一种固定炉排以及应用该炉排的焚烧系统 |
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| 申请号 | CN201510054535.1 | 申请日 | 2015-02-02 | 公开(公告)号 | CN104595907A | 公开(公告)日 | 2015-05-06 |
| 申请人 | 安徽盛燃焚烧炉科技有限公司; | 发明人 | 李登平; 韩莹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于垃圾焚烧设备领域，具体涉及一种固定炉排以及应用该炉排的焚烧系统。其固定炉排至少包括各炉排板；各炉排板的布置高度逐次降低以构成固定炉排的台阶式排体结构；各相邻炉排板板体在铅垂方向上存在间距以构成贯穿排体的通 风 孔隙；炉排板上设置延伸板，延伸板与上一炉排板的板体彼此 板面 相交以构成导风口构造。焚烧系统包括主 燃烧室 以及固定炉排；固定炉排隔离并划分 主燃烧室 为燃烧腔和热风腔，热风腔进风端与固定炉排的进料端同端；本焚烧系统还包括用于翻顶焚烧面处物料的炉排顶杆，炉排顶杆穿过上述贯穿孔且其最大升程贯穿固定炉排上的物料层。本发明结构合理而实用，排体 通风 效果好，物料焚烧效率高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种固定炉排，其特征在于：至少包括沿物料行进方向依次布置的四方板状的各炉排板(11)，炉排板(11)的上、下板沿均垂直物料行进方向，各炉排板(11)的板面同角度倾斜设置；各炉排板(11)的布置高度逐次降低以构成固定炉排的台阶式排体结构，且各炉排板(11)的上侧板面形成供物料行进和焚烧的焚烧面；在铅垂方向的投影上，上一炉排板的下板沿与相配合的下一炉排板的上板沿位于同一投影线上，或上一炉排板的下板沿位于下一炉排板的板面投影内；各相邻炉排板(11)板体在铅垂方向上存在间距以构成贯穿排体的通风孔隙(12)；所述下一炉排板的上板沿向上一炉排板的下方处顺延设置延伸板(13)，延伸板(13)与上一炉排板的板体彼此板面相交以构成连接通风孔隙(12)的“八”字状的导风口构造；该延伸板(13)与上一炉排板的下侧板面间设置固接彼此的加强筋，该加强筋的布置方向平行物料行进方向。 |
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| 说明书全文 | 一种固定炉排以及应用该炉排的焚烧系统技术领域[0001] 本发明属于垃圾焚烧设备领域，具体涉及一种固定炉排以及应用该炉排的焚烧系统。 背景技术[0002] 目前垃圾焚烧技术中，固定炉排式焚烧炉是其中一种应用极为广泛的垃圾焚烧设备，其结构在如公告号为CN102226526A的发明名称为“一种垃圾焚烧炉”等专利文本中均有所描述。传统固定炉排式焚烧炉，其一方面在追逐着更为高效的垃圾焚烧方式，另一方面技术却又常年不得进步。现有使用较为频繁的固定炉排焚烧系统，包括采用推杆的逆推或顺推式焚烧炉，还有就是采用搅拌叶轮的搅拌式焚烧炉。逆推或顺推式焚烧炉，其推杆仅仅起到推动物料行进的作用。而由于垃圾中普遍存在的塑料袋等塑形物料，经过高温焚烧呈未燃尽状态时，甚至因水分不均衡而导致物料压结时，都往往会形成厚厚的“壳”状物料层。实践表明，仅仅在“壳”层底部搓揉推动的推杆，完全起不到将由下而上的风力贯通吹拂的功能。风力只能沿“壳”层两侧的与炉壁间的缝隙吹动，其焚烧效率自然极差。而搅拌叶轮等搅拌式的一种固定炉排以及应用该炉排的焚烧系统，都为在传统固定炉排的排面上开设孔路，从而提供上述辅助搅拌设备的叶片以翻滚的活动通道，其想法固然较好。但是，实际使用过程表明，在主燃烧室内部850℃以上的高恒温的直接灼烧下，任何进入主燃烧室内的金属部件，由于其自身的物理特性作用，必然存在“软化”和“热胀冷缩”问题。