生活垃圾焚烧炉的选型与设计的研究(通用版)

生活垃圾焚烧炉的选型与设计的研究(通用版)

Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place.

( 安全管理 )

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编号：AQ-SN-0138

生活垃圾焚烧炉的选型与设计的研究(通

用版)

摘要：目前，我国生活垃圾主要的处理方式便是焚烧处理。对此，本文分析了垃圾焚烧炉的主要构成部分，并着重介绍了机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、旋转窑焚烧炉的机理与选型，以机械炉排焚烧炉为例，对其机械设计进行重点分析。

关键词：生活垃圾；焚烧炉；选型；设计

引言：随着人们生活水平的不断提升，生活垃圾的规模日渐庞大，如何有效处理生活垃圾已经成为一个重要课题。目前，生活垃圾主要用焚烧炉进行焚烧处理，为了提高垃圾处理效率，需要对焚烧炉进行科学选型与设计。本文将针对设备选型与机械设计的相关内容进行分析，力求为我国垃圾焚烧提供一些帮助。

1.垃圾焚烧炉简介

在垃圾焚烧系统中主要包括垃圾接收系统、储存系统、烟气处理系统、热能利用系统与飞灰收运系统，在各个子系统共同运行的情况下才能够完成对生活垃圾的有效处理。在设备运行中，各系统各司其职，如若任意一个系统发生了故障或者效率降低，则势必会影响到整个垃圾焚烧系统的正常运行与效率提升。在该系统中，垃圾接收与储存系统是垃圾进入与存储的地点；烟气处理系统主要负责处理焚烧中产生的烟气；热能利用系统负责将燃烧的能量转化为热能；飞灰收运系统负责对垃圾燃烧后的灰渣进行处理。对于不同类型的焚烧炉来说功效不一，因此在使用前需要慎重的选择与设计。

2.垃圾焚烧炉的运行机理与选型

对于不同垃圾来说，成分、热值等方面存在差异，焚烧炉作为垃圾处理的主要设备，在选择与设计时应充分考虑到焚烧时间、温度等，使垃圾得到充分燃烧，避免出现二恶英。目前，较为常用的焚烧炉有以下几种。

2.1机械炉排焚烧炉

此类焚烧炉主要由炉排、进料斗、炉膛、配风机构、炉排传机

构等构成。垃圾从进料口进入后，在炉排上燃烧，再经过冷却、干燥处理后，将灰渣排出炉外，设备通过机械运动方式使料层不断松动，使空气从炉底部进入，与垃圾充分接触，达到最佳燃烧效果。按照机械运动方式不同，可将焚烧炉划分为以下类型，即滚动炉排、脉冲抛动炉排、往复推动炉排等，目前使用频率较多的是滚动与往复推动炉排。

在设备选型上，从当前焚烧炉应用现状来看，机械炉排焚烧炉得到了广泛应用，市场份额大于80%，究其原因，该类型焚烧炉的应用时间较长，在技术与体系上较为成熟完善，具有较强的可靠性，使用起来方便快捷。同时，该类型焚烧炉以层状燃烧，对垃圾的适应度较高，充分符合焚烧炉的相关要求，能够将热值较低、水分较高的垃圾充分处理。但是，在选型时也要注意此类焚烧炉在使用中存在的不足。该设备内部结构较为复杂，液压作动机构较多，经过长期运行后很可能出现炉排卡顿问题，从而影响了设备的使用效率。对此，需要相关人员定期进行维护与保养，以此延长其使用寿命[1]。

2.2流化床焚烧炉

此类焚烧炉包括分选机、进料口、流化床、破碎机等部分，炉内利用石英砂为热载体，垃圾在流化床中进行焚烧，在焚烧之前通过喷油方式对石英砂进行加热，使其温度超过600℃，这时利用破碎机对垃圾进行粉碎处理，使其粒度在5cm以内，然后将其投入到炉中，当石英砂与垃圾充分混合后，开始快速燃烧。

在设备选型上，这种焚烧炉在市场中的应用频率较低，因为该设备的垃圾处理量较少，且对垃圾的要求较高。在使用该设备之前，需要将垃圾送入破碎机中进行粉碎处理，由于破碎机械系统的复杂度较高，进而阻碍了该设备的广泛应用。另外，在垃圾处理中，对设备的磨损度较高，在运行时消耗的能源较大，当处理热值较低的垃圾时需要加入大量煤炭辅助处理，由于处理工序复杂、难度大，使流化床焚烧炉的应用范围较为狭窄，市场份额自然较低。

2.3旋转窑焚烧炉

此类设备主要构成围进料口、冷却水管、钢制旋转筒、排渣装置等，在圆筒的内部放置耐火涂料，筒体以轴线方向微微倾斜。在垃圾处理过程中，垃圾从上方进料口进入，筒体缓慢的旋转，使垃

圾在筒中不断翻滚后移，逐渐燃烧、冷却、干燥后，从排渣装置中将渣灰排出。在设备选型上，此种焚烧炉主要适用于工业固体垃圾焚烧，由于该设备的处理工序与环节具有一定的特殊性，在燃烧时容易失控，对热值较低的垃圾进行处理时燃烧难度较大[2]。

3.生活垃圾焚烧炉的机械设计

本文以上文中介绍的机械炉排炉为例，对该设备的设计进行分析。该设备主要包括进料斗、炉膛、炉排、液压连杆机构等部分，只有各个分支机构能够科学的设计，才可确保整个炉体顺畅运行，本文将对该设备中主要的结构设计进行分析。

3.1进料斗设计

在该焚烧炉中进料斗的储存量应在0.5—1h范围内，在尺寸设计上应在抓斗全部张开的基础上，增加1.0m进行计算；在倾斜角的设计上，侧壁倾角应超过45°，内壁保持光滑整洁；采用普通碳钢作为挡板门、进料口的主材料即可，在厚度上应超过12mm；进料斗可通过超声波、红外线、微波等料位检测器对料位的实际情况进行检测。

3.2炉膛的设计

对于垃圾焚烧炉来说，炉膛的设计主要包括体积、高度、单台规模、喷射装置等方面。炉膛体积是指从炉膛的上方到高温烟气降温截面间的全部体积。在设计中，应以垃圾处理能力、炉内热负荷为依据，炉膛的体积大，垃圾处理能力自然也随之增加。在热负荷燃烧是指单位体积、时间内的热容量，是衡量炉膛体积的重要标准，通常设置为33.50×104KJ/m3h—83.73×104KJ/m3h；在高度设计上，应确保烟气自然流速状态下，烟气的温度能够达到850℃，烟气在炉内的停留时间超过2s；为了提高高温烟气流动的稳定性，在炉膛设计中还应设置可以更改截面的喉部；对于单台焚烧炉来说，处理规模应超过400t/d，并重视炉膛冷却的问题；在炉体的前方设计观察孔与喷射装置，观察孔的作用是对炉内的运行情况进行观察和分析，而喷射装置是在必要的情况下，将各类添加剂喷入其中，如尿素等，使NOX的排放量被大大削减。

3.3炉排的设计

在垃圾焚烧炉中，炉排是该设备的重要部分，设计的科学性将