CN103115365A - 循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾焚烧处理领域。一种循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，包括一级螺旋给料机和二级螺旋给料机，一级螺旋给料机设有位于二级螺旋给料机上方，一级螺旋给料机设有一级给料机出料口，二级螺旋给料机设有二级给料机进料口，一级给料机出料口和二级给料机进口通过料封管对接在一起，通过使一级螺旋给料机的供料速度大于二级螺旋给料机的供料速度的方式在料封管内形成料封。本发明旨在提供一种能防止烟气反窜和炉膛漏风的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法，解决了现有的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置送料时会产生烟气反窜和炉膛漏风的问题。

Description

循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法

技术领域

    本发明涉及垃圾焚烧处理领域，尤其涉及一种循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法。

背景技术

目前循环流化床垃圾焚烧炉的给料装置为负压给料方法，即控制炉膛压力或提高给料口标高，使得垃圾进入炉膛的区域为负压区域，以避免炉膛高温烟气反窜到给料装置中而产生火灾和外泄而污染环境。有通过一级螺旋进料机进行进料的单级进料方式和通过二级螺旋进料机进行进料的两级进料方式等结构形式。在中国专利号为2007201819504、授权公告日为2008年8月20号、名称为“一种两级螺旋生物质固体颗粒输送装置”的专利文献中公开了一种两级进料方式的进料装置。

现有的进料装置存在以下不足：会因给料波动或炉膛压力波动而发生烟气反窜现象；垃圾抛入炉膛垃的位置会随同给料机的转动速度而改变、导致垃圾不能够稳定地输送到炉膛的中心区域，影响燃烧时的充分性和效率、加剧了炉膛压力的波动。

发明内容

本发明的第一个目的旨在提供一种能防止烟气反窜和炉膛漏风的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法，解决了现有的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置送料时会产生烟气反窜和炉膛漏风的问题。

本发明的第二个目的旨在进而提供一种能将垃圾稳定地输送到炉膛的中心区域的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置及给料方法，解决了现有的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置送料时，垃圾进入炉膛的位置会随同送料机的转动速度而改变、导致垃圾不能够稳定地输送到炉膛的燃烧区，影响燃烧时的充分性和效率、加剧了炉膛压力的波动的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，包括一级螺旋给料机和二级螺旋给料机，所述一级螺旋给料机位于二级螺旋给料机上方，所述一级螺旋给料机包括一级给料机管壳和位于一级给料机管壳内的一级给料机螺旋导叶，所述二级螺旋给料机包括二级给料机管壳和位于二级给料机管壳内的二级给料机螺旋导叶，所述一级给料机管壳设有一级给料机出料口，所述二级给料机管壳设有二级给料机进料口，所述一级给料机出料口和二级给料机进口通过料封管对接在一起，所述料封管用于垃圾在料封管内堆积而形成料封。在本发明的给料装置给料的过程中，通过使一级螺旋给料机的供料速度大于二级螺旋给料机的供料速度，迫使垃圾堆积在料封管内而形成料封，在料封的高度达到设定高度时，使一级螺旋给料机的供料速度和二级螺旋给料机的供料速度匹配而保持料封的存在并将垃圾送到炉膛内进行燃烧。由于料封的设置，能够避免炉膛负压时往炉膛内漏风、正压时往个外泄漏。

作为优选，所述一级给料机螺旋导叶的末端伸进所述一级给料机出料口的距离为L，0≤L≤20，所述二级给料机进料口位于所述二级螺旋给料机螺旋导叶的正上方。确保螺旋给料机内的垃圾在停机前能够全部走空。

作为优选，所述二级给料机管壳设有二级给料机出料口，所述二级给料机出料口设有输送垃圾给焚烧炉炉膛的落料管，所述落料管包括从上而下依次设置的竖直段和倾斜段，所述竖直段同所述二级给料机出料口相连接，所述倾斜段使用时同焚烧炉炉膛连接在一起。落料管的设置能够起到将二级螺旋给料机同焚化炉进行热隔离的作用，防止垃圾软化而粘结在二级螺旋给料机内而影响送料时的通畅性；落料时垃圾在自身重量的作用下而在竖直段内下落而获得速度，然后在倾斜段的导向作用下将垃圾抛到炉膛内的设定的燃烧区域，使得垃圾进入炉膛时的位置不受垃圾离开二级螺栓给料机的速度的影响，使得垃圾能够稳定地输送到炉膛的燃烧区，燃烧时的充分性好和效率高、不会加剧炉膛压力的波动。

