机械炉排式生活垃圾焚烧炉炉排专利技术综述
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:4
机械炉排焚烧炉机械炉排焚烧炉简介机械炉排垃圾焚烧炉的炉排分为三个区域:干燥区、燃烧区和燃烬区。
在推料器的作用下,垃圾首先进入干燥区,通过炉排动作,垃圾在炉排上往前移动到燃烧区,最后到燃烬区。
机械炉排是分为固定炉排、滑动炉排和翻转炉排,炉排的往复运动通过液压连杆机构驱动完成,固定炉排与翻动炉排之间的相对运动推动垃圾向上翻滚,使垃圾在移动的过程中得以均匀混合,有利于着火和燃烧。
一次风从炉排片背面通过前端设置的水平孔吹入。
机械炉排焚烧炉的组成应用机械炉排焚烧炉的生活垃圾焚烧发电厂设备一般由垃圾贮存坑、垃圾进料装置(包括垃圾抓斗、垃圾进料斗及开关挡门、进料斜槽,推料器等)、机械炉排焚烧炉系统(由机械炉排和炉膛部分、燃烧空气系统等组成)、余热锅炉、烟气处理系统、汽轮机发电系统等组成。
工作原理垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。
空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。
机械炉排焚烧炉系统图高温烟气温度分布机械炉排炉的特点炉排的材质要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。
另外机械结构复杂,损坏率高,维护量大。
炉排炉造价及维护费用高,使其在中国的推广应用困难重重。
焚烧垃圾过程中出现的问题垃圾焚烧炉焚烧垃圾过程中出现问题最多的是:翻转炉排经常不能正常翻转,经常卡或翻转不动,造成垃圾不能充分燃烧。
解决办法由于国外垃圾分类好,因此很少会出现炉排卡、不动的现象,对上述问题,可以有两种处理办法:(1)加强垃圾分类;(2)对炉排进行改造。
经过论证分析:垃圾的分类不好是中国国情所决定的,不是马上就能改善的很好,这样需要花费很大的人力、物力,且不能做到万无一失,因此对炉排进行适当的改造是最好的办法。
我国现有垃圾焚烧炉排炉技术分析和炉膛模拟优化摘要:分析了国内炉排炉技术应用的现状。
运用实例说明了为实现焚烧炉炉膛内的优化设计,使用PHOENICS进行炉内流场的模拟是有效的方法之一。
通过模拟研究炉拱形状和尺寸对流场的影响,发现炉膛后拱后移可以避免压火现象,保证炉内空间良好的火焰充满度,并存在最佳区域,以同时保证喉口位置烟气湍流效果强烈,充分实现炉膛后拱和前拱的辐射及对流传热的最佳效果。
关键词:焚烧炉炉排炉炉拱流场PHOENICS 模拟l 前言国外垃圾焚烧处理技术起步较早,已发展了约一百年,处理技术工艺和设备已较为成熟。
目前的焚烧方式主要有三种形式:层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。
用于垃圾焚烧处理的焚烧炉型有:机械炉排焚烧炉,热解焚烧炉,旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉等。
显然从燃烧方式看,流化床有很多优点,但在用于处理城市垃圾时存在很多问题,在很多国家使用受到限制;旋转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物,在城市垃圾的处理中应用不多;目前使用较多,运行较为稳定,单炉处理容量最大的还是机械炉排焚烧炉,常用的有马丁炉排炉、滚筒炉排焚烧炉等;用热解气化炉来焚烧处理生活垃圾是一种新型的燃烧技术,它具有燃烧充分,热效率高,炉渣热灼减量小,烟气污染控制容易等优点,但单炉处理能力受炉膛直径放大的限制而较难提高。
