CN115103980A - 炉条以及炉条装置 - Google Patents

Abstract

炉条(10)包括：炉条板(1)、冷却水路(2)、滑靴(3)、侧板(4)、插销(5)、中央固定轴承(6)、两侧固定轴承(7)、入水路(8)以及排水路(9)。炉条板(1)设于炉条(10)的上部。炉条板(1)在炉条(10)的面方向上具有遍及炉条(10)的整体程度的扩展。炉条板(1)在俯视时呈长方形。炉条板(1)与燃烧材料接触。炉条板(1)的表面由表面耐磨损性防腐材料构筑。炉条板(1)为在长度方向以及宽度方向具有一体连续形状的板。

Description

炉条以及炉条装置

技术领域

本发明涉及焚烧炉中使用的炉条以及炉条装置。

背景技术

在日本特开2017-078534号公报中记载有被覆耐火物炉条。在该公报的例如0037段落记载有包括将炉条在左右方向上并列状地组合而成的固定炉条列与可动炉条列的加煤机结构。在该公报的例如0053及0054段落记载有在相邻的炉条之间有意地设置间隙(膨胀余量)的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-078534号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

以往，如上述公报的那样，提供将多个炉条并列组合并沿列方向有长度的炉条列、或在相邻的多个炉条之间设置间隙的情况是技术常识。在这种情况下，有时灰、垃圾残留物等从炉条与炉条的间隙泄漏，且该泄漏可能引起各种问题。

本发明提供改良为能够抑制灰或水的泄漏的炉条以及炉条装置。

用于解决技术问题的方案

炉条的一方式包括：炉条板，沿长度方向构筑为一体连续形状；冷却水路，构筑为在所述炉条板的面内扩展；入水路，与所述冷却水路相连，供冷却水流入；以及排水路，与所述冷却水路相连，排出冷却水。

炉条装置的一方式包括：至少以水冷式冷却的固定炉条；以及滑动炉条，重叠于所述固定炉条之上，并以往复位移来搅拌所述固定炉条之上的固态燃烧物，所述固定炉条包括载有燃烧物的炉条板，所述炉条板在与所述滑动炉条的往复位移方向交叉的长度方向上构筑为一体连续形状。

发明效果

一体连续形状的炉条板能够有效地抑制灰或水的泄漏。

附图说明

图1是示出实施方式的炉条的结构的立体图。

图2是示出实施方式的炉条的结构的后视图，是沿着图1中的带箭头的虚线I剖切炉条切的剖视图。

图3是用于说明实施方式的炉条的结构的(a)侧视图、(b)主视图以及(c)立体图。

图4是用于说明实施方式的炉条的冷却水路的立体图。

图5是示出另一炉条片的结构的一例的图，(a)为后视图、(b)为侧视图、(c)为主视图和(d)为立体图。

图6是示出另一炉条片的结构的一例的图，(a)为后视图、(b)为侧视图、(c)为主视图以及(d)为立体图。

图7是表示搭载有实施方式的炉条的炉条装置的图。

图8是示出炉条的内部结构的一例的分解立体图。

具体实施方式

图1是示出实施方式的炉条10的结构的立体图。图2是沿着图1中的带箭头虚线I剖切炉条10的剖视图。图3是用于说明实施方式的炉条10的结构的(a)侧视图、(b)主视图和(c)立体图。

图1所示的实施方式的炉条10包括：炉条板1、冷却水路2(参照图2)、滑靴3、侧板4、插销5、中央固定轴承6、两侧固定轴承7、入水路8以及排水路9。炉条板1设置于炉条10的上部。炉条板1规定炉条10的面方向尺寸。炉条板1在俯视时呈长方形。炉条10也可以被称为固定水冷炉条棒(Fixed Liquid Cooled Beam)。

图2所示的冷却水路2包含在炉条板1的面内延伸的多条水路。滑靴3设置于炉条板1的前端部1a的附近。滑靴3向炉条板1的下方突出。侧板4分别设置于炉条10的长边两端。

入水路8是用于使冷却水流入冷却水路2的水路。在实施方式中，入水路8为设置于炉条10的一侧的端部的开口。具体而言，入水路8为设置于炉条10的侧面(具体而言为滑靴3的上部)的开口。

