吉宝西格斯焚烧炉排设备和检修工艺探讨

李伟

（新源（厦门）环保设备成套有限公司，福建 厦门361008）

1 引言

全国垃圾发电厂大多数使用炉排型焚烧炉，焚烧炉排是垃圾电厂最重要的核心设备。知名的焚烧炉排有吉宝西格斯、三峰卡万塔、日立造船、三菱重工等。而吉宝西格斯的炉排应用于国内较有名气的几家大型垃圾电厂，诸如光大国际、深圳能源、天津泰达等公司的项目。本文主要介绍吉宝西格斯炉排的设备工艺和检修工艺。

2 设备工艺

Seghers－Keppels焚烧炉排由固定炉排、滑动炉排和翻动炉排3种炉排组成，独特的翻动炉排设计使Seghers－Keppels炉排不仅具有通常的往复运动功能，而且还具有翻动功能，加强了对垃圾的搅拌、松动、通风作用，对低热值、高水分特点的垃圾焚烧具有一定的优势，使炉渣热灼减率控制在＜3%。

整个焚烧炉排分为5个炉排区组，每个标准炉排组包括2个滑动炉排片、2个翻动炉排片和2个固定炉排片，以及6个液压缸组成，完成对垃圾的移动、翻动功能。滑动炉排片形成水平运动，确保垃圾燃烧层在水平方向向前运动；翻动炉排片形成上下移动，确保垃圾层翻转移动。每组炉排的速度和频率可单独控制，提高了焚烧炉对热值波动范围很大的生活垃圾的适应性。此外，在必要时可以完全停止运行，对垃圾在焚烧炉排上完成干燥、加热、分解、燃烧、燃烬的每个反应过程能得到较好的控制。在焚烧热值较高的垃圾时，通过在控制系统中预设翻动与滑动次数的比值，来降低每组翻动炉排片的动作频率，减少垃圾在垃圾炉排上的停留时间，以保证焚烧炉处理垃圾的数量。

炉排片的宽度为300mm，每行炉排有19块炉排片，焚烧炉排的总宽度为5700mm。焚烧炉炉排的总长度为10.069m，前4个单元为燃烧段，最后1个单元是燃烬区，为了保证垃圾的完全充分焚烧，使焚烧炉的热灼减率控制在＜3%，以达到比较严格的技术要求，所以最后1段适当加长。

炉排底部分室进风优化了燃烧空气供应，延长了炉排使用寿命。炉排下部的灰斗有既能收集炉底灰，又是各个炉排组的一次风的进风口。一次风沿炉排组下进入焚烧炉，向下吹至垃圾料层，这既有效地减少了垃圾表面结焦，又能比较好地冷却炉排片，减少炉排片的更换率。此外，炉排选用优质材料，各个运动部件精确配合，使炉排片具有很高的耐用性。

3 检修工艺

3.1 燃烧炉排的构造

每台焚烧炉的燃烧炉排由5部分组成。包括4个标准炉排部件和1个结束部件，每个部件包括其钢架被组装成模块化形式，这些模块可固定在下部钢结构上，然后再联成一体，以达到强度和硬度要求，可把模块之上的结构进一步联接。炉排瓦装配包括滑动瓦片、翻转瓦和固定瓦。

沿炉体两边续轴的间距为1.880mm，是标准炉排部件的典型参数，与炉体十字交叉的垂直梁之间的间距为6.707mm（两法兰盘之间的内径）。两立梁之间装有一块外包板，做为一种钢构件，它由碳钢做成，按德国标准材料号为DIN 17100，板上开有孔，以通入侧墙冷空气部件及翻转瓦、滑动瓦片的驱动轴。钢构及板的外表经过单层表面处理（喷砂SA2.5＋单层湿固化硅酸锌75u），可以承受400℃表面温度，在涂层内部包含单层处理SA2.5加60u磷酸锌环氧底漆。

