestigt, welcher über Rollen 12 an einem Träger
13 des Rostelementes 3 gelagert ist. Diese Bewegung in Längsrichtung L bewirkt im
wesentlichen eine Bewegung der beweglichen Rostblöcke 5 in Bewegungsrichtung L1, wobei
alle Rostblöcke zudem eine geringe Schwenkbewegung um das jeweilige Blockhalterohr
7 ausführen. In zur Darstellungsebene senkrechter Richtung können eine Mehrzahl von
Rostblöcken 4,5 nebeneinander angeordnet sein, welche über eine Zugstange 14 gegenseitig
verspannt sind. Die durch die Rostblöcke 4,5 gebildete Förderstrecke ist seitlich
durch einen Seitenabschluss 15 begrenzt.
[0014] Während dem Betrieb des Rostelementes 3 wird der bewegliche Rostblock 5 in Bewegungsrichtung
L1 hin und her bewegt, so dass dessen Fuss 26 auf dem darunter liegenden, feststehenden
und gekühlten Rostblock 4 gleitet und dadurch gekühlt wird. Zudem liegt ein Fuss 26
des feststehenden, gekühlten Rostblockes 4 auf der Oberfläche des beweglichen Rostblockes
5 auf und kühlt diesen ebenfalls.
[0015] Fig. 2 zeigt in einer Unteransicht aus Richtung P ein Ausführungsbeispiel eines gekühlten,
feststehenden Rostblocks 4. Fig. 3 zeigt denselben Rostblock 4 als Querschnitt entlang
der Linie A-A.
[0016] Der Rostblock 4 weist einen Blockkörper 20 von einem U-förmigen Querschnitt auf,
dessen obere Wand mit 23 bezeichnet ist. Die Aussenfläche der oberen Wand 23 bildet
eine Nutzfläche 33, auf welcher der zu behandelnde Abfall zu liegen kommt und entlang
welcher dieser transportiert wird. Eine hintere Wand 21 des Blockkörpers 20 ist mit
einem Haken 22 zum Einhängen am Blockhalterohr 7 versehen. Zwischen der oberen Wand
23 und einer vorderen Wand 24 befindet sich eine Ecke 25. Unten ist der Rostblock
4 mit einem schrägen Boden 28 und einem Fuss 26 mit einer Auflagefläche 26a versehen.
[0017] Durch den Blockkörper 20, den Boden 28 den Fuss 26 und zwei Seitenwände 29 wird ein
innerer Kühlraum 27 umschlossen. In den Kühlraum 27 mündet eine Wasserzufuhrleitung
30 wobei die Wasserzufuhrrichtung mit einem Pfeil W1 bezeichnet ist. Parallel zur
hinteren Wand 21 erstreckt sich eine an die Wasserzufuhrleitung 30 angeschlossene
Wasserzufuhr-Querleitung 31, welche an einzelnen Stellen mit Austrittsöffnungen 32
versehen ist. Von der Wasserzufuhr-Querleitung 31 zweigen drei längs angeordnete Wasserzufuhr-Verzweigungsleitungen
34 ab, die sich bis zur vorderen Wand 24 hin erstrecken und dort derart abgewinkelt
sind, dass sich ihre Austrittsöffnung 35 unmittelbar vor dem Fuss 26 befindet. Das
aus der Austrittsöffnung 35 ausströmende Wasser füllt zusammen mit dem aus den Austrittsöffnungen
32 austretenden Wasser den geschlossenen Kühlraum 27, wobei diese beide Wasserströmungen
im gewissen Sinne entgegenwirken und für eine gute Wasserdurchmischung bzw. für einen
verstärkten Kühlungseffekt sorgen. Es ist dabei von Bedeutung, dass die insbesondere
stark mechanisch beanspruchte Stelle des Rostblocks 4, nämlich der Fuss 26, direkt
mit dem Kühlwasser beaufschlagt wird.
[0018] Der grössten Temperaturen und daher der grössten thermischen Beanspruchung ist die
vordere Ecke 25 ausgesetzt. Unmittelbar in diesem Bereich sind Eintrittsöffnungen
41 von zwei Wasserabfuhr-Verzweigungsleitungen 40 angebracht. Der Eintritt vom erhitzten
Wasser in die Wasserabfuhr-Verzweigungsleitungen 40 ist mit einem Pfeil W4 bezeichnet.