排水路9为用于将利在冷却水路2的过程进行了热交换的冷却水从冷却水路2排出的水路。在实施方式中，排水路9为炉条10中的设置于与入水路8相反一侧的另一侧的端部的开口。具体而言，排水路9为设置于炉条10的上表面(具体而言为炉条板1的表面角落部)的开口。

如图1～图3所示，炉条10具有：沿着长度方向的长度尺寸L1、沿着宽度方向的宽度W1、以及沿着高度方向(或者厚度方向)的高度尺寸H1。炉条10的长度方向、宽度方向和高度方向分别对应于炉条板1的长度方向、宽度方向和高度方向。炉条10以及炉条板1具有沿着宽度方向的宽度W1。

作为一例，长度尺寸L1可以为1500mm～5000mm。通过将L1的下限设为1500mm，具有能够确保垃圾处理能力和抑制成本的优点。通过将L1的上限设为5000mm，具有能确保维护的容易性且能够抑制炉条10整体的重量的优点。

作为一例，炉条10以及炉条板1的宽度尺寸W1可以为500mm～1000mm。通过将W1的下限设为500mm，具有能够确保垃圾处理能力和抑制成本的优点。通过将W1的上限设为1000mm，具有能够确保维护的容易性且能够抑制炉条10的重量的优点。

炉条板1与燃烧材料接触。炉条板1的表面由表面耐磨损性防腐材料(wear-resistant and anticorrosive material)构筑。炉条板1为在长度方向以及宽度方向上具有一体连续形状的板。在实施方式中，沿长度方向观察时，炉条板1在中途不具有裂缝、间隙。实施方式中，为了方便，将这样的炉条板1的长度方向一体连续形状也称为“列一体结构(whole row integrated structure)”。

如图2所示，冷却水路2设置于炉条板1的背面侧。作为一例，实施方式的冷却水路2包含前端侧水路、后端侧水路以及多个并列水路部。前端侧水路以及后端侧水路分别设置于炉条10的前端部与后端部，并沿炉条10的长度方向延伸。多个并列水路部通过与炉条板1的宽度方向平行地延伸从而将前端侧水路部与后端侧水路部连接。

图3所示的炉条10的长度尺寸L1根据焚烧炉的宽度尺寸而设计。可以对该长度尺寸L1设置上限，长度尺寸L1可以例如为3米(3000mm)以下。例如后述的图7的炉条装置100所使用的全部的炉条10可以为3米以下的长度尺寸L1。

设置实施方式的炉条10时，如图3的(c)示意性地所示，炉条10以相对于水平方向成特定的角度θ的方式倾斜。炉条10的前端部1a因向前方倾斜而位于相对下方的位置。当沿着以水平面为基准的高度方向Z观察时，入水路8的开口部相对位于下方的位置，排水路9的开口部相对位于上方的位置。在该设置状态下，冷却水从炉条10的下端流入。冷却水一边流经炉条10的内部一边进行热交换。然后，接受了热交换的冷却水从位于炉条10的上端的排出路9作为温水排出。

图4为用于说明实施方式的炉条10的冷却水路2的立体图。在图4中，为了方便，透视炉条板1而示意性地图示冷却水路2的结构。多个箭头FLi、FLm、FLo分别示意性地表示冷却水路2的内部中的冷却水的流动。箭头FLi表示前端侧水路部中的流动，箭头FLm表示并列水路部中的流动，箭头FLo表示后端侧水路部中的流动。

从入水路8流入的冷却水沿着箭头FLi向炉条10的长度方向流动。沿着箭头FLi流动的冷却水在中途向宽度方向进行分支，并沿着箭头FLm向炉条10的后端部侧流动。沿着箭头FLm流动的冷却水从因固态废弃物的焚烧而成为高温的炉条板1接受热。当冷却水沿着箭头FLm到达炉条10的后端部时，该冷却水沿着箭头FLo再次向长度方向流动。冷却水沿着箭头FLo最终从排水路9向冷却水路2的外部排出。