2 国外引进的炉排炉存在问题分析目前国内一些经济发达城市的垃圾焚烧厂多采用引进国外的炉排炉技术设备,但运行几年来,实际情况并不理想,归纳下来主要有以下一些问题:(1)对热值低、水分高、成分复杂的中国城市垃圾适应性不好日本、美国、欧盟等发达国家,其经济水平和生活水平均较高,垃圾中的燃烧型有机成分较高,垃圾经过分类收集后,进入焚烧厂的成分相对简单,低位热值高(一般都在1600kcal/kg以上),水分含量低,很适合焚烧,而他们设计制造的焚烧炉也大多针对这样的垃圾,实际运行效果良好,而在中国各地区.甚至是沿海发达城市所产生的垃圾中厨余垃圾多,热值低、水分高、灰分大、成分复杂,这样的垃圾实际与发达国家二十世纪七十年代左右的垃圾比较接近,因此将二十世纪九十年代发达国家先进的焚烧炉直接引进处理中国目前的生活垃圾是不适应的。
论述生活垃圾焚烧发电厂的炉型选择【摘要】本文对设计中焚烧炉炉型的选择进行了探讨与分析。
分析认为,炉排炉及循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉相比,在燃料的适应性、二次污染物排放、灰渣综合利用,以及低热值垃圾焚烧处理方面具有明显优势。
建议垃圾焚烧应尽可能选用循环流化床锅炉。
【关键词】垃圾发电;垃圾焚烧;循环流化床;焚烧炉;炉排炉目前,世界上焚烧炉的种类较多,主要为四大类型:炉排型垃圾焚烧炉、流化床垃圾炉、回转窑垃圾焚烧炉和垃圾热解气化焚烧炉。
下面对这四种炉型分别进行介绍。
1 炉排炉型焚烧炉机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术,技术成熟、可靠,其应用前景广阔,发展空间较大。
这种焚烧炉因为具有对垃圾的预处理要求不高,对垃圾热值适应范围广,运行及维护简便等优点,是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。
该类型焚烧炉型式很多,主要有固定炉排(主要是小型焚烧炉)、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。
为使垃圾燃烧过程稳定,炉排型焚烧关键是炉排。
炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同,炉排有水平布置,也有呈倾斜15°-26°布置,炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段,段与段之间可以有垂直落差,也可没有落差。
垃圾在炉排上着火,热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流,还来自垃圾层内部。
在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下,使垃圾层强烈地翻动和搅动,引起垃圾底部开始着火,连续的翻动和搅动使垃圾层松动,透气性加强,有助于垃圾的着火和燃烧。
炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。
配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀,并合理使用一、二次风。
对于成分复杂的垃圾,炉温太高时,物料熔融结块,炉排、炉壁易烧坏,同时产生过多的氧化氮;炉温太低时,烟气滞留时间过短,产生不完全燃烧,对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。
因此,炉膛出口温度应保证不低于850℃,烟气滞留时间不低于2s。
机械炉排炉机械炉排炉是以机械式的炉排块构成炉床,靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。
正常运行时,炉温维持在850℃~950℃,垃圾进入炉内与热空气接触、升温、干燥、着火、燃烬。
一般情况下,燃烧发出的热量可以维持炉温,垃圾热值偏低的情况下,需要喷入燃料油作为辅助燃料。
机械炉排炉是目前世界上技术成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉,在欧美等国家得到广泛使用,单台最大处理量已经达到1200t/d。
