CN102901108A - 两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉。本发明公开的一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，包括进料系统、液压装置、炉排、炉排自动控制系统、出渣装置、风室及放灰通道，所述炉排由高到低依次分为：干燥段、燃烧段和燃烬段，每段之间存在高度落差，干燥段和燃烧段的炉排本体均为逆推式，燃烬段的炉排本体为顺推式。本发明所实现的往复式炉排炉采用两段逆推式加一段顺推式炉排结构能解决传统机械炉排炉干燥不充分，搅动打散不彻底以及干燥和燃烧时容易结团结块的问题，其能有效地提高垃圾焚烧效率，降低焚烧成本，适用于焚烧含水率高、热值低的垃圾。

Description

两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉

技术领域

本发明专利涉及一种新型的炉排炉垃圾焚烧处理设备，尤其是指一种两段逆推加一段顺推设计结构的往复式炉排炉，其适用于针对含水率高、热值低的垃圾的焚烧处理。

背景技术

机械炉排焚烧炉（下面简称机械炉排炉）是发展历史最长、应用最广的炉型。其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80%以上，该类炉型的最大优势在于技术成熟，运行稳定、可靠，适应性广，绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉焚烧，特别适合中国中小城市垃圾含水率高、热值低的特点，主要应用于大规模垃圾集中处理，焚烧垃圾发电（或供热）。

从上世纪八十年代开始，随着引进国外先进技术与设备，我国炉排炉技术的应用开始普及。机械炉排焚烧炉的炉排形式很多，主要包括并列摇动式、阶梯往复式、逆动式、阶梯式、履带式、滚筒式炉排，有许多是国外企业的专利炉排。针对城市生活垃圾的特点，大多数采用阶梯往复式（顺推/逆推）炉排。往复式炉排的炉排片像屋顶瓦片一样有规则地重叠在一起，组成垃圾燃烧的支撑体。可前后运动的活动炉排片与固定炉排片交替相间，其相对运动引起垃圾向前、后运动。根据垃圾在炉排上的运动形式，炉排可分分为顺推式和逆推式两种。顺推式炉排其活动片的运动方向与垃圾在炉内前进的方向一致，而逆推式炉排的活动片，其运动方向与垃圾下行的方向相反。

目前，国内机械炉排焚烧炉主要为一段式（即一段顺推或一段逆推）或二段式（即一段顺推+一段逆推或二段顺推或二段逆推）组成，当垃圾成份中含水率高、热值低时，均存在垃圾干燥不充分，搅动打散不彻底以及干燥和燃烧时容易结团结块，无法很好地根据垃圾的特性进行调节，且热灼减率无法达到国家标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其适用于焚烧含水率高、热值低的垃圾，能解决传统机械炉排炉干燥不充分，搅动打散不彻底以及干燥和燃烧时容易结团结块的问题，其能有效地提高垃圾焚烧效率，降低焚烧成本。

为解决上述目的，本发明提供的技术方案是：一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，包括进料系统、炉排以及出渣装置，其中，所述炉排由高到低依次分为：干燥段、燃烧段和燃烬段，每段之间存在高度落差，干燥段和燃烧段的炉排本体均为逆推式，燃烬段的炉排本体为顺推式。

进一步地，所述往复式炉排炉还包括电液控制系统，所述往复式炉排炉还包括电液控制系统，所述电液控制系统包括分别设置在干燥段的逆推式炉排上方的油缸驱动装置，燃烧段的逆推式炉排下方的油缸驱动装置，燃烬段的顺推式炉排的油缸驱动装置，进料系统的油缸驱动装置，出渣装置侧边的油缸驱动装置。