如图2所示，冷却水路2通过将多个型钢2a与钢板2b焊接而构筑。作为一例，型钢2a为槽钢(槽型钢)2a。通过将多个型钢2a焊接于钢板2b从而构筑冷却水路2。由钢板2b与侧板4构筑壳体，且在该壳体的内部并列配置有多个槽钢2a。相邻的槽钢2a的间隔构筑冷却水路2。冷却水路2形成固定框架。冷却水路2还起到支持整体的结构强度的作用。

在炉条10的宽度方向上的一端设置有入水路8的开口部。在炉条10的宽度方向上的另一端设置有排水路9的开口部。冷却水从入水路8沿炉条10的长边方向流入。冷却水路2被槽钢即型钢2a与钢板2b密闭，从而冷却水沿炉条10的宽度方向流动。利用冷却水，炉条10的整体因热交换而冷却。通过热交换而升温了的冷却水从排水路9排出，并供给至冷却塔(cooling tower)。由此可再利用冷却水的热。在入水路8的开口部以及排水路9的开口部分别设有密闭的防漏装置。

滑靴3由耐磨损性及耐腐蚀性材料制作。滑靴3以能够卸下的形态安装于炉条10的前端部1a。

如图1～图3所示，中央固定轴承6以及两侧固定轴承7为具有半圆形开放结构7a的轴承。在该半圆形开放结构7a安装有轴。根据这样的结构，具有容易维护的优点。

图5以及图6示出其他炉条片21、31的结构的一例。图5示出在固态废弃物焚烧产业中使用的固定炉条(Fixed Tile)21的结构的一例。固定炉条片21包括长度尺寸L2、宽度尺寸W2以及高度尺寸H2。图6示出在固态废弃物焚烧产业中使用的滑动炉条(Sliding Tile)31的结构的一例。滑动炉条片31包括长度尺寸L3、宽度尺寸W3以及高度尺寸H3。

如图5的(c)的主视图所表示的那样，固定炉条片21的前端部21a具有齿状的凹凸。同样地，如图6的(c)的主视图所表示的那样，滑动炉条片31的前端部31a具有齿状的凹凸。

长度尺寸L2、L3分别比实施方式的炉条10的长度尺寸L1短。作为一例，长度尺寸L2、L3分别可以为250mm，也可以为250mm以上或250mm以下。作为一例，高度尺寸H2可以为120mm，也就是说可以与高度尺寸H1相同。作为一例，宽度尺寸W2可以为680mm，但也可以为680mm以上或680mm以下。作为一例，宽度尺寸W3可以为612mm，但也可以为612mm以上或612mm以下。

在图5的(d)中图示有将多个炉条片21排成一列的连结炉条20。在图6的(d)中图示有将多个炉条片31排成一列的连结炉条30。炉条片21、31为构筑连结炉条20、30的零件(也就是说小片或者部件)。连结炉条20为使炉条片21相互紧密接触地连结而成的。同样地，连结炉条30为使炉条片31相互紧密接触地连结而成的。连结炉条20、30也可以具有与炉条10相同的长度尺寸L1。

图7为表示搭载有实施方式的炉条10的炉条装置100的图。炉条装置100包括将炉条10与连结炉条30沿高度方向交替堆积的阶梯状炉条结构。连结炉条30为由多个滑动炉条片31构筑而成的滑动连结炉条。在炉条装置100运转时，炉条10被固定。另一方面，连结炉条30沿宽度方向(也就是沿着图7中的宽度尺寸W1的方向)前后往复驱动。通过进行往复位移，被固定的炉条10上的固态燃烧物被连结炉条30搅拌。连结炉条30通过液压工作缸等驱动装置(未图示)，向废弃物的流动方向以恒定的间距进行往复运动。

如图7所示，在实施方式的炉条装置100中设置有冷却用送风装置102。在炉条装置100中的炉条10以及连结炉条30的下方设置有下方风室(未图示)。在下方风室连通有冷却用送风装置102。冷却用送风装置102向下方风室送风用于冷却炉条10以及连结炉条30的冷却用空气。需要说明的是，在图7中示意性地图示冷却用送风装置102，但是省略下方风室的图示。冷却用送风装置102的具体结构只要是将已经公知或周知的各种装置组合即可，因此在此省略详细的说明。

