多角度分析比较国内市场上主流垃圾焚烧炉特点

多角度分析比较国内市场上主流垃圾焚烧炉特点摘要：为了新建垃圾焚烧发电厂焚烧炉设备选择的需要,及现有垃圾焚烧发电厂技术改造的需要,对市场上的主流垃圾焚烧炉进行深入研究,通过对炉排运动方式、炉排片间运动形式、炉排片制造工艺、炉排热应力释放形式、炉排横纵向布置方式、炉排片通风形式、炉膛形式、给料溜槽支撑方式、推料器形式、使垃圾在炉排上充分搅拌措施等方面的对比分析,得出不同项目情况下焚烧炉设备选型和技术改造的主要参考依。

引言

随着国内经济的飞速发展，垃圾产生量逐年增加，垃圾围城问题日益突出，深刻影响城市的发展，资源化无害化处理生活垃圾刻不容缓。机械炉排炉是目前处理生活垃圾的主流炉型，国外主要的焚烧炉技术有 MATIN、VONROLL、VONLUND、WINDMER+EMST、 DBA、FBE、 SEGHERS、 ALSTOM、JFE、STEIN-MULLER、TAKUMA 等。近些年来焚烧炉技术发展迅猛，引进吸收或自主研发焚烧炉产品，主要技术有光大环保、重庆三丰、上海康恒、杭州新世纪、天楹环保等。不同的焚烧炉技术迥异，本文从多角度分析不同类型的焚烧炉特点，以便在工程实践中选择最适合项目情况的技术。

1 国内市场上一些常见的焚烧炉

国内垃圾焚烧产业发展较晚，已运行垃圾焚烧炉电厂前期以欧洲和日本焚烧炉为主，随着国内该领域的蓬勃发展，引进技术或自主研发炉排炉产品比重逐渐加大，图1是国内市场上主要的焚烧炉。

上述焚烧炉产品中，光大顺推焚烧炉、康恒焚烧炉、三峰焚烧炉占据国内市场 80%左右的份额。3种产品适用范围广，从中国最北方的寒冷地区，到中国最南方的炎热地区，以及西部高海拔地区都有应用的业绩。光大逆推焚烧炉、新世纪焚烧炉、天楹焚烧炉在国内应用也较多，产品使用以国内东部地区为主。国内市场的这些焚烧炉产品以自主研发或引进国外技术消化吸收为主，基本上都已经实现了产品的国产化。其产品的设计充分考虑了中国高水分、高灰分、低热值的垃圾特性，更适合国内垃圾物料的焚烧。

除了上述焚烧炉产品外，国内还使用着为数众多的其他厂商焚烧炉，如丹麦韦伦、日本JFE、日本荏蒝、意大利英波基洛、德国马丁、三菱马丁、日立造船、德国诺尔、比利时西格斯、德国斯坦米勒、绿色动力、浙江伟明、深能源、无锡华光等焚烧炉，广泛应用于中国的各大垃圾焚烧发电厂。由于采购成本和市场开拓力度等原因，上述产品应用面较窄，仅在个别公司或项目上应用。

2 炉排运动方式

炉排运动方式主要有逆推方式和顺推方式。逆推式炉排片的移动方向与垃圾流动方向相反，在重力的作用下垃圾向炉排末端流动。顺推式炉排片的移动方向与垃圾流动方向相同，在机械推力的作用下垃圾向炉排末端流动。

逆推方式的主要优点是炉排片上方始终保持有一定厚度的炉渣，可以有效减少炉膛高温辐射对炉排片的影响，因而对炉排片品质要求低些。缺点是垃圾靠重力向下流动，垃圾向前运动速度无法精确控制。

顺推方式的主要优点是通过机械方式推动垃圾，可以较准确控制垃圾向前运动速度。缺点是活动炉排片容易直接暴露在炉膛的高温热辐射下，炉排片瞬时温度容易过高，因而对炉排片的品质要求较高。

2 种炉排运动方式示意见图2所示。

3 炉排片间运动形式

炉排片间运动形式主要有炉排片间直接接触摩擦（形式 A）、炉排片间不直接接触摩擦形式（形式B、形式 C），炉排片间运动形式特点如下：

1）形式 A：炉排片直接接触摩擦，结构简单紧凑，成本较低，但在长期运行中相接触的动静炉排片一定有一个炉排片被磨损，降低炉排片整体使用寿命。

2）形式 B：炉排片间不直接接触，活动炉排片与固定炉排片间通过刮板结构接触。该结构稍微复杂些，成本稍高，但在长期运行中避免了动炉排片与静炉排片直接接触，提高炉排片整体使用寿命。

3）形式 C：炉排片间不直接接触，炉排片固定在滑动架上，滑动架通过滑板倾斜向前上方运动。该结构较复杂，动静炉排片间漏渣量稍大，但避免动静炉排片的直接接触，提高炉排片整体使用寿命。

炉排片间运动形式示意见图3。

4 炉排片制造工艺

炉排片的制造工艺主要有砂模铸造、消失模铸造、金属模铸造、焊接制造等形式。砂模铸造成本低、工艺简单，但是产品品质较差，容易出现气孔、夹杂等缺陷,适合于小批量或对炉排片性能要求低的场所。消失模铸造成本适中，制造工艺要求较高，成型产品表面硬度高，耐磨性好[6]，但不适合结构过于复杂的炉排片。金属模铸造成本高，尺寸精度高，产品机械性能好，适合大批量生产和对炉排片性能要求高的场所。焊接制造主要用于生产水冷炉排片，水冷炉排片加工成本高，尺寸精度高，整形难度大，但超过一定热值的垃圾焚烧炉必须使用水冷炉排片。

5 炉排热应力释放形式

炉排热应力释放一般都是以炉排纵向中心线为死点，每单元向横向两侧或整体向横纵向两侧方向膨胀。主要有以单元设备中心为膨胀死点和以整个设备中心为死点，整体向横向和纵向两侧膨胀 2 种形式，其特点分别为：

1）形式 A：以单元设备中心为膨胀死点，每单元向横向两侧膨胀，可以有效释放每个单元横向的热应力，纵向方向以刚性结构吸收热应力，此种结构较适合横向大跨度多单元结构炉排。

2）形式 B：以整个设备中心为死点，整体向横向和纵向两侧膨胀，能够有效释放整体横向和纵向的热应力，但不同区域容易出现膨胀不平衡问题，此种结构较适合纵向多单元结构炉排。

2 种形式结构示意见图4。

6 炉排横纵向布置方式

炉排主要有横向和纵向布置 2 种形式。横向布置方式，无论多大规模，炉排单元总数皆一样，不同吨位的炉排设计，纵向长度尺寸不变，只改变每个单元横向尺寸大小。驱动油缸一般布置在左右两侧，温度低，易于检修。大吨位的炉排横向跨度很大，挠度大，对驱动轴要求较高，需要经过大量结构校核分析和试验验证。

纵向布置方式，随着规模的不同，炉排单元数量不一样，不同吨位的炉排设计，纵向长度尺寸不变，纵向单元总数按需要增加或减小。驱动油缸一般布置在炉排下面，温度高，检修空间较小。大吨位的炉排只需横向并排增加纵向单元数量即可，很容易实现。

2种形式布置示意见图5。