摘要：垃圾焚烧发电是垃圾处理的很好方式。垃圾焚烧炉子的选择更是焚烧效果好坏的关键。本文将对炉排炉的相关内容进行分析。
关键词：垃圾焚烧；炉排炉；选型因素；类型；工艺
1.前言
随着我国经济的日益发展，居民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产生量越来越大，根据《十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》，到 2020 年底，设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的 50%以上，其中东部地区达到 60%以上。同时指出，把生活垃圾处理技术纳入国家相关科技支撑计划，加强对清洁焚烧、二噁英控制等关键性技术和标准的研究。加快生活垃圾处理技术创新、示范和推广应用，组织实施关键技术与设备研发及关键装备产业化示范工程 。可以说，垃圾焚烧处理已成为关乎民生，改善生活环境的一件大事。作为垃圾焚烧核心的焚烧炉排的选型成为重中之重。
2影响垃圾焚烧炉选型的因素
2.1垃圾的热值
垃圾热值是决定各种焚烧炉能否正常燃烧的关键因素，同时也影响着辅助燃料的使用情况。垃圾热值高，炉内燃烧稳定，辅助燃料用量小；反之，炉内燃烧不稳，辅助燃料用量大，生产成本增加。炉排炉对垃圾热值较为敏感，低热值垃圾在炉内燃烧时需要使用大量燃油作为辅助燃料，同时低热值燃料将危及再燃室及余热锅炉的工作状况。因此，在炉排炉内敷设大量的卫燃带，增加炉排上垃圾层的厚度等措施均是为保证低热值垃圾可以稳定着火燃烧。
2.2停留时间
停留时间有两重含义：①烟气在炉内的停留时间。国家标准中关于烟气在炉内的停留时间由明确的规定：“垃圾焚烧炉的烟气在不低于850℃的环境中的停留时间不小于2s”。炉排炉设置有燃烧室，保证烟气在炉内高温部分有足够的停留时间，最高温度可以达到1000℃，保证烟气中的有毒成分可以充分分解。回转窑内烟气行程长，其中燃烧段和燃烬段的温度都可以达到860℃以上，最高可达1300℃，可以保证烟气中的有毒物质分解。
2.3炉内气流的湍流度
炉内气流的湍流度对垃圾的充分燃烧有决定性作用。炉内气流的湍流度越大，气固接触就越充分，可燃物与氧气接触几率增加，燃烧更为充分。炉排炉中，增大气流的湍流度，可以对成团垃圾进行翻动，使层内垃圾得到更多的燃烧空气，以提高燃烬度。
2.4 炉内过量空气系数
炉内过量空气系数关系到炉内燃烧、有害物质分解、排烟温度、锅炉效率等，是焚烧炉选型中的重要因素。炉排炉因其层状燃烧，为使气体可扩散至垃圾层内，炉内过量空气系数极大，导致锅炉排烟温度升高，最高可达280℃，锅炉效率下降，一般炉排炉的热效率仅为50%～60%，能量浪费严重。加装余热锅炉后，热效率仅为70%～75%。同时，由于炉排炉中存在转动机械，炉膛漏风系数较大，造成炉内过量空气系数进一步增大。
3.发电厂炉排炉的类型
3.1脉冲抛动式炉排炉
道斯脉冲抛动式炉排炉是该炉型的典型代表。垃圾在炉内主要经历四个阶段：干燥热解、燃烧、燃尽和排渣。垃圾由给料装置送入干燥架，在干燥架上垃圾受炉内辐射热量的作用，水分迅速蒸发，完成干燥过程。垃圾温度迅速上升至300℃～400℃，此处送风量较少，其中的轻质成分热解，以热解气的形式挥发析出，热解气随烟气进入再燃室。经干燥和部分热解的垃圾被送至第一级炉排，炉内辐射热量增大，垃圾温度继续上升并开始着火。由于空气的搅动和炉排的抛掷作用，垃圾被抛向下一级炉排。在抛掷的过程中，垃圾得到翻转、疏松，其中低熔点的物质形成的结渣在抛动中被破坏，防止炉排表面形成大面积结焦。在不断的抛掷过程中，垃圾得到充分燃烧。在末级炉排的抛动作用下，垃圾燃烧后形成的灰渣被送入渣坑，由除渣设备处理。道斯炉在燃烧室中设置一定的膜式水冷壁，控制炉膛温度在850℃～900℃，保证二噁英、呋喃等有毒物质充分分解的同时防止结渣的产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在燃烧室后设置再燃室，实行绝热燃烧。部分可燃气体和高温烟气在其中进行二次燃烧，燃烧室温度可以达到1000℃以上，充分保证有毒物质的燃烧和分解。烟道内设置半辐射、对流受热面。
