一、現(xiàn)有常用的垃圾焚燒爐機(jī)械結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理

1.流化床焚燒爐

流化床焚燒爐由進(jìn)料口、分選機(jī)、破碎機(jī)、流化床、石英砂所組成。焚燒爐內(nèi)采用石英砂作為熱載體，流化床在焚燒垃圾前，通過噴油燃燒將爐內(nèi)的石英砂加熱至600℃以上，然后垃圾經(jīng)破碎機(jī)破碎至粒度5cm以下投入爐內(nèi),流態(tài)化的垃圾與石英砂體混合干燥并快速燃燒。

2.旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐

旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐由上進(jìn)料口、鋼制旋轉(zhuǎn)筒、冷卻水管、排渣裝置組成。鋼制圓筒內(nèi)部裝設(shè)耐火涂料,筒體沿軸線方向呈小角度傾斜。在焚燒垃圾時(shí)，垃圾由上部供應(yīng)，筒體緩慢旋轉(zhuǎn)，使垃圾不斷翻轉(zhuǎn)并向后移動(dòng)，垃圾逐漸干燥、燃燒、燃燼，然后送至排渣裝置排出。

二、垃圾焚燒爐的設(shè)備選型

從目前焚燒爐應(yīng)用市場領(lǐng)域上來看機(jī)械爐排爐是垃圾焚燒爐市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品，占有市場份額80%以上。機(jī)械爐排焚燒爐經(jīng)過長期的發(fā)展，技術(shù)已較為完善，運(yùn)行可靠性高，可以適應(yīng)國內(nèi)高水分低熱值的垃圾燃燒，處理能力可以滿足國內(nèi)垃圾焚燒工程的處理量。而流化床焚燒爐和旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐目前應(yīng)用實(shí)例較機(jī)械爐排爐少。通過對(duì)技術(shù)先進(jìn)性、運(yùn)行可靠性、投資成本等因素綜合比較，該垃圾焚燒發(fā)電廠選用機(jī)械爐排爐。該爐引進(jìn)德國MARTIN公司傾斜逆推式機(jī)械爐排爐技術(shù)，由國內(nèi)制造，經(jīng)應(yīng)用實(shí)踐證明機(jī)械爐排爐運(yùn)行可靠穩(wěn)定,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

三、機(jī)械爐排焚燒爐的機(jī)械設(shè)計(jì)要求

機(jī)械爐排爐由垃圾進(jìn)料斗、爐排、爐膛以及爐排液壓連桿機(jī)構(gòu)等分機(jī)構(gòu)所組成，各分機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)才能確保爐排爐運(yùn)轉(zhuǎn)順暢。以下對(duì)主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析。

1.液壓連桿機(jī)構(gòu)

機(jī)械爐排爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中大部分機(jī)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此需要一套液壓系統(tǒng)來有效實(shí)現(xiàn)。該嶺垃圾焚燒發(fā)電廠機(jī)械爐排爐采用的液壓系統(tǒng)由主油泵、給料器液壓缸、爐排液壓缸、除渣機(jī)液壓缸、料層調(diào)節(jié)液壓缸、連桿機(jī)構(gòu)等組成。通過液壓連桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)爐排、給料器、推料器、料層調(diào)節(jié)擋板的機(jī)械動(dòng)作。

