炉排炉技术

机械炉排炉
机械炉排炉是以机械式的炉排块构成炉床，靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。

正常运行时，炉温维持在850℃～950℃，垃圾进入炉内与热空气接触、升温、干燥、着火、燃烬。

一般情况下，燃烧发出的热量可以维持炉温，垃圾热值偏低的情况下，需要喷入燃料油作为辅助燃料。

机械炉排炉是目前世界上技术成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉，在欧美等国家得到广泛使用，单台最大处理量已经达到1200t/d。

炉排炉的优点：
▪单台炉的处理量大，国内目前已有800t/d的焚烧炉在运行。

▪垃圾在炉内分布均匀，料层稳定，燃烧完全。

运行时可视炉内垃圾焚烧状况调整。

▪可调节炉排转速，控制垃圾在炉内的停留时间，使其燃烬。

▪由于鼓风机压头小，风机所需功率小，故动力消耗少。

▪因为垃圾在炉排上燃烧，而且不掺燃煤，所以烟气中粉尘含量低，减轻了除尘器的负担，降低了运行成本。

▪炉排炉具有进料口宽，适合我国的生活垃圾分类收集规范化程度差的特点，无需对垃圾分选和破碎；采用层燃方式，烟气净化系统进口粉尘浓
度低，降低了烟气净化系统和飞灰处理费用；一般情况下，无需添加辅
助燃料即可维持燃烧温度850℃2秒以上。

炉排炉的缺点：
▪由于活动炉排和固定炉排等关键部件由耐热合金钢制造，所以设备造价较高。

▪由于燃烧速度慢，炉床的负荷小，所以炉子的体积较大，厂房面积增大。

同时炉体散热损失增加。

机械炉排炉早期在煤的燃烧中得到广泛应用，后期在垃圾的焚烧历程中发展成为技术最成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉。

机械炉排炉炉排一般分为干燥段、燃烧段和燃烬段等。

生活垃圾直接接触在炉排上，同时靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。

正常运行时，垃圾进入炉内各分区与热空气接触并依次历经升干燥、挥发、燃烧、燃烬等各个阶段。

炉膛温度维持在
850℃～950℃，一般情况下，燃烧发出的热量可以维持炉温。

机械炉排炉的关键设备是焚烧炉排，各种炉排炉的最大区别也在于炉排的结构型式和运动方式，国内几种应用最广的型式有：逆推式炉排炉、顺推式炉排炉及往复翻动式炉排炉等。

着名的日本三菱、比利时西格斯（SEGHERS）、法国ALSTOM(其SITY2000焚烧技术已被德国马丁公司收购)、德国DBA、日本田熊、日本日立造船等均开发、制造出应用于中国的大型炉排炉，如：广州李坑一期、深圳清水河、中山长青等垃圾焚烧发电厂（日本三菱逆推式炉排炉）、深圳盐田、南山及宝安老虎坑等垃圾焚烧发电厂（比利时西格斯倾斜往复阶梯式炉排炉）、上海浦东生活垃圾发电厂（法国阿尔斯通SITY2000倾斜逆推式炉排炉）、上海江桥生活垃圾焚烧厂（德国DBA液压顺推往复式炉排炉）、宁波枫林生活垃圾焚烧发电厂（德国诺尔阶梯顺推炉排炉）、北京高安屯垃圾焚烧发电厂、天津双港生活垃圾焚烧发电厂（日本Takuma阶梯往复顺推式炉排炉）、成都洛带垃圾焚烧发电厂等。

几种主要的机械炉排炉简述如下：
1）三菱—马丁炉排炉
三菱—马丁炉排炉是逆推式炉排炉。

炉排的炉排片分为两种，一种是固定炉排，另一种是活动炉排，这两种炉排按一定的斜度依次排列，这样，当炉排片上的垃圾在重力作用下向下移动的同时，垃圾料层下部受与重力方向相反的倾斜推力，使得一部分垃圾沿炉排表面相反方向移动，产生了向上运动，由此完成垃圾层的充分搅拌。

