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Title:
COOLER FOR COOLING CLINKER AND METHOD FOR OPERATING A COOLER FOR COOLING CLINKER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/053100
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for operating a cooler (10) for cooling clinker, in particular of a cement making plant, comprising the steps of conveying the clinker to be cooled along an aeration grate (18), through which cooling air passes in cross-flow, and determining the temperature distribution in at least one measuring plane (38-48) above the aeration grate (18), characterized by closed-loop/open-loop control of at least one operating parameter from the conveying rate of the clinker and/or the flow rate of the cooling air of the cooler (10), according to the temperature distribution determined. The invention also relates to a cooler (10) for cooling clinker, in particular of a cement making plant, comprising an aeration grate (18) for conveying the clinker in a conveying direction, and at least one fan (32) for generating a cooling air stream, which passes through the aeration grate (18) in cross-flow, a measuring plane (38-48) with at least one temperature measuring device for determining a temperature distribution in the measuring plane (38 - 48) being arranged above the aeration grate (18), and an open-loop/closed-loop control device (50) being provided and designed in such a way that it controls the conveying rate of the clinker and/or flow rate of the cooling air stream in an open-loop or closed-loop manner according to the temperature distribution determined.

Inventors:
WILLMS EIKE (DE)
VECKENSTEDT INES (DE)
TEUTENBERG REINHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/073868
Publication Date:
March 19, 2020
Filing Date:
September 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP IND SOLUTIONS AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
F27D15/02; C04B7/47
Foreign References:
EP1475594A12004-11-10
EP0442129A11991-08-21
DE10018142B42011-01-20
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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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.

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