一方面，搅拌叶轮的薄薄的叶片经过高温灼烧软化，在其转动过程中一旦撞击到垃圾中的砖头等硬物，马上就会出现凹陷甚至叶片弯折现象，这就极大的影响了其使用寿命，叶片弯曲扭坏现象屡见不鲜。另一方面，考虑到避免过大的未燃尽物料沿固定炉排的预留间隙落入主燃烧室外，固定炉排上直接布置的供搅拌叶轮动作的预留间隙与搅拌叶轮的叶片间距往往极小。在热胀冷缩作用下，搅拌叶轮的叶片在由下而上的沿固定炉排的预留间隙翻出固定炉排后，被高温整个的烧透并膨胀，并在下翻至固定炉排以下后，继续在热风腔被继续加热并持续增温。在下次叶片翻转经过固定炉排的间隙时，常常发生叶片热胀过宽而“卡”在上述间隙中的状况。同时，由于传统垃圾在焚烧前后所必然伴随的大量粉尘颗粒状渣质，常在沿上述倾斜状固定炉排的焚烧面下移过程中堵塞其上开设的通风孔，致使主燃烧室通风不畅，影响其焚烧效能，导致本因常年焚烧不断的焚烧炉不得不频繁的停机清理维护，从而给焚烧厂家的实际生产利益带来巨大影响。 发明内容[0003] 本发明的其中一个目的在于提供一种结构合理而实用的固定炉排，其排体通风效果好，物料焚烧效率高，可有效避免传统焚烧炉因炉排风孔堵塞而产生的焚烧效能低下的状况；本发明同时还提供一种应用上述固定炉排的焚烧系统，以进一步提升前述焚烧炉的焚烧效能。 [0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案： [0005] 一种固定炉排，至少包括沿物料行进方向依次布置的四方板状的各炉排板，炉排板的上、下板沿均垂直物料行进方向，各炉排板的板面同角度倾斜设置；各炉排板的布置高度逐次降低以构成固定炉排的台阶式排体结构，且各炉排板的上侧板面形成供物料行进和焚烧的焚烧面；在铅垂方向的投影上，上一炉排板的下板沿与相配合的下一炉排板的上板沿位于同一投影线上，或上一炉排板的下板沿位于下一炉排板的板面投影内；各相邻炉排板板体在铅垂方向上存在间距以构成贯穿排体的通风孔隙；所述下一炉排板的上板沿向上一炉排板的下方处顺延设置延伸板，延伸板与上一炉排板的板体彼此板面相交以构成连接通风孔隙的“八”字状的导风口构造；该延伸板与上一炉排板的下侧板面间设置固接彼此的加强筋，该加强筋的布置方向平行物料行进方向。 [0006] 所述延伸板呈板面水平布置；加强筋包括设置长度等于炉排板宽度的主加强筋，所述主加强筋为多条且沿炉排板的长度方向依次间隔布置；各炉排板下侧板面处还设置用于水平穿设并固接各主加强筋的横向拉杆，所述横向拉杆平行炉排板的长度方向。 [0007] 加强筋还包括用于加强各相邻炉排板所构成的通风孔隙刚度的副加强筋，副加强筋呈板面铅垂的布置于各主加强筋之间的通风孔隙处；所述副加强筋底端固接于延伸板的上侧板面处，顶端铅垂向上顺延并与上一炉排板的靠近底沿所在的部分下侧板面间固接布置。 [0008] 在其中两个相邻的炉排板间设置有用于形成大落料差的铅垂板状的落料台面，所述落料台面高度大于通风孔隙高度，且该落料台面上开设有多个贯穿其板体的通风孔；落料台面布置于排体中段的相对靠近物料进料方向所在侧。 [0009] 一种应用所述的固定炉排的焚烧系统，至少包括位于炉体内的主燃烧室以及设置于主燃烧室内的上述固定炉排，上述固定炉排的高端处构成物料输入端，低端处构成物料焚烧后灰渣的灰渣出口端，灰渣出口端连通排渣斗；固定炉排隔离并划分主燃烧室为位于排体上方的燃烧腔和位于排体下方的热风腔，所述热风腔进风端与固定炉排的进料端同端布置，热风腔底端面呈与固定炉排倾斜方向一致的斜面状构造，其最低端设置回料斗；本焚烧系统还包括用于翻顶焚烧面处物料的顶升组件，所述顶升组件包括炉排顶杆以及位于炉排顶杆底端的提供其顶升动力的动力部；在固定排板上以及相应的热风腔底端处均开设有铅垂贯穿设置贯穿孔，炉排顶杆穿过上述贯穿孔且其最大升程贯穿固定炉排上的物料层。 [0010] 所述炉排顶杆为轴线铅垂布置的多个且沿炉排板长度方向方向依次均布，以上述沿炉排板长度方向均布一行的炉排顶杆为一组横向炉排顶杆单元，所述横向炉排顶杆单元为多组且呈纵向均布的沿固定炉排的物料行进方向依次布置；各横向炉排顶杆单元均独立动作。 [0011] 所述固定炉排上的贯穿孔铅垂向的贯穿相配合的延伸板及炉排板，本系统还包括用于定位及导向炉排顶杆动作方向的顶杆衬套，所述顶杆衬套固定并夹设于上述延伸板及炉排板所形成的通风孔隙处。 [0012] 所述动力部为液压缸；炉排顶杆上的位于热风腔下方的顶杆杆身上固接有用于提升炉排顶杆下落效率的加重块；所述加重块为配重梁，每个加重块对应一组横向炉排顶杆单元，加重块沿炉排板长度方向延伸并依次铰接于上述横向炉排顶杆单元的杆身处。 [0013] 各炉排顶杆顶端面的最低下降高度连线与固定炉排的倾斜面同面布置。 [0014] 本系统还包括用于适时观测固定炉排上物料焚烧状况以调整各炉排顶杆顶升状态的观火操作室；观火操作室内设观察窗，所述观察窗位于固定炉排的最低端处所在的燃烧腔侧壁上，观察窗的观察范围由下而上的笼罩整个固定炉排焚烧面。 [0015] 本发明的主要优点如下： [0016] 1)、本发明摒弃了传统的直接将通风孔孔口朝上的开设于炉排排体上，而导致的诸如通风孔堵塞等诸多缺陷。一方面，以若干的炉排板整块的同角度倾斜并存在一定高度差排布，以形成排体的台阶式构造，不但确保了物料沿排体的无障碍行进和焚烧，同时也自然的形成了吹风方向与物料行进方向同向的通风孔隙构造。通风孔隙横亘并布满了排体的上述台阶面，物料一边沿排体行进并不断跌落翻动，一边在跌落的同时受到旁侧通风孔隙处风力的不断吹拂并高效燃烧。而另一方面，在上述通风孔隙形成的同时，再辅以延伸板所形成的八字喇叭状导风口，以确保通风孔隙处出风风力的最大化。即使存在粉尘颗粒状的物料渣粒，其在沿排体焚烧面行进并不断在其台阶面处跌落翻身的同时，一旦靠近通风孔隙便会被该处的高速风力迅速吹走，从而确保了该处通风孔隙的畅通性。其炉排板和延伸板的配合结构极为简单，无需繁复的设计结构，搭配简洁的加强筋结构来确保通风孔隙的结构刚度，即可保证整个固定炉排的正常可靠运行。炉排风力的畅通，也就保证了整个燃烧室内焚烧温度的恒定和可控性，进而也就提升了其实际焚烧效能。 [0017] 2)、延伸板的具体延伸方向，只需与炉排板形成具备夹角的“八”字状导风构造即可。实际上，本发明将延伸板呈水平板结构，并与炉排板构成了一体式构造。生产及制作时，将其一体成型形成整个炉排单元；装配时，再将上述炉排单元进行模块化安装；更换维护显然也更为便捷。主加强筋和横向拉杆构成的类似“井”字形的衬底框架结构，可进一步的提升固定炉排的承力性，从而确保其在高强度垃圾焚烧时的工作可靠性。甚至可在上述通风孔隙处酌情添加结构更为细小的小型板体所形成的副加强筋，以进一步提升通风孔隙处的工作刚度。 [0018] 3)、落料台面的布置，显然更有利于提升物料焚烧时的焚烧效率。实际上，由于本发明的排体本身即为台阶式结构，也即每当物料沿上一炉排板行进并由通风孔隙所在处跌落至下一炉排板上时，其自身已经保证了一定程度上的物料翻身动作。而考虑到当焚烧物料过多或体积过大而结壳的形成物料层时，此处的具备更大落料差的落料台面的布置也就显然更为必要。落料台面可根据实际情况而酌情布置一个或多个，以确保物料的翻身焚烧需求。 [0019] 4)、在上述固定炉排结构的基础上，本发明还提供了相应的焚烧炉结构，以提升其焚烧效能。一方面，针对固定炉排的“八”字状导风口结构，采用进风方向直接指向其导风口处的进风口构造，从而确保了通风孔隙处出风风力的最大化。