CN1470802A - 多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备 - Google Patents

Abstract

多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备，其特点是将炉排式垃圾焚烧炉中设置的倾斜往复式逆推炉排(40)划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个；各个区的活动炉排分别由各个区的油缸独立驱动；各个区的固定炉排和活动炉排每只各成一个整体，只与只之间留有炉排受热膨胀所需的间隙量，同时在相互接触的部位采用迷宫式结构；各个区的驱动轴从下风室(70)的上边板(71)中穿过时，所述各轴与上边板(71)之间采用回转密封；本发明的多驱动结构有利于垃圾焚烧炉的燃烧控制，在充分发挥焚烧炉处理能力的同时，能确保燃烬区的燃烬要求，从而降低炉渣的热灼率，提高焚烧炉的性能。

Description

多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备

技术领域  本发明涉及焚烧炉倾斜移动式炉排结构，特别是涉及利用所述炉排结构焚烧垃圾的方法，尤其涉及分多段驱动的逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备。

背景技术  现有技术中生活垃圾焚烧处理采用的焚烧炉类型繁多，按炉型区分有炉排炉、转窑炉、流动床炉和气化炉四大类。炉排炉的主体部分是炉排，按炉排的运动方式区分又有往复式、滚筒式、摇动式等；往复式炉排又分为顺推式和逆推式两类。顺推式是指炉排片推动垃圾的方向与垃圾焚烧过程移动的方向相同，而逆推式是指炉排片推动垃圾的方向与垃圾焚烧过程移动的方向相反。

往复式逆推炉排对不同热值垃圾的适应性较强，特别是对高水分、低热值垃圾有很好的处理效果，已经在国内两个特大型城市的垃圾焚烧厂得到较为满意的应用效果。但其仍存在一些不足之处需进一步完善：

1)根据垃圾燃烧过程的三个阶段，炉排相应设计有干燥、燃烧和燃烬三个功能区，由于干燥、燃烧和燃烬三个阶段需要的时间各不相同，不同性质的垃圾差异也很大，三个功能区对垃圾的移动速度有不同的要求。但现有技术炉排的往复运动只有1～2个驱动装置和1～2种速度，不利于提高焚烧处理能力和降低灰渣热灼减率。

2)现有技术的炉排均采用拉杆驱动的活动炉排，属于曲柄连杆滑块机构，曲柄在下风室外，滑块(活动炉排架组件)在下风室内，连杆(拉杆)穿过下风室连接曲柄和滑块。由于连杆运动为平面运动，下风室的穿孔必须留有较大的间隙，密封无法彻底解决，存在漏风问题。因为一次风取自垃圾贮坑，带有恶臭和有害气体，加热后的一次风溢散到炉室间将会对炉室间的工作环境造成空气污染和热污染，还增加焚烧炉的热损失。

3)炉排炉从炉排片之间的缝隙漏灰是一个较普遍而又不易解决的问题，漏灰问题的存在增加了漏灰排出装置的负荷，严重时还可能导致停炉事故，另外，漏灰一般是直接输送到出渣机与炉渣混合后被排出，漏灰中含有未燃烬的固定碳，这将使灰渣的热灼减率提高甚至超出限值要求。现有技术的炉排采用侧板压紧来消除炉排片间的缝隙，由于碟形弹簧的压力克服不了炉排片的移动阻力，起炉前必须要靠人工将炉排片的间隙消除，然后用侧板压紧，实际上碟形弹簧只起到吸收炉排片热膨胀量的作用，而采用弹簧紧压带来的副作用是增加了侧板与炉排片间的摩擦力，加速了炉排片和侧板的磨损速度，随着炉排片的磨损，漏灰将逐渐增加。

现有技术的炉排还有一个缺点是一次风是通过炉排片间的缝隙送风，为避免送风的缝隙被炉灰堵塞，炉排每次往复都有一个附加动作是相邻炉排片间有一个错动，从而增加了漏灰量和炉排片间的磨损。国内一垃圾焚烧厂的实际运行情况表明，随着炉排片磨损的增大，漏灰量也越来越大，严重时会导致漏灰排出装置发生堵塞的故障。

