垃圾焚烧发电机械常见炉排炉类型浅析

垃圾焚烧发电机械常见炉排炉类型浅析
发布时间：2021-04-06T10:42:10.813Z 来源：《建筑科技》2020年9月下作者：王雄
[导读] 垃圾焚烧炉的炉排是垃圾焚烧炉最为核心的部分，其对整个焚烧工艺、工作效果以及经济效益等都有十分重要的影响。

以机械式炉排炉为例，运用垃圾焚烧系统的专业知识，结合在不同类型垃圾焚烧发电厂的工作经验，对垃圾焚烧发电项目在建设过程中碰到问题加以分析及总结。

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摘要：垃圾焚烧炉的炉排是垃圾焚烧炉最为核心的部分，其对整个焚烧工艺、工作效果以及经济效益等都有十分重要的影响。

以机械式炉排炉为例，运用垃圾焚烧系统的专业知识，结合在不同类型垃圾焚烧发电厂的工作经验，对垃圾焚烧发电项目在建设过程中碰到问题加以分析及总结。

关键词：垃圾焚烧；炉排；产品开发；质量
引言
“垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其他炉型的焚烧炉”，因此机械炉排是目前国内垃圾发电广泛应用的一种炉型。

对于以马丁式炉排为典型的逆推式炉排及以瑞士冯诺技术为典型的顺推式炉排，由于每列炉排的运动靠一支液压缸驱动，其可动炉排片的速度相同，因而机械结构简单，液压缸和运动部件数量较少。

SITY2000逆推式炉排和绿动力多驱动逆推式炉排，主要结构型式以列为模块，其结构也较为简单，因此对其实现大型化的难度较低，单台规模可以达到1000t级以上。

而西格斯技术路线的炉排具有独立的运行翻转炉排片，其结构要比单纯的逆推式或顺推式炉排复杂很多，实现大型化所面对的困难更多、难度更大。

1.焚烧方式及炉型种类
目前国外普遍流行的焚烧方式主要有3种形式：层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。

用于垃圾焚烧处理的常见焚烧炉型有：机械炉排焚烧炉、气化热解焚烧炉、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉等。

经过多年的实践证明，机械式炉排炉较好地适应了我国低热值、高水分和未分拣的城市生活垃圾现状，因而机械炉排炉型也得到国家相关政策的提倡和鼓励。

2.垃圾焚烧炉排的特点
当前，机械炉排焚烧炉有很多样式，应用较为广泛的有逆推型炉排、顺推型炉排、滚筒型炉排等，这些形式的炉排焚烧炉都是进行往复性的作业，通过机械运作对垃圾进行翻滚和移动。

国内外应用较为普遍的机械炉排技术有日立造船炉排炉技术、马丁炉排炉技术等，这些国外技术具有不同的特征。

影响垃圾焚烧的因素，除了炉排的不同形式，还和垃圾在炉内的停留时间的长短、炉温以及预处理等因素有关，尤其是垃圾炉内停留时间是最重要的因素，只有合理控制垃圾在炉内的停留时间，才能更好地控制烟气在炉内的停留时间，抑制二次污染物的产生。

3.设计开发
为达到设计要求，需制订给料炉排（器）、焚烧炉排、给料漏斗、水冷溜槽、炉排漏灰斗、吊装工具、焚烧炉钢结构支撑系统、液压系统等设备的设计方案。

因垃圾发电站系统中除了有炉排系统外，还有余热利用系统、烟气净化系统、公共系统等，炉排系统与相关系统具有较多的交叉接口，为避免出现炉排系统的设计及安装问题，通常需要与接口单位确认。

