垃圾焚燒發電機械爐排爐形式淺析

田洪瑞+劉楠楠

摘 要：本文介紹了常見的幾種垃圾焚燒類型的特點，并對其進行了對比分析。

關鍵詞：垃圾焚燒 機械爐排焚燒爐 焚燒爐特點對比

一、機械爐排爐基本介紹

機械爐排爐早期廣泛應用于煤的燃燒，目前在垃圾焚燒發電中發展成為技術最成熟、處理規模較大的生活垃圾焚燒爐。機械爐排爐的關鍵設備是焚燒爐排，各種爐排的最大區別也在于結構型式和運動方式。目前國內應用較廣的型式有：逆推式爐排爐、順推式爐排爐及往復翻動式爐排爐等。

二、常見爐排爐類型與介紹

（一）逆推式爐排爐

逆推式爐排爐：垃圾在爐排上靠重力向下滑落，底層垃圾受可動爐排片逆向運動的推力而涌向上層，達到翻攪作用。相對于順推爐排，爐排長度較短，爐床角度大。主要應用為三菱馬丁、重慶三峰、綠色動力等。

1 、三菱-馬丁型爐排爐

結構特點：

1.1、活動爐排與固定爐排片以行為單位交錯布置，按一定的斜度（26°）依次排列，這樣，當爐排片上的垃圾在重力作用下向下移動的同時，垃圾料層下部受與重力方向相反的傾斜推力，使得一部分垃圾沿爐排表面相反方向移動，產生了向上運動，由此完成垃圾層的充分攪拌。

1.2、垃圾的干燥、燃燒及后燃燒均在此爐床進行，一次空氣由爐床底部經由爐條的空氣槽從爐條兩側吹出?？蓜訝t條由連桿及橫梁組成，由液壓傳動裝置驅動，其移動速度可調整，以配合各種燃燒條件。其攪拌垃圾可動爐條逆向移動，使得垃圾因重力而滑落，使垃圾層達到良好的攬拌，最后灰燼經由灰渣滾輪移送至排灰槽。

1.3、灼熱的物料沿爐排表面向上滑動，使新加入的垃圾與灼熱層混合在一起，因此干燥和點火可在很短時間內完成

1.4、在燃燒過程中，整個垃圾層被均勻攪拌，以達到完全燃燒。在后燃燒階段，殘留可燃物通過同樣的逆推方式送回燃燒區，繼續燃燒，使燃燒更充分。

1.5、由于垃圾層能充分攪拌，因此料層非常平整，燃燒狀態穩定

1.6、由于逆向推動可相應延長垃圾在爐內的停留時間，爐床長度小，可減少安裝占地，因此在處理能力相同的情況下，爐排面積可以小于順推爐排

2、重慶三峰SITY-2000爐排爐

結構特點：

2.1、活動爐排片與固定爐排片以行為單位交錯布置，無縫隙的緊接接觸，爐排與爐排片均向下傾斜，整個爐排片無階段落差。垃圾在爐排上靠重力向下滑落，底層垃圾受可動爐排片逆向運動的推力而涌向上層，達到翻攪作用。

2.2、送氣孔設在爐排片兩側，有自清作用。垃圾在爐內分為三段燃燒：干燥段、燃燒段和燃燼段，各段的供應空氣量和運行速度可以調節。

2.3、SITY2000爐排適應能力很強，采用模塊化設計，系列化水平高，結構簡單可靠，可根據地區垃圾的特性設置不同的爐排長度，亦可根據處理能力的要求設置不同的爐排列數和列寬，同時可生產處理能力在800T/D以上的特大型焚燒爐產品。

應用案例：重慶同興（2×600 t/d）、福州紅廟（2×600 t/d）、成都九江（3×600 t/d）、重慶豐盛（4×600 t/d）、昆明空港（2×500 t/d）、山東東營（1×600 t/d）、重慶萬州（2×350 t/d）、廣東梅州（2×500 t/d）、汕尾市（1×700 t/d）等

3、綠色動力三驅動往復式機械爐排

結構特點：

3.1、綠色動力三驅動逆推式爐排采用了自行開發的驅動機構，對應干燥區、燃燒區和燃燼區有三組獨立的驅動裝置（稱之為“三驅動”），可根據垃圾焚燒過程中各區垃圾移送的實際需要進行單獨聯體調整、控制爐排片的移動速度。三驅逆推往復式機械爐排爐每列則有三個油缸來分別控制這列上的三部分爐條，因此使對運行過程中根據燃燒情況的不同，操作更加容易和可靠。

3.2、一次風的供給和分配也對應分為三段，由獨立的鼓風機和聯體的空氣預熱器進行加熱和送風，以滿足垃圾焚燒在干燥、燃燒和燃燼三個階段對風量和風溫的實際需求并采用現代的變頻調速技術，實現燃燒過程配風的自動控制；