3.2往复逆推式炉排炉
往复逆推式炉排炉一般采用往复逆推加顺推的方式，其炉排呈倾斜布置，垃圾入炉后在自身重力及炉排的推动力作用下，沿炉排运动方向前进，并不断被翻转、疏松。炉排与水平面的夹角依设计要求有所不同，炉排的长度及炉排的级数由垃圾质量及燃尽率要求决定。根据炉排的宽度，将炉排分为若干列，列之间设置固定的分隔带，每列固定炉排与运动炉排相间布置。炉排的头部设有各种型式的凸台，炉排运动时使其上的垃圾得到均匀的翻转与搅动，对于燃烧过程中产生的结渣有一定的破碎作用。往复逆推式炉排炉在燃烧室设置大量的卫燃带，控制炉膛温度在850℃以上，保证二噁英、呋喃等有毒物质的充分分解。
3.3滚筒式炉排炉
滚筒式炉排是在一个中空的圆柱体表面安装着炉排片，每个炉排片呈弧形，若干个炉排片覆盖了一圈，片数根据不同的设计方式而不同。炉排片之间存在间隙，一次风通过间隙吹出，在滚筒整个宽度上均匀喷出。滚筒的数量根据设计需要和垃圾处理量是可以变化的，一般为6个～7个。滚筒之间设有挡板，防止垃圾和灰渣落下。整个炉排呈倾斜布置，垃圾随滚筒的转动而被翻动、疏松，得到充分的燃烧。滚筒本身得到一次风的冷却，工作温度仅为200℃～300℃，材质及加工要求等较抛动式和逆推式炉排低，可以有效的降低设备投资。
4.炉排炉的设计
水平布置倾斜顺推炉排炉由以下几部件组成：
4.1垃圾给料系统
每台垃圾焚烧炉都配有垃圾料斗、溜管和推料器，料斗内的垃圾通过溜管落下，由推料器均匀地推至炉排上。推料器根据焚烧负荷和炉内燃烧状况调节给料速度。料斗与溜管连接处设置料斗闸门，用于密封也兼做破拱装置。每个垃圾料斗上安装有工业电视（ITV）和超声料位计，在垃圾吊车自动运行时，料位计按照上下限位置向吊车发送投料请求、投料停止指示信号。料斗溜管下设置水冷夹套以避免推料器与干燥炉排口辐射热影响设备。冷却水的回水温度超过限值时，中央控制室会显示报警信号。对于不同吨位的焚烧线，除了料斗容积相应通过计算设计变更，还可适当调整溜管高度，以适应土建及钢结构的变化。
焚烧炉的给料机是可控制的给料装置，采用液压驱动。其操作由中央控制室的自动燃烧控制装置追踪炉排上的垃圾燃烧状况来进行控制。推料器下面设渗滤液收集装置，垃圾渗滤液通过管道自流至位于0m层的给料器渗滤液集水箱，再由渗滤液排出泵送至垃圾池的渗滤液收集池。给料机推料器返带回的垃圾通过人工定期检查清除。给料机侧、底面内衬耐磨板及构件，机壁内浇注有耐热隔热层。
4.2炉排系统
炉排分为四个段：干燥段、燃烧I段、燃烧II段和燃尽段。炉床面积根据床层热强度与垃圾低位热值计算确定，一般顺推炉排炉床层热强度（或称炉排面积热负荷）为277～694k W/m2之间。根据计算可知，在设计平均热值时，其床层热强度为393.1k W/m2。顺推炉排垃圾床层厚度为800～1000mm，顺推炉垃圾水平前进速度约为油缸移动速度的0.6～0.8。以3～8mm/s的油缸移动速度估算，每小炉内推进25～38t（未干燥当量），垃圾停留时间40～105min，基本满足了燃烧较为完全的要求。炉床整体呈水平排列，炉排片上倾角度约20°。炉排片向上方动作，背面设有冷却鳍片，一次燃烧空气（一次风）在冷却炉排片的同时从炉排片狭小缝隙间高速吹出。一次风由垃圾池抽取后从炉下灰斗进入，炉排片底部的中部炉排支座，支撑用的同时，设有喷口。
5.结束语
综上所述，根据焚烧的情况选择适合型号的炉排炉，提高焚烧的效果，加大对垃圾的焚烧处理，使垃圾焚烧发电厂的营运处于一个良好的设备运行状态。
参考文献
[1]陈峰.机械炉排焚烧炉的技术及其应用[J].科技信息，2016（9）：493-494.
[2]林仞.生活垃圾焚烧炉设备选型及机械设计[J].福建农机，2016（1）：28-30.
论文作者:孔超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
标签：垃圾论文; 热值论文; 烟气论文; 料器论文; 料斗论文; 温度论文; 燃烧室论文; 《电力设备》2017年第14期论文;