生活垃圾机械炉排优化创新设计研究

李天准

广州环投技术设备有限公司  广州  510100

摘要：“垃圾围城”问题日益凸显，在环保节约的基础上，让垃圾减少并达到合理化的运用，焚烧垃圾发电可以说是理想的处理方法。那么如何保障焚烧处理设备的稳定运行，则成为生态文明建设的重要命题。本文围绕机械炉排焚烧炉核心设备作出优化创新，主要内容为设计垃圾预处理装置、生活垃圾推料器及一体化新型炉排片。

关键词：生活垃圾；机械炉排优；创新设计

1 垃圾预处理装置

在我国的垃圾焚烧发电领域，垃圾焚烧炉推料平台上的渗滤液问题是普遍存在的一个问题。垃圾的成分比较复杂，其产生的渗滤液表现为粘稠状、强恶臭的流体，进而推料平台上推料器的运行环境比较恶劣。在解决推料平台上的垃圾渗滤液时，还要考虑推料器的卡涩问题。推料平台倾斜布置可以减小推料器的出力和推料阻力，从而降低推料器卡涩的几率。虽然一定程度的解决了推料器的卡涩问题，但不可避免的出现了新的难点，在倾斜度上，也容易将垃圾所残留的水分流入到炉膛内部，从而降低炉膛燃烧垃圾的热值，同时渗滤液也会腐蚀炉排，造成锅炉负荷不稳定。推料平台上实际垃圾预处理装置是用来解决垃圾在推料平台上处理效果差，渗滤液残留多造成焚烧炉设备腐蚀故障的问题。

1.1 技术原理

减少推料平台上的垃圾渗滤液流入炉膛，减小渗滤液对一级炉排和其它设备的腐蚀损坏，我们设计了一套推料平台上垃圾渗滤液的预处理装置。该设计通过两个方面来解决推料平台上的垃圾渗滤液问题。一方面，利用尾部热烟气对推料平台上的垃圾进行预热干燥，使推料平台上的部分渗滤液在进入炉膛之前蒸发掉；另一方面，对推料平台上未完全蒸发掉的部分渗滤液，在推料平台的末端进行集中收集处理，从而减少渗滤液流入炉膛。

1.2 创新要点

（1）热风管及热风联箱构成的热风预热干燥系统，安置于推料平台的内部，在垃圾经过途中进行作业，提前对垃圾进行一定程度的烘干，使垃圾中残留的水分达到有效的蒸发，减少垃圾的水分程度，这样不仅为接下来的焚烧过程大大减少了麻烦，让垃圾更容易焚烧，并且热度不会降低，大大提高了焚烧时的稳定性，同样的垃圾水分减少，就不存在渗滤液入炉膛所带来的一系列弊端了。

（2）热风管的使用相当于在推料平台内加入了一台大功率吹风的空调，在内部源源不断的将热风送至平台内，风向由前往后吹入，而垃圾则由后往前驶入，这样热风与垃圾的流向达到逆流效果，使垃圾得到充分的烘干，并且垃圾平台的表面也会一直处于干燥高温，一定程度上再次加热垃圾，得到了二次烘干，更大程度的防止了垃圾中残留的水分带来的不良影响与麻烦，并且热风管结构简单，不需要在内部额外再进行开孔之类的操作，也避免了风进入到炉膛影响工作。

（3）在对于炉膛和冷水槽的问题上，也得到了解决，我们拉长了推料系统的结构呈现两级构造，这样双方工作都不会受到影响，避免了炉膛的高温导致的冷水槽的卡机。当然，推料系统的两级构造也大大加长了垃圾的烘焙时间，同样的减少了垃圾中残留的水分问题，使垃圾更容易焚烧，这也是潜在的一大好处。

（4）热风管中的热烟气持续高温，也会带来一定的危险，比如导致推料平台上的垃圾过热自燃或者推料小车受到热度影响发生故障，这也是需要考虑的问题，所以，为防止问题的出现，推料平台内部又安装了遮焰板来防止温度过高导致的问题，同样考虑到了遮焰板的灵活性，不会妨碍到推料的进度。

（5）在清洁处理上，也考虑到推料小车上可能会有残留的垃圾需要处理，所以在第一级推料系统处安排上了刮刀，这样可以有效处理小车上残留的垃圾，防止堵塞。

（6）在小车的稳定性上，安排了导向轮，前后导向轮固定小车的方向，这样即使车内的垃圾不均衡，也可以保证小车的稳定性。

（7）推料平台前部上表面的凹面结构，以及凹面处开设的导流孔和导流孔下部配套的导流管与渗滤液收集联箱，很好的实现了推料平台上垃圾渗滤液的收集，同样可以减少垃圾残留水分对炉膛的伤害，以及对燃烧稳定性的不良影响。此外通过压缩空气的喷吹清理作用，有效避免了运行中推料平台上的垃圾堵塞导流孔，使渗滤液收集系统可以顺畅连续稳定的工作。

