DE2928752A1 - Kuehler fuer brenngut - Google Patents

Description

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Be schre ibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für Brenngut, der in einem ersten Abschnitt von einer vollständig dem Brenner als Verbrennungsluft zuzuführenden Kühlluft durchströmt wird und einen unter der Wirkung wenigstens eines Ventilators ebenfalls von Kühlluft durchströmten weiteren Abschnitt aufweist.

Bei einem bekannten Kühlertyp (DE-GM 1 985 673) ist ein luftdurchströmter Kühlrost in zwei Abschnitte aufgeteilt. Die den ersten Abschnitt durchströmende Kühlluft wird dem Brennofen als Sekundärluft zugeführt, während die Kühlluft des zweiten Abschnitts als Abluft über Dach geführt wird. Eine Abwärmenutzung der Abluft des zweiten Kühlerabschnitts lohnt im allgemeinen nur dann, wenn die Abluftwärme direkt genutzt werden kann, beispielsweise zur Aufwärmung oder Trocknung des dem Brenner zuzuführenden Guts. Für die Stromerzeugung läßt sie sich nicht verwenden, weil bei den verhältnismäßig geringen Ablufttemperaturen und dem Aufwand, der für ihre Entstaubung betrieben werden muß, der Wirkungsgrad ai goring ist und damit die Energiekosten zu hoch werden. Das gilt auch für einen anderen bekannten Kühlertyp (DE-OS 20 10 601), welcher eine indirekte Kühlung in der zweiten Stufe vorsieht. Zwar entfällt in einem solchen Fall der Aufwand für die Entstaubung der Kühlluft. Jedoch fällt bei indirekter Kühlluft die Kühlluft mit einer geringeren Temperatur an, was den Wirkungsgrad einer Energieumwandlung weiter verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abwärmeverwertung der nicht dem Brenner als Sekundärluft zugeführten Kühlluft in solchen Fällen zu ermöglichen, in denen diese nicht zur Aufwärmung oder Trocknung des dem Brenner zuzuführenden Guts direkt genutzt wird.

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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Ventilator einer weiteren Kühlerstufe unmittelbar von einer Dampfturbine angetrieben ist und daß diese Turbine getrieben wird mit dem Dampf eines mit diesem oder einem anderen weiteren Abschnitt des Kühlers verbundenen Dampferzeugers.

Es ist zwar aus anderem Zusammehang (offenkundige Vorbenutzung) bekannt, daß man die in Kühlluft enthaltene Abwärme dadurch nutzen kann, daß man mit ihrer Hilfe den Dampf für den Betrieb einer Dampfturbine beheizt. In diesem Gedanken erschöpft sich jedoch die Erfindung nicht, weil wichtige, aus dem besonderen Anwendungszusammenhang resultierende Gesichtspunkte und Merkmale hinzutreten.

Ein Brennofen und der ihm zugeordnete Kühler reagieren sehr empfindlich auf Änderungen der Betriebsverhältnisse. Der plötzliche Ausfall eines Antriebs oder auch nur die Änderung einer Antriebsgeschwindigkeit können nicht nur schwerwiegende Änderungen der Produktqualität, sondern auch Schaden am Ofen und Kühler hervorrufen. Der Sicherheit des Ofen- und Kühlerbetriebs wird deshalb in der Planung große Sorgfalt zugewendet. Man stützt sich deshalb bei den Antrieben auf Energiequellen, die im allgemeinen von Schwankungen oder Ausfall nicht oder nur ausnahmsweise bedroht sind, nämlich im allgemeinen das öffentliche Elektrizitätsnetz. Eine von der Abwärme des Kühlers betriebene Turbine ist hingegen prinzipiell starken Leistungsschwankungen unterworfen. Das gilt nicht nur für das An- und Abfahren des Ofens und des Kühlers, sondern auch für betriebsbedingte Kühlerunregelmäßigkeiten, wie sie beispielsweise dann auftreten, wenn plötzlich eine ungewöhnlich große Materialmenge aus dem Ofen in den Kühler übertritt und dadurch eine ungewöhnlich große Kühlleistung zur Verfügung steht oder wenn eine Stockung im Materialfluß

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auftritt und dadurch die Kühlleistung absinkt. Man hat deshalb niemals ernsthaft erwogen, die AbwärmeIeistung des Kühlers für den Antrieb von Kühler- oder Ofenelementen zu benutzen. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß die negativen Polgen eines schwankenden Leistungsanfalls an der erfindungsgemäßen Turbine dann nicht kritisch in Erscheinung treten, wenn die Turbine zum Antrieb des Ventilators eines dem ersten, heißen Kühlerabschnitt folgenden Kühlerabschnitts benutzt wird, und zwar vorzugsweise eines Kühlerabschnitts, der demjenigen Kühlerabschnitt nachgeschaltet ist, dem der Dampferzeuger für die Turbine zugeordnet ist.

