多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備的製作方法

2023-05-08 03:05:41

專利名稱：多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及焚燒爐傾斜移動式爐排結構，特別是涉及利用所述爐排結構焚燒垃圾的方法，尤其涉及分多段驅動的逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備。
背景技術：
現有技術中生活垃圾焚燒處理採用的焚燒爐類型繁多，按爐型區分有爐排爐、轉窯爐、流動床爐和氣化爐四大類。爐排爐的主體部分是爐排，按爐排的運動方式區分又有往復式、滾筒式、搖動式等；往復式爐排又分為順推式和逆推式兩類。順推式是指爐排片推動垃圾的方向與垃圾焚燒過程移動的方向相同，而逆推式是指爐排片推動垃圾的方向與垃圾焚燒過程移動的方向相反。
往復式逆推爐排對不同熱值垃圾的適應性較強，特別是對高水分、低熱值垃圾有很好的處理效果，已經在國內兩個特大型城市的垃圾焚燒廠得到較為滿意的應用效果。但其仍存在一些不足之處需進一步完善1)根據垃圾燃燒過程的三個階段，爐排相應設計有乾燥、燃燒和燃燼三個功能區，由於乾燥、燃燒和燃燼三個階段需要的時間各不相同，不同性質的垃圾差異也很大，三個功能區對垃圾的移動速度有不同的要求。但現有技術爐排的往復運動只有1～2個驅動裝置和1～2種速度，不利於提高焚燒處理能力和降低灰渣熱灼減率。
2)現有技術的爐排均採用拉杆驅動的活動爐排，屬於曲柄連杆滑塊機構，曲柄在下風室外，滑塊(活動爐排架組件)在下風室內，連杆(拉杆)穿過下風室連接曲柄和滑塊。由於連杆運動為平面運動，下風室的穿孔必須留有較大的間隙，密封無法徹底解決，存在漏風問題。因為一次風取自垃圾貯坑，帶有惡臭和有害氣體，加熱後的一次風溢散到爐室間將會對爐室間的工作環境造成空氣汙染和熱汙染，還增加焚燒爐的熱損失。
3)爐排爐從爐排片之間的縫隙漏灰是一個較普遍而又不易解決的問題，漏灰問題的存在增加了漏灰排出裝置的負荷，嚴重時還可能導致停爐事故，另外，漏灰一般是直接輸送到出渣機與爐渣混合後被排出，漏灰中含有未燃燼的固定碳，這將使灰渣的熱灼減率提高甚至超出限值要求。現有技術的爐排採用側板壓緊來消除爐排片間的縫隙，由於碟形彈簧的壓力克服不了爐排片的移動阻力，起爐前必須要靠人工將爐排片的間隙消除，然後用側板壓緊，實際上碟形彈簧只起到吸收爐排片熱膨脹量的作用，而採用彈簧緊壓帶來的副作用是增加了側板與爐排片間的摩擦力，加速了爐排片和側板的磨損速度，隨著爐排片的磨損，漏灰將逐漸增加。
現有技術的爐排還有一個缺點是一次風是通過爐排片間的縫隙送風，為避免送風的縫隙被爐灰堵塞，爐排每次往復都有一個附加動作是相鄰爐排片間有一個錯動，從而增加了漏灰量和爐排片間的磨損。國內一垃圾焚燒廠的實際運行情況表明，隨著爐排片磨損的增大，漏灰量也越來越大，嚴重時會導致漏灰排出裝置發生堵塞的故障。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是避免上述現有技術的不足之處而提出一種多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備。總體方案第一是將爐排進行分段調速，以適應燃燒過程不同階段對物料移動速度不同的要求，提高爐排的焚燒處理能力，並降低爐渣的熱灼減率。第二是解決爐排下風室的漏風問題，避免帶惡臭的一次風對爐室間的工作環境造成空氣汙染和熱汙染，並減少焚燒爐的熱損失。第三是解決爐排片熱膨脹與漏灰之間的矛盾，提高爐排的風阻，以利於一次風的合理調整和燃燒的自動控制。同時還解決爐排片的磨損問題，延長爐排片的使用壽命。
