'特大型機械爐排爐技術及其應用'

文章介紹了機械爐排式生活垃圾焚燒爐的技術特點，總結了特大型爐排爐的應用優勢和技術風險，並就馬丁SITY2000技術爐排爐在大爐型設計方面的特點進行了說明。文章指出，通過合理的解決方案，特大型爐排爐的成功應用是可以實現的，SITY2000技術爐排爐就是特大型爐排爐的較好選擇。

21世紀以來，隨著國民經濟的飛速發展和城鎮化進程的加快，人民生活水平日益提高，城市生活垃圾的產生量愈來愈大;垃圾填埋處理方式的弊端和產生的矛盾日益顯露，填埋後產生的高濃度滲濾液和大量有害氣體對環境汙染非常嚴重，同時需要佔用大量土地資源。

故焚燒處理將成為主要的垃圾處理方式，既能擺脫對大量土地資源的依賴，又能滿足環境保護和資源利用的雙重要求，也符合生活垃圾減量化、無害化和資源化的國家政策。現就生活垃圾焚燒爐的應用狀況進行報道。

1、機械爐排爐

1.1生活垃圾焚燒爐的分類

以生活垃圾為燃料的焚燒爐按照其燃燒方式的不同主要分為層狀燃燒的機械爐排式、沸騰燃燒的流化床式和迴轉燃燒的迴轉窯式3種。

1.2機械爐排爐的特點

機械爐排爐依靠爐排的機械運動實現垃圾的攪動與混合，促進垃圾完全燃燒。其主要特點：入爐垃圾不需要預處理;燃燒物料全部為生活垃圾，燃燒過程中不需要添加輔助燃料;燃燒過程穩定，燃燒完全;燃燒產生的飛灰量少，爐渣熱酌減率低;技術成熟，設備年運行時間可達8000h以上，起停爐次數少，連續運行時間長。

1.3機械爐排爐在中國的應用

垃圾焚燒處理在中國的應用相對較晚，隨著國民經濟的飛速發展和城鎮化進程的加快，城市生活垃圾的產生量愈來愈大，生活垃圾填埋處理產生的二次汙染及造成的與有限土地資源的矛盾日益顯露。20世紀90年代末，部分沿海大城市開始建設生活垃圾焚燒發電廠。

近年來，在國家產業政策的鼓勵下，我國垃圾焚燒廠的數量和處理規模逐年增加，各大中城市都在陸續新上垃圾焚燒項目，“十二五”期間，我國的垃圾焚燒產業已進入發展的黃金期。相對於其他燃燒方式的焚燒爐，機械爐排爐的技術優勢明顯，已逐漸成為我國新建項目焚燒爐的主要選擇。

2、特大型機械爐排爐

2.1基本概念

特大型焚燒爐一般是指額定處理能力在800t/d及以上的焚燒爐。流化床式和迴轉窯式焚燒爐由於其結構特點的限制，都無法實現大型化應用，所以特大型焚燒爐主要是指機械爐排爐。

2.2技術特點

特大型機械爐排爐的主要特點是單條生產線的處理能力較大，同樣的建廠規模可相對減少生產線數量。這將降低項目的投資、運行和維護費用，具有明顯的經濟優勢;同時，由於生產線數量的減少，必然減少項目的土地佔用量，這對於節約土地資源也有非常重大的意義。所以，在目前市場競爭越來越激烈、土地資源越來越珍貴的情況下，特大型爐排爐的應用前景將非常廣闊。

2.3技術應用

特大型機械爐排爐在技術上還存在一定的風險或限制。目前，世界上建成應用的項目相對較少，主要集中在幾個發達國家。中國建成的只有北京高安屯垃圾焚燒廠，單條生產線日處理能力為800t，是目前亞洲單條生產線處理能力最大的電廠;中國深圳目前正在策劃新建日處理能力達5000t的垃圾焚燒廠，單條生產線日處理能力將達到1000t左右。

隨著特大型機械爐排爐技術的不斷完善和提高，應用風險或技術瓶頸得以突破，技術優勢更加明顯，特大型爐排爐將逐漸得到推廣和應用。世界上目前應用的部分特大型爐排爐項目見表1。

表1部分特大型爐排爐技術應用

2.4技術風險

(1)結構複雜，體積龐大

特大型爐排爐由於其處理能力的特殊要求，總寬度尺寸較大，導致進料裝置、爐排、爐膛、除渣設備等寬度尺寸都很大，使得焚燒爐的結構較為複雜，體積龐大，負荷大，這給結構設計帶來了較大的困難，特別是爐排驅動系統和爐膛爐拱的設計較複雜，既要滿足功能的要求，又要防止熱膨脹對結構穩定性的影響，結構設計不合理，焚燒爐裝備的穩定運行就可能存在風險，必然增加設備運行中出現故障的可能性。

(2)技術風險大，穩定運行要求高特大型爐排爐結構尺寸大，很大程度上增加了設備的技術風險和穩定運行的難度。

焚燒爐進料及給料系統的寬度尺寸較大，垃圾出現架橋、滑料、堵料、堆料等給料不穩定的可能性增加，垃圾架橋將直接影響穩定給料，給料不穩定也將影響爐排上垃圾層厚度的均勻性，從而影響垃圾的穩定燃燒。

