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多角度分析國(guó)內(nèi)主流垃圾焚燒爐的特點(diǎn)。
目前，垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，新建、擴(kuò)建和技術(shù)改造項(xiàng)目不斷啟動(dòng)。如何選擇垃圾焚燒爐的設(shè)備是最優(yōu)的解決方案。需要先了解各焚燒爐的特點(diǎn)，對(duì)比分析后選擇最適合本項(xiàng)目的焚燒爐。
為了滿(mǎn)足新建垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)焚燒爐設(shè)備選型和現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)技術(shù)改造的需要，對(duì)市場(chǎng)上主流的垃圾焚燒爐進(jìn)行了深入研究。通過(guò)對(duì)爐排運(yùn)動(dòng)、爐排運(yùn)動(dòng)、爐排制造工藝、爐排熱應(yīng)力釋放、爐排橫向和縱向布置、爐排通風(fēng)、爐膛、給料槽支架、推料器以及爐排上充分混合垃圾的措施等方面的對(duì)比分析，得出了不同的結(jié)果
引言。
隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，垃圾產(chǎn)生量逐年增加，垃圾圍城問(wèn)題日益突出，對(duì)城市的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械爐排爐是目前生活垃圾處理的主流類(lèi)型，國(guó)外的主要焚燒爐技術(shù)包括MATIN、VONROLL、VONLUND、WINDMER+EMST、DBA、FBE、SEGHERS、ALSTOM、JFE、STEIN-MULLER、TAKUMA等。近年來(lái)，焚燒爐技術(shù)發(fā)展迅速。焚燒爐產(chǎn)品已進(jìn)口、吸收或自主開(kāi)發(fā)。不同的焚燒爐有不同的技術(shù)。本文從多個(gè)角度分析了不同焚燒爐的特點(diǎn)，以便在工程實(shí)踐中選擇最合適的技術(shù)。
1.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)常見(jiàn)的一些焚燒爐。
生活垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展較晚，歐洲和日本的焚燒爐是運(yùn)營(yíng)垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)初期的主要焚燒爐。隨著我國(guó)在該領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，引進(jìn)技術(shù)或自主研發(fā)鏈篦機(jī)爐產(chǎn)品的比例逐漸增加。圖1顯示了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要焚燒爐。
在上述焚燒爐產(chǎn)品中，光大順途焚燒爐、康恒焚燒爐、三豐焚燒爐約占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的80%。這三種產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很廣，從中國(guó)最北部的寒冷地區(qū)，到中國(guó)最南部的炎熱地區(qū)，以及西部的高海拔地區(qū)。光大逆向焚燒爐、新世紀(jì)焚燒爐、天鷹焚燒爐在國(guó)內(nèi)也有廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品主要在東部地區(qū)使用。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的這些焚燒爐產(chǎn)品主要是通過(guò)自主研發(fā)或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)消化吸收，基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化。其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)充分考慮了中國(guó)垃圾水分高、灰分高、熱值低的特點(diǎn)，更適合生活垃圾物料的焚燒。
2.爐排運(yùn)動(dòng)模式。
爐排運(yùn)動(dòng)模式主要包括反推模式和正推模式。反向爐排片的運(yùn)動(dòng)方向與垃圾流動(dòng)方向相反，垃圾在重力作用下流向爐排末端。推進(jìn)式爐排片的運(yùn)動(dòng)方向與垃圾流動(dòng)方向相同，垃圾在機(jī)械推力的作用下流向爐排末端。
后推法的主要優(yōu)點(diǎn)是爐排上方總是有一定厚度的爐渣，可以有效降低爐內(nèi)高溫輻射對(duì)爐排的影響，因此對(duì)爐排的質(zhì)量要求較低。缺點(diǎn)是垃圾靠重力向下流動(dòng)，無(wú)法精確控制垃圾的向前運(yùn)動(dòng)速度。
前推方式的主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)機(jī)械手段推動(dòng)垃圾，并且可以精確控制垃圾的前進(jìn)速度。缺點(diǎn)是活動(dòng)爐排容易暴露在爐膛的高溫?zé)彷椛湎拢瑺t排的瞬時(shí)溫度容易過(guò)高，因此對(duì)爐排的質(zhì)量要求很高。
