CN102734806B - 一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法 - Google Patents

一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法,所述炉排炉包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统,所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元,所述每个单元由若干个水冷炉排片组成,所述焚烧炉排每排炉排片沿横向由一根轴驱动,并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑。本发明所述方法使炉排片温度更加均匀,设置水冷管后其适用性更加广泛,而且炉排片的控制、温度及供风系统的控制更加准确,进一步提高燃烧率。

Description

一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及焚烧炉领域,具体地,本发明涉及一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法。
背景技术
[0002] 垃圾焚烧是实现垃圾减量化、无害化和资源化处理的主要途径之一。目前垃圾焚烧已逐渐成为垃圾处理的主要途径,垃圾经过现代化的焚烧处理,体积一般可减少80%-90%,同时可以消灭各种病原体,将有害物质转化为无害物,还可以实现资源化的利用。由于垃圾的种类不同,可以将其分为生活垃圾、高热值生活垃圾、工业垃圾以及医疗垃圾等几种,对垃圾进行焚烧过程中因为每种垃圾的含水量以及焚烧后产生的热值不同,往往需要不同的焚烧炉进行处理,针对高热值生活垃圾、工业垃圾以及医疗垃圾通常选用水冷振动炉排的焚烧炉进行处理。此外,采用水冷振动炉排的焚烧炉还包括生物质燃烧炉,面对能源日益短缺的现状,其对生物质能源的开发和利用具有重要的意义。
[0003] 现有技术中所采用的包含水冷振动炉排的焚烧炉的结构通常如图1所示,主要由水冷振动炉排1、振动电机6、挠性冷却管和水冷壁等组成,其中,所述的水冷振动炉排I通过一定的支撑装置斜置于底座上,其倾斜程度可以根据需要调节,并由振动电机6进行驱动,水冷振动炉排通过前挠性连接管4与前水冷壁联箱或冷却水出口 2联通,水冷振动炉排通过后挠性连接管5与后水冷壁联箱或冷却水出口 3联通,并形成冷却水的循环,在焚烧过程中通过冷却水的蒸发带走一部分热量,以避免炉排温度过高,造成炉排的损耗,同时保证炉渣的正常排出,使燃料能够充分高效的燃烧。所述炉排中炉排片9和水冷管10的具体设置如图2所示,所述的炉排片之间设有一定的间隔,水冷管10设置于所述炉排片9的间隔中,通过进水接管8和出水接管7通入冷却水对炉排片进行降温。
[0004] 现有水冷振动炉排虽然很好的解决了燃烧过程中炉排过热的问题,但是由于正常工作时水冷振动炉排处于振动状态,而锅炉两端的水冷壁固定不动,炉排和两侧的水冷壁之间必须设有间隙,同时由于水冷管的设置,炉排之间也形成了间隙,所述间隙过大时会造成从炉排面两侧的漏风量过大,出现不合理的风量分布,造成炉排面上的燃料不能正常燃烧,引起燃烧热损失,此外,大量从所述的间隙漏入的无组织送风会增加排烟热损失,增加鼓风机的电耗,降低锅炉效率。
[0005] 针对低热值的垃圾进行处理时,可以选用多种往复炉排,图3所示的垃圾焚烧炉就为其中的一种,所述垃圾焚烧炉包括进料口 21、给料炉排22、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的炉排23、位于焚烧炉排下部的一次风供风系统24、位于炉喉部的二次风供风系统25以及排渣口 26。焚烧炉排整体构成用于焚烧垃圾的炉床,所述炉床沿纵向分为干燥段、燃烧段和燃尽段,焚烧炉排整体沿纵向分为3个单元,每一焚烧单元由多个滑动炉排片、翻动炉排片和固定炉排片组成。垃圾从进料口倒入所述垃圾焚烧炉,通过给料炉排的往复推动作用所述垃圾进入所述焚烧炉内的炉床上进行焚烧,在所述干燥段所述垃圾被烘干、脱水,所述垃圾主要在所述燃烧段进行燃烧,经过燃尽段的垃圾已经燃烧殆尽,之后剩余的炉渣进入排渣口,由排渣口排出炉外。其中所述一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入,用于燃烧所述垃圾,所述二次风从所述垃圾焚烧炉的炉喉部送入,用于将燃烧后烟气中的可燃气体燃尽。同时为了实现更高的垃圾燃尽率,可以将炉排沿纵向增加为5个单元,如图5所示所述炉排包括多个往复单元11-15 (分别为第一到第五单元),虽然所述炉排对生活垃圾焚烧具有良好而效果,但是仍存在一下问题:
[0006] I)这些炉排的炉排片均不具备水冷功能,因此在焚烧高热值垃圾、生物质燃料、工业垃圾以及医疗垃圾时会由于温度过高引起炉排的过度损耗,同时还会造成由于温度过高引起灰渣在炉排面上熔化,堵塞炉排面的风口,不利于燃料的燃尽也不利于排渣,而且更容易烧坏炉排。