炉排炉的优点:▪单台炉的处理量大,国内目前已有800t/d的焚烧炉在运行。
▪垃圾在炉内分布均匀,料层稳定,燃烧完全。
运行时可视炉内垃圾焚烧状况调整。
▪可调节炉排转速,控制垃圾在炉内的停留时间,使其燃烬。
▪由于鼓风机压头小,风机所需功率小,故动力消耗少。
▪因为垃圾在炉排上燃烧,而且不掺燃煤,所以烟气中粉尘含量低,减轻了除尘器的负担,降低了运行成本。
▪炉排炉具有进料口宽,适合我国的生活垃圾分类收集规范化程度差的特点,无需对垃圾分选和破碎;采用层燃方式,烟气净化系统进口粉尘浓度低,降低了烟气净化系统和飞灰处理费用;一般情况下,无需添加辅助燃料即可维持燃烧温度850℃2秒以上。
炉排炉的缺点:▪由于活动炉排和固定炉排等关键部件由耐热合金钢制造,所以设备造价较高。
▪由于燃烧速度慢,炉床的负荷小,所以炉子的体积较大,厂房面积增大。
同时炉体散热损失增加。
机械炉排炉早期在煤的燃烧中得到广泛应用,后期在垃圾的焚烧历程中发展成为技术最成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉。
机械炉排炉炉排一般分为干燥段、燃烧段和燃烬段等。
生活垃圾直接接触在炉排上,同时靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。
正常运行时,垃圾进入炉内各分区与热空气接触并依次历经升干燥、挥发、燃烧、燃烬等各个阶段。
炉膛温度维持在850℃~950℃,一般情况下,燃烧发出的热量可以维持炉温。
机械炉排炉的关键设备是焚烧炉排,各种炉排炉的最大区别也在于炉排的结构型式和运动方式,国内几种应用最广的型式有:逆推式炉排炉、顺推式炉排炉及往复翻动式炉排炉等。
专利名称:一种生活垃圾焚烧发电系统专利类型:实用新型专利
发明人:许久强,曾庆余,邓卫星
申请号:CN201922496604.0
申请日:20191231
公开号:CN211739094U
公开日:
20201023
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及一种生活垃圾焚烧发电系统,其包括垃圾仓库、往复式机械炉排焚烧炉、用于吸收烟气热量生成蒸汽的给水系统、汽轮机、发电机、连通于汽轮机用于将蒸汽液化的凝汽器以及连通于凝汽器用于降低水温的冷却塔;往复式机械炉排焚烧炉包括炉体,在炉体上设置有漏斗型入口,在炉体下部设置有炉排;在炉体中对应漏斗型入口的正下方设置有暂存平台,暂存平台的下方对应炉排的入口;在炉体上对应暂存平台的位置处设置有用于将暂存平台上的垃圾推下去的推送组件;炉排倾斜向下设置,从上到下依次对应的分为烘干段、燃烧段以及燃尽段,烘干段对应于暂存平台的下方。
本实用新型具有能高效焚烧垃圾,提升系统整体效率的特点。
申请人:北京高安屯垃圾焚烧有限公司
地址:100024 北京市朝阳区高安屯北街2号院502号楼
国籍:CN
更多信息请下载全文后查看。
机械炉排炉机械炉排炉是以机械式的炉排块构成炉床,靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。
正常运行时,炉温维持在850℃~950℃,垃圾进入炉内与热空气接触、升温、干燥、着火、燃烬。
一般情况下,燃烧发出的热量可以维持炉温,垃圾热值偏低的情况下,需要喷入燃料油作为辅助燃料。
机械炉排炉是目前世界上技术成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉,在欧美等国家得到广泛使用,单台最大处理量已经达到1200t/d。
炉排炉的优点:▪单台炉的处理量大,国内目前已有800t/d的焚烧炉在运行。
▪垃圾在炉内分布均匀,料层稳定,燃烧完全。
运行时可视炉内垃圾焚烧状况调整。
▪可调节炉排转速,控制垃圾在炉内的停留时间,使其燃烬。
▪由于鼓风机压头小,风机所需功率小,故动力消耗少。
▪因为垃圾在炉排上燃烧,而且不掺燃煤,所以烟气中粉尘含量低,减轻了除尘器的负担,降低了运行成本。