发明内容  本发明所要解决的技术问题是避免上述现有技术的不足之处而提出一种多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备。总体方案第一是将炉排进行分段调速，以适应燃烧过程不同阶段对物料移动速度不同的要求，提高炉排的焚烧处理能力，并降低炉渣的热灼减率。第二是解决炉排下风室的漏风问题，避免带恶臭的一次风对炉室间的工作环境造成空气污染和热污染，并减少焚烧炉的热损失。第三是解决炉排片热膨胀与漏灰之间的矛盾，提高炉排的风阻，以利于一次风的合理调整和燃烧的自动控制。同时还解决炉排片的磨损问题，延长炉排片的使用寿命。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案包括以下方法步骤：

1.在炉排式垃圾焚烧炉中设置倾斜的往复式逆推炉排；

尤其是还包括步骤

2.将所述往复式逆推炉排划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个，其中的活动炉排分别由干燥区油缸、燃烧区油缸和燃烬区油缸独立驱动；

所述三个区的油缸分别由干燥区油缸调速阀、燃烧区油缸调速阀和燃烬区油缸调速阀控制；

3.在所述往复式逆推炉排的下方设置下风室，各个区的驱动轴从下风室的上边板中穿过，上边板与密封连板连结，密封连板与炉排架连结，炉排架与炉罩连结，结合垃圾挡板和灰渣挡板使炉腔形成一密闭的空间，风从进风口吹入参与燃烧，从出风口排出，废气不致泄露到垃圾焚烧炉厂房空间；

4.一批垃圾被给料装置推入往复式逆推炉排上开始燃烧时，根据垃圾的含水量和垃圾性质分别调整干燥区油缸调速阀、燃烧区油缸油缸调速阀和燃烬区油缸调速阀，使三个区的油缸以不同的速度往复运行；

5.待这批垃圾全部燃尽，灰渣通过落渣井落入出渣机，然后再推入一批垃圾到往复式逆推炉排上进行燃烧。

本发明还可以通过采用以下的技术方案进一步实施：

设计制造一种垃圾焚烧炉中的多驱动逆推式炉排，划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个，包括固定炉排、活动炉排、横梁、下风室、上边板和密封连板，尤其还包括干燥区驱动梁、燃烧区驱动梁、燃烬区驱动梁和干燥区油缸、燃烧区油缸、燃烬区油缸；各个区的活动炉排都由各个区的油缸独立驱动；所述各区的固定炉排与各区的固定梁联结；所述各区的活动炉排与各区驱动梁联接；在所述逆推式炉排的下方设置下风室，各个区的驱动轴从下风室的上边板中穿过，上边板与密封连板连结，密封连板与炉排架连结，炉排架与炉罩连结，结合垃圾挡板和灰渣挡板使炉腔形成一密闭的空间，炉腔的上方有出风口。

各区的驱动梁通过各区的内曲柄连杆连接各区的驱动轴，该轴穿过炉排架，在其外端头又连结外曲柄，各区的油缸驱动外曲柄，使驱动轴在一定角度内往复转动，带动内曲柄连杆及各区的驱动梁，使活动炉排做往复推拉运动。

各个区的炉排包括所述活动炉排和固定炉排各2～20只，最佳各10只。

各个区的固定炉排和活动炉排每只各成一个整体，只与只之间留有炉排受热膨胀所需的间隙量，同时在相互接触的部位采用迷宫式结构。

各个区的驱动轴从上边板中穿过时，各轴与上边板之间采用回转密封方式密封。

与现有技术相比较，本发明能充分地利用炉床的工作面积，从而有效地提高炉排单位面积的处理能力。多驱动结构有利于垃圾焚烧炉的燃烧控制，在充分发挥焚烧炉处理能力的同时，能确保燃烬区的燃烬要求，从而降低炉渣的热灼率，提高焚烧炉的性能。本发明较好地解决了下风室的漏风问题，避免一次风泄漏引起的空气污染和热污染，改善了炉室间的工作环境。炉排片采用分组并紧，不留间隙，组间为迷宫式连接的结构，可以较好地解决漏灰问题，提高设备运行的可靠性，同时由于漏灰量的减少，使炉渣的热灼量降低，也提高了焚烧炉的性能。