2.爐排的機(jī)械設(shè)計(jì)要求

爐排是機(jī)械爐排爐的關(guān)鍵設(shè)備，爐排設(shè)計(jì)直接影響到焚燒爐系統(tǒng)的正常運(yùn)行。(1)爐排的材質(zhì)和機(jī)加工要求。機(jī)械爐排爐對(duì)于爐排的材質(zhì)要求和加工精度要求很高。爐排的材質(zhì)采用含Cr、Ni、Mo等合金元素的鑄鐵件，因此具備耐熱、耐蝕、耐磨的特性，使用壽命較長。爐排與爐排之間的接觸面要確保光滑，同時(shí)爐排與爐排之間的間隙要相當(dāng)小才能有效防止漏灰，因此爐排表面的側(cè)面和上表面都需經(jīng)過數(shù)控機(jī)床精加工和表面打磨處理，從而能夠有效避免在機(jī)械摩擦過程中產(chǎn)生的磨損。經(jīng)實(shí)踐表明，合理的爐排材質(zhì)和加工精度可以使?fàn)t排的使用壽命能達(dá)到80，000h。(2)爐排片的裝配方式。爐排由爐排片組成。爐排片沿橫向通過螺栓連接后固定裝配形成爐排組，爐排組分為運(yùn)動(dòng)爐排組、固定爐排組。運(yùn)動(dòng)爐排組和固定爐排組在縱向交替排列，通過固定在鋼結(jié)構(gòu)框架上形成整體爐排。爐排向下與水平面成24°傾角。(3)爐排的長度和面積。爐排的長度和面積設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)焚燒爐的處理規(guī)模、機(jī)械負(fù)荷、垃圾含水量來確定。焚燒爐的處理規(guī)模和機(jī)械負(fù)荷越大時(shí)，所需爐排的長度就越長，爐排面積就越大。當(dāng)垃圾含水量較高時(shí)，應(yīng)加長爐排的長度，增加爐排面積。(4)爐排上風(fēng)孔設(shè)計(jì)。為確保垃圾充分燃燒，需要在爐排片上設(shè)置進(jìn)風(fēng)口，一次風(fēng)從爐排片背面通過爐排片前端的出風(fēng)口排出，產(chǎn)生助燃作用。同時(shí)通過風(fēng)口能對(duì)爐排鑄件進(jìn)行有效的冷卻，延長爐排片的壽命。在設(shè)計(jì)上爐排鑄件里的風(fēng)孔通道應(yīng)采用迷宮式，能夠?qū)t排鑄件進(jìn)行良好的冷卻，使鑄件溫度一般不會(huì)超過400℃。(5)爐排配件更換。爐排在使用過程中不可避免產(chǎn)生磨損，在作動(dòng)過程中也有可能發(fā)生機(jī)械損壞故障，為了維修方便，應(yīng)確保爐排片的尺寸固定并且加工精度高，能夠以標(biāo)準(zhǔn)件的形式進(jìn)行互換。

3.爐膛的機(jī)械設(shè)計(jì)要求

(1)爐膛體積設(shè)計(jì)要求。爐膛的體積是以爐排上方至高溫?zé)煔忾_始降溫截面之間的全部體積。爐膛的體積設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)焚燒爐設(shè)計(jì)上的垃圾處理能力和爐膛容積熱負(fù)荷來確定。當(dāng)需求垃圾處理能力越大時(shí)，爐膛設(shè)計(jì)體積相應(yīng)也應(yīng)增大。爐膛容積熱負(fù)荷指燃燒室內(nèi)單位時(shí)間、單位體積的設(shè)計(jì)熱容量，是確定爐膛大小的指標(biāo)，一般取（33.50～83.73）×104kJ/m3h。(2)爐膛高度設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際應(yīng)用中，爐膛的高度設(shè)計(jì)上須保證在適當(dāng)?shù)臒煔饬魉傧拢瑺t膛的煙氣溫度達(dá)到850℃，煙氣停留時(shí)間不低于2s。(3)爐膛設(shè)計(jì)宜有變截面的喉部，以適應(yīng)高溫?zé)煔馕闪鞯挠绊憽?4)在焚燒爐外部應(yīng)考慮設(shè)計(jì)觀察孔，便于在爐外觀察爐膛內(nèi)的焚燒狀況。(5)對(duì)于單臺(tái)處理規(guī)模大于400t/d的垃圾焚燒鍋爐，應(yīng)考慮爐膛冷卻問題。(6)在爐膛上方應(yīng)設(shè)計(jì)噴射裝置，具有噴入各種添加劑的能力，如噴射尿素以降低NOX的排放量。

4.焚燒爐進(jìn)料斗設(shè)計(jì)

焚燒爐進(jìn)料斗應(yīng)有不小于0.5～1h的垃圾儲(chǔ)存量，進(jìn)料口長寬尺寸按垃圾抓斗全開尺寸基礎(chǔ)上增加不小于1.0m計(jì)算。傾斜的側(cè)壁傾角不小于45°，內(nèi)壁應(yīng)光滑。進(jìn)料裝置與擋板門的主體材料采用普通碳鋼，厚度一般不小于12mm。進(jìn)料斗可采用如紅外線、超聲波、微波等料位檢測指示儀器進(jìn)行進(jìn)料檢測。

四、結(jié)語

通過對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、旋轉(zhuǎn)窯焚燒爐三種主要的垃圾焚燒爐的設(shè)備特性和機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行分析比較，可以看到目前機(jī)械爐排爐技術(shù)已經(jīng)成熟，是適用于我國國情的垃圾焚燒爐型式。同時(shí)機(jī)械爐排爐在設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)上進(jìn)行充分考慮和優(yōu)化，能夠確保機(jī)械爐排爐運(yùn)行可靠穩(wěn)定。該垃圾焚燒發(fā)電廠引進(jìn)德國MARTIN公司的機(jī)械爐排爐技術(shù)并不斷加以消化吸收，目前在生產(chǎn)中運(yùn)行可靠穩(wěn)定,已取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

作者：康錦鋒 單位：新源廈門環(huán)保設(shè)備成套有限公司