推動式階梯預燃爐裝置的開發與應用

成都建筑材料工業設計研究院有限公司，四川 成都 610051

張子豪 黃 偉

推動式階梯預燃爐裝置的開發與應用

成都建筑材料工業設計研究院有限公司，四川 成都 610051

張子豪 黃 偉

與日俱增的城市垃圾已經成為我國當前經濟發展中面臨的新困境，為此成都建材院在進行大量研究的基礎上，推出利用水泥生產線進行廢棄物處理的新工藝，而推動式階梯預燃爐裝置正是針對這一新工藝配套開發的一臺垃圾焚燒處理裝置。該裝置能對城市生活垃圾、醫療垃圾、市政污泥、工業廢棄物及危險廢棄物等進行徹底無害化焚燒和分解，降低有害氣體排放引起的二次污染；并具有結構簡單、實用性強、穩定性好、運輸及現場安裝簡便、維護費用低等特點，從已投產的項目來看，其運行效果比較理想。

推動式階梯預燃爐裝置 開發 應用

0 引言

伴隨著國內經濟的持續快速發展和城市化進程的逐步加快，對數量越來越大的城市生活垃圾、醫療垃圾、市政污泥、工業廢棄物及危險廢棄物等的處置問題日益突出，目前對這些垃圾的處理方式大部分為填埋、簡單焚燒和垃圾發電，但這些方式均不徹底，極易造成二次污染。水泥廠進行廢棄物處理，也稱為“水泥環保一體化”（CEE Cement-Environmental Engineering/水泥環境工程），即依托水泥生產線，建立垃圾無害化處理系統，實現水泥生產與廢棄物資源化一體化的目的。

面對這一新的課題，我院組織經驗豐富的技術專家進行了大量的理論研究和實踐探索，總結出一套利用水泥生產線進行廢棄物處理的新工藝，而推動式階梯預燃爐裝置正是針對這一新工藝配套開發出的一臺垃圾焚燒處理裝置，該裝置能對各種城市垃圾進行徹底焚燒和分解，是新工藝中對垃圾進行無害化處理的核心裝備。

1 推動式階梯預燃爐的結構及工作原理

推動式階梯預燃爐是基于預熱器平臺搭建的，預燃爐的支撐平臺緊臨預熱器。

其結構如圖1所示，主要裝置包括：1.預燃爐爐體；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；6.清灰門；7.集灰斗；8.堆料平臺。

圖1 推動式階梯預燃爐結構圖

推動式階梯預燃爐爐體通過支架支撐在鋼平臺上，預燃爐內部打澆注料隔絕熱量，b口從三次風管取風，高溫（約1 100 ℃）支持垃圾在預燃爐內的燃燒。

預燃爐分為上下兩層焚燒平臺，每層分別設置有推料裝置，每一層由兩個推頭組成，每一層的推頭同步推出，同步縮回。兩個推料裝置分別支撐在鋼平臺上，推料裝置采用液壓驅動，液壓缸接受指令啟動后，推料裝置在小車底座上，通過液壓缸推桿的推出，拉回，進行往復運動。垃圾在第一層平臺燃燒后，推料裝置推動未充分燃燒的垃圾到第二層平臺繼續進行燃燒，垃圾在第二層平臺上燃燒后第二層平臺的推料裝置將焚燒后的灰渣推入連接預熱器分解爐的溜槽。推料裝置隨著投料進行周期性的推出、縮回?？梢员苊鈴U棄物堆積，同時推料過程中廢棄物翻轉，分散，使預處理更充分。推料裝置推頭也打了澆注料，可以防止推頭高溫燒損。

推料裝置設置有集灰斗，集灰斗可以將推頭帶出來的灰渣收集起來，通過下面掛著的螺旋輸送機輸送出去，整個推料裝置做到了與爐體很好的密封。這樣預燃爐在工作時，爐體內的灰渣就不會因推料裝置而帶出來，從而也防止了粉塵污染。

預燃爐頂部設置有一個噴煤裝置，該裝置可以在爐體溫度較低時，通過噴煤粉增加燃燒介質，從而保證了爐體內可以持續高溫焚燒。

預燃爐正對推料裝置的位置設置有壓縮空氣接口（a），該接口與壓縮空氣連接，不僅可以通過壓縮空氣吹散未完全燃燒的垃圾，同時還可以為爐體內補充燃燒輔助介質-空氣。

2 推動式階梯預燃爐裝置的特點

（1）由于爐體超寬，超高，推動式階梯預燃爐爐體采用了分塊制作，分塊運輸，爐體在工作車間進行加工生產。設計時將爐體進行分塊，保證運輸過程不超長超高，所有爐體通過螺栓進行現場拼接。這樣比在現場進行制作精度更高，現場拆裝也更方便快捷，預燃爐爐體分割爆炸視圖見圖2。

圖2 預燃爐爐體分割爆炸視圖

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

（3）推動式階梯預燃爐推料裝置設置有刮刀，同時設置有密封裝置，這樣推料裝置在進行往復運動時，刮刀就不會將灰渣帶出預燃爐爐體，避免了垃圾灰渣對環境的二次污染。帶出的灰渣通過刮刀進入到集灰斗，再由下面掛放的螺旋輸送機運輸到其他位置。

（4）推動式階梯預燃爐推料裝置與鋼平臺采用鉸接連接方式，這樣的結構可以吸收部分推料裝置在進行推料及返回時產生的沖擊力，防止推頭在往復運動過程中破壞連接點，同時在后期進行檢修維護十分方便。

圖3 推料裝置

（5）該裝置的驅動方式采用液壓驅動，具有推力大、穩定性好、故障率低、維護方便等優點。液壓驅動系統主要由液壓油箱、變量柱塞泵、過濾器、功能性閥門（螺紋插裝式單向閥、電磁溢流閥、疊加式雙單向節流閥、電磁換向閥、開關閥門等）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）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關控制液壓缸的伸出與縮回，接近開關控制不受外界信號干擾，控制可靠性很高。

（7）該裝置的推料裝置推頭端部采用了風冷進行冷卻，液壓油站采用了水冷進行冷卻，推頭同時采用耐火材料進行填充，推頭熱量通過冷卻風帶走，這樣推頭的溫度不會太高，熱傳遞不會太高，整個裝置不會因為溫度太高損壞液壓裝置。

（8）該裝置投資成本較低，噸投資額約22萬元，同時避免了灰渣二次循環問題。

3 使用效果

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

圖5 推動式階梯預燃爐安裝現場

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

4 結束語

水泥廠處理污泥及城市生活垃圾優勢十分明顯，是一項十分環保節能的項目，也屬于國家鼓勵項目。我院開發的推動式階梯預燃爐裝置，順應發展需求，可以對多種廢棄物進行預焚燒，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目中使用取得了成功，本項目也得到了國家科技支撐計劃專項經費支持，在示范生產線中運用了本裝置，是值得大力推廣的產品。

2016-10-09）

TQ172.9

B

1008-0473(2016)06-0004-03

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.06.002