同时，多驱动逆推式炉排是针对高水分、成分复杂垃圾的特点而开发的焚烧设备，特别适合于焚烧处理中国的垃圾，性能上要较现有技术炉排优越，而且成本则大大低于现有技术炉排，经济效果也十分显著。

附图说明  图1是本发明多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备总体结构示意图；

图2是本发明所述多驱动逆推式炉排的外曲柄、内曲柄和驱动轴设置示意图；

图3是本发明所述多驱动逆推式炉排的油缸设置示意图；

图4是本发明所述多驱动逆推式炉排的驱动梁、固定炉排和活动炉排设置示意图；

图5是本发明多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法流程图；

图6是本发明多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法和设备中油缸驱动系统图。

具体实施方式  下面结合附图对本发明做进一步详尽的说明。根据图5、6以及图1～4可知，实施多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法包括以下步骤：

1.在炉排式垃圾焚烧炉中设置倾斜的往复式逆推炉排40；

尤其是还包括步骤

2.将所述往复式逆推炉排40划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个，其中的活动炉排46、56和66分别由干燥区油缸49、燃烧区油缸59和燃烬区油缸69独立驱动；所述油缸49、59和69分别由干燥区油缸调速阀401、燃烧区油缸调速阀501和燃烬区油缸调速阀601控制；

3.在所述往复式逆推炉排40的下方设置下风室70，驱动轴41、51和61从下风室70的上边板71中穿过，上边板71与密封连板72连结，密封连板72与炉排架75连结，炉排架75与炉罩115连结，结合垃圾挡板21和灰渣挡板91使炉腔116形成一密闭的空间，风从进风口吹入参与燃烧，从出风口110排出，废气不致泄露到垃圾焚烧炉厂房空间；

4.一批垃圾300被给料装置30推入往复式逆推炉排40上开始燃烧时，根据垃圾300的含水量和垃圾性质分别调整干燥区油缸调速阀401、燃烧区油缸油缸调速阀501和燃烬区油缸调速阀601，使所述油缸49、59和69以不同的速度往复运行；

5.待这批垃圾全部燃尽，灰渣通过落渣井90落入出渣机100。

本发明还可以通过采用以下的技术方案进一步实施：设计制造一种用于垃圾焚烧炉的多驱动逆推式炉排40，划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个，包括固定炉排48、58和68，活动炉排46、56和66，固定梁47、57和67，下风室70，上边板71和密封连板72，尤其是还包括分为三段的干燥区驱动梁44、燃烧区驱动梁54、燃烬区驱动梁64和干燥区油缸49、燃烧区油缸59、燃烬区油缸69；各个区的活动炉排都由各个区的油缸独立驱动；所述固定炉排48与固定梁47联结，所述固定炉排58与固定梁57联结，所述固定炉排68与固定梁67联结；所述活动炉排46与干燥区驱动梁44联接，所述活动炉排56与燃烧区驱动梁54联接，所述活动炉排66与燃烬区驱动梁64联接；在所述逆推式炉排40的下方设置下风室70，驱动轴41、51和61从下风室70的上边板71中穿过，上边板71与密封连板72连结，密封连板72与炉排架75连结，炉排架75与炉罩115连结，结合垃圾挡板21和灰渣挡板91使炉腔116形成一密闭的空间，炉腔11的上方有出风口110。