[0007] 2)由于上述炉排整体上为纵向布置,在宽度方向由4列炉排单元并列组成,所述炉排横向分四段驱动,每个单元由一组油缸控制,这就造成在上述炉排中间部位留有液压驱动装置的空间,而炉排本身结构比较紧凑,这个中间的空间较小,造成了这个部位由炉膛内传递出的热量积聚,温度升高,根据运行经验,基本上该处温度在100°C以上,而现有焚烧炉排液压驱动装置的油管多采用管接头连接结构,在炉排中部两段驱动轴相接处的过高温度会导致上述焚烧炉排油缸密封圈老化,经常性漏油,甚至由此引起火灾,运行上困难较大。
[0008] 3)在已有的垃圾焚烧炉炉排片的运行方式中,多是根据运行人员的观察和经验对其进行控制,这种控制方法跟运行人员的经验密切相关,而且受主观因素的影响比较大,通过这种方式难以达到较好的焚烧效果。
[0009] 4)炉排一次风的冷却效果较差,现有的供风系统和炉排的动作多是根据运行人员的经验进行的手动调节,受主观因素和运行人员的经验影向较大且不能及时的根据垃圾热值的变化而进行调整,导致垃圾的燃烧效果较差,出生渣率偏高。
[0010] 5)给料炉排及滑动炉排的速度、行程和频率是通过料层压差来控制,由于燃料成分、热值等都有较大波动,因而该控制方法不利于垃圾燃尽。
[0011] 6)现有技术中的给料系统仅包含破碎机和螺旋输送机、皮带输送机,使得现有给料系统可靠性较差,故障率较高,一旦破碎机或输送机发生故障,则需要停炉维修,从而导致停炉的次数增加,生产的连续性降低,直接影响了使用炉排炉的经济效益。
[0012] 因此,一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法,以解决现有焚烧炉中存在的各种不足。
发明内容
[0013] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉及其控制方法,所述炉排炉能够适用于生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾和医疗垃圾,以改善现有焚烧炉没有水冷设备的问题,实现对炉排片的冷却,降低炉排片的损耗,同时解决目前炉排炉运行过程中存在的其他问题。
[0014] 本发明提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉,所述炉排炉包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统,所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元,所述每个单元由若干个水冷炉排片组成,所述焚烧炉排每排炉排片沿横向由一根轴驱动,并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑。
[0015] 作为优选,所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件。
[0016] 作为优选,所述焚烧炉排两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置至少一个中间支撑件。
[0017] 作为优选,所述五个单元中每个单元均由3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成。
[0018] 作为优选,所述固定炉排片和滑动炉排片均设置有弹性耐磨刮板。
[0019] 作为优选,对于所述每一单元的每排固定炉排片,自左侧第三个炉排片起,每隔4个炉排片设置一个热电偶。
[0020] 作为优选,所述炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构。
[0021] 作为优选,所述水冷炉排片上设置有水冷管,用于对所述的炉排片进行冷却。
[0022] 作为优选,所述水冷炉排片上设有安装轴孔,所述水冷管靠近所述安装轴孔的一端设有冷却水出水口,远离所述安装轴孔的一端设有冷却水进水口,所述进水口和出水口均与冷却循环水相连。
[0023] 作为优选,所述的冷却循环水通过联箱供给。
[0024] 作为优选,所述炉排炉还包括一给料系统,所述给料系统包括给料料斗、破碎系统、一料仓池以及一可移动的抓斗,所述破碎系统与所述料仓池的一侧相连,所述给料料斗位于与所述破碎系统相对的所述料仓池的另一侧,并与所述炉排炉的进料口相连,所述可移动的抓斗设置在所述料仓池以及所述给料料斗的顶部,用于抓取物料并输送到给料料斗。
[0025] 作为优选,所述给料系统还包括与所述料仓池相连的直接进料通道。
[0026] 作为优选,所述抓斗为液压抓斗,其通过液压油缸驱动实现物料的抓取、卸出。
[0027] 作为优选,所述料仓池顶部设有所述抓斗的移动轨道,其通过液压油缸驱动实现所述抓斗在所述轨道上的移动。
[0028] 作为优选,所述给料料斗通过支撑件固定于与所述破碎系统相对的所述料仓池的另一侧的中部以上。
[0029] 作为优选,所述破碎系统包括至少一组输送皮带和破碎机。
[0030] 作为优选,所述破碎系统包括两组输送皮带和破碎机。
[0031] 本发明还提供了一种上述的炉排炉的控制方法,包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中所述炉排片的控制方法包括,根据火床长度和/或末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤。