侧墙由带有焊接支撑结构的弯曲梁支撑（垂直支撑板的法兰厚15mm，这个支撑结构由HⅡ型碳钢做成（德国标准DIN 17155），它比普通的37－2钢具有更高的抗热性能，必须由炉内的侧墙瓦来承受热传导。侧墙瓦的位置通过调节压紧螺栓和顶起螺栓来确定，在安装侧墙瓦之前，pos.5.0.4的螺栓已旋入瓦内，调整瓦的位置时要关注侧墙瓦与drawing 239/005所提的瓦之间的间隙。侧墙瓦带有一层以Al2O3.为基材的高密度耐熔铸材，侧墙瓦由与炉排瓦一样的抗热材料制成。在侧墙瓦的上部有侧墙冷却气的入口，侧墙冷却气也冷却焚烧炉侧墙的支撑结构。为防止热量传导到支撑结构，在侧墙瓦与支撑结构间应用了陶瓷纤维材料。

标准炉排部件被架构在支撑框上，支撑框与标准部件的垂直梁焊接在一起。在这个支撑框上，第二排固定瓦与构件焊接联接，第一排固定瓦的桥架与支撑框用螺栓联接，它的结构像座桥，穿越滑动瓦片。一块曲面板与构件焊在一起，将漏灰引导到集灰料斗。支撑滚轮被固定在支撑框上面以支撑滑行框（每只炉排部件有2个单独的“跑道”），每一个滑动框的上面和下面都各有2只滚轮。为引导每只滑行框沿炉体按正确的方位运行，应用了2只导向滚轮。导向滚轮的支撑用螺栓联接在第一排固定瓦上。导向滚轮有部分为水平表面，还有一段有45°角，这些表面与导轨接触，与滑行框坚固件相联，水平表面防止滑行框跳起，带45°角的表面保证滑行方向。在导向轮的前、后装有刮料器，这些刮料器每次沿导轨运行时，清除滑行框上导轨上面的灰尘和漏灰。由于会有灰尘和碎垃圾进行刮料器和导轨之间，刮料器是一个磨损非常快的零件。每个标准部件有2只滑行框，在左“跑道”上的滑行框支撑二排9块炉瓦，在右“跑道”上的滑行框支撑二排10块炉瓦，滑行框由板和管组成，沿着炉体穿越（炉子）。在滑行框的下面，安装带有停车块的耐磨板，停车块是滑行框沿炉体水平运动的限位。

每只滑行框由2根带有圆柱孔的螺杆驱动，这些螺杆被联在滑行框的轴上，轴上焊有臂杆用于联接。滑行框的轴与2只液压缸相联，用来带动炉外的滑动瓦片（燃烧炉排每边有1只液压缸）翻转瓦直接与它们的支撑轴相联。

固定瓦与滑动瓦片由同一种铸造合金制成，镍和铬是该合金的最主要成份。在瓦片“鼻”的下面装有球墨铸铁制成的刮料器，滑动瓦片和固定瓦的刮料器是相同的，为使刮料器正确定位，之前炉瓦上要焊一10mm×10mm的定位片。刮料器可以减少滑动瓦片和翻转瓦片在运动期间产生滤灰的数量。由于小片垃圾要进入刮料器和下面的炉排瓦片之间，因此，刮料器也属磨损很快的部件。翻转瓦片的制造材料与滑动瓦片、固定瓦的相同，为同一种耐热铸钢。焚烧炉排瓦片使用的耐热材料与给料炉排高低排炉瓦不同。为减少通过炉排瓦间隙的漏灰量，一些炉排带有盖板，此时仍有可能热膨胀，因为炉排瓦之间仍有间隙。位于每排瓦两侧的炉排瓦（即在焚烧炉侧墙和中间的瓦片）也有一个边盖，它可以减少炉排与炉侧墙间的一次风泄漏，确保将一次风正确分配给两条“跑道”。边板和盖板由耐热钢AISI 321制成。滑动瓦片和固定瓦通过弹簧销和销轴与它们的支撑相联接，翻转瓦与它的支撑轴也使用1只弹簧销相联，翻转瓦被推在支撑之上没有其他附加联接。滑动瓦片和翻转瓦片均由焚烧炉两边的液压缸驱动。液压缸的线性运动（行程260mm通过臂杆转变为轴的旋转运动（旋转角度为45°），轴与滑行框相联接。带动滑行框的轴包括5个部件，1个中心部件是空心轴，2只焊有臂杆的零件以及2只轴端。这些零件通过法兰联结，轴端和中心轴（除法兰）由更耐磨的材料42CrMoS4制成。标准炉排部件和结束炉排部件有6只液压缸，2只用来驱动滑行框（炉的每侧各1只），4只驱动两根翻转瓦轴（每轴在炉两侧各有1只液压缸），液压缸可在名义压力160bar以下工作，该装置正常压力为120bar，通过交换式减压阀来调整此压力（安装在液压站上），此减压阀控制泵/储能器压力及管路压力之间的降压。