本發明解決上述技術問題採用的技術方案包括以下方法步驟1.在爐排式垃圾焚燒爐中設置傾斜的往復式逆推爐排；尤其是還包括步驟2.將所述往復式逆推爐排劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個，其中的活動爐排分別由乾燥區油缸、燃燒區油缸和燃燼區油缸獨立驅動；所述三個區的油缸分別由乾燥區油缸調速閥、燃燒區油缸調速閥和燃燼區油缸調速閥控制；3.在所述往復式逆推爐排的下方設置下風室，各個區的驅動軸從下風室的上邊板中穿過，上邊板與密封連板連結，密封連板與爐排架連結，爐排架與爐罩連結，結合垃圾擋板和灰渣擋板使爐腔形成一密閉的空間，風從進風口吹入參與燃燒，從出風口排出，廢氣不致洩露到垃圾焚燒爐廠房空間；4.一批垃圾被給料裝置推入往復式逆推爐排上開始燃燒時，根據垃圾的含水量和垃圾性質分別調整乾燥區油缸調速閥、燃燒區油缸油缸調速閥和燃燼區油缸調速閥，使三個區的油缸以不同的速度往復運行；5.待這批垃圾全部燃盡，灰渣通過落渣井落入出渣機，然後再推入一批垃圾到往復式逆推爐排上進行燃燒。
本發明還可以通過採用以下的技術方案進一步實施設計製造一種垃圾焚燒爐中的多驅動逆推式爐排，劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個，包括固定爐排、活動爐排、橫梁、下風室、上邊板和密封連板，尤其還包括乾燥區驅動梁、燃燒區驅動梁、燃燼區驅動梁和乾燥區油缸、燃燒區油缸、燃燼區油缸；各個區的活動爐排都由各個區的油缸獨立驅動；所述各區的固定爐排與各區的固定梁聯結；所述各區的活動爐排與各區驅動梁聯接；在所述逆推式爐排的下方設置下風室，各個區的驅動軸從下風室的上邊板中穿過，上邊板與密封連板連結，密封連板與爐排架連結，爐排架與爐罩連結，結合垃圾擋板和灰渣擋板使爐腔形成一密閉的空間，爐腔的上方有出風口。
各區的驅動梁通過各區的內曲柄連杆連接各區的驅動軸，該軸穿過爐排架，在其外端頭又連結外曲柄，各區的油缸驅動外曲柄，使驅動軸在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄連杆及各區的驅動梁，使活動爐排做往復推拉運動。
各個區的爐排包括所述活動爐排和固定爐排各2～20隻，最佳各10隻。
各個區的固定爐排和活動爐排每隻各成一個整體，只與只之間留有爐排受熱膨脹所需的間隙量，同時在相互接觸的部位採用迷宮式結構。
各個區的驅動軸從上邊板中穿過時，各軸與上邊板之間採用迴轉密封方式密封。
與現有技術相比較，本發明能充分地利用爐床的工作面積，從而有效地提高爐排單位面積的處理能力。多驅動結構有利於垃圾焚燒爐的燃燒控制，在充分發揮焚燒爐處理能力的同時，能確保燃燼區的燃燼要求，從而降低爐渣的熱灼率，提高焚燒爐的性能。本發明較好地解決了下風室的漏風問題，避免一次風洩漏引起的空氣汙染和熱汙染，改善了爐室間的工作環境。爐排片採用分組並緊，不留間隙，組間為迷宮式連接的結構，可以較好地解決漏灰問題，提高設備運行的可靠性，同時由於漏灰量的減少，使爐渣的熱灼量降低，也提高了焚燒爐的性能。
同時，多驅動逆推式爐排是針對高水分、成分複雜垃圾的特點而開發的焚燒設備，特別適合於焚燒處理中國的垃圾，性能上要較現有技術爐排優越，而且成本則大大低於現有技術爐排，經濟效果也十分顯著。


