垃圾焚烧发电机械炉排炉形式浅析

田洪瑞+刘楠楠

摘 要：本文介绍了常见的几种垃圾焚烧类型的特点，并对其进行了对比分析。

关键词：垃圾焚烧 机械炉排焚烧炉 焚烧炉特点对比

一、机械炉排炉基本介绍

机械炉排炉早期广泛应用于煤的燃烧，目前在垃圾焚烧发电中发展成为技术最成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉。机械炉排炉的关键设备是焚烧炉排，各种炉排的最大区别也在于结构型式和运动方式。目前国内应用较广的型式有：逆推式炉排炉、顺推式炉排炉及往复翻动式炉排炉等。

二、常见炉排炉类型与介绍

（一）逆推式炉排炉

逆推式炉排炉：垃圾在炉排上靠重力向下滑落，底层垃圾受可动炉排片逆向运动的推力而涌向上层，达到翻搅作用。相对于顺推炉排，炉排长度较短，炉床角度大。主要应用为三菱马丁、重庆三峰、绿色动力等。

1 、三菱-马丁型炉排炉

结构特点：

1.1、活动炉排与固定炉排片以行为单位交错布置，按一定的斜度（26°）依次排列，这样，当炉排片上的垃圾在重力作用下向下移动的同时，垃圾料层下部受与重力方向相反的倾斜推力，使得一部分垃圾沿炉排表面相反方向移动，产生了向上运动，由此完成垃圾层的充分搅拌。

1.2、垃圾的干燥、燃烧及后燃烧均在此炉床进行，一次空气由炉床底部经由炉条的空气槽从炉条两侧吹出。可动炉条由连杆及横梁组成，由液压传动装置驱动，其移动速度可调整，以配合各种燃烧条件。其搅拌垃圾可动炉条逆向移动，使得垃圾因重力而滑落，使垃圾层达到良好的揽拌，最后灰烬经由灰渣滚轮移送至排灰槽。

1.3、灼热的物料沿炉排表面向上滑动，使新加入的垃圾与灼热层混合在一起，因此干燥和点火可在很短时间内完成

1.4、在燃烧过程中，整个垃圾层被均匀搅拌，以达到完全燃烧。在后燃烧阶段，残留可燃物通过同样的逆推方式送回燃烧区，继续燃烧，使燃烧更充分。

1.5、由于垃圾层能充分搅拌，因此料层非常平整，燃烧状态稳定

1.6、由于逆向推动可相应延长垃圾在炉内的停留时间，炉床长度小，可减少安装占地，因此在处理能力相同的情况下，炉排面积可以小于顺推炉排

2、重庆三峰SITY-2000炉排炉

结构特点：

2.1、活动炉排片与固定炉排片以行为单位交错布置，无缝隙的紧接接触，炉排与炉排片均向下倾斜，整个炉排片无阶段落差。垃圾在炉排上靠重力向下滑落，底层垃圾受可动炉排片逆向运动的推力而涌向上层，达到翻搅作用。

2.2、送气孔设在炉排片两侧，有自清作用。垃圾在炉内分为三段燃烧：干燥段、燃烧段和燃烬段，各段的供应空气量和运行速度可以调节。

2.3、SITY2000炉排适应能力很强，采用模块化设计，系列化水平高，结构简单可靠，可根据地区垃圾的特性设置不同的炉排长度，亦可根据处理能力的要求设置不同的炉排列数和列宽，同时可生产处理能力在800T/D以上的特大型焚烧炉产品。

应用案例：重庆同兴（2×600 t/d）、福州红庙（2×600 t/d）、成都九江（3×600 t/d）、重庆丰盛（4×600 t/d）、昆明空港（2×500 t/d）、山东东营（1×600 t/d）、重庆万州（2×350 t/d）、广东梅州（2×500 t/d）、汕尾市（1×700 t/d）等

3、绿色动力三驱动往复式机械炉排

结构特点：

3.1、绿色动力三驱动逆推式炉排采用了自行开发的驱动机构，对应干燥区、燃烧区和燃烬区有三组独立的驱动装置（称之为“三驱动”），可根据垃圾焚烧过程中各区垃圾移送的实际需要进行单独联体调整、控制炉排片的移动速度。三驱逆推往复式机械炉排炉每列则有三个油缸来分别控制这列上的三部分炉条，因此使对运行过程中根据燃烧情况的不同，操作更加容易和可靠。

3.2、一次风的供给和分配也对应分为三段，由独立的鼓风机和联体的空气预热器进行加热和送风，以满足垃圾焚烧在干燥、燃烧和燃烬三个阶段对风量和风温的实际需求并采用现代的变频调速技术，实现燃烧过程配风的自动控制；