[0032] 作为优选,所述根据火床长度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括:
[0033] 设定标准火床长度为L。;
[0034] 测量实际火床长度为L ;
[0035] 计算火床长度差值Δ L= I L-L0 | ;
[0036]调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使Δ L最小。
[0037] 作为优选,所述根据末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括:
[0038] 设定末端固定炉排片标准温度为1\°;
[0039] 测量末端固定炉排片实际温度为T1;
[0040] 计算末端固定炉排片温度差值AT1= I T1-T10 I ;
[0041]调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使Δ T1最小。
[0042] 作为优选,所述末端固定炉排片温度的测量是通过设定在所述末端固定炉排片上的多个热电偶来实现的。
[0043] 作为优选,所述末端固定炉排片实际温度1\为所述末端固定炉排片处多个测温点的平均值。
[0044] 本发明还提供了一种上述的炉排炉的控制方法,所述方法包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中,所述供风系统的控制方法包括根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤。
[0045] 作为优选,所述根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤包括:
[0046] 设定燃烧室出口标准烟气温度为T3°;
[0047] 测量燃烧室出口实际烟气温度T3;
[0048] 计算燃烧室出口烟气温度差值Δ T3= I T3-T30 I ;
[0049] 调整一次风量和一次风温的至少一项以使Δ T3最小。
[0050] 作为优选,所述燃烧室出口实际烟气温度T 3为所述燃烧室出口处多个测温点的平均值。
[0051] 本发明还提供了一种上述的炉排炉的控制方法,
[0052] 所述方法包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中,所述供风系统的控制方法包括根据炉膛出口烟气温度和/或炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤。
[0053] 作为优选,所述根据炉膛出口烟气温度调整二次风量的步骤包括:
[0054] 设定炉膛出口标准烟气温度为Τ4°;
[0055] 测量炉膛出口实际烟气温度T4;
[0056] 计算炉膛出口烟气温度差值AT4= I T4-T40 I ;
[0057] 调整二次风量以使ΔΤ4最小。
[0058] 作为优选,所述炉膛出口实际烟气温度Τ4为所述炉膛出口处多个测温点的平均值。
[0059] 作为优选,所述根据炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤包括:
[0060] 设定炉膛出口烟气标准氧含量为Otl;
[0061] 测量炉膛出口烟气实际氧含量O ;
[0062] 计算炉膛出口烟气氧含量差值Δ O= I O-O0 I ;
[0063] 调整二次风量以使ΔΟ最小。
[0064] 作为优选,所述炉膛出口烟气实际氧含量O为所述炉膛出口处多个检测点的平均值。
[0065] 本发明解决了上述炉排垃圾焚烧炉存在的技术问题,提供一种合理的供风和炉排控制方案,使得采用本炉排炉及控制方案的燃料燃烧发电厂高效、稳定的运行。本发明具有以下优点:
[0066] 1、因为炉排整体沿纵向(生活垃圾的在焚烧炉内的前进方向)分为五个单元,为垃圾的干燥、燃烧和燃尽提供了足够的空间和时间,能够显著改善垃圾的燃烧状况,提高垃圾的燃尽率;每排炉排片横向由一根轴进行驱动并且在两侧和中间位置进行至少三点支撑可以控制液压系统潜在漏油点和驱动轴、炉排的变形,从而使运行更为稳定、可靠同时改善燃烧效果;驱动炉排片的液压油管路采用焊接油管路,这样的设计可以避免由于温度过高,焚烧炉排油缸密封圈老化,经常性漏油,由此引起火灾的可能性,由于炉排整体为模块化结构,安装速度快、精度高。
[0067] 2、因为燃烧室出口烟气温度反应了炉排上垃圾的燃烧状况,如果烟气温度较高说明炉排上面的垃圾燃烧状况较好,否则燃烧状况不佳,因此根据燃烧室出口烟气温度对一次风进行调整能够改善炉排上垃圾的燃烧状况。根据炉膛出口烟气含量和氧含量对二次风进行调整能够显著改善挥发分的燃烧状况,减小CO等污染物的排放。
[0068] 3、因为火床长度和高度反应了垃圾焚烧炉内生活垃圾的燃烧状况,因此根据火床长度和高度对炉排进行控制能使焚烧炉的垃圾始终处于很好的燃烧状况;此外炉排片的温度也反应了垃圾焚烧炉内垃圾的燃烧状况,因此根据炉排片的温度对给料炉排、滑动炉排进行调整,也能够使炉内的生活垃圾始终处于很好的燃烧状况。