圖1是本發明多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備總體結構示意圖；圖2是本發明所述多驅動逆推式爐排的外曲柄、內曲柄和驅動軸設置示意圖；圖3是本發明所述多驅動逆推式爐排的油缸設置示意圖；圖4是本發明所述多驅動逆推式爐排的驅動梁、固定爐排和活動爐排設置示意圖；圖5是本發明多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法流程圖；圖6是本發明多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備中油缸驅動系統圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳盡的說明。根據圖5、6以及圖1～4可知，實施多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法包括以下步驟1.在爐排式垃圾焚燒爐中設置傾斜的往復式逆推爐排40；尤其是還包括步驟2.將所述往復式逆推爐排40劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個，其中的活動爐排46、56和66分別由乾燥區油缸49、燃燒區油缸59和燃燼區油缸69獨立驅動；所述油缸49、59和69分別由乾燥區油缸調速閥401、燃燒區油缸調速閥501和燃燼區油缸調速閥601控制；3.在所述往復式逆推爐排40的下方設置下風室70，驅動軸41、51和61從下風室70的上邊板71中穿過，上邊板71與密封連板72連結，密封連板72與爐排架75連結，爐排架75與爐罩115連結，結合垃圾擋板21和灰渣擋板91使爐腔116形成一密閉的空間，風從進風口吹入參與燃燒，從出風口110排出，廢氣不致洩露到垃圾焚燒爐廠房空間；4.一批垃圾300被給料裝置30推入往復式逆推爐排40上開始燃燒時，根據垃圾300的含水量和垃圾性質分別調整乾燥區油缸調速閥401、燃燒區油缸油缸調速閥501和燃燼區油缸調速閥601，使所述油缸49、59和69以不同的速度往復運行；5.待這批垃圾全部燃盡，灰渣通過落渣井90落入出渣機100。
本發明還可以通過採用以下的技術方案進一步實施設計製造一種用於垃圾焚燒爐的多驅動逆推式爐排40，劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個，包括固定爐排48、58和68，活動爐排46、56和66，固定梁47、57和67，下風室70，上邊板71和密封連板72，尤其是還包括分為三段的乾燥區驅動梁44、燃燒區驅動梁54、燃燼區驅動梁64和乾燥區油缸49、燃燒區油缸59、燃燼區油缸69；各個區的活動爐排都由各個區的油缸獨立驅動；所述固定爐排48與固定梁47聯結，所述固定爐排58與固定梁57聯結，所述固定爐排68與固定梁67聯結；所述活動爐排46與乾燥區驅動梁44聯接，所述活動爐排56與燃燒區驅動梁54聯接，所述活動爐排66與燃燼區驅動梁64聯接；在所述逆推式爐排40的下方設置下風室70，驅動軸41、51和61從下風室70的上邊板71中穿過，上邊板71與密封連板72連結，密封連板72與爐排架75連結，爐排架75與爐罩115連結，結合垃圾擋板21和灰渣擋板91使爐腔116形成一密閉的空間，爐腔11的上方有出風口110。
所述乾燥區驅動梁44通過乾燥區內曲柄43連接驅動軸41，該軸41穿過爐排架75，其外端頭又連結外曲柄42，所述乾燥區油缸49驅動外曲柄42，使活動爐排驅動軸41在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄43及乾燥區驅動梁44使活動爐排46做往復推拉運動；所述燃燒區驅動梁54通過燃燒區內曲柄53連接驅動軸51，該軸51穿過爐排架75，其外端頭又連結外曲柄52，所述燃燒區油缸59驅動外曲柄52，使驅動軸51在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄53及燃燒區驅動梁54使活動爐排56做往復推拉運動；所述燃燼區驅動梁64通過燃燼區內曲柄63連接驅動軸61，該軸61穿過爐排架75，其外端頭又連結外曲柄62，所述燃燼區油缸69驅動外曲柄62，使驅動軸61在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄63及燃燼區驅動梁64使活動爐排66做往復推拉運動。