所述燃烧段的逆推式炉排的末排炉排片采用由电液控制系统驱动的具有逆推和顺推功能的双向结构的炉排片，电液控制系统的伸缩对应作用于炉排片的逆推和顺推，用于调整垃圾在燃烧段的层高，防止垃圾在逆推段堆积，燃烧段的垃圾上经过一段高度落差掉入顺推式炉排的床面上继续燃烬，从而使腐败性的有机物因燃烧而成为无机物，病原性生物因在高温焚烧下消灭，产生的不可燃成份和燃烬后的灰份落入出渣装置并推出炉外。

进一步地，由干燥段、燃烧段和燃烬段形成炉排炉一次燃烧室，于该一次燃烧室燃烬段的上方设有落灰回流接口，该落灰回流接口与一次燃烧室的燃烬段连通，将二次燃烧室捕集的烟气中的大颗烟尘通过落灰管返回一次燃烧室进行进一步燃烧，形成内循环。

进一步地，所述干燥段、燃烧段和燃烬段每段之间的高度落差由形成落差的跌落台阶形成，可使燃烧结团的垃圾跌落破碎进一步燃烧。

进一步地，所述干燥段和燃烧段的逆推式炉排均为单列设计，且均采用一支油缸驱动，逆推式炉排的床面呈25°倾斜布置并由固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，逆推式炉排的活动炉排片的最大行程为250mm，逆推式炉排的炉排片的顶端设有出风孔，该炉排片在横向方向以螺栓连接，一端固定，整体向另一侧膨胀。

进一步地，所述炉排的左侧设有防止漏风的能够热胀冷缩的机械补偿装置，保证炉排片在受热状态下始终紧贴侧摩擦块，杜绝非正常的漏风现象.

进一步地，所述燃烬段的顺推式炉排设在燃烧段的逆推式炉排的末端炉排片的出口下方， 炉排本体为单列设计，采用一支油缸驱动，顺推式炉排呈12.5°倾斜布置并由固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，顺推式炉排的活动炉排的最大行程为280mm。

进一步地，所述往复式炉排炉还包括炉排自动控制系统、风室及放灰通道。

进一步地，所述风室及放灰通道包括位于逆推炉排本体下方的4个独立的逆推风室及位于顺推炉排本体下方的1个独立的顺推风室，且各逆推风室均设有扇形风门，位于逆推风室外侧的4个扇形风门调节装置。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：两段逆推式加一段顺推式炉排结构使垃圾的燃烧工况更稳定，调节更趋灵活，同时，燃烧的空气分配更易布置和调节。能解决传统机械炉排炉干燥不充分，搅动打散不彻底以及干燥和燃烧时容易结团结块的问题，其能有效地提高垃圾焚烧效率，降低焚烧成本，适用于焚烧含水率高、热值低的垃圾。

附图说明

图1为本发明所述的一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉的整体结构示意图；

图2为本发明所述的具有逆推和顺推功能的双向结构炉排片的结构示意图；

图3为本发明所述的机械补偿装置的局部放大结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

现结合图1－3进一步详细描述本发明所述的一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉的较佳实施例：一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，包括进料系统1、炉排2、放灰通道3、电液控制系统4、出渣装置5、炉排自动控制系统6，以及风室7，炉排2由高到低依次分为：干燥段21、燃烧段22和燃烬段23，每段之间存在高度落差，干燥段21和燃烧段22均为逆推式炉排24，燃烬段为顺推式炉排25。

现就主要部件分别详细叙述如下：

1、进料系统1

所述进料系统1包括落料槽11，挡板门12，水冷斜槽13，以及位于炉排2前方的垃圾推料器14。落料槽11是将抓斗投入的垃圾暂时储存，再送入焚烧炉内燃烧。落料槽11由上部前壁、上部后壁、落料槽上部侧壁、中间部及水夹套组成，每一部件都采用螺栓联接且在内部焊接以达到密封。落料槽11中间部装有液压的挡板门12，在焚烧炉启停时及紧急状态下需关闭。落料槽11采用水冷方式，可避免垃圾受热自燃。落料槽11上部后壁装有防堵装置，用于破除垃圾搭桥现象。

