成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610051

張子豪 黃 偉

推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610051

張子豪 黃 偉

與日俱增的城市垃圾已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨的新困境，為此成都建材院在進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上，推出利用水泥生產(chǎn)線進(jìn)行廢棄物處理的新工藝，而推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置正是針對(duì)這一新工藝配套開(kāi)發(fā)的一臺(tái)垃圾焚燒處理裝置。該裝置能對(duì)城市生活垃圾、醫(yī)療垃圾、市政污泥、工業(yè)廢棄物及危險(xiǎn)廢棄物等進(jìn)行徹底無(wú)害化焚燒和分解，降低有害氣體排放引起的二次污染；并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，從已投產(chǎn)的項(xiàng)目來(lái)看，其運(yùn)行效果比較理想。

推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置 開(kāi)發(fā) 應(yīng)用

0 引言

伴隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的逐步加快，對(duì)數(shù)量越來(lái)越大的城市生活垃圾、醫(yī)療垃圾、市政污泥、工業(yè)廢棄物及危險(xiǎn)廢棄物等的處置問(wèn)題日益突出，目前對(duì)這些垃圾的處理方式大部分為填埋、簡(jiǎn)單焚燒和垃圾發(fā)電，但這些方式均不徹底，極易造成二次污染。水泥廠進(jìn)行廢棄物處理，也稱為“水泥環(huán)保一體化”（CEE Cement-Environmental Engineering/水泥環(huán)境工程），即依托水泥生產(chǎn)線，建立垃圾無(wú)害化處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)與廢棄物資源化一體化的目的。

面對(duì)這一新的課題，我院組織經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)專家進(jìn)行了大量的理論研究和實(shí)踐探索，總結(jié)出一套利用水泥生產(chǎn)線進(jìn)行廢棄物處理的新工藝，而推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置正是針對(duì)這一新工藝配套開(kāi)發(fā)出的一臺(tái)垃圾焚燒處理裝置，該裝置能對(duì)各種城市垃圾進(jìn)行徹底焚燒和分解，是新工藝中對(duì)垃圾進(jìn)行無(wú)害化處理的核心裝備。

1 推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐的結(jié)構(gòu)及工作原理

推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐是基于預(yù)熱器平臺(tái)搭建的，預(yù)燃爐的支撐平臺(tái)緊臨預(yù)熱器。

其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要裝置包括：1.預(yù)燃爐爐體；2.噴煤裝置；3.推料裝置；4.螺旋輸送裝置。其他輔助裝置包括：5.檢查門(mén)；6.清灰門(mén)；7.集灰斗；8.堆料平臺(tái)。

圖1 推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐結(jié)構(gòu)圖

推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐爐體通過(guò)支架支撐在鋼平臺(tái)上，預(yù)燃爐內(nèi)部打澆注料隔絕熱量，b口從三次風(fēng)管取風(fēng)，高溫（約1 100 ℃）支持垃圾在預(yù)燃爐內(nèi)的燃燒。

預(yù)燃爐分為上下兩層焚燒平臺(tái)，每層分別設(shè)置有推料裝置，每一層由兩個(gè)推頭組成，每一層的推頭同步推出，同步縮回。兩個(gè)推料裝置分別支撐在鋼平臺(tái)上，推料裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)，液壓缸接受指令啟動(dòng)后，推料裝置在小車底座上，通過(guò)液壓缸推桿的推出，拉回，進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。垃圾在第一層平臺(tái)燃燒后，推料裝置推動(dòng)未充分燃燒的垃圾到第二層平臺(tái)繼續(xù)進(jìn)行燃燒，垃圾在第二層平臺(tái)上燃燒后第二層平臺(tái)的推料裝置將焚燒后的灰渣推入連接預(yù)熱器分解爐的溜槽。推料裝置隨著投料進(jìn)行周期性的推出、縮回?？梢员苊鈴U棄物堆積，同時(shí)推料過(guò)程中廢棄物翻轉(zhuǎn)，分散，使預(yù)處理更充分。推料裝置推頭也打了澆注料，可以防止推頭高溫?zé)龘p。

推料裝置設(shè)置有集灰斗，集灰斗可以將推頭帶出來(lái)的灰渣收集起來(lái)，通過(guò)下面掛著的螺旋輸送機(jī)輸送出去，整個(gè)推料裝置做到了與爐體很好的密封。這樣預(yù)燃爐在工作時(shí)，爐體內(nèi)的灰渣就不會(huì)因推料裝置而帶出來(lái)，從而也防止了粉塵污染。

預(yù)燃爐頂部設(shè)置有一個(gè)噴煤裝置，該裝置可以在爐體溫度較低時(shí)，通過(guò)噴煤粉增加燃燒介質(zhì)，從而保證了爐體內(nèi)可以持續(xù)高溫焚燒。