所述乾燥區爐排包括所述活動爐排46和固定爐排48各2～20隻，最佳各10隻；燃燒區爐排包括所述活動爐排56和固定爐排58各2～20隻，最佳各10隻；燃燼區爐排包括所述活動爐排66和固定爐排68各2～20隻，最佳各10隻。
所述固定爐排48、58、68和活動爐排46、56、66每隻各成一個整體，只與只之間留有爐排受熱膨脹所需的間隙量，同時在相互接觸的部位採用迷宮式結構。
各個區的驅動軸41、51、61從上邊板71中穿過時，各軸與上邊板之間採用迴轉密封方式密封。
由圖1可知本發明的垃圾焚燒爐由料鬥10、料槽20、給料裝置30、爐排40、下風室70、漏灰排出裝置80、落渣井90和出渣機100等部件組成。垃圾300從料鬥10、料槽20經給料裝置30送到爐排40上，垃圾300在爐排40上完成燃燒的全過程，爐渣從落渣井90下落到出渣機100中，然後被排出。本發明的爐排40為垃圾焚燒爐的核心部分，技術方案說明如下根據垃圾的燃燒過程將爐排沿垃圾移動方向分成乾燥、燃燒和燃燼三個功能區各1或2個，由圖3、4可知，每個功能區的活動爐排46、56、66由一個獨立的驅動機構單獨驅動，故稱為多驅動。由於各驅動機構的運動速度能根據燃燒過程對垃圾移動速度的要求進行單獨的調整，這對提高爐排的焚燒處理能力以及降低爐渣的熱灼減率十分有利。我國城市生活垃圾的含水量遠高於西歐國家，所以焚燒爐的設計必須十分重視垃圾焚燒的乾燥過程，由於不同季節、不同地區垃圾含水量差異很大，爐排40的燃燒控制還必須要作相應的調整，否則「燃切點」(燃燒火焰熄滅點)將發生變化，影響焚燒爐的焚燒效果，對於多驅動逆推式爐排40來說，這種調整將會十分方便和容易；爐渣的熱灼率是垃圾焚燒爐性能的一個重要指標，垃圾的成分極為複雜，不是一種均質燃料，其中有極易著火、燃燒過程很短的物質(如紙張類)，也有極難著火、燃燒過程很長的物質，如果爐排只有一種運動速度，為了達到額定的處理能力，無法讓尚未燃燼的物質多停留一些時間，「多驅動」方法則使該問題迎刃而解。
本發明最佳實施例的多驅動逆推式爐排各功能區活動爐排的驅動機構為獨立的三曲柄連杆滑塊機構，圖2是乾燥區的示意圖兩組內曲柄43連杆滑塊機構設置在下風室70內，同軸的外曲柄42設置在下風室70之外，由於驅動軸41與下風室70之間為迴轉密封，而不是現有技術爐排平面運動的往復密封，間隙小、密封容易，沒有漏風的問題，不會造成爐室間的空氣汙染和熱汙染。
以本發明最佳實施例中的乾燥區為例說明三曲柄連杆機構的動作原理用於驅動的液壓油缸49設在下風室外，其缸體通過鉸連支座固定在爐排架75的外壁上，油缸49的動作受液壓站700以及乾燥區油缸調速閥401控制，活塞的往復運動推動外曲柄42作往復擺動，兩組內曲柄43和外曲柄42固定在同一驅動軸41上，內曲柄43與外曲柄42作同步擺動。內曲柄43通過連杆與Z字形的驅動梁44相連接，驅動梁44支承在兩個滾動軸承上，驅動梁44的兩側有導向滾輪限位，內曲柄43作往復擺動時由連杆拉動驅動梁44作往復運動，由於兩驅動梁44上架設有多道橫梁45，並緊固構成一個活動的爐排架體。活動爐排46鋪設在橫梁45上，通過尾部的凹槽與橫梁45相連，當活動的爐排架體作往復移動時，將驅動活動爐排46，實現活動爐排46往復移動的目的。燃燒區的橫梁55和燃燼區的橫梁65分別連接各自區的活動爐排。