Die Wasserabfuhr-Verzweigungsleitungen 40 erstrecken sich schräg entlang des Bodens
28 und münden in eine parallel zur Wasserzufuhr-Querleitung 31 angeordnete, gegenüber
dieser tiefer versetzte Wasserabfuhr-Querleitung 42. Von dort wird das erwärmte Wasser
mittels einer Abfuhrleitung 43 in Richtung eines Pfeiles W5 aus dem Kühlraum 27 weggeführt.
[0019] Die zweckmässige Anordnung der Kaltwasserzufuhr und der Warmwasserabfuhr sowie dessen
Strömungsverlauf im Blockkörper 20 sichert den optimalen Kühlungsstrom, schont den
mechanisch beanspruchten Fuss 26 und vermeidet zu hohe thermische Spannungen im Bereich
der vorderen Ecke 25.
[0020] Die Wasserzufuhrleitung 30 sowie die Wasserabfuhrleitung 43 sind in nicht näher dargestellten
Weise an ein Kaltwasser-Niederdrucksystem angeschlossen. Ein Anschluss an ein geschlossenes
Kühlwassersystem mit einem eingebauten Wärmeaustauscher ist zu bevorzugen.
[0021] Fig. 4 zeigt in einer perspektivische Unteransicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines kühlbaren, feststehenden Rostblocks 4. Fig. 5 zeigt denselben Rostblock 4 als
Querschnitt entlang der Linie B-B.
[0022] Der Blockkörper 20 umfasst eine vordere Wand 24 mit Fuss 26 und Auflagefläche 26a,
eine hintere Wand 21, zwei Seitenwände 29, zwei Haken 22 sowie eine obere Wand 23
mit Nutzfläche 33. In diesem Blockkörper 20 ist ein Rohr 16 eingegossen, welches an
eine Wasserzufuhrleitung 30 sowie an eine Wasserabfuhrleitung 43 anschliessbar ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verlauf des Rohrs 16 derart gewählt,
dass sich eine gute Kühlung der oberen Wand 23 ergibt, als auch eine gute Kühlung
im Bereich des Fusses 26, in dem das Rohr 16, wie in Fig. 5 dargestellt, zur Darstellungsebene
senkrecht und damit parallel zur Verlaufsrichtung des Fusses 26 innerhalb des Fusses
26 verläuft. Durch diese Anordnung kann dem Fuss 26 eine grosse Wärmemenge entzogen
werden.
[0023] Der bewegliche Rostblock 5 kann identisch dem feststehenden Rostblock 4 ausgestaltet
sein.
[0024] Vorteilhafterweise weist der bewegliche Rostblock 5 jedoch kein Fluidleitsystem auf,
d.h. keinen Kühlraum 27 sowie keine Leitungen 31,40,42 gemäss dem in Fig. 2 und 3
dargestellten Ausführungsbeispiel, bzw. kein Rohr 16 gemäss dem in Fig. 4 und 5 dargestellten
Ausführungbeispiel. Ein derartiger Rostblock ohne Fluidleitsystem ist sehr kostengünstig
herstellbar.
[0025] Die Länge L3 des Fusses 26 in Längsrichtung L beträgt in einer vorteilhaften Ausführungsform
sowohl beim feststehenden Rostblock 4 als auch beim beweglichen Rostblock 5 zumindest
1 cm. Die Länge L3 kann auch grösser sein und bis zur halben Länge L4 des Rostblockes
4,5 betragen. Zudem kann die Auflagefläche 26a nebst einer glatten Oberfläche auch
eine strukturierte Oberfläche aufweisen, derart, dass eine möglichst grosse Wärmemenge
vom beweglichen Rostblock 5 auf den fluidgekühlten, feststehenden Rostblock 4 übertragbar
ist.