2、炉排2

逆推式炉排21

所述干燥段21和燃烧段22的逆推式炉排24均为单列设计，且均独立采用电液控制系统4中的一支油缸驱动，逆推式炉排24的床面呈25°倾斜布置，固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，逆推式炉排24的活动炉排片的最大行程为250mm，逆推式炉排24的炉排片的顶端设有出风孔，炉排片在横向方向以螺栓连接，一端固定，整体向另一侧膨胀；所述炉排的左侧设有机械补偿装置26（如图3所示），该机械补偿装置26位于炉膛左侧，与其他炉排炉常用结构一致，主要是起到热胀冷缩的作用，保证炉排片在受热状态下始终紧贴侧摩擦块，杜绝非正常的漏风现象；所述干燥段21和燃烧段22的逆推式炉排24均分别设置放灰通道3，具体地为设置二个收集斗，可将由逆推式炉排间隙掉落的细小颗粒收集至出渣装置；整个炉排框架主要由底部固定构架、侧面固定构架和侧面补偿构架等组成，安装在焚烧炉的支撑梁上。炉排片采用耐热铸钢制成，所述逆推式炉排24包括炉排支架、炉排组件、限位器、传动构架、滚轮装置、拉杆装置、中间过渡段、固定密封箱、风室分割装置、导向轮装置以及侧补偿装置。

所述燃烧段的逆推式炉排24的末排炉排片241采用具有逆推和顺推功能的双向结构的炉排片，当运行时，末排炉排片241在电液控制系统4的液压缸作用下作左上方运动，炉膛垃圾即逆推，当液压缸恢复原位时，该特殊炉排片作右下方运动，炉膛垃圾即顺推。双向结构的炉排片作为料层调节装置，用于调整垃圾在燃烧段的层高，防止垃圾在逆推段堆积；燃烧段的垃圾经过一段高度落差掉入顺推式炉排的床面上继续燃烬，从而使腐败性的有机物因燃烧而成为无机物，病原性生物因在高温焚烧下消灭，产生的不可燃成份和燃烬后的灰份落入出渣装置并推出炉外；

逆推式炉排24具有以下优点：

① 灼热的物料沿炉排表面向上滑动，使新加入的垃圾与灼热层混合在一起，因此干燥和点火可在很短时间内完成。

② 在燃烧过程中，整个垃圾层被均匀搅拌，这样可达到完全燃烧。残留可燃物通过同样的逆送方式送回燃烧区继续燃烧，这样可使未燃烬率控制在非常小的范围内。

③ 干燥及燃烧过程分别在逆推炉排上进行，可根据垃圾的特性分别对炉排的动作进行控制，当垃圾含水率较大，热值较低时，可通过延长干燥段炉排的物理长度或者控制液压缸推进速度来适当延长干燥段长度，以达到延长垃圾停留时间的目的，保证垃圾具有足够的干燥空间及充分的停留时间而完全燃烧。

④由于垃圾层被充分搅拌，因此料层非常平整，燃烧状态稳定，炉膛温度的波动可以控制在很小的范围内。

⑤干燥段及燃烧段炉排下部分别设有独立风室，根据外侧布置的电动执行机构进行风量的单独调节，使燃烧的空气分配更易布置和调节。

⑥可以根据燃烧状况，通过炉排第二段逆推段末排炉排片的双向结构，控制料层高度。

顺推式炉排25

所述燃烬段的顺推式炉排25设在燃烧段的末排炉排片241的出口下方，炉排本体为单列设计，采用电液控制系统4中的单独一支油缸驱动，顺推式炉排25呈12.5°倾斜布置， 固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，顺推式炉排的活动炉排的最大行程为280mm；所述燃烬段23的顺推式炉排25的下部设置一个收集斗，可将由顺推炉排间隙掉落的细小颗粒收集至出渣装置5的出渣通道51；所述顺推式炉排25包括顺推炉排支架、挡料装置、侧驱动装置、活动支架、炉排组件、左侧补偿装置、右侧固定装置、末级炉排支座，滚轮组件以及导向轮组件。