▪炉排炉具有进料口宽,适合我国的生活垃圾分类收集规范化程度差的特点,无需对垃圾分选和破碎;采用层燃方式,烟气净化系统进口粉尘浓度低,降低了烟气净化系统和飞灰处理费用;一般情况下,无需添加辅助燃料即可维持燃烧温度850℃2秒以上。
炉排炉的缺点:▪由于活动炉排和固定炉排等关键部件由耐热合金钢制造,所以设备造价较高。
▪由于燃烧速度慢,炉床的负荷小,所以炉子的体积较大,厂房面积增大。
同时炉体散热损失增加。
机械炉排炉早期在煤的燃烧中得到广泛应用,后期在垃圾的焚烧历程中发展成为技术最成熟、处理规模较大的生活垃圾焚烧炉。
机械炉排炉炉排一般分为干燥段、燃烧段和燃烬段等。
生活垃圾直接接触在炉排上,同时靠炉排间的相对运动使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。
正常运行时,垃圾进入炉内各分区与热空气接触并依次历经升干燥、挥发、燃烧、燃烬等各个阶段。
炉膛温度维持在850℃~950℃,一般情况下,燃烧发出的热量可以维持炉温。
机械炉排炉的关键设备是焚烧炉排,各种炉排炉的最大区别也在于炉排的结构型式和运动方式,国内几种应用最广的型式有:逆推式炉排炉、顺推式炉排炉及往复翻动式炉排炉等。
机械炉排式生活垃圾焚烧炉技术分析机械炉排式垃圾焚烧发电技术具有多种优点,适宜大规模处理未经分类的高热值城市生活垃圾。
本文介绍了机械炉排式焚烧炉的国内外技术现状、发展趋势和分类,总结分析了常用机械炉排式焚烧炉的主要技术特点;详述了5种常用机械炉排式生活垃圾焚烧炉的工作原理,并对其功能开展技术分析和比照。
这对于机械炉排式生活垃圾焚烧炉的设计、应用、研发和性能优化等具有重要的参考价值。
20**年,我国城市生活垃圾的生产量已达1.9亿t,并仍以8%左右的速度递增,与日俱增的城市生活垃圾已经成为困扰城市发展、污染城市环境、影响居民生活的社会问题。
传统的填埋、堆肥等垃圾处理工艺已经不能满足日常垃圾处理的要求,有效实现垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾焚烧处理工艺是目前解决垃圾围城问题的首选方案。
1机械炉排式焚烧炉技术现状机械炉排式垃圾焚烧发电技术具有处理量大、运行可靠度较高、处理周期短、减量化显著、无害化彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点,适宜大规模处理未经分类的高热值城市生活垃圾。
在全球已建的2300多座生活垃圾焚烧发电厂中,机械焚烧炉使用率在80%以上,是目前国内外城市生活垃圾焚烧发电处理的最正确处理方式。
1.1国外发展现状机械炉排焚烧技术起源于欧洲和美国,在垃圾焚烧领域得到广泛利用,已成为垃圾焚烧的主要炉型,通过多年的积累,单台最大处理量已经到达1200t∕d o德国马丁和日本三菱公司、日立造船和德国斯坦米勒公司、比利时西格斯焚烧发电设备的技术水平均处在世界前列,其产品具有燃烧稳定、自动化程度高、燃烧充分的特点。
1.2国内发展现状国内生产制造机械炉排焚烧发电设备的企业主要有** 三峰、光大国际和绿色动力等,但单台焚烧炉处理规模相对较小,而且燃烧效果不甚理想。
国内大型千吨以上级垃圾焚烧发电厂以引进国外技术和设备为主,需要花费大量外汇引进技术和垃圾焚烧炉等核心设备,但设备费及运行成本均较高,而且其对我国城市混合收集的生活垃圾低热值、高水分等特点适应性低。
垃圾焚烧炉排系统的详细介绍众所周知,炉排系统是炉排式垃圾焚烧炉中最核心的部分。
它对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等,都起至关重要的作用。
为结合工程设计需要,重点掌握垃圾焚烧炉排技术特点,为后续工程设计作技术储备。
本文将简单介绍几种炉排的特点。
1 垃圾焚烧炉排的特点垃圾焚烧炉排主要由往复移动部件组成。
垃圾经由给料装置推送至炉排上,在炉内高温加热,使得部分垃圾得以干燥,另经炉排的运动将垃圾往前推送。
同时将垃圾层松化,均匀地将燃料(垃圾)逐步经过烘干、着火、燃烧和燃尽等各个阶段,使其完全燃烧。