作为优选，所述二级给料机出料口和所述落料管通过膨胀节连接在一起。膨胀节用于吸收流化床垃圾焚烧炉炉膛水冷壁的膨胀量，能避免炉膛水冷壁膨胀受阻及落料管拉裂。

作为优选，所述二级给料机管壳设有二级给料机出料口，所述二级给料机出料口设有闸板门。闸板门用于垃圾焚烧炉启动、停炉及给料装置检修时阻断，减少给料装置空载时漏风及提高检修时的安全性，确保设备及人员安全。

作为优选，所述一级给料机螺旋导叶至少两根且平行设置，每一根一级给料机螺旋导叶独立驱动，所述二级给料机螺旋导叶至少两根且平行设置，每一根二级给料机螺旋导叶独立驱动。可以实现各螺旋导叶同速、异速进料调节；某一螺旋导叶过载保护动作，可实现独立故障处理；多螺旋导叶设置，可以实现设备功能的拓展，尤其是一级螺旋给料机，可以增加容量。

作为优选，所述一级给料机螺旋导叶和二级给料机螺旋导叶都为无轴螺旋导叶。在导叶的径向尺寸一定的情况下，送料量多，便于降低送料机的外观体积。

作为优选，所述一级给料机螺旋导叶和二级给料机螺旋导叶的边缘形成刃部。能对进入送料机的垃圾进行再次粉碎和割断的作用，不容易产生堵塞现象，且便于堵塞后通过反转导叶而进行疏通。

作为优选，所述料封管倾斜设置，所述料封管的倾斜角为A，45°≤A≤75°。既能保持垃圾在料封管内自由下落，又能有效防止当料封高度较高时料封的重量将导叶压弯。落料管倾斜设置可以相对缩短导叶的长度以增加扭转强度、可以实现缓冲作用、可避免垃圾中密度大的物料如建筑垃圾等对二级给料机螺旋导叶产生冲击、可以使垃圾顺势滑落，避免90度角转角挤压。由于物料的堆积安息角在40左右，大于45°便于在有料封静止状态启动时不至于积料，同时又可使垃圾下落时有缓冲作用；如果大于75°，有可能在初始进料时大块物料对二级给料机导叶造成撞击，同时二级螺旋给料机进料时易在进料口部位形成剪切式的挤压，没有过渡料的空间，增加给料机功耗。

作为优选，落料管的过流面积同二级给料机管壳的过流面积相等。使二级螺旋给料机的进料是顺势的，既能实现二级给料机进料口的密封，又能实现稳定、均匀、松散的给料，不会形成挤压进料增加功耗。

作为优选，所述一级给料机管壳设有一级给料机进料口，所述一级给料机进料口对接有进料斗，所述进料斗沿一级螺旋给料机给料方向的两个侧壁非对称设置。使进料斗进料时，进料斗沿一级螺旋给料机给料方向的两侧壁板对物料的支承法向力交点不在料斗中心线处，从而使得进料斗具有防拱料功能，即能够防止一级螺旋给料机送料过程中料斗中的垃圾搭桥、拱料而积堵，造成受料斗下料不畅。

一种循环流化床垃圾焚烧炉给料方法，其特征在于，通过使一级螺旋给料机的供料速度大于二级螺旋给料机的供料速度的方式在料封管内形成料封；料封形成后通过使一级螺旋给料机的供料速度和二级螺旋给料机的供料速度匹配而保持料封的存在。

作为优选，在输送给一级螺旋给料机的垃圾断料时，降低二级螺旋给料机的供料速度来首先防止焚烧炉停炉、其次防止料封消失，当垃圾恢复输送给一级螺旋给料机时，首先建立料封、然后增加二级螺旋给料机的供料速度到设定给料速度。能保证焚化炉处于连续燃烧状态且不易产生料封消失时的烟尘反窜事故。

作为优选，走空给料装置内的垃圾的方法为，先走空一级螺旋给料机内的垃圾并停止一级螺旋给料机，然后在维持焚烧炉炉膛负压的前提下逐渐降低二级螺栓给料机的供料速度、使得形成料封的垃圾进入二级螺旋给料机内，最后走空二级螺栓给料机内的垃圾并停止二级螺栓给料机。能防止在没有料封的情况下正压反窜而产生安全事故及污染环境。