顺推式炉排25具有以下优点：

①逆推炉排与顺推炉排之间设置了台阶，即高度落差，使燃烬与未燃烬的垃圾灰渣能够进一步地搅拌，使之燃烧完全，保证了垃圾焚烧的灼减率。

②通过对顺推炉排的单独动作控制，确保焚烧炉具有较高超负荷能力。

③顺推炉排下部设有独立风室，可根据电动执行机构进行风量的单独调节，使燃烧的空气分配更易布置和调节。

3、风室7及放灰通道3

所述风室7及放灰通道3包括位于逆推式炉排24下方的4个独立的逆推风室71及位于顺推式炉排25下方的1个独立的顺推风室72，且各逆推风室71均设有扇形风门711，位于逆推风室71外侧的4个扇形风门调节装置73，以实现风量单独调节；位于连接风室7与放灰通道3的气动除灰装置74，以及位于各风室下方，连接逆推吹灰管及顺推吹灰管的放灰通道3，并配置一台高压清灰风机75，位于放灰通道的上方，起到定时吹灰的作用，将由炉排间隙掉进风室的细小颗粒吹入出渣装置5的出渣通道51。所有风门均可联动，也可根据燃烧情况在主控室方便调整风门的开度，以实现最佳的燃烧效果；所述干燥段和燃烧段的风室内的四组风门分别对应炉排本体上的燃烧区，每组风门通过设置在风室外侧的电动执行机构进行调节，每个风门的开度可以在炉排PLC上显示并且调节，根据炉内垃圾燃烧状态，可以单独调节各燃烧区的风量，已取得最佳燃烧效果。各个风门调节机构即可联动，也可单独驱动。

4、电液控制系统4

所述电液控制系统4包括分别设置在干燥段的逆推式炉排上方的油缸驱动装置41，燃烧段的逆推式炉排下方的油缸驱动装置42，顺推式炉排的油缸驱动装置43，进料系统1的油缸驱动装置44，出渣装置5侧边的油缸驱动装置45。所述炉排的各段炉排本体的动作均由所述电液控制系统4的各执行元件驱动。所述电液控制系统4包括液压站、各液压元器件、液压阀组及电器控制附件。

5、出渣装置5

所述出渣装置5位于顺推式炉排25的炉排片末端的下方，具体地包括出渣通道51、通道中间的金属膨胀节52、液压出渣机53。

6、炉排自动控制系统6

所述炉排自动控制系统6以PLC（可编程逻辑控制器）为核心部件，采用了锅炉蒸发量（或炉温）稳定控制原理，以保证焚烧炉根据设定的数值实现稳定、可靠的运行。焚烧装置的炉排自动控制系统6以彩色液晶屏作为用户界面，可直观地显示和调节炉排各部件的运行状态，并且通过通讯协议可将炉排的各运行参数传送至中央控制室。运行人员在中控室可监视并调节炉排的参数。

7、其它

过渡段：每段之间的高度落差由形成落差约700mm的跌落台阶形成，该跌落台阶具体形成落差约为700mm，可使燃烧结团的垃圾跌落破碎进一步燃烧；使燃烬与未燃烬的垃圾灰渣能够进一步地搅拌，使之燃烧完全，保证了垃圾焚烧的灼减率。

由干燥段21、燃烧段22和燃烬段23形成炉排炉一次燃烧室，于该一次燃烧室燃烬段23的上方设有落灰回流接口10，该落灰回流接口10与一次燃烧室的燃烬段连通23,用于收集焚烧设备的二次燃烧室（未图示）的烟尘，将二次燃烧室捕集的烟气中的大颗烟尘通过落灰管返回一次燃烧室进行进一步燃烧，形成内循环。