預(yù)燃爐正對(duì)推料裝置的位置設(shè)置有壓縮空氣接口（a），該接口與壓縮空氣連接，不僅可以通過(guò)壓縮空氣吹散未完全燃燒的垃圾，同時(shí)還可以為爐體內(nèi)補(bǔ)充燃燒輔助介質(zhì)-空氣。

2 推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置的特點(diǎn)

（1）由于爐體超寬，超高，推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐爐體采用了分塊制作，分塊運(yùn)輸，爐體在工作車間進(jìn)行加工生產(chǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)將爐體進(jìn)行分塊，保證運(yùn)輸過(guò)程不超長(zhǎng)超高，所有爐體通過(guò)螺栓進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拼接。這樣比在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作精度更高，現(xiàn)場(chǎng)拆裝也更方便快捷，預(yù)燃爐爐體分割爆炸視圖見(jiàn)圖2。

圖2 預(yù)燃爐爐體分割爆炸視圖

（2）推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐推料裝置將液壓油缸完全密封在殼體內(nèi)，如圖3所示。這樣與周圍工況環(huán)境隔離起來(lái)，避免了工況環(huán)境對(duì)液壓系統(tǒng)的影響，如灰塵、惡劣天氣影響。提高了液壓系統(tǒng)的使用壽命，同時(shí)這樣也使得推料裝置更加美觀。

（3）推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐推料裝置設(shè)置有刮刀，同時(shí)設(shè)置有密封裝置，這樣推料裝置在進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，刮刀就不會(huì)將灰渣帶出預(yù)燃爐爐體，避免了垃圾灰渣對(duì)環(huán)境的二次污染。帶出的灰渣通過(guò)刮刀進(jìn)入到集灰斗，再由下面掛放的螺旋輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)狡渌恢谩?/p>

（4）推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐推料裝置與鋼平臺(tái)采用鉸接連接方式，這樣的結(jié)構(gòu)可以吸收部分推料裝置在進(jìn)行推料及返回時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，防止推頭在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中破壞連接點(diǎn)，同時(shí)在后期進(jìn)行檢修維護(hù)十分方便。

圖3 推料裝置

（5）該裝置的驅(qū)動(dòng)方式采用液壓驅(qū)動(dòng)，具有推力大、穩(wěn)定性好、故障率低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由液壓油箱、變量柱塞泵、過(guò)濾器、功能性閥門(mén)（螺紋插裝式單向閥、電磁溢流閥、疊加式雙單向節(jié)流閥、電磁換向閥、開(kāi)關(guān)閥門(mén)等）及管道、油缸、控制元件（液位控制器、壓差控制器）、顯示儀表（壓力表、液位液溫計(jì)）及電控柜等組成。具體工作原理如圖4所示。

圖4 液壓原理圖

（6）該裝置采用了接近開(kāi)關(guān)控制液壓缸的伸出與縮回，接近開(kāi)關(guān)控制不受外界信號(hào)干擾，控制可靠性很高。

（7）該裝置的推料裝置推頭端部采用了風(fēng)冷進(jìn)行冷卻，液壓油站采用了水冷進(jìn)行冷卻，推頭同時(shí)采用耐火材料進(jìn)行填充，推頭熱量通過(guò)冷卻風(fēng)帶走，這樣推頭的溫度不會(huì)太高，熱傳遞不會(huì)太高，整個(gè)裝置不會(huì)因?yàn)闇囟忍邠p壞液壓裝置。

（8）該裝置投資成本較低，噸投資額約22萬(wàn)元，同時(shí)避免了灰渣二次循環(huán)問(wèn)題。

3 使用效果

階梯式預(yù)燃爐已經(jīng)在武安清峰市政污泥與生活垃圾項(xiàng)目中作為垃圾焚燒生產(chǎn)線的核心裝備成功使用（見(jiàn)圖5），垃圾處理效果十分理想。

圖5 推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐安裝現(xiàn)場(chǎng)

階梯式預(yù)燃爐在武安清峰市政污泥與生活垃圾項(xiàng)目中處理能力為10 t/h，十分高效。

4 結(jié)束語(yǔ)

水泥廠處理污泥及城市生活垃圾優(yōu)勢(shì)十分明顯，是一項(xiàng)十分環(huán)保節(jié)能的項(xiàng)目，也屬于國(guó)家鼓勵(lì)項(xiàng)目。我院開(kāi)發(fā)的推動(dòng)式階梯預(yù)燃爐裝置，順應(yīng)發(fā)展需求，可以對(duì)多種廢棄物進(jìn)行預(yù)焚燒，讓廢棄物處理更充分，有效降低了二惡英等有害氣體的排放，避免二次污染。本裝置在武安清峰市政污泥與生活垃圾項(xiàng)目中使用取得了成功，本項(xiàng)目也得到了國(guó)家科技支撐計(jì)劃專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持，在示范生產(chǎn)線中運(yùn)用了本裝置，是值得大力推廣的產(chǎn)品。

2016-10-09）

TQ172.9

B

1008-0473(2016)06-0004-03

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.06.002