本发明具有下述优点：由于料封管的设置，能够通过在料封管内堆积连接而形成料封，有了料封后能够避免炉膛负压时往炉膛内漏风、正压时往个外泄漏；该料封的形成方式使得料封的封闭效果可控，停机时无需外力即能将料封除去，不会因形成料封的垃圾残留在装置内产生腐烂而导致设备锈蚀和污染空气、料封板结硬化在给料机内而导致下次起使用时无法正常送料，形成料封时的可靠性好，料封的存在不会导致螺旋给料机负载的增加。

附图说明

图1为本发明实施例一中的送料装置同焚烧炉对接在一起时的结构示意图。

图2为本发明实施例一中的送料装置同焚烧炉对接在一起时的结构示意图。

图3为本发明实施例一中的送料装置同焚烧炉对接在一起时的结构示意图。

图中：一级螺旋给料机1，一级给料机螺旋导叶11，一级给料机导叶刃部111，一级给料机螺旋导叶的末端112，一级给料机管壳12，一级给料机驱动电机13，一级给料机驱动轴14，一级给料机进料口15，一级给料机出料口16，二级螺旋给料机2，二级给料机螺旋导叶21，二级给料机导叶刃部211，二级给料机螺旋导叶的末端212，二级给料机管壳22，二级给料机驱动电机23，二级给料机驱动轴24，二级给料机进料口25，二级给料机出料口26，进料斗3，进料斗的右侧壁31，进料斗的左侧壁32料封管4，料封管的倾斜角A，膨胀节5，落料管6，竖直段61，倾斜段62，倾斜段的倾斜角B，倾斜段底壁621，闸板门7，焚烧炉8，一级给料机螺旋导叶的末端伸进一级给料机出料口的距离L，二级给料机螺旋导叶的末端伸进二级给料机出料口的距离W。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，包括一级螺旋给料机1和二级螺旋给料机2。一级螺旋给料机1位于二级螺旋给料机2的轴向左端的上方。

一级螺旋给料机1水平设置。一级螺旋给料机1包括一级给料机螺旋导叶11、一级给料机管壳12和一级给料机驱动电机13。一级给料机螺旋导叶11有两根。两根一级给料机螺旋导叶11位于同一水平面内且平行设置。两根一级给料机螺旋导叶11沿前后方向分布（在图中因位于后方的那根一级给料机螺旋导叶被前方的一级给料机螺旋导叶挡住了，所以只能看见一根一级给料机螺旋导叶）。一级给料机螺旋导叶11位于一级给料机管壳12内。每一根一级给料机螺旋导叶11通过一根一级给料机驱动轴14同一台一级给料机驱动电机13连接在一起。即通过两台一级给料机驱动电机13去一一对应地驱动两根一级给料机导叶11。一级给料机螺旋导叶11为无轴螺旋导叶。一级给料机螺旋导叶11的边缘形成一级给料机导叶刃部111。一级给料机管壳12的左端上方上设有一级给料机进料口15。一级给料机管壳12的右端下方上设有一级给料机出料口16。一级给料机螺旋导叶的末端伸进一级给料机出料口的距离L为20厘米。一级给料机驱动电机13为变频调速电机。

一级给料机进料口15位于一级给料机螺旋导叶11的右端的正上方。该设计使得停机时能够实现一级螺旋给料机1的左端内无垃圾残留。

一级给料机管的进料口15对接有进料斗3。进料斗的右侧壁31和进料斗的左侧壁32为非对称设置。其中进料斗的右侧壁31为朝向进料斗的内部拱起的拱形壁。进料斗的左侧壁32为倾斜壁。

二级螺旋给料机2水平设置。二级螺旋给料机2包括二级给料机螺旋导叶21、二级给料机管壳22和二级给料机驱动电机23。二级给料机螺旋导叶21有两根。两根二级给料机螺旋导叶21位于同一水平面内且平行设置。两根二级给料机螺旋导叶21沿前后方向分布（在图中因位于后方的那根二级给料机螺旋导叶被前方的二级给料机螺旋导叶挡住了，所以只能看见一根二级给料机螺旋导叶）。二级给料机螺旋导叶21位于二级给料机管壳22内。每一根二级给料机螺旋导叶21通过一根二级给料机驱动轴24同一台二级给料机驱动电机23连接在一起。即通过两台二级给料机驱动电机23去一一对应地驱动两根二级给料机导叶21。二级给料机螺旋导叶21为无轴螺旋导叶。二级给料机螺旋导叶21的边缘形成二级给料机导叶刃部211。二级给料机管壳22的左端上方上设有二级给料机进料口25。二级给料机管壳22的右端下方上设有二级给料机出料口26。二级给料机进料口位于二级螺旋给料机螺旋导叶21左端的正上方。二级给料机螺旋导叶的末端伸进二级给料机出料口的距离W为20厘米。二级给料机驱动电机23为变频调速电机。