Ferner spielt dabei eine Rolle, daß nicht irgendein Kühlerantrieb (beispielsweise der Vorschub) der Turbinenleistung überlassen wird, sondern der Antrieb eines Kühlluftventilators. Bedenkt man nämlich den Fall, daß plötzlich in dem dem Dampferzeuger zugeordneten Kühlerabschnitt eine ungewöhnlich große Gutmenge anfällt, so steigt auch die Leistung der Turbine und damit die Leistung des Ventilators zur Kühlung dieser ungewöhnlich großen Gutmenge. Wenn umgekehrt die Gutzufuhr stockt und dadurch die Leistung des Dampferzeugers und der Turbine zurückgeht, wird auch weniger Kühlluft benötigt.

Schließlich spielt für die Erfindung auch die Erkenntnis eine Rolle, daß die Kopplung der Turbine mit einem Kühlerventilator infolge der räumlichen Nähe der Aggregate, denen diese Teile zugeordnet sind, eine kostspielige Beförderung von Energie, Kühlluft oder Dampf entbehrlich macht und daß deshalb auch eine Energieumwandlung in elektrischen Strom nicht erforderlich ist. Die Erfindung hat erkannt, daß die Verhältnisse an einem Kühler für Brenngut somit ideale Voraussetzungen für einen direkten Antrieb eines Ventilators durch die Turbine bieten.

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Wenn der Kühler derjenigen Bauart angehört, bei der dem ersten Kühlerabschnitt ein zweiter Kühlerabschnitt folgt, in welchem das Gut direkt von der Kühlluft durchströmt wird, ist gemäß der Erfindung voxgeashen, daß dieser zweite Kühlerabschnitt in einem geschlossenen Kreislauf mit dem Dampferzeuger von der Kühlluft durchströmt wird. Dies hat den großen Vorteil, daß nicht nur die Abwärme des zweiten Kühlerabschnitts gewonnen, sondern auch die verstaubte Kühlluft nicht abgeführt zu werden braucht, sondern dem Kühlerabschnitt einschließlich ihres Staubgehaltes wieder zugeführt werden kann. In dem Kühlluftkreislauf kann vor dem Dampferzeuger ein Entstauber eingeschaltet sein. In vielen Fällen wird dies jedoch nicht einmal notwendig sein, weil ein gewisser Staubgehalt des Gases den Wärmeübergang im Dampferzeuger eher verbessert und der Dampferzeuger leicht in solcher Weise ausgeführt werden kann (beispielsweise als Rauchrohrkessel in senkrechter Bauart), daß eine Staubablagerung auf den Wärmeübertragungsflächen nicht stattfindet. Bei dieser Ausführung hat die Erfindung nicht nur den Vorteil der Wärmenutzung, sondern auch der Vermeidung von Investitionen für die Entstaubung der Abluft des zweiten Kühlerabschnitts·

Die Turbine kann den Ventilator desselben Kühlerabschnitts betreiben. Vorzugsweise betreibt sie jetzt jedoch den Ventilator eines folgenden, dritten Kühlerabschnitts.

Wenn der Kühler von derjenigen Bauart ist, bei der dem ersten Kühlerabschnitt ein zweiter, indirekt kühlender Abschnitt folgt, wird gemäß der Erfindung als Kühlmedium in diesem zweiten Kühlerabschnitt Wasser verwendet, dessen Dampf der Turbine zugeführt ist. Die Turbine treibt dann den Ventilator eines dritten, im allgemeinen ebenfalls indirekt kühlenden Kühlerabschnitts.

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Zweckmäßigerweise ist für denjenigen Kühlerabschnitt, dessen Ventilator von der Turbine betrieben wird, eine Notkühleinrichtung für den Fall eines Antriebsausfalls vorgesehen. Diese Notkühleinrichtung braucht keine dem Ventilator vergleichbare Leistung zu haben. Sie braucht nämlich nur dann für eine allmähliche Auskühlung des Guts zu sorgen, wenn der Kühler aus irgendeinem Grunde (beispielsweise wegen irgendeines Schadens am Ofen) plötzlich stillgesetzt werden muß. In solchen Fällen steht genügend Zeit für die Auskühlung des betrachteten Kühlerteils zur Verfügung, so daß die Kühlleistung der Notkühleinrichtung lediglich einen kleinen Bruchteil der Normalkühlleistung zu erbringen braucht. Sie vermehrt daher den erforderlichen Investitionsaufwand nicht wesentlich. Es genügt daher, wenn sie auf natürlichem Zug in einem Kamin begrenzter Höhe beruht.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die in zwei Figuren in jeweils schematischer Seitenansicht zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht.