机械炉排式焚烧炉有多种炉排形式,目前应用的主要有逆推型炉排、顺推型炉排、滚筒型炉排等;其主要功能都是炉排作往复的机械运动,从而带动生活垃圾的移动和翻转。
目前国内外主要应用的机械炉排式焚烧炉有德国的马丁炉排炉技术、日本的日立造船炉排炉技术等,这些技术在其核心的炉排部分有不同的结构形式和特点。
2 国内外垃圾焚烧炉排的技术特点2.1二段往复式炉排杭锅已形成150-500t/d的全系列炉排垃圾焚烧炉产品,引入德国马丁炉炉排技术并其自主研发的二段往复式生活垃圾焚烧炉(炉排炉)是国家“863计划”课题的核心成果,并荣获国家发明专利证书、国家环保产品认证证书等多项荣誉。
该技术已应用于江苏太仓垃圾发电厂、宜兴垃圾发电厂等项目。
二段往复式炉排如图1所示。
二段式往复式炉排产品的特点有:(1)逆推炉排和顺推炉排相结合使垃圾燃烧更可靠、更安全;(2)逆推炉排和顺推炉排之间设置台阶,松散垃圾团块便于充分燃烧;(3)逆推炉排末端设置了料层调节装置,特别适合焚烧处理物理成分波动较大的生活垃圾;(4)炉排片头部采用凸台设计有利于充分破碎垃圾;(5)相对独立分隔设计的炉排方式。
2.2 VONROLL炉排上海康恒公司从日立造船引入VONROLL垃圾焚烧炉排技术。
VONROLL 技术在全世界有四百多个垃圾焚烧厂的业绩,每天处理142,848吨垃圾,单炉最大规模达920吨/天(荷兰)。
浅谈生活垃圾焚烧机械炉排技术一、前言随着中国城镇化水平和人民生活水平的提高,生活垃圾的产生量逐年增大,大有“垃圾围城”之势。
最能体现“三化”原则的生活垃圾焚烧技术在我国的应用越来越广泛。
目前国内外应用较多的生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、热解焚烧炉、回转窑焚烧炉等四类。
其中机械炉排焚烧炉技术成熟,操作方便,经济性高,设备使用寿命长,运行稳定可靠维护方便,在国内有较大应用。
同时,国家建设部、国家环保总局、科技部发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》指出:“目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术,审慎采用其它炉型的焚烧炉”。
目前国内采用的机械炉排技术主要有进口技术、引进技术及国产化。
二、进口炉排技术1德国马丁排炉德国马丁公司SITY2000型系列垃圾焚烧炉是逆推式机械焚烧炉,其炉排向下与水平面成24°倾角,炉排上的垃圾通过可动炉排片的逆向运动而得到充分的搅动、混合及滚动。
燃料与炉排之间有相对运动,相對于发热值较低的生活垃圾更易着火和燃烧完全,其燃烧过程有明显的区域性,各区域的分界面基本与炉排垂直。
生活垃圾热值适应范围较广,即使垃圾平均低位热值4000KJ/kg及垃圾处理量满负荷的情况下,也无需添加辅助燃料,仍可保证燃烧稳定,确保燃烧室出口温度维持在850℃以上,烟气在此区域停留时间大于2秒,保证了二噁英的分解。
2三菱重工马丁炉排三菱重工(MHI)已有100多年的历史,从1964年以来从事垃圾焚烧厂的建设工程。
三菱重工在七十年代引进德国马丁公司的技术以后,经过不断的技术创新与完善,成功的将三菱马丁式垃圾焚烧成套技术与设备适用于亚洲。
三菱—马丁炉排的特点为逆推往复式运动炉排,由固定炉排和活动炉排交替安装而成,炉排运动方向与垃圾运动方向相反,其特点是:燃烧空气从炉底部送入并从炉排块的缝隙中吹出,对炉排有良好的冷却作用;每个炉排推动时均能做到与四周的炉排呈相对运动,可将粘结在炉排通风口上的一些低熔点物质吹走,保持良好的通风条件;由于逆向推动可相应延长垃圾在炉内的停留时间,在处理能力相同的情况下,炉排面积可以小于顺推炉排;燃烧空气采用蒸汽加热到200℃,当垃圾热值低于设计热值时,也可采用加热燃烧器来加热空气。
Technology Forum︱400︱2017年3期垃圾焚烧炉炉排技术现状与应用探讨覃 玲杭州新世纪能源环保工程股份有限公司,浙江 杭州 310021摘要:经济增长速度逐步加快,生活方式与条件的改善,促使人们的环保意识越来越强。