爐排給料不均勻，容易出現料層厚度不均勻，甚至出現斷層等現象，這樣就會影響垃圾的燃燒效果和爐排的處理能力，料層太厚可能出現燃燒不完全，太薄可能減少垃圾處理量。

由於爐膛的尺寸較大，料層厚度和燃燒空氣分佈可能出現不均勻現象，容易導致燃燒的溫度場、流場分佈不均勻，燃燒效果難以保證;大容量爐膛的煙氣量必然也很大，實現靈活的燃燒控制較為困難，給後續的煙氣處理帶來較大的技術風險。

由於其穩定運行的風險高，有效燃燒控制難度大，運行中停爐的概率增大，生產的連續性和穩定性也存在一定風險。停爐次數增加，不僅將增加維護費用，減少經濟收益，同時，停爐期間將出現大量垃圾不能被及時處理和佔用較大存儲空間的現象，對項目所在地區生活垃圾的及時收集和處理將產生一定的影響，還容易造成一定的社會問題。

3、馬丁SITY2000技術爐排爐

3.1技術先進，應用廣泛

德國馬丁SITY2000技術焚燒爐是典型的逆推式機械爐排爐，是全世界最先進的垃圾焚燒技術裝備之一，在全球有300餘條生產線得到成功應用，該技術引進中國後，SITY2000技術爐排爐的優勢明顯，很快得到了推廣應用，目前處理能力位居國內前列。

SITY2000技術爐排爐的活動爐排片與固定爐排片以行為單位交替佈置，活動爐排片作往復的逆推運動，對垃圾產生持續有效的翻轉和攪拌，加上特殊的煙氣逆流式爐膛結構和合理的燃燒空氣系統，垃圾實現穩定燃燒和完全燃燒，在對中國高水分、低熱值“窮”垃圾的適應上有非常明顯的技術優勢。SITY2000技術爐排爐的技術先進，性能優越，結構合理，是採用模塊化設計的系列化產品，在大爐型設計方面有較好的解決方案。圖1為某型號的產品模型。

圖1 SITY2000技術爐排爐模型

3.2模塊化設計，系列化產品

SITY2000技術爐排爐的爐排以列為單位，每列爐排由相互交替佈置的固定爐排片行和活動爐排片行組成，結構相同，相互獨立。根據不同區域垃圾的特性和項目單條生產線處理能力的要求，爐排設置不同的長度(調整爐排片的行數)和列數，以滿足產品實現垃圾穩定燃燒和完全燃燒。

中國垃圾水分重、熱值低、季節變化大，所以SITY2000技術爐排爐在中國採用了較大爐排長度的設計，確保垃圾在爐排上的停留時間和充分燃燒。根據處理能力的不同，焚燒爐設置不同數量的爐排列數，對應爐排列數越多，爐排的總面積就越大，處理能力也就越大。

SITY2000技術爐排爐在模塊化設計理念上充分考慮了產品的系列化問題，通過合理的組合形成穩定可靠的系列化產品。目前，SITY2000技術爐排爐已有200，300，350，400，500，550，600t/d等多種系列化產品得到應用。800t/d及以上的特大型產品也在多個項目得到應用，最大型號產品處理能力達到了1200t/d。

3.3大爐型解決方案合理

(1)驅動方案設計合理SITY2000技術爐排爐是由多個相對獨立的爐排列組成，每列爐排設置前後兩組獨立的驅動，每組驅動通過連桿與佈置在對應爐排列前段(給料平臺下方)的搖臂裝置(液壓驅動)連接。每列爐排及其驅動裝置的佈置是相互獨立的，多個爐排列構成的大爐型或特大爐型結構形式和驅動方案都是合理可靠的。

(2)熱膨脹解決方案可靠SITY2000技術爐排爐是由多個獨立的爐排列組成，每列爐排由多行交替佈置的固定和活動爐排片組成，每行由多塊相互間用螺栓緊固連接的爐排片組成，活動爐排片以行為單位做往復運動，每行爐排片兩側與隔牆間設置了合理的間隙，運行中該間隙能有效吸收爐排片的熱膨脹，結構簡單，運行可靠。

(3)爐排料層均勻性可控SITY2000技術爐排爐垃圾進料斗及溜槽寬度隨著爐排寬度的增加而增大，在進料斗中採用垃圾抓鬥多點供料，確保溜槽底部設置的多個給料小車(每列爐排設置2個給料小車)得到均勻的來料補給。每個給料小車和每列爐排的上下兩段驅動都可以實現獨立控制，運行中操作者可根據料層分佈和燃燒情況等及時對給料小車或爐排的運行進行合理地調整控制，實現整個爐排面料層的均勻分佈。

(4)實現垃圾穩定燃燒和爐膛溫度均勻分佈SITY2000技術爐排爐設計了合理的逆流式爐膛結構和燃燒空氣系統(一、二次風系統)，能有效提高垃圾在爐床上的乾燥、燃燒和燃燼效率，確保垃圾實現穩定燃燒。同時，該爐膛結構和燃燒空氣佈置方案能使爐膛內持續維持理想的煙氣湍流度和分佈均勻的流場，確保爐膛溫度的均勻分佈，並使未燃燼的氣體得到充分混合和實現徹底的二次燃燒。

4小結

通過合理的設計，特大型機械爐排爐的技術風險可得到有效控制和解決，馬丁SITY2000技術爐排爐就是特大型機械爐排爐的較好選擇。隨著經濟社會的發展和技術水平的提升，特大型機械爐排爐的應用將得到進一步推廣。

內容轉自：土木工程網

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