Gemäß Figur 1 liefert ein Drehrohrofen 1 das heiße Brenngut einem Kühler 2 zu, der mit einem geneigten Stufenrost 3 innerhalb eines geschlossenen Kühlerraums 4 ausgerüstet ist. Der Rost 3 wird von unten abschnittsweise durch Ventilatoren 5-8 mit Kühlluft versorgt. Die Kühlluft innerhalb eines ersten Kühlerabschnitts 9, dessen Länge nichts zu tun haben muß mit der Länge der von den einzelnen Ventilatoren versorgten Rostabschnitte, wird dem Ofen als Sekundärluft zugeführt. Die Kühlluft des zweiten Kühlerabschnitts 10 wird durch eine Leitung 11 über Ventilator 7 im Kreislauf geführt. Es mag sein, daß ein Teil der vom Ventilator 7 dem Kühler zugeführten Kühlluft auch in den Ofen gelangt, während die von dem Ventilator 8 angesaugte Frischluft überwiegend in den

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Kreislauf gelangt; darauf kommt es aber für den Begriff des Kreislaufs nicht an. Auch der Ventilator 8 könnte an die Leitung 11 anstelle des Ventilators 7 oder zusätzlich zu diesem angeschlossen sein. Die Leitung 7 könnte auch an einen weiter vorne in der Kühlstrecke befindlichen Ventilator angeschlossen sein. Eine Regelung der hinzugeführten Kühlluftmenge ist möglich dank einer Frischluftklappe 12.

Im Kreislauf der Kühlluftleitung 11 liegen ein Entstauber 13, dessen Ausfall dem Kühlgut wieder zugeführt wird, und ein Dampferzeuger 14, der über Leitung 15 an die Turbine 16 angeschlossen ist. Diese treibt direkt einen Ventilator 17, der zu einem dritten Kühlerabschnitt 18 gehört, der in der in der DE-OS 20 10 601 beschriebenen Art als indirekter Kühler dem direkten Rostkühler nachgeschaltet ist.

Bei der Kühlerausführung gemäß Figur 2 ist der direkte Kühler 2 so bemessen, daß seine gesamte Kühlluft dem Ofen 1 zugeführt werden kann. Das Kühlgut wird dann dem indirekten Kühler 20 zugeführt, dem das Gut durch den Förderer 21 und eine Schurre 22 gleichmäßig oben aufgegeben wird. Durch eine Vielzahl von durch Kühlflächen begrenzten Schächten sinkt es dann nach unten, um durch das Band 23 abgezogen zu werden. Die Kühlflächen in einem oberen Abschnitt 24 des Kühlers 20 sind von Wasser gekühlt, wie dies durch das Symbol einer Rohrschlange 25 angedeutet ist, während die Kühlflächen in dem unteren Abschnitt 26 des Kühlers 20 von atmosphärischer Luft gekühlt werden, die durch einen Ventilator 27 gefördert wird. In den Rohrschlangen 25 des Kühlerabschnitts 24 wird Dampf erzeugt, der durch die der Einfachheit halber nur einfach dargestellte Leitung 28 der Turbine 29 zugeführt wird, die damit direkt den Ventilator 27 betreibt.

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Auch in diesem Beispiel lassen sich somit drei Kühlerabschnitte unterscheiden, nämlich ein erster Kühlerabschnitt, der von dem direkten Rostkühler 2 gebildet ist, ein zweiter Kühlerabschnitt, der von dem wassergekühlten Abschnitt des Kühlers 20 gebildet wird, und ein dritter Abschnitt, dessen Ventilator von der Abwärme des zweiten Kühlerabschnitts betrieben wird und der von dem luftgekühlten Teil 26 des Kühlers 20 gebildet ist.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Kühler für Brenngut, der in einem ersten Abschnitt von einer vollständig dem Brenner als Verbrennungsluft zuzuführenden Kühlluft durchströmt wird und einen unter der Wirkung wenigstens eines Ventilators ebenfalls von Kühlluft durchströmten weiteren Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilator (17, 29) unmittelbar von einer Dampfturbine (16, 27) angetrieben ist, und daß mit dem oder einem anderen weiteren Abschnitt des Kühlers ein an die Turbine (16, 27) angeschlossener Dampferzeuger (14, 25) verbunden ist.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem dem ersten Kühlerabschnitt folgenden zweiten Kühlerabschnitt (10) die das Gut direkt durchströmende Kühlluft in einem geschlossenen Kreislauf durch einen Kessel (14) zur Dampferzeugung geführt wird.

3. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Kühlerabschnitt (10) ein dritter Kühlerabschnitt (18) folgt, dessen Ventilator (17) direkt von der Turbine (16) angetrieben ist.

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BANK. DRESDNER BANK. HAMBURG. 4 030448 (BLZ 20080000) ■ POSTSCHECK: HAMBURG 1476 07-200 (BLZ 200 100 20) ■ TELEGRAMM: SPECnrZIES

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4. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Kühlerabschnitt ( \ ) ein zweiter, indirekt kühlender Abschnitt (2Jt ) in welchem als Kühlmedium Wasser verwendet wird, dessen Dampf der Turbine (2.^ ) zugeführt ist und daß der Ventilator (Z?) eines dritten Kühlerabschnitts ( 2b) direkt von der Turbine (2.*?) angetrieben ist.

5. Kühler nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für denjenigen Kühlerabschnitt (IS₁ '^Jo ), dessen Ventilator Ciy, 2·? ) direkt von der Turbine ( i(s> ) angetrieben ist, eine Notkühleinrichtung vorgesehen ist.

6. Kühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Notkühleinrichtung auf natürlichem Zug beruht und auf eine wesentlich geringere Kühlgeschwindigkeit als im Normalbetrieb ausgelegt ist.

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