在实施方式的炉条装置100中，能够利用空气和水同时且双重冷却炉条10。即，在炉条装置100在焚烧炉内运转时，向炉条10的冷却水路2供给冷却水。在进行该水冷的同时，还通过冷却用空气触碰炉条10的背面以及连结炉条30的背面实施空气冷却。

对以上说明的实施方式的效果进行说明。在实施方式中，炉条板1为列一体结构，为在长度方向上无间隙地连续的一体化设计。由此，具有抑制灰或者垃圾残留物等向炉条板1的下方泄漏的优点。

此处，关于实施方式的抑制泄漏的效果，边列举比较例边进行说明。比较例为“将多个炉条片并列配置而成的炉条结构”。在将多个炉条片并列配置的情况下，在相邻的两个炉条板片之间不可避免地产生间隙。假设例如将10片以上等的多个炉条片(炉条块)沿列方向连结，构筑具有长度的水冷却式炉条。这样一来，有可能灰、垃圾残留物或者水等从相邻的炉条片的间隙泄漏。即使想要将多个炉条片(或者炉条板片)无间隙地紧密接触配置，也无法完全消除多个炉条板片之间的间隙。作为理由，例如，是因为在高温环境下的使用而炉条片产生热收缩。另外，是因为各个炉条板片存在设计公差，且相互抵接的端面也存在翘曲、凹凸。

在本公开中，着眼于起因于“炉条板片之间的间隙”的各种问题。即，在焚烧挥发性高且熔点低的物体的情况下，当急速燃烧的物体成为熔融状态时，熔融燃烧物容易通过水冷炉条板片的间隙向炉条的下方滴下。当滴下的熔融物因水冷却格子片的冷却作用而急速冷却时，受到急速冷却的熔融物固化而成为焦炭状态。通过反复进行熔融、滴下以及固化，硬的焦炭层迅速地形成于水冷炉条片。当炉条板片之间的磨损增加时，通常的灰的下落受到妨碍。随着时间经过，也有可能在水冷炉条的整体蓄积厚的焦炭层。当这样的现象累积时，有焚烧性能下降的不良影响，也容易产生水冷炉条板的损伤。也存在水冷的效果下降，而难以有效地控制炉条整体的温度的问题。进一步，还存在因炉条表面过热，而炉条的耐用年数变短的问题。

此处，参照图5以及图6所示的其他炉条片21、31。即使想要使多个炉条片21、31沿列方向紧密接触，也会在相接的两个端面之间残留微小的间隙，并且炉条片21、31分别产生热膨胀与热收缩。因此，无法使位于多个炉条片21、31的边界的间隙完全密闭。特别在高温状态下水容易从该间隙泄漏。由于产生漏水，例如当需要炉停止时，有妨碍平常运行的问题。

在这一方面，根据实施方式的炉条10，炉条板1为列一体结构(whole rowintegrated structure)。在实施方式中，炉条10沿长度方向构筑为连续一体形状，因此能够不产生上述的“炉条板间的间隙”，从而能够解决起因于该间隙的各种各样的问题(例如灰或水泄漏等的问题)。另外，根据实施方式的炉条装置100(参照图7)，即使水、灰从多个炉条片31之间的间隙向连结炉条30的下方泄漏，也能够通过正下方的炉条10接住水、灰。

另外，根据实施方式，如图3的(c)示意性地所示，炉条10以特定的角度θ倾斜。根据这样的使冷却水从下方向上方流动的结构，即使在严格的条件下冷却水在冷却水路2的内部汽化的情况下，蒸汽也容易顺畅地向铅垂上方移动。由此，能够避免空气阻力影响冷却效果那样的事态。需要说明的是，在排出温水的排水路9的配管也可以设置有放气阀。为了使炉条10始终保护在水冷状态，也可以在起动时从最初开始就注入装满的水。

另外，根据实施方式，在炉条10的前端部1a设有耐磨损性的滑靴3。滑靴3与下方的滑动炉条(例如图7中连结炉条30)反复接触。滑靴3由于反复的接触而磨损。也就是说，耐磨损性的滑靴3为消耗品。根据实施方式，即使磨损加剧，也能够局部且非破坏地仅更换滑靴3，而不是更换空气-水混合冷却式的炉条10的整体。由此，能够大幅节约维护成本。