3.2 焚烧炉排的检修

（1）在进行检查之前，炉子应进行彻底清理灰和垃圾，并完全冷却，装置完全冷却清除最后的灰并停止起动及辅助燃烧器后需要24～36h，在起动和辅助燃烧器停止后，可向焚烧炉内增加更多的空气来减少冷却所必须的时间，但冷却速度不能超过耐熔材料商允许的速度。

（2）在炉子完全冷却之前（所有温度计低于35℃），所有设备完全停止之前不得进入炉内，液压系统要停下并锁止，以防意外的不可控的炉排移动，所有风扇要停下并锁止，起动和辅助燃烧器必须停下并锁止。焚烧炉里及滤灰斗上的所有检修门必须全部打开以向炉内提供新鲜空气。

（3）在进入炉内时采取如下措施来防护人身安全：安全帽、手套、安全鞋、防尘面具和安全眼镜、自动呼吸系统。

（4）灰渣通往除渣机通道应使用脚手架盖住，以避免跌入。炉子的出口应当使用支架盖住，以防大片炉渣从过燃区或维护人员上面的锅炉落下。漏灰斗内的格栅应该用木板或钢板盖住，当有大片物体跌落后也要检查格栅。

（5）检查滑动框及翻转轴上轮子的圆度情况，如果有形成扁平面的迹象，则是移动框和翻转瓦的轴未按滚轮转动，而是滑动。如果磨损很厉害，更换轴套或（和）滚子（也就是认为它无法坚持运转直到下次检修），为确保此点可以向前移动滑动框，并检查滚子及导向滚轮是否同时转动，或滑动框是否沿它们滑动。

（6）检查滑动框的导向滚轮，如果磨损严重，更换轴套、定距环、刮料器及（或）导向轮。检查滚轮的表面，如果有扁平的迹像，则意味着滑动框没有沿滚轮转动，而是滑行，这种情况下，整个滚轮包括轴套、定距环都要更换。

（7）检查滑动框下面的耐磨板及限位装置，在其完全磨损之前予以更换。目视检查滑动框和固定瓦桥支撑上的焊缝及螺栓联接情况，看有无焊缝开裂、螺栓松动如有需要则进行修理。

（8）检查炉排瓦的联接：弹簧销和销轴。如果损坏更换弹簧销和（或）销轴。

（9）检查翻转瓦片轴的定位：检查翻转瓦片与固定瓦片间的间隙，需要时调整翻转轴至合适（理论值为3 mm，实际最大不得超过5mm）。

（10）检查滑动瓦和翻转瓦的限位开关（在焚烧炉外面）是否被灰尘或其他东西覆盖，目视检查炉排瓦的控制回路，看滑行及翻转瓦经过限位开关时的动作，如果限位开关检测不到任何信号，更换限位开关。

（11）目视检查炉排瓦和侧墙瓦的磨损情况，看有无炉排瓦和刮料器缺失，检查连续两片瓦之间的间隙，如果刮料器不再与下面的炉排瓦接触，则应被更换。

（12）检查侧墙瓦下、后及两瓦之间的陶瓷纤维，如果已被烧坏或丢失，则更换处理，清除纤维上的灰尘。

（13）检查滑行框螺杆上的圆柱孔及每根翻转轴，检查液压缸上的圆柱孔。

（14）检查耐磨轴套的磨损，定期检查填料室内有无灰尘，如果有在下次维护时一定将密封材料更换掉。定期检查填料室密封件上的螺栓有无松动。

（15）检查翻转和滑动瓦的臂杆联接情况，是否与轴联接良好，如果不是则更换臂杆和锁紧弹垫。

（16）检查液压缸有无油泄漏，如有更换油缸密封件，如果泄漏严重，更换整只液压缸，检查油缸（滑杆）的弯曲度（可在阻滞时超负荷而弯曲）。

4 结语

通过上述介绍我们了解了Seghers－Keppels焚烧炉排的设备和检修工艺，为使用吉宝西格斯炉排的垃圾电厂解决生产中该设备碰到的实际问题，提供了设备检修方法的参考，为实现垃圾电厂焚烧炉年8000h运行提供有力的技术保证。