所述干燥区驱动梁44通过干燥区内曲柄43连接驱动轴41，该轴41穿过炉排架75，其外端头又连结外曲柄42，所述干燥区油缸49驱动外曲柄42，使活动炉排驱动轴41在一定角度内往复转动，带动内曲柄43及干燥区驱动梁44使活动炉排46做往复推拉运动；所述燃烧区驱动梁54通过燃烧区内曲柄53连接驱动轴51，该轴51穿过炉排架75，其外端头又连结外曲柄52，所述燃烧区油缸59驱动外曲柄52，使驱动轴51在一定角度内往复转动，带动内曲柄53及燃烧区驱动梁54使活动炉排56做往复推拉运动；所述燃烬区驱动梁64通过燃烬区内曲柄63连接驱动轴61，该轴61穿过炉排架75，其外端头又连结外曲柄62，所述燃烬区油缸69驱动外曲柄62，使驱动轴61在一定角度内往复转动，带动内曲柄63及燃烬区驱动梁64使活动炉排66做往复推拉运动。

所述干燥区炉排包括所述活动炉排46和固定炉排48各2～20只，最佳各10只；燃烧区炉排包括所述活动炉排56和固定炉排58各2～20只，最佳各10只；燃烬区炉排包括所述活动炉排66和固定炉排68各2～20只，最佳各10只。

所述固定炉排48、58、68和活动炉排46、56、66每只各成一个整体，只与只之间留有炉排受热膨胀所需的间隙量，同时在相互接触的部位采用迷宫式结构。

各个区的驱动轴41、51、61从上边板71中穿过时，各轴与上边板之间采用回转密封方式密封。

由图1可知：本发明的垃圾焚烧炉由料斗10、料槽20、给料装置30、炉排40、下风室70、漏灰排出装置80、落渣井90和出渣机100等部件组成。垃圾300从料斗10、料槽20经给料装置30送到炉排40上，垃圾300在炉排40上完成燃烧的全过程，炉渣从落渣井90下落到出渣机100中，然后被排出。本发明的炉排40为垃圾焚烧炉的核心部分，技术方案说明如下：

根据垃圾的燃烧过程将炉排沿垃圾移动方向分成干燥、燃烧和燃烬三个功能区各1或2个，由图3、4可知，每个功能区的活动炉排46、56、66由一个独立的驱动机构单独驱动，故称为多驱动。由于各驱动机构的运动速度能根据燃烧过程对垃圾移动速度的要求进行单独的调整，这对提高炉排的焚烧处理能力以及降低炉渣的热灼减率十分有利。我国城市生活垃圾的含水量远高于西欧国家，所以焚烧炉的设计必须十分重视垃圾焚烧的干燥过程，由于不同季节、不同地区垃圾含水量差异很大，炉排40的燃烧控制还必须要作相应的调整，否则“燃切点”(燃烧火焰熄灭点)将发生变化，影响焚烧炉的焚烧效果，对于多驱动逆推式炉排40来说，这种调整将会十分方便和容易；炉渣的热灼率是垃圾焚烧炉性能的一个重要指标，垃圾的成分极为复杂，不是一种均质燃料，其中有极易着火、燃烧过程很短的物质(如纸张类)，也有极难着火、燃烧过程很长的物质，如果炉排只有一种运动速度，为了达到额定的处理能力，无法让尚未燃烬的物质多停留一些时间，“多驱动”方法则使该问题迎刃而解。

本发明最佳实施例的多驱动逆推式炉排各功能区活动炉排的驱动机构为独立的三曲柄连杆滑块机构，图2是干燥区的示意图：两组内曲柄43连杆滑块机构设置在下风室70内，同轴的外曲柄42设置在下风室70之外，由于驱动轴41与下风室70之间为回转密封，而不是现有技术炉排平面运动的往复密封，间隙小、密封容易，没有漏风的问题，不会造成炉室间的空气污染和热污染。