兩種爐排運(yùn)動(dòng)方式的視圖見(jiàn)圖2。
3.爐排片之間的運(yùn)動(dòng)形式。
爐排片之間的運(yùn)動(dòng)形式主要包括爐排片之間的直接接觸摩擦(形式A)和爐排片之間的間接接觸摩擦(形式B和形式C)。爐排片之間運(yùn)動(dòng)形式的特點(diǎn)如下:
1)形式a:爐排片直接接觸摩擦，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本低。然而，在長(zhǎng)期運(yùn)行中，必須磨損接觸的移動(dòng)和靜止?fàn)t排片之一，這降低了爐排片的整體使用壽命。
2)形式B:爐排片之間沒(méi)有直接接觸，活動(dòng)爐排片通過(guò)刮板結(jié)構(gòu)與固定爐排片接觸。結(jié)構(gòu)略復(fù)雜，成本略高，但在長(zhǎng)期運(yùn)行中避免了動(dòng)爐排和靜爐排的直接接觸，延長(zhǎng)了爐排的整體使用壽命。
3)形式C:爐排片不直接接觸，爐排片固定在滑架上，滑架通過(guò)滑板傾斜向前向上移動(dòng)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)靜篦段之間漏渣量略大，但避免動(dòng)靜篦段直接接觸，延長(zhǎng)篦段整體使用壽命。
爐排片之間的運(yùn)動(dòng)形式見(jiàn)圖3。
4.爐排片制造技術(shù)。
爐排片的制造工藝主要包括砂型鑄造工藝、消失模鑄造、金屬型鑄造、焊接等形式。砂型鑄造工藝成本低，工藝簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品質(zhì)量差，容易出現(xiàn)氣孔、夾雜等缺陷。適用于小批量或?qū)t排性能要求不高的地方。EPC成本適中，制造工藝要求高，成型產(chǎn)品表面硬度高，耐磨性好，但不適合結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的爐排片。金屬型鑄造成本高，尺寸精度高，機(jī)械性能好，適合大批量生產(chǎn)和對(duì)爐排性能要求高的地方。焊接制造主要用于生產(chǎn)水冷爐排片，加工成本高，尺寸精度高，成型困難，但超過(guò)一定熱值的垃圾焚燒爐必須使用水冷爐排片。
5.爐排熱應(yīng)力釋放形式。
爐排熱應(yīng)力釋放一般以爐排縱向中心線(xiàn)為死點(diǎn)，每個(gè)單元向兩側(cè)擴(kuò)展或整個(gè)單元向兩側(cè)和縱向擴(kuò)展。主要有兩種形式:以單元設(shè)備中心為擴(kuò)展死點(diǎn)和以整個(gè)設(shè)備中心為死點(diǎn)，將整體擴(kuò)展到橫向和縱向兩側(cè)。它們的特點(diǎn)如下:
1)形式A:以機(jī)組設(shè)備中心為膨脹死點(diǎn)，各機(jī)組橫向向兩側(cè)膨脹，可有效釋放各機(jī)組橫向熱應(yīng)力，剛性結(jié)構(gòu)吸收縱向熱應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)更適合橫向大跨度多單元爐排。
2)形式B:以整個(gè)設(shè)備中心為死點(diǎn)，整體向橫向和縱向兩側(cè)膨脹，可以有效釋放整體橫向和縱向熱應(yīng)力，但不同區(qū)域容易出現(xiàn)膨脹不平衡。這種結(jié)構(gòu)更適合縱向多單元結(jié)構(gòu)的爐排。
兩種結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖4。
6.爐排的橫向和縱向布置。
爐排主要橫向和縱向布置。無(wú)論規(guī)模有多大，爐排機(jī)組總數(shù)都是一樣的。對(duì)于不同噸位的爐排設(shè)計(jì)，縱向長(zhǎng)度尺寸不變，只改變每個(gè)單元的橫向尺寸。驅(qū)動(dòng)氣缸一般布置在左右兩側(cè)，溫度低，維護(hù)方便。大噸位爐排橫向跨度大、撓度大，對(duì)傳動(dòng)軸要求高，需要大量的結(jié)構(gòu)校核分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。
縱向排列:不同尺度，爐排單元數(shù)量不同。對(duì)于不同噸位的爐排設(shè)計(jì)，縱向長(zhǎng)度尺寸保持不變，縱向單元總數(shù)根據(jù)需要增加或減少。驅(qū)動(dòng)缸一般布置在爐排下方，溫度高，維護(hù)空間小。大噸位爐排只需橫向并排增加縱向單元數(shù)量，易于實(shí)現(xiàn)。
兩種形式的布局見(jiàn)圖5。
7.爐排片的通風(fēng)形式。
爐排的通風(fēng)形式主要有水平出風(fēng)口、垂直出風(fēng)口和頭孔出風(fēng)口。臥式出風(fēng)口要求壓力損失較小，不易漏灰，整體橫向壓力分布均勻。立式出風(fēng)口需要的壓力損失少，易漏灰，整個(gè)縱向壓力分布均勻。頭孔出風(fēng)需要克服壓力損失大，早期運(yùn)行漏塵量小，長(zhǎng)期運(yùn)行容易腐蝕通風(fēng)孔，導(dǎo)致漏塵量大，壓力分布不均勻。典型的爐排通風(fēng)見(jiàn)圖6。
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