环境保护意识增强,必然意味着需要对生活垃圾进行有效处理。
生活垃圾是环境保护需要处理的一个重要方面。
本文就垃圾焚烧炉炉排技术相关性进行分析和讨论。
关键词:垃圾焚烧炉;炉排技术;应用中图分类号:TL941+.32 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)03-0400-011 垃圾焚烧技术来源 焚烧生活垃圾对环境保护具有重要的意义。
焚烧垃圾具有多项综合性的优势。
而焚烧垃圾技术的来源主要有两种。
第一种,部分引进技术。
受到技术壁垒与成本的影响,部分引进国外垃圾焚烧技术。
但是在国外应用最为先进、技术最为核心的垃圾焚烧技术在我国的高水分热值垃圾焚烧中并不适用。
就垃圾焚烧,我国有着较高的整体性要求。
对此,需要引进国外先进的且具有成套性特点的基础,而这在实际操作中必然面临着较大的问题。
其次便是自主开发技术。
关于垃圾焚烧技术,发达国家研究的时间相对比较久,取得的研究成果经验也相当丰富。
我们可以将国外先进的、应用相对成熟的技术引进,并依据国内的实际情况进行改进和完善。
利用这种技术来源,可借鉴国外先进技术,同时还能够提供符合国内需要的焚烧技术。
2 垃圾焚烧炉炉排技术 就垃圾焚烧,我国主要是采用炉排形式,此种技术较循环流化床技术主要有以下一些优点:1)可大型化发展,适应大吨位的垃圾焚烧厂;2)无需掺煤燃烧,只需在点火时喷入柴油引燃到850℃;3)垃圾无需分拣和破碎,适合国内的生活垃圾;4)燃烧温度高、燃烧效率高,污染物排放值较低,配合尾部的烟气净化系统,完全可满足中国排放标准,甚至可满足欧盟排放标准。
目前国内采用的垃圾焚烧炉排形式主要有以下几种: 2.1 SITY2000炉排技术 从技术性质来看,SITY2000炉排是典型逆推炉排。
专利名称:一种生活垃圾焚烧处理的焚烧炉结构
专利类型:实用新型专利
发明人:龙吉生,朱晓平,王震,石剑菁,梁怡侃,智瑞敏,蒋雪玲,张利军,冯波,瞿兆舟
申请号:CN201120079556.6
申请日:20110324
公开号:CN202002112U
公开日:
20111005
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种生活垃圾焚烧处理的焚烧炉结构,炉膛燃烧室由炉排、耐火砖墙和锅炉的水管壁组成。
为了使干燥炉排上产生的未燃烧的可燃气体、燃烬炉排和燃烧炉排上产生的富氧气体和二次空气有效的搅拌、混合并能完全燃烧,在垃圾给料斗下方定位前水冷壁的下集箱的位置,后侧墙定位后水冷壁的下集箱的位置,燃烧室的前、后拱布置膜式水冷壁,由膜式水冷壁弯制成前拱和后拱。
采用此种结构的前、后拱,其膜式水冷壁作为反射面将燃烧炉排的燃烧的高温热辐射反射到干燥炉排上,使得刚刚进入燃烧室的垃圾能被预热,同时提高垃圾的温度使之着火燃烧。
使得吸收一部分炉膛的热量,降低炉膛的温度,减少结焦现象的产生。
申请人:上海康恒环境工程有限公司
地址:201703 上海市青浦区赵巷镇民实路91号3436室
国籍:CN
代理机构:上海新天专利代理有限公司
代理人:龚敏
更多信息请下载全文后查看。
机械炉排式生活垃圾焚烧炉炉排专利技术综述
炉排是机械炉排式生活垃圾焚烧炉最核心的组件,文章通过对相关领域专利文献收集、标引和梳理,分析了国内外机械炉排相关专利的申请量变化趋势,作者在文章中著重分析了机械炉排的演进路线、专利技术在原创国的分布以及国外垃圾焚烧炉排技术主要申请人及其主要特点。
标签:生活垃圾;焚烧;炉排;主要申请人;专利
引言
机械炉排式生活垃圾焚烧炉形式多种多样,其使用占垃圾焚烧市场总量的80%以上。
该类炉型技术成熟,运行稳定、可靠,适应性广,可直接燃烧大部分垃圾,特别是应用于大规模垃圾集中处理,可使垃圾焚烧发电或供热。
炉排是机械炉排式生活垃圾焚烧炉最核心的组件,通常作为其厂家的专利技术。