以本发明最佳实施例中的干燥区为例说明三曲柄连杆机构的动作原理：用于驱动的液压油缸49设在下风室外，其缸体通过铰连支座固定在炉排架75的外壁上，油缸49的动作受液压站700以及干燥区油缸调速阀401控制，活塞的往复运动推动外曲柄42作往复摆动，两组内曲柄43和外曲柄42固定在同一驱动轴41上，内曲柄43与外曲柄42作同步摆动。内曲柄43通过连杆与Z字形的驱动梁44相连接，驱动梁44支承在两个滚动轴承上，驱动梁44的两侧有导向滚轮限位，内曲柄43作往复摆动时由连杆拉动驱动梁44作往复运动，由于两驱动梁44上架设有多道横梁45，并紧固构成一个活动的炉排架体。活动炉排46铺设在横梁45上，通过尾部的凹槽与横梁45相连，当活动的炉排架体作往复移动时，将驱动活动炉排46，实现活动炉排46往复移动的目的。燃烧区的横梁55和燃烬区的横梁65分别连接各自区的活动炉排。

本发明在最佳实施例中为了解决炉排片间的漏灰问题将每级的炉排片分成五组，每组的炉排片用螺钉相互连结成一个整体，将炉排片间的间隙消除，一次风改从炉排片头部的小孔吹入，组与组之间留有炉排片受热膨胀所需的间隙量，由于热膨胀量分别由四道膨胀缝吸收，可以缩小每道缝的预留量，避免大颗粒炉渣的嵌入影响炉排片的热膨胀，同时在膨胀缝处采用迷宫式结构，使细灰也不能直接落入下风室中，从而解决炉排的漏灰问题。

由图6可知：干燥区油缸49的往返运动是由换向阀402控制的；燃烧区油缸59的往返运动是由换向阀502控制的；燃烬区油缸69的往返运动是由换向阀602控制的。

实践证明：本发明制造的多驱动逆推式炉排，能充分地利用炉床的工作面积，从而有效地提高炉排单位面积的处理能力。多驱动结构有利于垃圾焚烧炉的燃烧控制，在充分发挥焚烧炉处理能力的同时，能确保燃烬区的燃烬要求，从而降低炉渣的热灼率，提高焚烧炉的性能。本发明较好地解决了下风室的漏风问题，避免一次风泄漏引起的空气污染和热污染，改善了炉室间的工作环境。炉排片采用分组并紧，不留间隙，组间为迷宫式连接的结构，可以较好地解决漏灰问题，提高设备运行的可靠性，同时由于漏灰量的减少，使炉渣的热灼量降低，也提高了焚烧炉的性能。

同时，多驱动逆推式炉排是针对高水分、成分复杂垃圾的特点而开发的焚烧设备，特别适合于焚烧处理中国的垃圾，性能上要较现有技术炉排优越，而且成本则大大低于现有技术炉排，经济效果也十分显著。

Claims (6)

1.一种多驱动逆推式炉排焚烧垃圾的方法，包括步骤：

A.在炉排式垃圾焚烧炉中设置倾斜的往复式逆推炉排(40)；

其特征在于：还包括步骤

B.将所述往复式逆推炉排(40)划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个，其中的活动炉排(46)、(56)和(66)分别由干燥区油缸(49)、燃烧区油缸(59)和燃烬区油缸(69)独立驱动；所述油缸(49)、(59)和(69)分别由干燥区油缸调速阀(401)、燃烧区油缸调速阀(501)和燃烬区油缸调速阀(601)控制；

C.在所述往复式逆推炉排(40)的下方设置下风室(70)，驱动轴(41)、(51)和(61)从下风室(70)的上边板(71)中穿过，上边板(71)与密封连板(72)连结，密封连板(72)与炉排架(75)连结，炉排架(75)与炉罩(115)连结，结合垃圾挡板(21)和灰渣挡板(91)使炉腔(116)形成一密闭的空间，风从进风口吹入参与燃烧，从出风口(110)排出，废气不致泄露到垃圾焚烧炉厂房空间；

D.一批垃圾(300)被给料装置(30)推入往复式逆推炉排(40)上开始燃烧时，根据垃圾(300)的含水量和垃圾性质分别调整干燥区油缸调速阀(401)、燃烧区油缸油缸调速阀(501)和燃烬区油缸调速阀(601)，使所述油缸(49)、(59)和(69)以不同的速度往复运行；