[0069] 4、本发明中所述炉排片通过水冷管进行冷却,能够降低炉排温度,降低运行时炉排的热应力,从而能够避免炉排片由于高温导致的损坏并延长炉排片的使用寿命,节约了成本、减少了材料损耗,降低了运行成本;炉排组件为模块化结构,安装精度高,安装速度快,成本更低。由于采用水冷炉排片,燃料的适应范围更为广泛,可对生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾进行焚烧处理并利用余热发电;同时,由于水冷炉排的面积热负荷较大,使得相同容量的焚烧炉排面积减小,节约占地面积;此外,由于一次风的调节不需要考虑炉排冷却的因素,一次风量可以按燃烧所需供给,有利于焚烧炉的精准调节。
[0070] 5、在一次风系统设计上将一次风的入炉温度设计为可调,从而可以根据实际运行情况调节一次风温,取得最佳的燃烧状况,使得燃烧更充分,燃尽率更高。
[0071] 6、本发明中所述的给料系统由于设计有料仓池,即使破碎机、输送带出现故障,也能够利用料仓池内已经存储的生物质实现连续给料,从而为破碎机、输送带的检修赢得时间,使得给料系统的可靠性提高。同时,由于设计有破碎系统和直接进料通道,可以使得破碎和无需破碎的生物质燃料同时进入料仓池,使得给料系统对燃料的适应性更广。
附图说明
[0072] 本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的装置及原理。在附图中,
[0073] 图1为现有技术中含有水冷振动炉排的燃烧炉的结构示意图;
[0074] 图2为现有技术中水冷振动炉排的结构示意图;
[0075] 图3为现有技术中垃圾焚烧炉的结构示意图;
[0076] 图4为本发明中水冷炉排的结构示意图;
[0077] 图5为本发明中水冷炉排的整体结构示意图;
[0078] 图6为本发明的炉排热电偶布置示意图;
[0079] 图7为本发明固定炉排片上热电偶的布置方式示意图;
[0080]图8为本发明焚烧炉排整体横向支撑结构示意图;
[0081]图9为本发明给料系统的结构示意图。
具体实施方式
[0082] 在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0083] 为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的步骤,以便阐释本发明提出的水冷往复多级液压机械式炉排炉的控制方法。显然,本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述夕卜,本发明还可以具有其他实施方式。
[0084] 应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0085] 本发明提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉,所述炉排炉包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统,所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元,所述每个单元由若干个水冷炉排片组成,所述焚烧炉排每排炉排片沿横向由一根轴驱动,并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑。
[0086] 由于炉排片之间有相对运动,所以对炉排片的制造精度要求较高,不但要求炉排片具有较高的尺寸精度,而且要求炉排片具有较高的表面精度,以及较高的形状和位置精度。本发明的炉排整体的横向支撑结构如图8所示,炉排17的每排炉排片横向由一根轴驱动,在横向上由钢架16在至少三个位置对其进行支撑,所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件,以及在所述两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置的中间支撑件。在中间增加的钢架支撑结构可以有效减小炉排驱动轴的挠度,控制驱动轴和炉排的变形,延长炉排整体的使用寿命。炉排横向采用一个轴驱动,可以控制液压系统潜在漏油点,使炉排片温度分布更为均匀,从而使运行更为稳定、可靠同时改善燃烧效果。驱动炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构,由于液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构,减少了潜在泄露点,运行更为稳定,可靠性更高。本发明中驱动炉排片液压油管路采用焊接油管路。
[0087] 本发明中所述的炉排炉中所述五个单元中每个单元均有3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成,固定炉排片和滑动炉排片的结构相同,在焚烧生物质和高热值垃圾时分别处于固定状态和可滑动状态,滑动炉排片的结构如图3所示,主要包括安装轴孔、炉排片支撑面18、水冷管19和刮板20,但是本发明所述的炉排并不仅仅局限于该实施方式。