3.3、针对机械炉排炉普遍存在的漏灰问题，三驱动炉采用了特殊结构的炉排片，既解决从炉排片之间的间隙漏灰问题，又能消纳炉排片受热时产生的热膨胀量，可以较好的解决这两者之间的矛盾。

應用案例：浙江海宁（2×350 t/d）、江苏如东（2×250 t/d+1×500 t/d）、江苏海安（2×250 t/d+1×500 t/d）、海南海口（2×600 t/d）、江西南昌（2×600 t/d）、福建宁德（2×600 t/d）、广东惠东（2×350 t/d）、福建龙岩（2×300 t/d）

（二）顺推式炉排炉

1、日本日立造船阶段反复摇动式炉排

技术来源：VONROLL

炉床倾斜角度：15°

炉排片最大行程：150mm

结构特点：

1.1、炉排为纵列布置，固定炉排列与活动炉排列交错布置，垃圾依靠自身重力、活动炉排列的往复运动对垃圾层产生的纵向推力及剪力向前推进；

1.2、各段炉排间设置了较大落差以增强燃烧效果；

1.3、在燃烧段固定炉排设置拨火装置（剪切刀），该装置可松动垃圾块、使垃圾层均匀，一次风分布均匀，可避免垃圾在炉排上结团而影响垃圾的透气性、燃尽程度及在垃圾层产生风洞.

1.4、炉排很适应国内的高水分、低热值垃圾；

1.5、剪切刀的设置对于含水量高的垃圾燃烧结块有明显的破碎效果；

1.6、将一次风温度加热到300℃，可以有效地提高垃圾焚烧处理的适应范围；

1.7、炉排下设置多个风室有利于燃烧空气的调节；

1.8、活动炉排与固定炉排相互运动，可以清除炉排片间的积灰，避免堵塞；

1.9、为提高垃圾焚烧炉炉膛内的温度，日立造船仅仅在前墙和后墙设置水冷壁；两边的侧墙不设置水冷壁而采用风冷技术，设置专门的冷却风机对侧墙进行风冷；冷却温度由DCS控制

2、上海康恒引进日立造船VONROLL炉排技术

结构特点及技术优势：

（1）炉排为纵列布置，固定炉排与活动炉排列向交错布置；

（2）垃圾依靠自身重力、活动炉排列的往复运动对垃圾层产生的纵向推力向前推进；

（3）各段炉排间设置了较大落差以增强燃烧效果；

（4）根据实际运行效果，取消了剪切刀，降低成本的同时降低了故障点，并未影响燃烧效果。

（5）在国内VonRoll型炉排技术取得了较优异的运行成绩和领先运行指标：

可稳定地超负荷10%连续运行；

炉渣热灼减率在2.0%以下；

CO在10mg/Nm3以下；

NOx在250mg/Nm3以下；

（6）ACC控制系统投运率高，接近100%，因此垃圾焚烧稳定、自动控制水平高，节省大量人工费用；

（7）炉排寿命长、更换率低，节省大量的维修、保养费用；

（8）辅燃投油点低，基本上不需要开启辅助燃烧器，节省昂贵的辅助燃油费用；

（三）往复翻转式炉排炉

往复翻转式炉排：每个标准炉排单元都由固定式炉条、滑动式炉条和翻动式炉条相互结合而成，并且可以各自单独控制。其中一组驱动两行炉排片的水平运动，另外两组分别驱动两行炉排片的上下翻转运动。主要应用为西格斯炉排等。

结构特点：

西格斯炉排由相同标准的元件组成，每一元件包括由刚性梁组成的下层机构，每片炉条的铸钢支撑和钢质炉条。每件标准炉排元件有六行炉条，分三种不同炉条按两套布置：固定式、水平滑动式和翻动式。下层机构的低层框架直接支撑固定炉条。全部炉条顶层表面形成一个带21度斜角的炉排倾斜面，全部元件皆按这个方式布置。滑动炉条推动垃圾層向炉排末端运动，而翻动炉条使垃圾变得膨松并充满空气。在炉条下面的燃烧风经过几个冷却鳍片和位于每片炉条前端的开口槽后离开炉条，并吹过下一炉排片的顶部。每一片炉条有燃烧风出口开口。从而保证整个炉排表面的空气分布均匀。它适应于宽范围热值变化的垃圾的燃烧，负荷变化范围为70%～110%。

参考文献：

[1]上海浦东新区生活垃圾焚烧厂项目工程可行性研究报告 上海环境工程设计研究院，上海医药设计院 1998

[2]北京高安屯垃圾焚烧厂工程可行性研究报告 华北电力设计院 1998

[3]沈阳西部生活垃圾焚烧发电项目可行性研究报告 中国城市建设研究院有限公司 2015