所述干燥段21的逆推式炉排24的长度能够调节，具体地，调节是指延长逆推式炉排24的长度，增加炉排片，可根据垃圾的特性进行炉排长度的调节，当垃圾含水率较大，热值较低时，可适当延长干燥段长度，保证垃圾具有足够的干燥空间及充分的停留时间而完全燃烧。

本发明的工作原理及处理过程如下：垃圾经抓斗提升并送入位于焚烧炉上方的落料槽11，根据燃烧控制的指令，使用液压式推料器14按设定的速度将垃圾推入炉膛内倾斜的干燥段21的逆推式炉排24上，通过炉排的运行将垃圾不断搅动并将其推向前进，完成干燥、着火、燃烧的过程，随后在燃烧段22的逆推式炉排24末端的料层调节装置上经过一段落差掉入顺推式炉排25床面上继续燃烬，从而使腐败性的有机物因燃烧而成为无机物，病原性生物因在高温焚烧下消灭，产生的不可燃成份和燃烬后的灰份落入出渣装置5并推出炉外。整套焚烧装置采用液压驱动，所有炉排部件的动作均由电液控制系统4的各执行元件完成。本焚烧装置的炉排自动控制系统6是以PLC为核心部件，采用了锅炉蒸发量（或炉温）稳定控制原理，以保证焚烧炉根据设定的数值实现稳定、可靠的运行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1. 一种两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，包括进料系统、炉排以及出渣装置，其特征在于：所述炉排由高到低依次分为：干燥段、燃烧段和燃烬段，每段之间存在高度落差，干燥段和燃烧段的炉排本体均为逆推式，燃烬段的炉排本体为顺推式。

2.根据权利要求1所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述往复式炉排炉还包括电液控制系统，所述电液控制系统包括分别设置在干燥段的逆推式炉排上方的油缸驱动装置，燃烧段的逆推式炉排下方的油缸驱动装置，燃烬段的顺推式炉排的油缸驱动装置，进料系统的油缸驱动装置，出渣装置侧边的油缸驱动装置。

3.根据权利要求2所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述燃烧段的逆推式炉排的末排炉排片采用由电液控制系统驱动的具有逆推和顺推功能的双向结构的炉排片，电液控制系统的伸缩对应作用于炉排片的逆推和顺推。

4.根据权利要求1所述的活两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：由干燥段、燃烧段和燃烬段形成炉排炉一次燃烧室，于该一次燃烧室燃烬段的上方设有落灰回流接口，该落灰回流接口与一次燃烧室的燃烬段连通。

5.根据权利要求1所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述干燥段、燃烧段和燃烬段每段之间的高度落差由形成落差的跌落台阶形成。

6.根据权利要求1所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述干燥段和燃烧段的逆推式炉排均为单列设计，且均采用一支油缸驱动，逆推式炉排的床面呈25°倾斜布置并由固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，逆推式炉排的活动炉排片的最大行程为250mm，逆推式炉排的炉排片的顶端设有出风孔，该炉排片在横向方向以螺栓连接，一端固定，整体向另一侧膨胀。

7.根据权利要求1所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述炉排的左侧设有防止漏风的能够热胀冷缩的机械补偿装置。

8.根据权利要求1所述的活两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述燃烬段的顺推式炉排设在燃烧段的逆推式炉排的末端炉排片的出口下方， 炉排本体为单列设计，采用一支油缸驱动，顺推式炉排呈12.5°倾斜布置并由固定炉排片和活动炉排片以交错方式配置，顺推式炉排的活动炉排的最大行程为280mm。

9.根据权利要求1所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述往复式炉排炉还包括炉排自动控制系统、风室及放灰通道。

10.根据权利要求9所述的两段逆推式加一段顺推式炉排的往复式炉排炉，其特征在于：所述风室包括位于逆推炉排本体下方的4个独立的逆推风室及位于顺推炉排本体下方的1个独立的顺推风室，且各逆推风室均设有扇形风门，位于逆推风室外侧的4个扇形风门调节装置。

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