2 生活垃圾推料器

国内国外在垃圾分类上有着很大的不同，所以国外的垃圾处理器对于本国国情来说并不是理想化的选择，尤其是在对垃圾水分上的考虑上，还要做出优化，才能投入到使用中。

2.1 技术原理

当垃圾通过进料斜槽进入后，通过油缸推动推料小车压缩并进给垃圾。垃圾的渗滤液通过耐磨板的导流槽和平台上设置的导流孔流进渗滤液收集斗。结构合理，简单实用，使垃圾的渗滤液能更多地在垃圾进入炉排前排出，提高了燃烧效率。

2.2创新性

生活垃圾推料器，考虑到垃圾水分含量过高，即使经过处理，也会有残留的水分进入到炉排内部，导致炉排内的燃烧率降低，同样降低垃圾的处理量，所以在推料过程中安排了导流孔，将残余水分从导流孔中引出，这样大大提高了垃圾的干燥程度，提高了燃烧率。

3 一体化新型炉排片

直接引进的国外进口炉排片（下称原炉排片）基于欧洲城市生活垃圾热值高水分低等特性，在适应国内垃圾特性方面存在不足。我国现在虽进行垃圾分类，但垃圾分类的意识还未普遍，所以导致垃圾常常是杂乱无章，难处理。实际运行中，原炉排片间的间隙很快堵塞，无法通风，实际上仅靠炉排单元间的间隙通风，而炉排单元间的间隙大小且不均匀，造成了炉床配风不均，影响燃烧。不均匀的配风易造成炉内温度场分布不均，存在局部温度过高现象，当过高温度的火焰携带达到（或超过）熔点温度的灰吹向炉墙时会粘在墙上造成结焦。

为了解决原排片所存在的问题，第一就是炉排的漏风漏渣问题，一定程度上影响着垃圾的处理速度，降低了燃烧率。第二就是风不均匀，容易结焦，产生有害气体，也造成了一定的危险性，加大了对炉排的维修程度，提高了开支。为了保证垃圾焚烧炉运行稳定性，设计一体化新型炉排片。

3.1 技术原理

在垃圾处理速度上，炉排片的结构构造起着决定性的作用，炉排面的通风截面面积的大小决定了通风的风量与速度，风量速度的不同也决定了燃烧速度的快慢。要使得通风孔的风速提高，则需要使通风截面面积减小，这样风流量就会大大加强，防止通风口的堵塞，使风速流速自然提高了炉排内的通畅度。同样的改变通风截面的形状也可以达到改善风速风量的效果，使炉内温度场均匀，提高焚烧炉运行稳定性。

3.2 创新要点

新型炉排片由原来的分散式结构设计改成一体化设计，新型炉排片的通风口改为锥型紧缩的通风口，通风口的面积也缩小至原来的将近十倍，这样大大加大了风流速度，防止了通风口的阻塞，是风速流速加大自然提高了绿牌内的通畅度，有利于增大一次通风量，降低炉排片通风孔堵塞概率，增加气体流场扰动，并可降低炉排自身温度，改善工作条件。

同样的新型炉排片减少了炉排片的负荷，将原来的十片组变为了一片组，并且重量也大大的减少，这样对于新型炉排片的承载也得到改善，机械负荷能力保持稳定。

（1）之前的炉排片考虑到通风的均匀性，通风口一般设计的都比较的大，相当于现在的6到7倍，但是因为通风口过大，通风速度反而下降，不利于风穿透垃圾层。

（2）新型的炉排片通风口，缩小至最佳，使得通风量达到最大，大大的加强了风速，足以穿透一定厚度的垃圾，也使得垃圾水分的蒸发得到了提高，有利于燃烧的助燃性，并且风口集中在炉排片的前部，对下一级的炉排也有推动的作用，提高了燃烧率。

4结语

通过设计预处理装置、生活垃圾推料器，可以有效解决推料平台上渗滤液流入炉膛，从而减少渗滤液对一级炉排和其他设备的腐蚀，提高炉排的燃烧效率，保证锅炉负荷稳定和长时间连续运行。通过设计一体化新型炉排片，有利于提高炉排整体的燃烧效率，既增大了通风速度、减少漏渣、减少风孔堵塞，又能保证机械结构和机械性能稳定，满足垃圾处理能力设计要求； 通过轻量化设计，整体上减小了焚烧炉炉排片的重量，节约了材料和铸造成本，此外，每组炉排单元只布置单片炉排片，降低制造成本，便于安装检修更换。