本發明在最佳實施例中為了解決爐排片間的漏灰問題將每級的爐排片分成五組，每組的爐排片用螺釘相互連結成一個整體，將爐排片間的間隙消除，一次風改從爐排片頭部的小孔吹入，組與組之間留有爐排片受熱膨脹所需的間隙量，由於熱膨脹量分別由四道膨脹縫吸收，可以縮小每道縫的預留量，避免大顆粒爐渣的嵌入影響爐排片的熱膨脹，同時在膨脹縫處採用迷宮式結構，使細灰也不能直接落入下風室中，從而解決爐排的漏灰問題。
由圖6可知乾燥區油缸49的往返運動是由換向閥402控制的；燃燒區油缸59的往返運動是由換向閥502控制的；燃燼區油缸69的往返運動是由換向閥602控制的。
實踐證明本發明製造的多驅動逆推式爐排，能充分地利用爐床的工作面積，從而有效地提高爐排單位面積的處理能力。多驅動結構有利於垃圾焚燒爐的燃燒控制，在充分發揮焚燒爐處理能力的同時，能確保燃燼區的燃燼要求，從而降低爐渣的熱灼率，提高焚燒爐的性能。本發明較好地解決了下風室的漏風問題，避免一次風洩漏引起的空氣汙染和熱汙染，改善了爐室間的工作環境。爐排片採用分組並緊，不留間隙，組間為迷宮式連接的結構，可以較好地解決漏灰問題，提高設備運行的可靠性，同時由於漏灰量的減少，使爐渣的熱灼量降低，也提高了焚燒爐的性能。
同時，多驅動逆推式爐排是針對高水分、成分複雜垃圾的特點而開發的焚燒設備，特別適合於焚燒處理中國的垃圾，性能上要較現有技術爐排優越，而且成本則大大低於現有技術爐排，經濟效果也十分顯著。
權利要求
1.一種多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法，包括步驟A.在爐排式垃圾焚燒爐中設置傾斜的往復式逆推爐排(40)；其特徵在於還包括步驟B.將所述往復式逆推爐排(40)劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個，其中的活動爐排(46)、(56)和(66)分別由乾燥區油缸(49)、燃燒區油缸(59)和燃燼區油缸(69)獨立驅動；所述油缸(49)、(59)和(69)分別由乾燥區油缸調速閥(401)、燃燒區油缸調速閥(501)和燃燼區油缸調速閥(601)控制；C.在所述往復式逆推爐排(40)的下方設置下風室(70)，驅動軸(41)、(51)和(61)從下風室(70)的上邊板(71)中穿過，上邊板(71)與密封連板(72)連結，密封連板(72)與爐排架(75)連結，爐排架(75)與爐罩(115)連結，結合垃圾擋板(21)和灰渣擋板(91)使爐腔(116)形成一密閉的空間，風從進風口吹入參與燃燒，從出風口(110)排出，廢氣不致洩露到垃圾焚燒爐廠房空間；D.一批垃圾(300)被給料裝置(30)推入往復式逆推爐排(40)上開始燃燒時，根據垃圾(300)的含水量和垃圾性質分別調整乾燥區油缸調速閥(401)、燃燒區油缸油缸調速閥(501)和燃燼區油缸調速閥(601)，使所述油缸(49)、(59)和(69)以不同的速度往復運行；E.俟這批垃圾全部燃盡，灰渣通過落渣井(90)落入出渣機(100)。
2.一種多驅動逆推式爐排(40)，劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個；包括固定爐排(48)、(58)和(68)，活動爐排(46)、(56)和(66)，固定梁(47)、(57)和(67)，下風室(70)、上邊板(71)和密封連板(72)，其特徵在於還包括乾燥區驅動梁(44)、燃燒區驅動梁(54)、燃燼區驅動梁(64)和乾燥區油缸(49)、燃燒區油缸(59)、燃燼區油缸(69)；所述活動爐排(46)、(56)和(66)分別由乾燥區油缸(49)、燃燒區油缸(59)、燃燼區油缸(69)獨立驅動；所述固定爐排(48)與固定梁(47)聯結，所述固定爐排(58)與固定梁(57)聯結，所