3.3、針對機械爐排爐普遍存在的漏灰問題，三驅動爐采用了特殊結構的爐排片，既解決從爐排片之間的間隙漏灰問題，又能消納爐排片受熱時產生的熱膨脹量，可以較好的解決這兩者之間的矛盾。

應用案例：浙江海寧（2×350 t/d）、江蘇如東（2×250 t/d+1×500 t/d）、江蘇海安（2×250 t/d+1×500 t/d）、海南?？冢?×600 t/d）、江西南昌（2×600 t/d）、福建寧德（2×600 t/d）、廣東惠東（2×350 t/d）、福建龍巖（2×300 t/d）

（二）順推式爐排爐

1、日本日立造船階段反復搖動式爐排

技術來源：VONROLL

爐床傾斜角度：15°

爐排片最大行程：150mm

結構特點：

1.1、爐排為縱列布置，固定爐排列與活動爐排列交錯布置，垃圾依靠自身重力、活動爐排列的往復運動對垃圾層產生的縱向推力及剪力向前推進；

1.2、各段爐排間設置了較大落差以增強燃燒效果；

1.3、在燃燒段固定爐排設置撥火裝置（剪切刀），該裝置可松動垃圾塊、使垃圾層均勻，一次風分布均勻，可避免垃圾在爐排上結團而影響垃圾的透氣性、燃盡程度及在垃圾層產生風洞.

1.4、爐排很適應國內的高水分、低熱值垃圾；

1.5、剪切刀的設置對于含水量高的垃圾燃燒結塊有明顯的破碎效果；

1.6、將一次風溫度加熱到300℃，可以有效地提高垃圾焚燒處理的適應范圍；

1.7、爐排下設置多個風室有利于燃燒空氣的調節；

1.8、活動爐排與固定爐排相互運動，可以清除爐排片間的積灰，避免堵塞；

1.9、為提高垃圾焚燒爐爐膛內的溫度，日立造船僅僅在前墻和后墻設置水冷壁；兩邊的側墻不設置水冷壁而采用風冷技術，設置專門的冷卻風機對側墻進行風冷；冷卻溫度由DCS控制

2、上海康恒引進日立造船VONROLL爐排技術

結構特點及技術優勢：

（1）爐排為縱列布置，固定爐排與活動爐排列向交錯布置；

（2）垃圾依靠自身重力、活動爐排列的往復運動對垃圾層產生的縱向推力向前推進；

（3）各段爐排間設置了較大落差以增強燃燒效果；

（4）根據實際運行效果，取消了剪切刀，降低成本的同時降低了故障點，并未影響燃燒效果。

（5）在國內VonRoll型爐排技術取得了較優異的運行成績和領先運行指標：

可穩定地超負荷10%連續運行；

爐渣熱灼減率在2.0%以下；

CO在10mg/Nm3以下；

NOx在250mg/Nm3以下；

（6）ACC控制系統投運率高，接近100%，因此垃圾焚燒穩定、自動控制水平高，節省大量人工費用；

（7）爐排壽命長、更換率低，節省大量的維修、保養費用；

（8）輔燃投油點低，基本上不需要開啟輔助燃燒器，節省昂貴的輔助燃油費用；

（三）往復翻轉式爐排爐

往復翻轉式爐排：每個標準爐排單元都由固定式爐條、滑動式爐條和翻動式爐條相互結合而成，并且可以各自單獨控制。其中一組驅動兩行爐排片的水平運動，另外兩組分別驅動兩行爐排片的上下翻轉運動。主要應用為西格斯爐排等。

結構特點：

西格斯爐排由相同標準的元件組成，每一元件包括由剛性梁組成的下層機構，每片爐條的鑄鋼支撐和鋼質爐條。每件標準爐排元件有六行爐條，分三種不同爐條按兩套布置：固定式、水平滑動式和翻動式。下層機構的低層框架直接支撐固定爐條。全部爐條頂層表面形成一個帶21度斜角的爐排傾斜面，全部元件皆按這個方式布置。滑動爐條推動垃圾層向爐排末端運動，而翻動爐條使垃圾變得膨松并充滿空氣。在爐條下面的燃燒風經過幾個冷卻鰭片和位于每片爐條前端的開口槽后離開爐條，并吹過下一爐排片的頂部。每一片爐條有燃燒風出口開口。從而保證整個爐排表面的空氣分布均勻。它適應于寬范圍熱值變化的垃圾的燃燒，負荷變化范圍為70%～110%。

參考文獻：

[1]上海浦東新區生活垃圾焚燒廠項目工程可行性研究報告 上海環境工程設計研究院，上海醫藥設計院 1998

[2]北京高安屯垃圾焚燒廠工程可行性研究報告 華北電力設計院 1998

[3]沈陽西部生活垃圾焚燒發電項目可行性研究報告 中國城市建設研究院有限公司 2015