一级给料机出料口16和二级给料机进料口25通过料封管4对接在一起。料封管4的横截面为矩形。料封管4的上端通过法兰同一级给料机管壳11连接在一起。料封管4的下端通过法兰同二级给料机管壳21连接在一起。料封管4倾斜设置。料封管的倾斜角A为45°。落料管4的过流面积同二级给料机管壳22的过流面积相等。

二级给料机出料口26通过膨胀节5同落料管6对接在一起。二级给料机出料口26设有闸板门7。落料管6包括从上而下依次设置的竖直段61和倾斜段62。竖直段61同膨胀节5连接在一起。倾斜段62上壁和前后壁的内表面敷设有耐温耐磨浇筑料。

倾斜段底壁621由内而外依次设有抗撞击层和绝热层。抗撞击层由耐温耐磨铸铁件组装而成。设置抗撞击层的目的为防止垃圾下料时对落料管冲击而损坏落料管。

倾斜段的倾斜角B即倾斜段底壁621同水平面的夹角为55°。

使用时，倾斜段62同焚烧炉8的炉膛对接在一起。垃圾经进料斗3进入一级给料机管壳12内，一级给料机驱动马达13驱动与之相连接的一级给料机螺旋导叶11转动，进入一级给料机管壳12内的垃圾在一级给料机螺旋导叶11的作用下经料封管4进入到二级给料机管壳22内。二级给料机驱动马达23驱动与之连接的二级给料机螺旋导叶21转动，进入二级给料机管壳22内的垃圾在二级给料机螺旋导叶21的作用下进入落封管6。垃圾在落料管6的作用下以恒定的速度进入到焚烧炉8的炉膛内被燃烧掉。在空载启动时（即料封管内没有形成料封的状态时），通过使一级螺旋给料机1的供料速度大于二级螺旋给料机2的供料速度，此时垃圾在料封管4内产生堆积而形成位于落料管4内的料封；料封形成后通过使一级螺旋给料机1的供料速度和二级螺旋给料机2的供料速度匹配而保持料封的存在并维持在设定的高度。当经进料斗3输送给一级螺旋给料机1的垃圾断料时，降低二级螺旋给料机2的供料速度来首先保持焚化炉8一直有垃圾进入即保持燃烧状态、其次再考虑使料封管4内有垃圾存在即有料封，当垃圾恢复输经进料斗3送给一级螺旋给料机1时，首先使料封管4内堆积垃圾而建立料封、然后增加二级螺旋给料机2的供料速度到正常给料速度（即焚烧炉设计时的额定焚烧量）。在检修或是停炉需要将给料机内的垃圾走空时，先维持二级螺旋给料机1在常态运行，在保持料封管4内的料封高度的前提下首先走空一级螺旋给料机1内的垃圾并停止一级螺旋给料机1。在形成料封的垃圾逐渐进入二级螺旋给料机2内时，维持焚烧炉炉膛负压并逐渐降低二级螺旋给料机2的供料速度，直至给料机内垃圾走空并停机。

一级给料机的进料口15处和二级料封管4处设有监控头，监控头将监控画面通过显示器显示出。当显示器显示出料封的高度低于需要的高度时，降低二级螺旋给料机2的输送速度或提高一级螺旋给料机1的输送速度，使得料封的高度恢复到需要的高度。监控到有异物如长棒料时停止给料并取出异物，避免堵料。

一级垃圾给料机异常情况调整时，同时对二级垃圾给料机的给料速度进行调整，保持炉膛负压及垃圾料封，炉膛负压保持优先。

一级垃圾给料机堵料时，停止向进料斗3内给料，以一级给料机螺旋导叶11反转的方式使垃圾松动，反转松动时间应控制在1分钟内，防止倒转挤压造成设备损坏。同样二级螺旋给料机2堵料时，停止一级螺旋给料机1，以二级给料机螺旋导叶21反转的方式使垃圾松动，反转松动时间应控制在1分钟内，防止倒转挤压造成设备损坏。

焚烧炉8焚烧垃圾时，由于给料量及垃圾热值波动会有正压产生，微正压时可降低一级螺旋给料机和二级螺旋给料机的输送速度使压力恢复正常，当正压较大时可停止给焚烧炉8供给垃圾，待负压恢复时恢复给料。