[0088] 作为优选,所述水冷管19整体为蛇形弯曲布置,所述的水冷管穿设于炉排片支撑面18的下方,所述水冷管整体呈水平设置,沿炉排片的纵向上从设有轴孔的一端延伸至炉排片的尾部,其中,水冷管中的直管部分沿横向穿过所述的炉排片,然后经弯管连接折回后再连接一横管,如此反复,以形成所述的蛇形弯曲,如图4所示,水冷管在炉排支撑面的下方设置,离可燃物的距离更近,对炉排片的冷却效果更好,而且所述的水冷管并没有在整个炉排片中设置,而是仅仅设置于炉排片支撑面18的下方,耗材较少,成本降低。其中,所述的炉排片的纵向是指炉排片整体排列的方向,跟可燃物移动方向一致,横向即为炉排片的轴向,在本发明中不做特殊说明时横向和纵向均参照该解释。
[0089] 作为优选,所述的水冷管设置稀疏程度可以根据可燃物的燃烧值以及所选用炉排片的材料进行选择,只要能够实现对炉排片进行冷却,起到保护作用即可,并没有严格的限制,本领域技术人员可以根据实际情况进行调整,作为进一步的优选,本发明中的水冷炉排片由特殊的耐热铸钢制造而成,使得炉排片在设备运行时,即保证具有足够所谓机械强度和刚度,又保证炉排片表面具有良好的耐磨性能。作为进一步的优选,所述炉排片均设置有弹性耐磨刮板20,可以减小相临两排炉片之间的摩擦,进而提高了炉排片的使用寿命。在炉排的两侧边还设有冷却腔室。采用冷却风使设备的外部温度不致过高,同时还起着保护侧墙炉排片内部的耐火材料的作用。
[0090] 作为优选,为了保证炉排片的机械强度和刚度,以及燃烧时良好的散热性能,所述的水冷管在布置时可以根据炉排片的具体结构进行设计,例如,对于滑动炉排片来说,靠近安装轴孔设有肋板的地方可以使水冷管更加稀疏,可以不破坏所述的肋板,作为进一步的优选,所述水冷管还进一步延伸至炉排片的端部,例如在弹性耐磨刮板20的外侧也设有冷水管,加强炉排片的冷却效果,对炉排片起到进一步的保护作用。
[0091] 作为优选,所述水冷管靠近安装轴孔的一端设有冷却水出水口,远离安装轴孔的一端设有冷却水进水口,所述进水口和出水口均与冷却循环水相连,由于炉排倾斜设置,通过上述设置能够使循环水从底部往上流动,以保证冷却水充满整个水冷管,确保其冷却效果。作为进一步的优选,所述的冷却循环水可以通过联箱供给,使冷却水循环使用,进一步地,所述的进水口和出水口均可以通过弹性挠管和联箱连接,所述的联箱可以设置于炉排的两侧,而不是现有技术中设置于燃烧炉的两端。
[0092] 本发明中每排炉排片横向由一根轴驱动,同时所述水冷管改变现有技术中设置于炉排间隔的方法,使本发明的炉排之间设置更加均匀,而且不再有间隔,减小了炉排之间漏风量过大,解决了风量不合理分布,造成炉排面上的燃料不能正常燃烧,导致燃烧热损失的问题,使炉排上风量以及温度分布更加均匀,进一步改善燃烧效果。同时,炉排片通过水冷管进行冷却,能够降低炉排温度,降低运行时炉排的热应力,从而能够避免炉排片由于高温导致的损坏并延长炉排片的使用寿命,节约了成本、减少了材料损耗,降低了运行成本;炉排组件为模块化结构,安装精度高,安装速度快,成本更低。由于采用水冷炉排片,燃料的适应范围更为广泛,可对生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾进行焚烧处理并利用余热发电;同时,由于水冷炉排的面积热负荷较大,使得相同容量的焚烧炉排面积减小,节约占地面积;此外,由于一次风的调节不需要考虑炉排冷却的因素,一次风量可以按燃烧所需供给,有利于焚烧炉的精准调节。
[0093] 在本发明中燃料由给料炉排推送至焚烧炉排上,然后进行干燥、燃烧和燃尽。焚烧炉排包括滑动炉排片和固定炉排片。考虑到炉排片在运行时的受热膨胀,在设备安装时,炉排片之间以及炉排片和设备侧壁之间可以留有一定的间隙,由于所述的间隙跟现有技术中较大的间隔相比很小,因此不会对本发明的风量分布造成影响。作为优选,为了减少燃料从此间隙的泄漏量,以及为了使从炉排下部进入的一次风在炉排设备内部分布均匀,所述炉排片的内部还焊有不锈钢材料的挡灰板。对于不同安装位置处的炉排片,与其焊接的不锈钢挡灰板的形状和位置也不尽相同,可以最大可能的减少炉排的漏灰。
[0094] 作为优选,在一次风系统设计上将一次风的入炉温度设计为可调,从而可以根据实际运行情况调节一次风温,取得最佳的燃烧状况,使得燃烧更充分,燃尽率更高。
[0095] 如图9所示,本发明的往复式多级液压机械式炉排炉的给料系统包括给料料斗33、破碎系统35、一料仓池31以及一可移动的抓斗32,所述破碎系统35与所述料仓池31的一侧相连,所述给料料斗33位于与所述破碎系统35相对的所述料仓池31的另一侧,并与所述炉排炉36的进料口相连,所述可移动的抓斗32设置在所述料仓池31以及所述给料料斗33的顶部,用于抓取物料并输送到给料料斗。本发明所述的给料装置可以应用于各种焚烧炉,并没有严格限制,作为优选,本发明作为往复式多级液压机械式炉排炉的给料系统使用。本发明中由于设计有料仓池,即使破碎机、输送带出现故障,也能够利用料仓池内已经存储的燃料实现连续给料,从而为破碎机、输送带的检修赢得时间,使得给料系统的可靠性提高。其中,所述料仓池的大小可以根据需要进行选择,并没有严格限制。
[0096] 作为优选,所述系统还包括与所述料仓池相连的直接进料通道,无需破碎的生物质可直接经特有通道进入料仓池。由于设计有破碎系统和直接进料仓池通道,可以使得破碎和无需破碎的生物质燃料同时进入料仓池,使得给料系统对燃料的适应性更广,不仅适用于生物质料包,还适用于高热值生活垃圾、医疗垃圾和工业垃圾等。