述固定爐排(68)與固定梁(67)聯結；所述活動爐排(46)與乾燥區驅動梁(44)聯接，所述活動爐排(56)與燃燒區驅動梁(54)聯接，所述活動爐排(66)與燃燼區驅動梁(64)聯接；在所述逆推式爐排(40)的下方設置下風室(70)，驅動軸(41)、(51)和(61)從下風室(70)的上邊板(71)中穿過，上邊板(71)與密封連板(72)連結，密封連板(72)與爐排架(75)連結，爐排架(75)與爐罩(115)連結，結合垃圾擋板(21)和灰渣擋板(91)使爐腔(116)形成一密閉的空間，爐腔(116)的上方有出風(110)。
3.根據權利要求2所述的多驅動逆推式爐排，其特徵在於所述乾燥區驅動梁(44)通過乾燥區內曲柄(43)連接驅動軸(41)，該軸(41)穿過爐排架(75)，其外端頭又連結外曲柄(42)，所述乾燥區油缸(49)驅動外曲柄(42)，使驅動軸(41)在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄(43)及乾燥區驅動梁(44)，使活動爐排(46)做往復推拉運動；所述燃燒區驅動梁(54)通過燃燒區內曲柄(53)連接驅動軸(51)，該軸(51)穿過爐排架(75)，其外端頭又連結外曲柄(52)，所述燃燒區油缸(59)驅動外曲柄(52)，使驅動軸(51)在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄(53)及燃燒區驅動梁(54)，使活動爐排(56)做往復推拉運動；所述燃燼區驅動梁(64)通過燃燼區內曲柄(63)連接驅動軸(61)，該軸(61)穿過爐排架(75)，其外端頭又連結外曲柄(62)，所述燃燼區油缸(69)驅動外曲柄(62)，使驅動軸(61)在一定角度內往復轉動，帶動內曲柄(63)及燃燼區驅動梁(64)，使活動爐排(66)做往復推拉運動。
4.根據權利要求2所述的多驅動逆推式爐排，其特徵在於所述乾燥區爐排包括所述活動爐排(46)和固定爐排(48)各2～20隻，最佳各10隻；所述燃燒區爐排包括所述活動爐排(56)和固定爐排(58)各2～20隻，最佳各10隻；所述燃燼區爐排包括所述活動爐排(66)和固定爐排(68)各2～20隻，最佳各10隻。
5.根據權利要求4所述的多驅動逆推式爐排，其特徵在於所述固定爐排(48)、(58)、(68)和活動爐排(46)、(56)、(66)每隻各成一個整體，只與只之間留有爐排受熱膨脹所需的間隙量，同時在相互接觸的部位採用迷宮式結構。
6.根據權利要求2所述的多驅動逆推式爐排，其特徵在於所述驅動軸(41)、(51)和(61)從下風室(70)的上邊板(71)中穿過時，所述驅動軸(41)、(51)和(61)與上邊板(71)採用迴轉密封方式密封。
全文摘要
多驅動逆推式爐排焚燒垃圾的方法和設備，其特點是將爐排式垃圾焚燒爐中設置的傾斜往復式逆推爐排(40)劃分為乾燥區1或2個、燃燒區1或2個和燃燼區1或2個；各個區的活動爐排分別由各個區的油缸獨立驅動；各個區的固定爐排和活動爐排每隻各成一個整體，只與只之間留有爐排受熱膨脹所需的間隙量，同時在相互接觸的部位採用迷宮式結構；各個區的驅動軸從下風室(70)的上邊板(71)中穿過時，所述各軸與上邊板(71)之間採用迴轉密封；本發明的多驅動結構有利於垃圾焚燒爐的燃燒控制，在充分發揮焚燒爐處理能力的同時，能確保燃燼區的燃燼要求，從而降低爐渣的熱灼率，提高焚燒爐的性能。
文檔編號F23G5/24GK1470802SQ0312696
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月19日 優先權日2003年6月19日
發明者盧巨流, 鄭維先 申請人:深圳綠動力環境工程有限公司