实施例二，参见图2，同实施例一的不同之处为：一级给料机螺旋导叶的末端112同一级给料机出料口16平齐。一级给料机螺旋导叶11有三根。三根一级给料机螺旋导叶21位于同一水平面内且平行设置。三根一级给料机螺旋导叶21沿前后方向分布。对应地设置三台一级给料机驱动电机13去一一对应地驱动三根一级给料机螺旋导叶21。二级给料机螺旋导叶的末端212同二级给料机出料口26平齐。落料管的倾斜角A为75°。倾斜段62为仅倾斜段底壁621倾斜设置。倾斜段的倾斜角B为65°。

进料斗的右侧壁31和进料斗的左侧壁32都为倾斜壁。通过使进料斗的右侧壁31的倾角和进料斗的左侧壁32的倾斜角不同来实现进料斗的右侧壁31和进料斗的左侧壁32的非对称设置。

实施例三，参见图3，同实施例一的不同之处为：一级给料机螺旋导叶的末端112位于一级给料机出料口16的左侧即既不同一级给料机出料口16平齐也不伸至一级给料机出料口16的正上方。一级螺旋给料机1倾斜设置以保证走空垃圾时一级给料机管壳12内部不残留垃圾。二级给料机螺旋导叶的末端212位于二级给料机出料口26的左侧即既不同二级给料机出料口26平齐也不伸至二级给料机出料口26的正上方。二级螺旋给料机2倾斜设置以保证走空垃圾时二级给料机管壳22内部不残留垃圾。落料管的倾斜角A为69°。

Claims (10)

1. 一种循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，包括一级螺旋给料机和二级螺旋给料机，所述一级螺旋给料机位于二级螺旋给料机上方，所述一级螺旋给料机包括一级给料机管壳和位于一级给料机管壳内的一级给料机螺旋导叶，所述二级螺旋给料机包括二级给料机管壳和位于二级给料机管壳内的二级给料机螺旋导叶，所述一级给料机管壳设有一级给料机出料口，所述二级给料机管壳设有二级给料机进料口，其特征在于，所述一级给料机出料口和二级给料机进口通过料封管对接在一起，所述料封管用于垃圾在料封管内堆积而形成料封。

2.根据权利要求1所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述一级给料机螺旋导叶的末端伸进所述一级给料机出料口的距离为L，0≤L≤20，所述二级给料机进料口位于所述二级螺旋给料机螺旋导叶的正上方。

3.根据权利要求1或2所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述二级给料机管壳设有二级给料机出料口，所述二级给料机出料口设有输送垃圾给焚烧炉炉膛的落料管，所述落料管包括从上而下依次设置的竖直段和倾斜段，所述竖直段同所述二级给料机出料口相连接，所述倾斜段使用时同焚烧炉炉膛连接在一起。

4.根据权利要求1或2所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述一级给料机螺旋导叶至少两根且平行设置，每一根一级给料机螺旋导叶独立驱动，所述二级给料机螺旋导叶至少两根且平行设置，每一根二级给料机螺旋导叶独立驱动。

5.根据权利要求1或2所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述料封管倾斜设置，所述料封管的倾斜角为A，45°≤A≤75°。

6.根据权利要求5所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述落料管过流面积同二级给料机管壳的过流面积相等。

7.根据权利要求1或2所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料装置，其特征在于，所述一级给料机管壳设有一级给料机进料口，所述一级给料机进料口对接有进料斗，所述进料斗沿一级螺旋给料机给料方向的两个侧壁非对称设置。

8.一种适用于权利要求1所述的给料装置的循环流化床垃圾焚烧炉给料方法，其特征在于，通过使一级螺旋给料机的供料速度大于二级螺旋给料机的供料速度的方式在料封管内形成料封；料封形成后通过使一级螺旋给料机的供料速度和二级螺旋给料机的供料速度匹配而保持料封的存在。

9.根据权利要求8所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料方法，其特征在于，在输送给一级螺旋给料机的垃圾断料时，降低二级螺旋给料机的供料速度来首先防止焚烧炉停炉、其次防止料封消失，当垃圾恢复输送给一级螺旋给料机时，首先建立料封、然后增加二级螺旋给料机的供料速度到设定给料速度。

10.根据权利要求8或9所述的循环流化床垃圾焚烧炉给料方法，其特征在于，走空给料装置内的垃圾的方法为，先走空一级螺旋给料机内的垃圾并停止一级螺旋给料机，然后在维持焚烧炉炉膛负压的前提下逐渐降低二级螺栓给料机的供料速度、使得形成料封的垃圾进入二级螺旋给料机内，最后走空二级螺栓给料机内的垃圾并停止二级螺栓给料机。

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