[0097] 作为优选,所述抓斗为液压抓斗,其通过液压油缸驱动实现物料的抓取、卸出,所述料仓池顶部设有抓斗的移动轨道,通过液压油缸驱动实现抓斗在所述轨道上的移动,更优选,所述抓斗还可以进行升降操作,可以根据料仓池内的燃料的高度进行调整来抓取物料。
[0098] 作为优选,所述给料料斗通过支撑件固定于与所述破碎系统相对的所述料仓池的另一侧的中部以上。
[0099] 作为优选,所述破碎系统包括至少一组输送皮带和破碎机,更优选,所述破碎系统包括两组输送皮带和破碎机,用于实现大颗粒燃料的破碎和输送;作为优选,所述的输送皮带和破碎机通过支撑件固定于料仓池的中上部,使料仓池能储存较多的备用燃料同时不会影响破碎燃料的输入。
[0100] 下面以生物质料包为例对本发明给料系统的工作方式进行说明,但并不局限于生物质燃料。工作时,所述的生物质燃料经输送皮带输送到破碎机中,经破碎机后得到颗粒较小的生物质燃料并经输送带送入料仓池,不需要进行破碎的生物质可直接经特有通道进入料仓池,在料仓池内的生物质燃料由液压抓斗通过液压油缸驱动实现对物料的抓取,并通过顶部的轨道进行移动,移动至给料料斗上方后卸出所抓取的物料,所述料仓池顶部可以设有多个轨道和多个抓斗以实现燃料的高效供给,所述燃料经给料料斗、所述炉排炉的进料口进入炉排炉进行燃烧,产生的蒸汽推动汽轮机转动发电。当破碎机或输送带发生故障后,不需要停炉,可以使用料仓池内存储的备用燃料,实现连续给料,为破碎机、输送带的检修赢得时间,而且还可以通过直接进料口进行燃料的输入,提高了给料系统的可靠性提高和生产的连续性。
[0101] 本发明所提供的所述控制方法包括对供风系统和炉排片的控制方法;其中所述炉排片的控制方法包括,根据火床长度和/或末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤。
[0102] 上述根据火床长度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括:设定标准火床长度为Ltl;测量实际火床长度为L ;计算火床长度差值AL= I L-L0 I ;调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使AL最小。火床长度的测量可以采用本领域熟知的各种已有测量方法,例如红外线传感器测量技术、激光测量技术等。在这里就不再一一赘述了。
[0103] 上述根据末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括:设定末端固定炉排片标准温度为τΛ测量末端固定炉排片实际温度为T1;计算末端固定炉排片温度差值AT1= I T1-T101 ;调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使△ T1最小。
[0104] 上述末端固定炉排片温度的测量是通过设定在所述末端固定炉排片上的多个热电偶来实现的。本技术方案设置了对炉排片温度的测点,对运行中炉排片的温度进行实时监测,用于对给料炉排和滑动炉排进行控制。
[0105] 如图6所示为本发明的炉排热电偶布置示意图,图6为垃圾焚烧炉炉床的俯视图,其具体包括5个单元,每一单元包括多个滑动炉排片和固定炉排片。对于上述炉排热电偶的具体布置方式可以为:对于所述每一单元的每排固定炉排片,自左侧第三个炉排片起,每隔4个炉排片设置一个热电偶。;每个固定炉排片上的热电偶的布置方式如图7所示。图7为所述固定炉排片的俯视图和侧视图,所述热电偶安装在所述上部炉盖板的底面上。这里需要说明的是上述炉排热电偶的具体布置方式仅是本发明的一个具体示例,并不是要对本发明进行限定,对本领域技术人员来说显然还有其它可能的替代方式或是简单的变形,但都属于本发明的保护范围。
[0106] 上述末端固定炉排片实际温度1\优选为所述多个热电偶测点温度的平均值。这样能更加准确地反映所述垃圾焚烧炉内的具体温度,以更加准确地控制所述炉排片的运行。
[0107] 所述供风系统的控制方法根据燃烧室出口烟气温度、炉膛出口烟气温度及炉膛出口烟气氧含量调整一次风量及二次风量,以使烟气在足够高的温度以上停留足够长的时间,并保证炉膛出口烟气氧含量在一定范围内。
[0108] 所述供风系统用于向所述炉排炉内供应一次风和二次风,一次风用于将焚烧炉排上的燃料干燥、燃烧和燃尽;二次风用于将燃料中挥发出的可燃气体成分燃尽。其中所述控制方法包括根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤。
[0109] 所述根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤包括:设定燃烧室出口标准烟气温度为τ3°;测量燃烧室出口实际烟气温度T 3;计算燃烧室出口烟气温度差值ΔΤ 3 =
I T3-T301 ;调整一次风量和一次风温中的至少一项以使δτ3最小。所述温度的测量可以采用本领域技术人员所熟悉的各种温度测量技术,例如热电偶技术,通过在燃烧室的出口处设置多个热电偶来测量所述烟气温度。上述实际烟气温度T3可以是上述燃烧室的出口处多个测温点的平均值,例如上述多个热电偶的平均值,这样可以更准确地反映所述烟气的实际温度。