炉排主要分为:滚动炉排、链条炉排、往复炉排等,其中,往复炉排分为顺推倾斜往复、逆推倾斜往复炉排等。
1 专利申请量变化趋势
机械炉排式生活垃圾焚烧炉的炉排的专利申请最早出现在20世纪60年代初,其炉排等方面的技术逐渐有了现在的形式。
自20世纪70年代,随着烟气处理技术和焚烧设备的发展,促使垃圾焚烧技术进入成熟阶段。
随着人们物质水平的提高,垃圾中可燃物、易燃物的含量增多,即提高了垃圾的热值,为应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了条件,这一阶段机械炉排式生活垃圾焚烧炉作为主要焚烧炉代表之一,其炉排技术也获得迅速发展,炉排技术的全球申请量稳步增长。
进入20世纪90年代以来,随着对二恶英、呋喃等焚烧废气中的有害物质给健康造成危害的进一步认识,各国开始注意焚烧废气排放控制及污染治理研究,焚烧设备及其控制技术也随着科学技术的不断进步而不断完善,炉排技术的全球申请量出现了大幅度的增长。
20世纪80年代,中国设立专利法,因此这一时期的炉排专利申请量极少。
90年代,我国随着生产的快速发展和经济的复苏,已渐渐步入城市生活垃圾高产国的行列,一方面引进国外垃圾焚烧技术和设备,一方面结合我国实际情况,消化国外先进技术,开始着力发展我国垃圾焚烧技术和设备。
进入21世纪后,随着中国加入了WTO,我国涉及机械炉排式生活垃圾焚烧炉的炉排的申请数量开始逐步增长,虽然我国在这一领域起步较晚,然而近年来,特别是2006年以后发展异常迅速,自2012年,国家发改委关于完善垃圾焚烧发电价格的通知(发改价格【2012】801号)规范了生活垃圾焚烧发电市场,国家政策带动了该行业的发展,其中,机械炉排式生活垃圾焚烧炉占据了该行业绝大部分,炉排专利申
请量持续增加,炉排技术也是不断的完善和更新。
2 技术路线演进
上世纪约60年代,国外有在垃圾焚烧炉中采用链条炉排(如SU383967A1链条炉排),链条炉排虽然应用多年并且局部有改进,但整体上大致未改变,且链条炉排在燃烧技术上存在缺陷(着火条件差、拔火作用弱、配风能力差等环保问题),随着往复炉排的出现(如DE1817436B2往复炉排),使链条炉排逐渐被往复炉排替代,且往复炉排技术仍在持续更新与逐步发展,这一时期出现了如US4170183A逆推倾斜往复炉排、US4018168A顺推倾斜往复炉排、US4136624A 水冷炉排、DE2338370A1炉排高度可调等技术。
从约80年代开始,随着国外先进技术与设备的引进,我国炉排技术的应用开始普及并应用于各生活垃圾焚烧厂。
上世纪约七八十年代,出现滚动炉排(如滚动炉排DE2839536A1),起初,滚动炉排应用于燃煤,后来逐步用于垃圾焚烧,上世纪约八十年末,中国开始研制滚动炉排(如滚动炉排CN104266201A)。
经过二十几年的不断改进完善,技术已相对成熟,尤其是其配风方式,冷空气经过风箱进入轴辊的空心筒,通过辊轴的外壁配风孔后再经滚套上的配风孔进入燃料层底部和燃料充分基础,既冷却了辊轴、辊套,又提高了送风温度,滚动炉排为层燃炉提供了新的燃烧方法,逐渐被社会接受。
焚烧的控制技术是从20世纪70年代以后开始的,逐步随着自控技术的发展而发展,通过控制液压系统的电磁阀控制炉排启停、运动速度、运动方向、启停周期和间隔运行时间,以及炉排与推料机、鼓引风机连锁控制等。
近十几年来,随着仪表等在线检测的发展和应用,自动化理论的发展以及计算机水平的大幅度提高,非线性建模技术、多变量预测等控制技术,结合锅炉的热力计算方法,根据锅炉效率平衡原理,在线进行锅炉各参数的自寻优,进而自动整定炉排启停时间、运行速度等参数,达到优化垃圾焚烧的自动控制水平。
例如根据炉排冷却液温度控制炉排拔火时间、炉排运动时间、装料的专利文献WO9521353A1;控制炉排速度控制着火位置专利文献的JP特开2000-320824A;检测炉排温度控制炉排速度的CN103423750A等。
3 申请原创国分布