E.俟这批垃圾全部燃尽，灰渣通过落渣井(90)落入出渣机(100)。

2.一种多驱动逆推式炉排(40)，划分为干燥区1或2个、燃烧区1或2个和燃烬区1或2个；包括固定炉排(48)、(58)和(68)，活动炉排(46)、(56)和(66)，固定梁(47)、(57)和(67)，下风室(70)、上边板(71)和密封连板(72)，其特征在于：还包括干燥区驱动梁(44)、燃烧区驱动梁(54)、燃烬区驱动梁(64)和干燥区油缸(49)、燃烧区油缸(59)、燃烬区油缸(69)；所述活动炉排(46)、(56)和(66)分别由干燥区油缸(49)、燃烧区油缸(59)、燃烬区油缸(69)独立驱动；所述固定炉排(48)与固定梁(47)联结，所述固定炉排(58)与固定梁(57)联结，所述固定炉排(68)与固定梁(67)联结；所述活动炉排(46)与干燥区驱动梁(44)联接，所述活动炉排(56)与燃烧区驱动梁(54)联接，所述活动炉排(66)与燃烬区驱动梁(64)联接；在所述逆推式炉排(40)的下方设置下风室(70)，驱动轴(41)、(51)和(61)从下风室(70)的上边板(71)中穿过，上边板(71)与密封连板(72)连结，密封连板(72)与炉排架(75)连结，炉排架(75)与炉罩(115)连结，结合垃圾挡板(21)和灰渣挡板(91)使炉腔(116)形成一密闭的空间，炉腔(116)的上方有出风(110)。

3.根据权利要求2所述的多驱动逆推式炉排，其特征在于：所述干燥区驱动梁(44)通过干燥区内曲柄(43)连接驱动轴(41)，该轴(41)穿过炉排架(75)，其外端头又连结外曲柄(42)，所述干燥区油缸(49)驱动外曲柄(42)，使驱动轴(41)在一定角度内往复转动，带动内曲柄(43)及干燥区驱动梁(44)，使活动炉排(46)做往复推拉运动；所述燃烧区驱动梁(54)通过燃烧区内曲柄(53)连接驱动轴(51)，该轴(51)穿过炉排架(75)，其外端头又连结外曲柄(52)，所述燃烧区油缸(59)驱动外曲柄(52)，使驱动轴(51)在一定角度内往复转动，带动内曲柄(53)及燃烧区驱动梁(54)，使活动炉排(56)做往复推拉运动；所述燃烬区驱动梁(64)通过燃烬区内曲柄(63)连接驱动轴(61)，该轴(61)穿过炉排架(75)，其外端头又连结外曲柄(62)，所述燃烬区油缸(69)驱动外曲柄(62)，使驱动轴(61)在一定角度内往复转动，带动内曲柄(63)及燃烬区驱动梁(64)，使活动炉排(66)做往复推拉运动。

4.根据权利要求2所述的多驱动逆推式炉排，其特征在于：所述干燥区炉排包括所述活动炉排(46)和固定炉排(48)各2～20只，最佳各10只；所述燃烧区炉排包括所述活动炉排(56)和固定炉排(58)各2～20只，最佳各10只；所述燃烬区炉排包括所述活动炉排(66)和固定炉排(68)各2～20只，最佳各10只。

5.根据权利要求4所述的多驱动逆推式炉排，其特征在于：所述固定炉排(48)、(58)、(68)和活动炉排(46)、(56)、(66)每只各成一个整体，只与只之间留有炉排受热膨胀所需的间隙量，同时在相互接触的部位采用迷宫式结构。

6.根据权利要求2所述的多驱动逆推式炉排，其特征在于：所述驱动轴(41)、(51)和(61)从下风室(70)的上边板(71)中穿过时，所述驱动轴(41)、(51)和(61)与上边板(71)采用回转密封方式密封。

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