楊海根，楊凌云

（深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠，廣東 深圳 518029）

大型垃圾焚燒廠垃圾抓斗起重機選型探討

楊海根，楊凌云

（深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠，廣東 深圳 518029）

簡述了國內(nèi)外大型垃圾焚燒廠垃圾抓斗起重機配置情況，針對國內(nèi)垃圾焚燒廠大型化的趨勢，探討垃圾抓斗起重機的選型模式。

大型垃圾焚燒廠；垃圾抓斗起重機；選型

垃圾抓斗起重機主要負責(zé)垃圾焚燒爐供料，并承擔(dān)垃圾搬運、攪拌、倒垛等工作。整機工作環(huán)境惡劣，工作負荷繁重，維護保養(yǎng)困難，易發(fā)生故障［1］。垃圾抓斗起重機一旦出現(xiàn)故障，將直接導(dǎo)致整個垃圾焚燒廠癱瘓。對大型垃圾焚燒廠而言，這可能造成整個城市生活垃圾處理系統(tǒng)的混亂，因為，在局部區(qū)域構(gòu)建大型垃圾焚燒廠的全負荷垃圾處理能力替代容量絕非易事。所以，根據(jù)垃圾焚燒廠規(guī)模、工藝需要正確選擇、配置垃圾抓斗起重機非常重要。一般而言，垃圾抓斗起重機的選型與以下幾種因素有關(guān)：①垃圾種類；②垃圾處理量；③垃圾貯坑；④攪拌；⑤堆放；⑥投料；⑦進垃圾時間［2］。但隨著垃圾焚燒廠規(guī)模的擴大，僅憑以上因素已不能滿足垃圾抓斗起重機的選型要求。對于大型垃圾焚燒廠，垃圾抓斗起重機的選型還應(yīng)考慮抓斗起重機的數(shù)量、給料周期、抓斗容積等因素。

1 起重機數(shù)量

以前垃圾抓斗起重機的數(shù)量一般是根據(jù)焚燒廠的規(guī)模設(shè)置（如表1所示）［3］。隨著焚燒爐單爐規(guī)模的擴大，垃圾抓斗起重機的設(shè)置不僅要考慮全廠規(guī)模，更要考慮焚燒爐臺數(shù)及起重機數(shù)量對操作便利性的影響。

表1 一般垃圾焚燒廠設(shè)置垃圾抓斗起重機的數(shù)量

垃圾抓斗起重機的數(shù)量應(yīng)遵循以下原則：①滿足焚燒爐進料量的要求；②同軌道布置不超過3臺；③實際投用數(shù)量不超過焚燒爐進料斗數(shù)量，宜備用1臺；④1臺抓斗起重機對應(yīng)的焚燒爐不宜超過3臺。

大型垃圾焚燒廠抓斗起重機應(yīng)設(shè)置2臺或以上。焚燒線在3條以內(nèi)時宜配置2臺起重機，一般情況為1臺運行1臺備用，每臺出力均能滿足所有焚燒線的給料要求及一般的混料工作。

同軌道有2臺以上抓斗起重機同時運作時，起重機活動空間大幅縮減，為避免碰撞，對操作要求較高。因垃圾焚燒廠規(guī)模巨大，同時投用的抓斗起重機需超過4臺時，建議采用垃圾池分池方式或雙層軌道布置。新加坡大士南焚化廠（4 320 t/d）及在建的深圳東部垃圾焚燒處理項目（5 100 t/d）均采用垃圾池分池方式。雙層軌道布置尚無應(yīng)用實例，存在操作視野受限、抓斗容易碰撞的局限。

2 給料周期

垃圾抓斗起重機給料周期的確定除了與垃圾焚燒爐處理垃圾能力有關(guān)外，還與垃圾抓斗起重機運行周期及抓斗從事供料作業(yè)所占的時間比率有關(guān)。

垃圾抓斗起重機的運行周期是指垃圾抓斗起重機投料作業(yè)1次所需的時間，即從抓取垃圾起，經(jīng)抓斗卷起、行走、橫移至垃圾焚燒爐進料口，然后抓斗開啟，最后橫移、行走、下降到原位置所需的時間。當(dāng)上述速度和垃圾抓斗起重機的運行距離確定后，垃圾抓斗起重機的運行周期就確定了。表2為垃圾抓斗起重機常用工作速度，根據(jù)垃圾池的長度及跨度，垃圾抓斗起重機的運行周期一般選擇為2～4 min。

表2 垃圾抓斗起重機常用工作速度

垃圾抓斗起重機正常作業(yè)除了抓取垃圾給垃圾焚燒爐供料以外，還需有足夠的時間進行攪拌、混合和堆放等作業(yè)。此外，為降低垃圾抓斗起重機的故障率及操作人員的勞動強度，還需留有一定的休息時間。所以，單位時間內(nèi)抓斗所從事供料的時間只是其中的一部分，這一時間比率取值為1/2，即每小時1個抓斗用于供料的時間只有30min左右［4］。因此，每小時的給料周期為8～15個。

3 垃圾抓斗容積

抓斗的容積應(yīng)按照起重機服務(wù)的焚燒爐每小時處理垃圾量及工作周期確定，一般按照每小時給料8～15個給料周期計算。為降低起重機的工作負荷，減少故障率，宜按每小時給料8～10個給料周期計算選型。