中国、日本、德国、美国、韩国是专利申请的主要原创国,上述5个国家的申请量占到了全球申请总量的8成以上,其中中国占全球申请总量约二分之一,日本占全球申请总量约五分之一。
由于垃圾焚烧炉排主要应用在垃圾焚烧(发电)厂,且随着经济的发展、人口的不断增长以及生活水平的日益提高,“垃圾围城”日益严重,全世界垃圾焚烧(发电)厂的数量也在不断增加,垃圾焚烧技术的发展对炉排产生巨大的使用需求。
在垃圾焚烧以及转化能源方面,欧洲历来是比较大的市场,其以德国、法国、瑞士、英国、丹麦、荷兰等为代表,涉及垃圾焚烧炉排技术的申请量也走在该领域前列;虽然美国工业化程度非常高,但由于得天独厚的地理条件,垃圾填埋相比其他处理方式长期占优,其涉及垃圾焚烧炉排技术的申请量虽大,但并不特别突出,俄罗斯与美国情况较为类似,是否焚烧垃圾显得并不急迫;日本资源匮乏,几乎未进行垃圾填埋,所以日本大规模推广垃圾
焚烧技术,其涉及垃圾焚烧炉排技术的申请量也是相当突出;韩国与日本情况较类似,其申请量约占全球申请量的4.97%;而我国的申请量大则是由于我国对垃圾焚烧技术的重视程度逐渐增加,炉排炉作为主流焚烧炉型之一,越来越多的企业、科研院所以及个人将研发投入到该领域,随着技术的不断进步、市场化机制的逐步健全以及城市经济实力的快速提升,垃圾焚烧行业实现了较快发展。
4 国外垃圾焚烧炉排技术主要申请人及其主要特点
(1)馬丁、三菱逆推往复式炉排:从底部送入空气并从炉排间的缝隙吹出,逆向推动延长垃圾停留时间;炉排片分活动和固定炉排,按照特定的角度倾斜并依次排列,垃圾受重力向下移动时,下层受相反的推力作用,使得部分垃圾反向向上运动,从而搅拌充分。
(2)日立造船、冯罗尔顺推往复式炉排炉:适于垃圾干燥;有效松解垃圾;炉排面积充足;配置剪切刀以破碎大块垃圾;高温的一次风温度;升温的二次风;耐火砖结构的炉壁。
中国上海康恒环境工程有限公司引进日本日立造船株式会社的焚烧技术,其技术转让内容涉及炉排铸造、炉排组装调试等。
(3)JFE工程株式会社超级往复式炉排(技术来源于丹麦伟伦):炉排片侧面进行精加工,炉排没有缝隙,炉排上落下的灰渣量减少到最低程度;高压损炉排;中间隔板产生二次回流充分燃烧,降低NOx和二恶英;采用低空气比燃烧技术,减少废气排放量。
(4)株式会社田熊SN往复式顺推炉排:采用多风室进行配风,并在炉排内设置喷嘴,炉排间隙小,内侧设置有鳞片,来回运动翻起、搅拌垃圾,采用嵌入式拆装结构,分干燥、燃烧、燃烬三段。
(5)株式会社荏原制作所HPCC型炉排:炉排片间间隙极小,炉排整体水平布置,炉排片顺推向上倾斜20°,从干燥至燃烬段共分4段,分别独立驱动,可根据垃圾的变化分别控制推进速度。
(6)德国BABCOCK巴考克公司辊底炉排,由多个炉篦滚筒组成。
通过驱动装置使每个炉篦滚筒旋转,其中相邻的炉篦滚筒的转动方向是相同的。
这些炉篦滚筒沿着一个倾斜的平面彼此轴向平行地并以一定距离地布置。
在这些炉篦滚筒之间总具有一个燃物舱,由炉篦滚筒传送的燃烧物在该舱中翻滚。
该燃物舱在下方由坚硬的剥离器封闭,该剥离器被固定在设在炉篦滚筒下方的剥离器支架上。
剥离器总是相对一个炉篦滚筒很小的距离,用以形成一个剥离缝隙。
该剥离器的作用是将在炉篦滚筒上可能形成的粘连物剥离下来。
5 结束语
文章分析了国内外垃圾焚烧炉排技术,国外对于炉排的起步较早,而我国虽然对炉排的研究起步较晚,但通过近二十年的发展,我国在炉排技术的研究上取得了显著的进步,在引进、吸收国外先进技术的基础上,同样有了一定的创新,同时我们同样需要看到在该领域的不足,与国外大型企业在炉排技术的研发以及
专利的保护意识上还存在一定的差距。
希望我国企业和高校加强在炉排技术上的研发,从而在同类市场中占据有利地位。
参考文献:
[1]孙燕.几种垃圾焚烧炉及炉排的介绍[J].环境卫生工程,2002,10(2).
[2]赵静.全球生活垃圾焚烧处理发展分析[J].城市管理与科技,2014.
[3]雷钦平.炉排式生活垃圾焚烧炉技术及应用[J].重庆科技学院学报,2011(16).
[4]高文彬.垃圾焚烧炉炉型应用概况[J].科技创新与应用,2014(20):89.。