另外，实施方式中炉条10以及冷却水路2一体化设计。由此，具有可以不使用使多个水冷炉条片(及其冷却水路)相互连结的连结工件的优点。连结工件有时会成为漏水的原因。实施方式中也可以不设有连结工件，因此能够有效地抑制漏水的发生。

进一步，实施方式中入水路8与排水路9配置于炉条10的长边两端。因此，冷却水的出入口不设置在炉条10的下方风室，而设置在下方风室的外侧。即使万一在冷却水的出入口处产生泄漏的情况下，也具有不使炉条装置完全停止而容易修理的优点。

假设在使用“将多个水冷炉条片并列配置而成的炉条结构”的情况下，为了将冷却水注入至各个炉条片，需要使冷却水路连结的“水路连结工件”。水路连结工件当在高温腐蚀环境下密闭性下降时会产生漏水的问题。当产生漏水时，需要使炉条装置停止并在完全冷却后进行修理。若停止炉条装置，则成为作业效率下降的原因。在这一方面，根据实施方式，具有能够一并解决上述列举的各种问题的优点。

另外，根据实施方式的炉条装置100，提供一种空气-水混合双重冷却格子结构。通过空气与水的两种冷却方法具有有效地冷却炉条板1的优点。还具有迅速地除去炉条板1的表面热的优点。由此具有能够降低炉条板1的实际的温度的优点。其结果，具有能够使炉条装置100的各设备整体高效地工作的优点。还具有容易延长维护期间，得到节能效果的优点。

在实施方式中，冷却水路2由槽钢与钢板的焊接而构筑，有不包含U型管的特征。U型管具有冷却效率低且产生水泡的缺点。与使用了U型管的情况相比，在实施方式中具有冷却效率高且即使产生水泡也容易排出到炉条10外的优点。

在对生活垃圾、生物质或者产业废弃物等固态废弃物进行焚烧的焚烧炉领域中，伴随着人们的生活水准的提高与文明的发展的加速，废弃物的分类变得越来越详细。伴随与此，燃烧废弃物的发热量不断增加。关于焚烧炉所使用的炉条，有空冷式的炉条以及水冷式的炉条。其中，空冷的冷却性能低。由此，仅为空冷的炉条(也就是说纯空冷式炉条)无法在发热量为2000kcal/kg以上的环境下使用。在这一方面，实施方式的炉条10为空气-水混合双重冷却格子结构，解决了纯粹的空气冷却格子的问题，提供一种能够处理更广范围的发热量的固态废弃物的炉条结构。根据实施方式，提供适于承受超过2000kcal/kg的发热量的炉条10。

炉条10例如可以包括图8所示那样的内部结构。图8为示出炉条10的内部结构的一例的分解立体图。在图8中，作为变形例，型钢2a不为槽钢2a，而是其他型钢2a。如此，型钢2a也可以是成为分隔的任意剖面形状的型钢。

实施方式可以应用接下来记述的各种变形(改进)。下述例示了若干变形，但也可以根据这些变形组，组合一种或多种任意的变形。

关于实施方式的炉条10的长度尺寸L1与其他炉条21、31的长度尺寸L2、L3，也能够进行各种变形。可以以长度尺寸L1的值是长度尺寸L2、L3的值的整数倍的方式设定L1～L3各自的值。由此在使多个炉条片21、31连结而构筑连结炉条20、30时，容易将连结炉条20、30与炉条10构筑为相等长度。但是，不限定于此，长度尺寸L1的值也可以不是长度尺寸L2、L3的值的整数倍。

关于实施方式的炉条10的宽度尺寸W1与其他炉条21、31的宽度尺寸W2、W3，各自也能够进行各种变形。作为一例，宽度尺寸W2可以为680mm，但也可以为680mm以上或680mm以下。作为一例，宽度尺寸W3可以为612mm，但也可以为612mm以上或612mm以下。宽度尺寸W2可以与宽度尺寸W1相同(也就是说W2＝W1)，但是作为变形例，也可以为W2＜W1或W2＞W1。