通過垃圾焚燒爐處理能力可計算出抓斗1次供料的量G（t），再根據(jù)抓斗中的垃圾密度D（t/m3）和供料時抓斗的充滿度f（容積利用率），計算出所需抓斗的實際容積V（m3）=G/（Df）。通常垃圾池中未經(jīng)壓縮垃圾的密度為0.30～0.45 t/m3，抓斗中垃圾密度約增加1倍，即壓縮比取2∶1，取值為0.7 t/m3，抓斗充滿度一般為0.9，所以斗內(nèi)密度一般取0.63 t/m3。垃圾抓斗技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 垃圾抓斗技術(shù)參數(shù)

垃圾抓斗起重機的給料能力取決于垃圾抓斗的容積，抓斗越大，給料能力越強。但就操作的便利性和靈活性而言，垃圾抓斗宜小不宜大，抓斗起重機抓斗的最大張角直徑宜取垃圾池寬度的1/5～1/4。在單位時間給料量一定的情況下，選取抓斗容積大小的優(yōu)缺點比較見表4。

抓斗容積不能僅憑給料能力確定，要綜合考慮垃圾池尺寸和操作的便利性。

4 垃圾抓斗起重機配置分析

表5針對常用抓斗容積對不同規(guī)模的大型垃圾焚燒廠垃圾抓斗起重機的配置比較分析。

表4 抓斗容積大小的優(yōu)缺點

表5 垃圾抓斗起重機配置比較分析

垃圾抓斗起重機配置工程實例如下。

上海江橋生活垃圾焚燒廠：1 500 t/d（500 t/d×3臺），垃圾吊車9 m3×2臺，1用1備，平均每小時給料周期11個。

臺北木柵垃圾焚化廠：1 500 t/d（375 t/d×4臺），垃圾吊車10 m3×2臺，無備用，平均每小時給料周期5個。

臺灣高雄南區(qū)垃圾焚化廠：1 800 t/d（450 t/d×4臺），垃圾吊車8 m3×3臺，2用1備，平均每小時給料周期8個。

荷蘭阿姆斯特丹垃圾焚化廠：2 880 t/d（720 t/d×4臺），垃圾吊車12 m3×3臺，2用1備，平均每小時給料周期8個。

新加坡大士南焚化廠：4 320 t/d（720 t/d×6臺），垃圾吊車10 m3×4臺，無備用，平均每小時給料周期7個。

5 其它因素

5.1 抓斗液壓系統(tǒng)

大型垃圾焚燒廠一般選用液壓式抓斗，其抓斗開關(guān)動作迅速，抓力大。但因液壓中心、液壓油缸及活瓣等設(shè)備直接安裝在抓斗上，容易污損，保養(yǎng)應(yīng)充分，液壓系統(tǒng)維修要求較高。在選型時應(yīng)注意以下幾點：①電機功率宜大不宜??；②液壓機組使用可變流量型式優(yōu)于固定流量型式；③液壓管路應(yīng)設(shè)置2道以上的壓力保護，一道設(shè)在液壓機出口前，一道設(shè)在控制閥組前；④內(nèi)部液壓軟管應(yīng)盡量縮短，以減小振動磨損破管的幾率；⑤液壓阻力應(yīng)盡可能減小，以降低操作溫度［5］。

5.2 電氣系統(tǒng)

電動液壓抓斗由于起升速度快、高度大等原因，電纜容易受拉造成故障，目前工程實踐成功解決方案：一是去除電纜卷筒驅(qū)動電機，電纜卷筒與鋼絲繩卷筒通過鏈條連接同步實現(xiàn)；二是每條電纜配置一條稍短的韌性好的同步麻繩。2種方式都可確保電纜在升降過程中僅承擔(dān)自身質(zhì)量，以增加電纜壽命。在電氣設(shè)備的配置上，用于消耗多余電力的電阻器散熱板，由于發(fā)熱量驚人，應(yīng)該與電氣盤室分置于不同房間并裝設(shè)冷卻系統(tǒng)，以確?？刂齐娐返牟僮鞣€(wěn)定。

6 結(jié)束語

隨著垃圾焚燒廠規(guī)模的擴大特別是焚燒爐單爐規(guī)模的擴大，垃圾抓斗起重機的選型不但要考慮滿足進料的要求，而且要綜合考慮抓斗起重機的數(shù)量、給料周期、抓斗容積，以保障操作的便利性和運行的可靠性。

［1］杜堅壯，岳文翀.半自動垃圾抓斗起重機電氣配置與功能［J］.起重機運輸，2005（4）：41-42.

［2］建設(shè)部人事教育司.城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

［3］龔佰勛.環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊：固體廢物處理設(shè)備［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［4］梁立軍，張志武.焚燒廠垃圾儲運系統(tǒng)及抓斗起重機的應(yīng)用［J］.工廠動力，2004（3）：58-63.

［5］曹本善.垃圾焚化廠興建與操作實務(wù)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

Selection of Waste Grab Crane in Large-scale Waste Incineration Plants

Yang Haigen,Yang Lingyun
（Shenzhen Refuse Incineration and Multiple-treatment Plant,Shenzhen Guangdong 518029）

Arrangement situation of waste grab crane in large-scale waste incineration plants at home and abroad was expounded.In accordance with developing trend of large-scale waste incineration plant in China,selection mode of waste grab crane was discussed.

large-scale waste incineration plant；waste grab crane；selection

TH21；X705

B

1005-8206（2011）02-0013-03

2010-10-09

楊海根（1977—），工程師，畢業(yè)于華南理工大學(xué)機械工程及自動化專業(yè)，曾參與深圳市垃圾中轉(zhuǎn)站改造工程、深圳市東部垃圾焚燒處理項目、深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠煙氣凈化改造工程等環(huán)保類項目。

E-mail：yby_1980@163.com。

（責(zé)任編輯：鄭雯）