这种逆推式运动，具有许多传统顺推装置所不具备的特点：a）灼热的物料沿炉排表面向上滑动，使新加入的垃圾与灼热层混合在一起，因此干燥和点火可在很短时间内完成。

b）在燃烧过程中，整个垃圾层被均匀搅拌，以达到完全燃烧。

在后燃烧阶段，残留可燃物通过同样的逆推方式送回燃烧区，继续燃烧，使燃烧更充分。

c）从干燥到燃烧过程均在逆推炉排上进行，所以炉排的效率较高。

d）由于垃圾层能充分搅拌，因此料层非常平整，燃烧状态稳定。

2）西格斯（SEGHERS）炉排炉
比利时西格斯炉排是由不同炉排组件（或称单元）组成的倾斜往复阶梯式多级炉排。

每个标准炉排单元都有3种炉排形式：滑动炉排，翻动炉排，固定炉排。

焚烧炉由4个标准炉排单元和1个较长的未端燃烬炉排单元构成，炉排通过液压
装置驱动，每台炉配一套液压装置。

垃圾焚烧后的炉渣通过刮板捞渣机进入炉渣处理系统，从炉排泄漏的细灰经输送机返回垃圾池。

西格斯炉排系统有以下的特点：
a）它适应于宽范围热值变化的垃圾的燃烧，负荷变化范围为70%～110%；
b）采用垃圾输送和搅动/鼓风相互独立的垃圾集中燃烧系统，水平的垃圾输送与垂直的搅动/鼓风相互独立运动，使系统很容易根据垃圾成份变化做出相应调整，特别适合于低热值、高水分的中国垃圾；
c）垃圾的干燥、气化、燃烧、燃烬及冷却的一系列过程都发生在多级炉排上，为了实现各个过程的完美控制，整个炉子由长度不同的多个单元组成，并依次形成功能各不相同的三个区：干燥气化区——燃烧区——燃烬冷却区；
d）采用计算机数值模拟技术（CFD）模拟焚烧炉膛中的烟气流动状态、烟气温度、压力分布等，根据不同垃圾成分、热值、垃圾量以及其它条件采用CFD 优化其结构设计，无论垃圾量多少或热值高低，均能保证垃圾完全燃烬，且具有较大的垃圾处理能力、较高的连续产汽率及较低的废气生成量；
e）完善的供风系统，采用不同的送风机针对炉排各燃烧区段单独提供一次风，调节性能较好，燃烧空气采用水平供风方式而不是垂直供风，这使炉排缝隙的漏风率降到最低。

3）德国马丁公司SITY2000炉排
德国马丁公司SITY2000炉排为逆推炉排，炉排与炉排片均向下倾斜，整个炉排片无阶段落差，送气孔设在炉排片两侧，有自清作用。

可动炉排片与固定炉排片呈阶梯式纵向交互配置。

垃圾在炉排上靠重力向下滑落，底层垃圾受可动炉排片逆向运动的推力而涌向上层，达到翻搅作用。

垃圾在炉内分为三段燃烧：干燥段、燃烧段和燃烬段，各段的供应空气量和运行速度可以调节。

SITY2000炉排焚烧炉的主要特点：
a）单台焚烧炉垃圾处理量120～720t/h；
b）适合中国垃圾高水分、低热值的特点；
c）焚烧性能良好，灰渣未燃烬率～2%，烟气中飞灰含量<3g/m3；
d）运行过程燃烧参数稳定；
e）炉排空气冷却高效；
f）维护成本低，炉排有效寿命>10年。

4）德国诺尔（NOELL）炉排炉
诺尔顺推炉排炉的炉排区全部水平布置，并按台阶式分区，垃圾的干燥、着火、燃烧等在不同的区域完成，通过不同区域间的高度落差来打散垃圾，使中间的一些结团垃圾得到燃烧，但由于炉排顺列水平布置，垃圾处于相对的静止状态，不能充分搅拌均匀，燃烧效率低，较难实现规定的灰渣热灼减率指标。

5）日本田熊Takuma炉排炉
日本Takuma炉排是阶梯往复摇动式炉排，该公司还生产顺推炉排。

其摇动式炉排干燥、燃烧及后燃烧炉排均为倾斜床排，固定炉条及可动炉条以纵向交替排列。

可动炉条由炉条支架及连杆曲柄机构组成，由液压装置驱动。

各炉排的可动炉条水平前后移动，使垃圾因重力而滑落及剪断垃圾，经过落差使垃圾产生混合搅拌。

该炉排特点是：空气供应的分室化，可结合垃圾燃烧特点进行空气合理分配；炉条内藏喷嘴，不受垃圾厚度的影响均匀供应空气；炉条高耐久性及拆装简便；垃圾在炉排上搅拌性能好，使高负荷燃烧成为可能。

另外还有日立造船的顺推炉排（技术来源于瑞士冯诺）、日本JFE的顺推炉排（技术来源于丹麦伟伦）等，技术特点与诺尔、田熊等顺推炉排比较相似。

与其它类型炉排炉比较，西格斯炉排炉虽然是水平顺推炉排，但设计了翻动炉排，充分保证了垃圾的翻动，并且每级滑动炉排和翻动炉排均可根据实际垃圾特性和燃烧状况分别进行单独调节，用于处理我国高水分、低热值的垃圾燃烧非常有利；其炉膛形状、前后拱设计特别有利于垃圾的干燥、及时着火和燃尽。

该炉型经深圳盐田、南山和宝安垃圾焚烧发电厂、苏州、常熟等垃圾焚烧发电厂的运行实践，其适应性和技术成熟程度已完全能满足要求，并在江阴、常州、天津贯庄、苏州二期等新建项目得到工程运用。

目前西格斯炉排在国内采用进口炉排的垃圾焚烧发电工程项目上，已占据到了60%的市场份额。

另外，深圳市能源环保有限公司在引进、消化西格斯炉排炉技术的基础上，已将该炉型国产化，在深圳盐田垃圾发电厂已得到实际运用和检验，在武汉江北西部（新沟）垃圾焚烧发电厂已得到采用，不但对该炉型的工艺技术有了更深入的理解和掌握，而且使设备造价比进口炉型大幅度降低，备品备件及运行维护也更为方便了，因此，深圳
市能源环保有限公司运用该炉型更为“驾轻就熟”。