[0026] Fig. 4 zeigt eine perspektivische Unteransicht des Rostblock 4, welcher symmetrisch
zu einer in Fig. 6 angedeuteten, in Längsrichtung L und senkrecht zur Oberfläche 33
verlaufenden Symmetrieebene S ausgestaltet ist. Fig. 6 zeigt den Verlauf des im Rostblock
1 gemäss Fig. 4 eingegossenen Rohres 16. Das Wasser wird über den Stutzen 30 zugeführt,
und fliesst daraufhin über die Teilabschnitte 16a,16b,16i,16d,16k,16h zum in Längsrichtung
L und entlang der Seitenwand 29 verlaufenden Teilabschnitt 16e, und daraufhin über
den Teilabschnitt 16f zum senkrecht zur Längsrichtung L verlaufenden Teilabschnitt
16g, und daraufhin über den symmetrisch ausgestalteten Verlauf des Rohres 16 zurück
zum Stutzen 43.
[0027] Vorzugsweise wird der Rostblock derart gekühlt, dass dieser einerseits möglichst
warm ist, um dem auf der Fläche 33 aufliegenden Müll wenig Wärme zu entziehen, andererseits
jedoch derart kühl ist, dass der aus Guss bestehende Rostblock keine übermässige Abnutzung
durch die hohe Temperatur erfährt.
1. Rostelement (3) für eine Anlage zur thermischen Behandlung von Abfall, umfassend eine
Mehrzahl von in einer Längsrichtung (L) hintereinander angeordnete Rostblöcke (4,5),
welche als feststehende Rostblöcke (4) und in Längsrichtung (L) bewegliche Rostblöcke
(5) ausgestaltet sind, wobei jeder Rostblock (4,5) einen Fuss (26) aufweist, welcher
auf dem in Längsrichtung (L) nachfolgenden Rostblock (4,5) aufliegt, dadurch gekennzeichnet,
dass nur die feststehenden Rostblöcke (4) zum Kühlen mit einem Fluid ausgestaltet
sind.
2. Rostelement (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder feststehende Rostblock
(4) mit einer Flüssigkeitszufuhrleitung (30) sowie mit einer Flüssigkeitsabfuhrleitung
(34) verbunden ist.
3. Rostelement (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in Längsrichtung (L) abwechslungsweise ein feststehender Rostblock (4) sowie eine
bewegliche Rostblock (5) angeordnet sind.
4. Rostelement (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Fuss (26) der feststehenden Rostblöcke (4) eine Auflagefläche (26a) aufweist,
deren Länge in Längsrichtung (L) zumindest 1 cm und maximal die Hälfte der Gesamtlänge
(L4) des feststehenden Rostblockes (4) beträgt.
5. Rostelement (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die zum Kühlen bestimmte Flüssigkeit, insbesondere Wasser, derart innerhalb des feststehenden
Rostblockes (4) geleitet ist, dass ein wesentlicher Anteil der gesamten zu entziehenden
Wärmemenge dem Fuss (26) entziehbar ist.
6. Verfahren zum Kühlen eines Rostelementes (3) in einer Anlage zur thermischen Behandlung
von Abfall, wobei das Rostelement (3) eine Mehrzahl von in einer Längsrichtung (L)
hintereinander angeordnete Rostblöcke (4,5) umfasst, welche als feststehende Rostblöcke
(4) und in Längsrichtung (L) bewegliche. Rostblöcke (5) ausgestaltet sind, wobei jeder
Rostblock (4,5) einen Fuss (26) aufweist, welcher auf dem in Längsrichtung (L) nachfolgenden
Rostblock (4,5) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass einzig die feststehenden Rostblöcke
(4) von einer durchströmenden Fluid gekühlt werden, dass die beweglichen Rostblöcke
(5) in Längsrichtung (L) hin und her bewegt werden, und dass die beweglichen Rostblöcke
(5) über Berührungskontakte mit den feststehenden Rostblöcken (4) gekühlt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Rostblock (5)
derart in Längsrichtung (L) hin und her bewegt wird, dass zumindest die Hälfte der
Länge (L4) des beweglichen Rostblockes (5) vom Fuss (26) des feststehenden Rostblockes
(4) überstrichen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (L)
gesehen jeder zweite Rostblock (4,5) in Längsrichtung (L) hin und her bewegt wird.
9. Müllverbrennungsanlage umfassend ein Rostelement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis
5 oder betrieben mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8.