推动式阶梯预燃炉装置的开发与应用

成都建筑材料工业设计研究院有限公司，四川 成都 610051

张子豪 黄 伟

推动式阶梯预燃炉装置的开发与应用

成都建筑材料工业设计研究院有限公司，四川 成都 610051

张子豪 黄 伟

与日俱增的城市垃圾已经成为我国当前经济发展中面临的新困境，为此成都建材院在进行大量研究的基础上，推出利用水泥生产线进行废弃物处理的新工艺，而推动式阶梯预燃炉装置正是针对这一新工艺配套开发的一台垃圾焚烧处理装置。该装置能对城市生活垃圾、医疗垃圾、市政污泥、工业废弃物及危险废弃物等进行彻底无害化焚烧和分解，降低有害气体排放引起的二次污染；并具有结构简单、实用性强、稳定性好、运输及现场安装简便、维护费用低等特点，从已投产的项目来看，其运行效果比较理想。

推动式阶梯预燃炉装置 开发 应用

0 引言

伴随着国内经济的持续快速发展和城市化进程的逐步加快，对数量越来越大的城市生活垃圾、医疗垃圾、市政污泥、工业废弃物及危险废弃物等的处置问题日益突出，目前对这些垃圾的处理方式大部分为填埋、简单焚烧和垃圾发电，但这些方式均不彻底，极易造成二次污染。水泥厂进行废弃物处理，也称为“水泥环保一体化”（CEE Cement-Environmental Engineering/水泥环境工程），即依托水泥生产线，建立垃圾无害化处理系统，实现水泥生产与废弃物资源化一体化的目的。

面对这一新的课题，我院组织经验丰富的技术专家进行了大量的理论研究和实践探索，总结出一套利用水泥生产线进行废弃物处理的新工艺，而推动式阶梯预燃炉装置正是针对这一新工艺配套开发出的一台垃圾焚烧处理装置，该装置能对各种城市垃圾进行彻底焚烧和分解，是新工艺中对垃圾进行无害化处理的核心装备。

1 推动式阶梯预燃炉的结构及工作原理

推动式阶梯预燃炉是基于预热器平台搭建的，预燃炉的支撑平台紧临预热器。

其结构如图1所示，主要装置包括：1.预燃炉炉体；2.喷煤装置；3.推料装置；4.螺旋输送装置。其他辅助装置包括：5.检查门；6.清灰门；7.集灰斗；8.堆料平台。

图1 推动式阶梯预燃炉结构图

推动式阶梯预燃炉炉体通过支架支撑在钢平台上，预燃炉内部打浇注料隔绝热量，b口从三次风管取风，高温（约1 100 ℃）支持垃圾在预燃炉内的燃烧。

预燃炉分为上下两层焚烧平台，每层分别设置有推料装置，每一层由两个推头组成，每一层的推头同步推出，同步缩回。两个推料装置分别支撑在钢平台上，推料装置采用液压驱动，液压缸接受指令启动后，推料装置在小车底座上，通过液压缸推杆的推出，拉回，进行往复运动。垃圾在第一层平台燃烧后，推料装置推动未充分燃烧的垃圾到第二层平台继续进行燃烧，垃圾在第二层平台上燃烧后第二层平台的推料装置将焚烧后的灰渣推入连接预热器分解炉的溜槽。推料装置随着投料进行周期性的推出、缩回。可以避免废弃物堆积，同时推料过程中废弃物翻转，分散，使预处理更充分。推料装置推头也打了浇注料，可以防止推头高温烧损。

推料装置设置有集灰斗，集灰斗可以将推头带出来的灰渣收集起来，通过下面挂着的螺旋输送机输送出去，整个推料装置做到了与炉体很好的密封。这样预燃炉在工作时，炉体内的灰渣就不会因推料装置而带出来，从而也防止了粉尘污染。

预燃炉顶部设置有一个喷煤装置，该装置可以在炉体温度较低时，通过喷煤粉增加燃烧介质，从而保证了炉体内可以持续高温焚烧。

预燃炉正对推料装置的位置设置有压缩空气接口（a），该接口与压缩空气连接，不仅可以通过压缩空气吹散未完全燃烧的垃圾，同时还可以为炉体内补充燃烧辅助介质-空气。

2 推动式阶梯预燃炉装置的特点

（1）由于炉体超宽，超高，推动式阶梯预燃炉炉体采用了分块制作，分块运输，炉体在工作车间进行加工生产。设计时将炉体进行分块，保证运输过程不超长超高，所有炉体通过螺栓进行现场拼接。这样比在现场进行制作精度更高，现场拆装也更方便快捷，预燃炉炉体分割爆炸视图见图2。

图2 预燃炉炉体分割爆炸视图

（2）推动式阶梯预燃炉推料装置将液压油缸完全密封在壳体内，如图3所示。这样与周围工况环境隔离起来，避免了工况环境对液压系统的影响，如灰尘、恶劣天气影响。提高了液压系统的使用寿命，同时这样也使得推料装置更加美观。

（3）推动式阶梯预燃炉推料装置设置有刮刀，同时设置有密封装置，这样推料装置在进行往复运动时，刮刀就不会将灰渣带出预燃炉炉体，避免了垃圾灰渣对环境的二次污染。带出的灰渣通过刮刀进入到集灰斗，再由下面挂放的螺旋输送机运输到其他位置。

（4）推动式阶梯预燃炉推料装置与钢平台采用铰接连接方式，这样的结构可以吸收部分推料装置在进行推料及返回时产生的冲击力，防止推头在往复运动过程中破坏连接点，同时在后期进行检修维护十分方便。

图3 推料装置

（5）该装置的驱动方式采用液压驱动，具有推力大、稳定性好、故障率低、维护方便等优点。液压驱动系统主要由液压油箱、变量柱塞泵、过滤器、功能性阀门（螺纹插装式单向阀、电磁溢流阀、叠加式双单向节流阀、电磁换向阀、开关阀门等）及管道、油缸、控制元件（液位控制器、压差控制器）、显示仪表（压力表、液位液温计）及电控柜等组成。具体工作原理如图4所示。

图4 液压原理图

（6）该装置采用了接近开关控制液压缸的伸出与缩回，接近开关控制不受外界信号干扰，控制可靠性很高。

（7）该装置的推料装置推头端部采用了风冷进行冷却，液压油站采用了水冷进行冷却，推头同时采用耐火材料进行填充，推头热量通过冷却风带走，这样推头的温度不会太高，热传递不会太高，整个装置不会因为温度太高损坏液压装置。

（8）该装置投资成本较低，吨投资额约22万元，同时避免了灰渣二次循环问题。

3 使用效果

阶梯式预燃炉已经在武安清峰市政污泥与生活垃圾项目中作为垃圾焚烧生产线的核心装备成功使用（见图5），垃圾处理效果十分理想。

图5 推动式阶梯预燃炉安装现场

阶梯式预燃炉在武安清峰市政污泥与生活垃圾项目中处理能力为10 t/h，十分高效。

4 结束语

水泥厂处理污泥及城市生活垃圾优势十分明显，是一项十分环保节能的项目，也属于国家鼓励项目。我院开发的推动式阶梯预燃炉装置，顺应发展需求，可以对多种废弃物进行预焚烧，让废弃物处理更充分，有效降低了二恶英等有害气体的排放，避免二次污染。本装置在武安清峰市政污泥与生活垃圾项目中使用取得了成功，本项目也得到了国家科技支撑计划专项经费支持，在示范生产线中运用了本装置，是值得大力推广的产品。

2016-10-09）

TQ172.9

B

1008-0473(2016)06-0004-03

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.06.002