[0110] 在本发明一次风供应系统设计中,将一次风的入炉温度为220°C,但并不局限于该温度,本领域技术人员可以根据需要进行调整,以能够使各种燃料燃烧得更充分,燃尽率更高为目的进行调节。
[0111] 其中所述控制方法还包括根据炉膛出口烟气温度调整二次风量的步骤。
[0112] 所述根据炉膛出口烟气温度调整二次风量的步骤包括:设定炉膛出口标准烟气温度为τ4°;测量炉膛出口实际烟气温度T4;计算炉膛出口烟气温度差值AT4= I T4-T401 ;调整二次风量以使AT4最小。所述温度的测量可以采用本领域技术人员所熟悉的各种温度测量技术,例如热电偶技术,通过在炉膛的出口处设置多个热电偶来测量所述烟气温度。上述实际烟气温度T4可以是上述炉膛的出口处多个测温点的平均值,例如上述多个热电偶的平均值,这样可以更准确地反映所述烟气的实际温度。
[0113] 其中所述控制方法还包括所述根据炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤。
[0114] 所述根据炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤包括:设定炉膛出口烟气标准氧含量为Otl;测量炉膛出口烟气实际氧含量O;计算炉膛出口烟气氧含量差值Δ0= I O-O0 I ;调整二次风量以使Δ O最小。所述氧含量的测量可以采用本领域技术人员所熟悉的各种氧含量测量技术,例如氧化锆检测器技术,通过在炉膛的出口处设置多个检测器来测量所述烟气氧含量。上述实际烟气氧含量O可以是上述炉膛的出口处多个检测点的平均值,例如上述多个检测器的平均值,这样可以更准确地反映所述烟气的实际氧含量。
[0115] 这里需要说明的是上述一次风量和二次风量的调整控制方法可以单独进行,也可以同时进行。
[0116] 本发明提供了一种一次风和二次风的调节方式,能够实时的根据炉内燃烧状况进行调整,保证炉膛内的燃烧状况始终处于良好状态。燃烧室出口烟气温度反应了炉排上燃料的燃烧状况,如果烟气温度较高说明炉排上面的燃料燃烧状况较好,否则燃烧状况不佳,因此根据燃烧室出口烟气温度对一次风进行调整能够改善炉排上燃料的燃烧状况。根据炉膛出口烟气温度和氧含量对二次风进行调整能够显著改善挥发分的燃烧状况,减小CO等污染物的排放。
[0117] 本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (28)

1.一种水冷往复多级液压机械式炉排炉,所述炉排炉包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统,所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元,其特征在于,所述五个单元的每个单元由若干个水冷炉排片组成,所述焚烧炉排每排炉排片沿横向由一根轴驱动,并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑,所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件。
2.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,所述焚烧炉排两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置至少一个中间支撑件。
3.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,所述五个单元中每个单元均由3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成。
4.根据权利要求3所述的炉排炉,其特征在于,所述固定炉排片和滑动炉排片均设置有弹性耐磨刮板。
5.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,对于所述五个单元的每一单元的每排固定炉排片,自左侧第三个炉排片起,每隔4个炉排片设置一个热电偶。
6.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,所述炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构。
7.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,所述水冷炉排片上设置有水冷管,用于对所述的炉排片进行冷却。
8.根据权利要求7所述的炉排炉,其特征在于,所述水冷炉排片上设有安装轴孔,所述水冷管靠近所述安装轴孔的一端设有冷却水出水口,远离所述安装轴孔的一端设有冷却水进水口,所述进水口和出水口均与冷却循环水相连。
9.根据权利要求8所述的炉排炉,其特征在于,所述的冷却循环水通过联箱供给。