而为了使得炉排系统的产品适用性强，解决大型化热膨胀等问题，就需要对相关设备进行设计创新。

3.1给料炉排（器）设计创新
为解决给料器走偏、卡住和脱落等问题，确定对如下内容进行设计创新：a)改变给料器支撑轨和支撑轮型式。

一台小车的一侧是V形支撑轨和V形支撑轮，另一侧是平面支撑轨和支撑轮，通过V形支撑轨和支撑轮的定位，进一步确保移动架行走的定位准确，防止出现走偏、卡塞的现象。

b)每个移动架均新设计有压轨轮和特殊的压轨轨道，防止移动架推送垃圾时出现尾部翘起、头部啃咬接料平台的现象，避免移动架卡住等故障发生。

c)改进下部给料炉排片的刮板，增强固定该刮板的支撑，克服运行中因该刮板容易脱落而导致的卡死移动架或者炉排片脱落问题。

3.2焚烧炉排设计创新
为改善焚烧炉排底部辊轮润滑效果，解决支撑杆断裂、释放焚烧炉排膨胀应力等问题，确定对如下内容进行设计创新：a)辊轮润滑方面。

焚烧炉排底部一般需要通入一次风以便助燃，温度达到180℃以上，底部运动件油脂在通往加油点的较长油管中固化，造成油管堵塞加不进油的问题。

为解决该问题，设计了一种无需加油且可自润滑轴承的辊轮，通过改进设计，可以减少炉排维护及维修的工作量，减少运动件的故障点。

b)翻动驱动轴中部支撑方面。

原翻动炉排驱动轴的中部支撑结构由用于驱动轴旋转中心定心的连杆和位于驱动轴中间段下部的支撑辊轮共同组成。

由于炉排结构尺寸大、受驱动轴自重挠度的影响以及炉排自身结构的特点，用这种方式寻找定心的基准在实际制造及现场维修时难以找到，容易造成定心不准的问题。

这种问题会造成定心连杆容易发生断裂，而连杆断裂后，驱动轴中部的支撑就缺少了水平方向的约束，造成驱动轴的挠度增大，缩短该驱动大轴的寿命。

连杆断裂后还容易造成炉排内部运动构件的卡塞，进而造成停炉事故。

通过设计双托辊组，以及通过该双托辊组与驱动轴中间段的圆弧面自定心，代替原连杆定心结构，便于在制造及维修期间进行调整，结构可靠。

c)炉排系统热应力释放方面。

为适应大的炉排热应力，通过在炉排单元的下部增加一种滑动装置，释放炉排内部受热产生的热应力，解决因焚烧炉排规格的扩大而引起的钢结构尺寸方面的约束问题，并且可降低炉排自身的热应力水平，减少启停炉对炉排自身使用寿命方面的不利影响。

在设计开发中，针对进口零部件，选择以国内成熟的标通件代替，例如油缸摇臂、平移驱动大轴以及翻动驱动大轴连接用的胀套采用国家标准产品等。

通过国内制造供货并严格规范产品质量标准，大幅降低炉排系统的造价。

3.3液压系统设计创新
液压系统性能的提高，可以通过优化设计来实现，具体包括：a)将炉排阀站的电源独立开，直接在炉排阀站电控柜中设立一个独立的电源，避免供电电源的线路损失对炉排阀站造成影响。

b)简化泵站的电控柜。

将泵站现有的保护控制功能改为由DCS（集散控制）系统进行控制，便于设备的检查、维护和人员的操作。

c)增强蓄能器系统的能力，减少液压油路压力的波动。

4.排炉在设备监造和安装中的注意事项
4.1国产设备的监造
假如确定选用国产炉排设备的垃圾焚烧炉型和配套的余热锅炉以后，设备的制造便极为重要。

有些生产制造厂家为了赶进度或者因某些协作加工单位的员工责任心不强，制造出来的产品往往和图纸误差较大，因此在签订技术协议时应做到细致严谨，在设备的监造、验收、安装过程中应严格把关，按焚烧炉设备厂家的设计图要求进行监造，把误差控制在允许的范围内，例如炉排片、炉排梁、水冷壁、过热器等关键设备的加工。

4.2设备安装
施工单位丰富的施工经验和较高的管理水平是施工质量的重要保证。

有些安装单位由于多个工程同时施工，造成专业技术人员紧缺，为了降低成本，大量招收了临时工，在没有经过正规培训的情况下，为了赶工期匆忙上阵，出现安装质量下降或未严格按照图纸施工、把关不严等现象，这些都需要业主和监理单位实施有效的监督，严格执行国家有关规定和标准（如最近颁布的《锅炉安装工程施工及验收规范》等），制定严格的奖惩措施，对安装过程中存在的施工质量问题、安全隐患现象及时发现、及时予以制止，确保设备能够按期保质保量的完工。

结语
垃圾焚烧炉在生产运行时不可避免地会产生诸多问题，但针对这些问题，有很多解决方法，随着人们解决问题能力的提高和操作技能的提升，可以有效保证垃圾焚烧炉运行的稳定性和安全性，实现资源的合理利用，减少对环境的二次污染，对人类环境实现持续发展有积极的作用和意义。

参考文献
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