另一方面，采用炉排顶杆结构，而不再是传统的搅拌轮构造，不但实现了对于固定炉排焚烧面上的“壳”状物料层的钉穿打通作用，以确保该焚烧段处物料的高效焚烧功能；同时的，考虑到排体的无障碍式的倾斜排面结构，一旦物料行进速度过快而导致焚烧不完全时，可通过炉排顶杆的升程动作，使其以一定高度的横亘于固定炉排的焚烧面以上，从而起到人为形成障碍面的效果，以通过减缓物料行进速度，而达到确保其全面燃尽的功能，一举多得。 [0020] 5)、用于炉排顶杆导向的贯穿孔，布置于炉排板的下端的与延伸板结合处。换句话说，炉排顶杆的顶升动作，始终是发生于该炉排板处风力吹拂方向的最远端处，也即其相对该处的通风孔隙的最远端处。这样，不但使其顶杆衬套在安装时兼具两相邻炉排板及延伸板的固定功能，同时也不会对固定炉排焚烧面处的热风行进路线产生干扰，以提升其出风效率。 [0021] 6)、加重块的布置也极为重要。众所周知，炉排顶杆在顶升时作的是有用功。而下落时，由于“壳”状物料层穿孔翻动已经完成，如果再匀速回位，其在燃烧腔内的停留时间势必较久，这会增加炉排顶杆在燃烧腔内的加热时间，是不可取的。本发明利用加重块，实际以加重梁的布置方式，在炉排顶杆顶升作有用功时不起作用，确保炉排顶杆能够穿透“壳”状物料层进行打孔操作。而在炉排顶杆下落而作无用功时，在动力部自身动力配合加重梁的重力加持下，炉排顶杆会被“加速”下落，从而减少了炉排顶杆的加热周期，也就避免了炉排顶杆在燃烧腔内的无谓过多加热。当然，具体使用时，甚至可将加重梁自身再作为限位炉排顶杆行程的限位块而使用，从而使其兼具限位和加重两种功能，一举多得。 [0022] 4)、炉排顶杆的顶端面的最低高度，也即确保了炉排顶杆在回程时的最低高度。正常状况下，本发明以炉排顶杆的顶端面处于最低高度时，其高度线位于固定炉排的焚烧工作面所在斜面处。也即炉排顶杆顶端面与上述焚烧工作面平齐，从而使物料从固定炉排的进口进入时，能够始终匀速的在固定炉排的同一坡面斜度下沿重力下落焚烧。如炉排顶杆回程后高度过低甚至其顶端陷入炉排衬套以内，反而会导致物料直接进入炉排衬套所处的贯通孔处，从而影响各结构正常工作。 [0023] 6)、炉排顶杆以多个的密布于固定炉排上。按照正常的矩阵排列，此处则以各行各列进行横纵布置以构成长方矩阵结构，以实现对于遍布固定炉排的焚烧工作面上的物料的无死角穿孔效果。炉排顶杆的实际动作方式可以刻意布置，也可以独立动力部对单个炉排顶杆随意进行升降动作。本发明优选为以横向布置的每行横向炉排顶杆单元为同步动作机构，每行横向炉排顶杆单元均“独立”动作。依靠人为或软件控制，只在需要时控制其中的某个每行横向炉排顶杆单元动作即可，以避免无谓过度焚烧而导致的热量浪费现象。 [0024] 7)、观火操作室的设置为本发明的一个重点。众所周知，目前的炉排翻动组件，都是全程通过自行循环翻动动作，来保证对于其焚烧面上物料的不间断翻动目的。同时，对于其焚烧面上物料的焚烧观察，则都是仅在焚烧炉内设置若干传感器进行简单的温度感应。点对点的温度监控，必然不能完美的掌控整个焚烧面处物料的焚烧过程。本发明以观察窗直接布置在燃烧腔底端侧壁处，通过由下而上的仰视，实现对于固定炉排焚烧面处物料的肉眼观测目的。结合上述独立动作的顶杆组件，在发现其中某处因结壳层厚度过厚等因素而物料焚烧效果不佳时，直接控制该处的顶杆组件产生顶翻动作即可。其操作灵活性强，可有效避免传统自动组件过度翻搅物料，而导致的焚烧过盛和热能浪费现象，以确保其每一分燃烧热值均能物尽其用，最终保证了物料焚烧效率和其热能利用率间能够达到其最佳平衡点。 附图说明 [0025] 图1为本焚烧系统的立体结构示意图； [0026] 图2为图1的I部分局部放大图； [0027] 图3为固定炉排的炉排板及延伸板配合结构示意图； [0028] 图4为图3的II部分局部放大图； [0029] 图5为固定炉排的底部结构仰视图； [0030] 图6为图5的III部分局部放大图； [0031] 图7为顶杆衬套于固定炉排的安装位置图。 [0032] 图中各标号与本发明各部位名称的对应关系如下： [0033] 10-固定炉排 [0034] 11-炉排板 12-通风孔隙 13-延伸板 14-主加强筋 [0035] 15-横向拉杆 16-副加强筋 17-落料台面 17a-通风孔 [0036] 20-燃烧腔 30-热风腔 40-回料斗 50-炉排顶杆 51-顶杆衬套[0037] 60-动力部 70-加重块 80-观火操作室 81-观察窗 90-排渣斗具体实施方式 [0038] 为便于理解，此处结合图1-7对本发明的具体实施结构作以下进一步描述： [0039] 本发明的实际结构如图1-7所示，其包括于炉体内布置的主燃烧室，主燃烧室内以固定炉排10划分为燃烧腔20和热风腔30。其中热风腔30以外部风机实现其供风功能，并通过位于固定炉排10上的通风孔隙12来达到对燃烧腔20内的物料的供风焚烧效果。固定炉排10可以看作是由多个炉排单元沿物料行进方向依次并列排布构成。各炉排单元均包括板面倾斜布置的长方板状的炉排板11和固接于炉排板11的上板沿处且水平延伸的延伸板13构成，其中延伸板13和炉排板11间呈钝角布置。使用时，以上一炉排单元上的炉排板11下板沿对齐下一炉排单元的炉排板11上板沿，从而确保物料沿其板面行进的无障碍性。上述上、下板沿间一定要在铅垂向上具备间隙，以便于形成供热风腔30内热风通过的横亘炉排的通风孔隙12。由于上述板沿间的配合，下一炉排单元处的延伸板13必然也与上一炉排单元的炉排板11间构成“八”字状的导风口结构，以利于实现由热风腔30处进风的进一步加速功能，从而便于提升其风力等级，进一步杜绝通风孔隙12处的粉尘颗粒状物料的堆积堵塞现象。为提升整个固定炉排10的结构刚度，避免物料压垮固定炉排10，此处还通过在固定炉排10下侧板面处加设由主、副加强筋14、16乃至横向拉杆15所构成的网格框架，以确保其使用功能。 [0040] 考虑到物料焚烧后的燃烬收集，此处在固定炉排10的最低端以及热风腔30的最低端均设置收集部件。固定炉排10处的收集部件为排渣斗90，以将其渣质排往外部处理设备。热风腔30的最低端布置回料斗40，以实现沿与炉排板11处所安装顶杆衬套51与炉排顶杆50间隙处落入的未燃尽渣质颗粒的收集及回炉复烧目的。 [0041] 炉排顶杆50，其杆体贯穿热风腔30和固定炉排10，并直接通入燃烧腔20内。一方面，其具备对于燃烧腔20处物料层的顶动和搅翻功能，可在必要时通过人力或软件操控，实现其指定的加速物料燃烧的功能。另一方面，炉排顶杆50的铅垂向动作，使其每次杆身进入燃烧腔20的时间都极短，并可在其回程时适时的返回热风腔30内实现杆身的相对冷却，从而避免了因杆身热膨胀过量而导致的相对炉排衬套51的动作抱死现象，以提升其装置工作的可靠性。 [0042] 在整个主燃烧室的最低端，也即固定炉排10最低端的燃烧腔20侧壁处，安置有一面以耐高温隔热透明材质制作的观察窗81。观火操作室80位于观察窗81后。每次固定炉排10处的物料焚烧的全部燃烧细节，全都可以通过该面观察窗81肉眼直接观测到。一旦发现某处物料焚烧不畅，即可适时的通过操控该处的炉排顶杆50进行独立的顶动动作，从而确保其物料的可靠焚烧性能。相应的，如若固定炉排50上的物料焚烧过慢而行进速度过快，导致物料焚烧不完全时，也可适当的操作炉排顶杆50，使其杆身部分露出固定炉排10的上述焚烧面，从而人为在其焚烧面上形成障碍体，以降低物料下滑速度。通过肉眼观测，调整炉排顶杆50的升程高度，即可获得最合适的物料阻碍效果，以达到物料行进速度和燃尽速度之间的最终平衡。 |
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