10.根据权利要求1所述的炉排炉,其特征在于,所述炉排炉还包括一给料系统,所述给料系统包括给料料斗、破碎系统、一料仓池以及一可移动的抓斗,所述破碎系统与所述料仓池的一侧相连,所述给料料斗位于与所述破碎系统相对的所述料仓池的另一侧,并与所述炉排炉的进料口相连,所述可移动的抓斗设置在所述料仓池以及所述给料料斗的顶部,用于抓取物料并输送到给料料斗。
11.根据权利要求10所述的炉排炉,其特征在于,所述给料系统还包括与所述料仓池相连的直接进料通道。
12.根据权利要求10所述的炉排炉,其特征在于,所述抓斗为液压抓斗,其通过液压油缸驱动实现物料的抓取、卸出。
13.根据权利要求10所述的炉排炉,其特征在于,所述料仓池顶部设有所述抓斗的移动轨道,其通过液压油缸驱动实现所述抓斗在所述轨道上的移动。
14.根据权利要求10所述的炉排炉,其特征在于,所述给料料斗通过支撑件固定于与所述破碎系统相对的所述料仓池的另一侧的中部以上。
15.根据权利要求10所述的炉排炉,其特征在于,所述破碎系统包括至少一组输送皮带和破碎机。
16.根据权利要求15所述的炉排炉,其特征在于,所述破碎系统包括两组输送皮带和破碎机。
17.—种如权利要求1-16之一所述的炉排炉的控制方法,包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中所述炉排片的控制方法包括,根据火床长度和/或末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤,以提高垃圾焚烧炉的垃圾燃尽率。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述根据火床长度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括: 设定标准火床长度为Ltl; 测量实际火床长度为L ; 计算火床长度差值AL=I L-L0 I ; 调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使AL最小。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述根据末端固定炉排片温度调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的步骤包括: 设定末端固定炉排片标准温度为τΛ 测量末端固定炉排片实际温度为T1; 计算末端固定炉排片温度差值AT1= I T1-1V11 ; 调整给料炉排推进速度和行程以及滑动炉排片推进速度和频率的至少一项以使AT1最小。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述末端固定炉排片温度的测量是通过设定在所述末端固定炉排片上的多个热电偶来实现的。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述末端固定炉排片实际温度T i为所述末端固定炉排片处多个测温点的平均值。
22.—种如权利要求1-16之一所述的炉排炉的控制方法,所述方法包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中,所述供风系统的控制方法包括根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤, 其中,所述根据燃烧室出口烟气温度调整一次风量的步骤包括: 设定燃烧室出口标准烟气温度为T3°; 测量燃烧室出口实际烟气温度T3; 计算燃烧室出口烟气温度差值ΔΤ3= I τ 3-τ3° I ; 调整一次风量和一次风温的至少一项以使Δ T3最小。
23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述燃烧室出口实际烟气温度Τ3为所述燃烧室出口处多个测温点的平均值。
24.一种如权利要求1-16之一所述的炉排炉的控制方法, 所述方法包括对供风系统和/或炉排片的控制方法,其中,所述供风系统的控制方法包括根据炉膛出口烟气温度和/或炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述根据炉膛出口烟气温度调整二次风量的步骤包括: 设定炉膛出口标准烟气温度为Τ4°; 测量炉膛出口实际烟气温度T4; 计算炉膛出口烟气温度差值AT4= I T 4-τ4° I ; 调整二次风量以使ΔΤ4最小。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述炉膛出口实际烟气温度T4为所述炉膛出口处多个测温点的平均值。
27.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述根据炉膛出口烟气氧含量调整二次风量的步骤包括: 设定炉膛出口烟气标准氧含量为Otl; 测量炉膛出口烟气实际氧含量O ; 计算炉膛出口烟气氧含量差值Λ0= I O-O0 I ; 调整二次风量以使Δ0最小。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述炉膛出口烟气实际氧含量O为所述炉膛出口处多个检测点的平均值。
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