关于实施方式的炉条10的高度尺寸H1与另一炉条21、31的高度尺寸H2、H3，各自也能够进行各种变形。作为一例，高度尺寸H3可以为120mm，但也可以为150mm。也就是说高度尺寸H3可以与高度尺寸H1、H2相同，但作为变形例，也可以为H3＞H1。高度尺寸H2可以与高度尺寸H1相同(也就是说H2＝H1)，但是作为变形例，也可以为H2＜H1或H2＞H1。

对冷却水路2的具体形状没有限定，可以进行各种各样的变形。例如，冷却水路2能够以包含一个或多个曲折水路的方式进行变形。在实施方式中，冷却水路2在炉条板1的面内构筑不包含水路连结工件而连续的一个水路。然而，作为变形例，冷却水路2可以在炉条板1的长度方向的中途被分开为多个水路，水路的间断处可以由水路连结工件连接。另外，入水路8与排水路9的位置也可以根据冷却水路2的结构而任意进行变更。在实施方式中，将入水路8配置于炉条10的一端，并将排水路9配置于炉条10的相反侧的另一端。但是，作为变形例，也可以将入水路8与排水路9集中配置于炉条10的单侧端部。

作为变形例，滑靴3可以以无法从炉条10的前端部1a周边卸下的形态进行一体化。也可以将滑靴部与炉条板1的前端部1a一体化。

作为变形例，中央固定轴承6与两侧固定轴承7可以为圆形等的环状开口部。可以将轴插入通过该圆形开口部。

炉条10不仅可以为固定炉条，也可以作为滑动炉条。

附图标记说明

1 炉条板

1a，21a，31a 前端部

2 冷却水路

2a 型钢(槽钢)

2b 钢板

3 滑靴

4 侧板

5 插销

6 中央固定轴承

7 两侧固定轴承

7a 半圆形开放结构

8 入水路

9 排水路

10 炉条

20 连结炉条(连结固定炉条)

30 连结炉条(连结滑动炉条)

21 炉条片(固定炉条片)

31 炉条片(滑动炉条片)

100 炉条装置

102 冷却用送风装置

FLi、FLm、FLo 示出冷却水的流动的箭头

H1、H2、H3 高度尺寸

L1、L2、L3 长度尺寸

W1、W2、W3 宽度尺寸

Z 高度方向

θ 炉条的倾斜角度

Claims (10)

1.一种炉条，其中，包括：

炉条板，沿长度方向构筑为一体连续形状；

冷却水路，构筑为在所述炉条板的面内扩展；

入水路，与所述冷却水路相连，供冷却水流入；以及

排水路，与所述冷却水路相连，排出冷却水。

2.根据权利要求1所述的炉条，其中，

所述冷却水路为通过焊接钢板与型钢而构筑的水路。

3.根据权利要求1或2所述的炉条，其中，

所述冷却水路包含沿所述炉条板的宽度方向并列延伸的多条水路。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的炉条，其中，

所述炉条板的长度为1500mm～5000mm。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的炉条，其中，

所述炉条板的宽度为500mm～1000mm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的炉条，其中，

在所述炉条板的前端部的一侧设有能够卸下的耐磨损性滑靴。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的炉条，其中，

所述炉条板具有表面由耐磨损性防腐材料构筑而成的一块板的统一结构。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的炉条，其中，

在所述炉条板的长度方向的中间设有中间固定轴承，

在所述炉条板的长度方向的两端设有两端固定轴承，

所述中间固定轴承和所述两端固定轴承包括半圆形开放结构。

9.一种炉条装置，其中，包括：

至少以水冷式冷却的固定炉条；以及

滑动炉条，重叠于所述固定炉条之上，并通过往复位移来搅拌所述固定炉条之上的固态燃烧物，

所述固定炉条包括载有燃烧物的炉条板，

所述炉条板在与所述滑动炉条的往复位移方向交叉的长度方向上构筑为一体连续形状。

10.根据权利要求9所述的炉条装置，其中，

还包括冷却用送风装置，所述冷却用送风装置在所述固定炉条的水冷中向所述固定炉条以及所述滑动炉条的背面的一侧供给冷却用空气，

所述滑动炉条沿所述长度方向并列配置有多个炉条片。

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