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；