卧式辊片炉排焚烧炉的制作方法

本实用新型涉及一种工业、农业及生活固体废弃物的焚烧炉，特别是一种卧式辊片炉排焚烧炉。

背景技术：

焚烧处理是一种固体废物的高温热处理技术，它是在800～1000℃的焚烧炉炉膛内，废物中的有机活性成分被充分的氧化，留下的无机组分成为融渣被排出，从而使废物减容并稳定。焚烧处理由于具有占地面积少，全天候操作，适用性广，废物稳定效果好等优点而成为当前废物处理的主要方法之一。影响垃圾焚烧的主要因素有停留时间、燃烧温度、湍流度和过量空气系数。停留时间一是指垃圾在焚烧炉内的停留时间，即垃圾进炉焚烧至炉渣从炉内排出所需的时间，其影响焚烧残渣的热灼减率和焚烧去除率；二是指垃圾焚烧烟气在炉中停留的时间，即垃圾焚烧产生的烟气在炉中所需时间，其影响燃烧效率、焚烧去除率和二恶英的分解率。垃圾在焚烧炉内停留时间越长，燃烧越充分，二恶英分解越彻底；焚烧炉的体积越大，设备要求越高。垃圾燃烧过程要求控制适宜的燃烧温度，因为燃烧温度过低，会使垃圾燃烧不完全，产生二恶英；燃烧温度越高，燃烧反应速度越快，但过高的燃烧温度会加快焚烧炉的内壁和炉内机械结构的腐蚀速度，影响炉壁的使用寿命及炉内机械的运行，还会促进氮氧化物的生成。

焚烧炉是垃圾焚烧处理工艺中的核心设备，其对整体工艺路线、焚烧效果、工程造价、经济效益等，都起着重要的作用。焚烧炉型不同，直接影响焚烧效果。目前应用比较多的炉型按燃烧方式可分为机械炉排焚烧炉、硫化床焚烧炉、回转窑焚烧炉等。机械炉排炉主要有下面几种形式往复式运动炉排、脉冲抛动式炉排，逆推式炉排、阶梯扇形翻转式炉排、多段波动式炉排、向上倾斜推动式炉排。这类炉排焚烧炉存在以下问题：

（1）燃烧不彻底，易产生剧毒的二恶英(dioxins)污染，cd、as、hg、pb等重金属污染以及hcl、cl2、so2等酸性气体的二次污染问题；（2）焚烧炉结构复杂，机械部件多，运行成本高，维修不方便。（3）制造成本高，价格昂贵，使用效果不理想；（4）一次风供风不均匀，会有局部高温而烧融结焦或局部助燃空气量少而熄灭状况；（5）灰渣排出不顺畅影响燃烧产能的发挥；（6）炉排结构复杂、制造成本高、维修更换工时消耗长。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种卧式辊片炉排焚烧炉，以解决现有技术存在的燃烧不彻底、一次风供气不均匀、结构复杂、成本高的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种卧式辊片炉排焚烧炉，包括进料斗、炉体、炉排、供风系统、出渣机、中和反应塔、除尘器、引风机、烟囱；所述的炉排为成水平倾角ɑ排列的阶梯状炉排，包括位于炉膛前端的干燃段炉排、位于炉膛中段的燃烧段炉排、位于炉膛尾端的燃烬段炉排；每相临两段炉排的排列轴线具有h=500～1000mm的高度差，各段炉排的阶梯轴线与水平夹角即阶梯轴线倾角α=22～30°；各段炉排均包括多个轴线成水平状布置的辊片炉排，每个辊片炉排均为由多个“v”形辊片活动锚固在支撑托辊辊面上构成的中空长筒形多叶片结构，“v”形辊片在支撑托辊的横截面上成星形分布，且辊片上设有多道用于作为进风通道的百叶窗侧缝。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的炉排整体支撑在炉膛侧墙的转动座上，每个辊片炉排均为独立传动控制，且均分别与变频电机的输出端连接。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的支撑托辊辊面上设有多道长条透风孔；每个辊片炉排的两端端面均安装有法兰；进料斗的落料槽安装在干燃段炉排的正上方。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的供风系统包括一次供风箱、一次风喷嘴、一次鼓风机，所述的一次供风箱分别安装在每段炉排的下方，一次风喷嘴安装在每个一次供风箱上，该一次风喷嘴与一次鼓风机的输出端连接，且每个一次风喷嘴上均安装有用于检测空气流量的空气流量传感器以及用于调节空气流量的电动控制阀。

本实用新型的再进一步技术方案是：炉体的炉膛在对应干燃段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排的位置划分为干燃段炉膛、燃烧段炉膛、燃烬段炉膛，并在燃烧段炉膛与燃烬段炉膛对应的炉拱正上方还设置有二燃室，二燃室入口设在燃烧段炉膛的前部上方，二燃室中间设置有隔墙；所述的炉体的炉拱具有倾斜角度为β的斜度，该倾斜角度β比炉排的阶梯轴线倾角α大4～6°。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述的供风系统还包括有二次鼓风机、二次风预热器、二次风喷嘴，所述的二次鼓风机与二次风预热器的第一输入端连接，二次风预热器的第二输入端与二燃室的尾气排出口连接，二次风预热器的二次热风输出端通过管道与二次风喷嘴连接；在二燃室的入口处沿炉膛宽度方向设置有二次热风的进风口，所述的二次风喷嘴安装在该进风口处；在二燃室的入口处还安装有启炉助燃机。

本实用新型的再进一步技术方案是：所述的中和反应塔为半干式中和反应塔，所述的除尘器为双行程静电除尘器；在二燃室的一侧还安装有余热锅炉，余热锅炉的输出端通过分气包与发电机组连接；所述的二次风预热器的尾气输出端与半干式中和反应塔的输入端连接，半干式中和反应塔的输出端与双行程静电除尘器、引风机、烟囱依次连接。

本实用新型的更进一步技术方案是：所述的双行程静电除尘器包括左边烟气通道和右边烟气通道，左边烟气通道的烟气行程为上进下出，右边烟气通道的烟气行程为下进上出；左边烟气通道和右边烟气通道的底部相互连通，且左边烟气通道和右边烟气通道的电场相互独立，中间相临的阳极壳共享。

由于采用上述结构，本实用新型之卧式辊片炉排焚烧炉与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.燃烧彻底

本实用新型的炉排为阶梯状炉排，包括位于炉膛前端的干燃段炉排、位于炉膛中段的燃烧段炉排、位于炉膛尾端的燃烬段炉排；每相临两段炉排的排列轴线具有h=500～1000mm的高度差，各段炉排的阶梯轴线与水平夹角即阶梯轴线倾角α=22～30°；各段炉排均包括多个轴线成水平状布置的辊片炉排，每个辊片炉排均为由多个“v”形辊片活动锚固在支撑托辊辊面上构成的中空长筒形多叶片结构，且辊片上设有多道用于作为进风通道的百叶窗侧缝。本实用新型通过辊片炉排的转动可使得送风通道总是在动态变化之中，垃圾在辊片炉排相间的凹槽内通过炉排辊片的转动来拨动物料沿炉排排列的斜向坡道向下方运动，提高了垃圾在炉排上的翻转、搅动强度。因此，本实用新型既有炉排炉的特点，又具有流化床的特点，焚烧效果好，热灼减率小于3％。还有，“v”形辊片在支撑辊的横截面上成星形分布，既有透气助燃功能，又可拨动焚烧物料提高燃烧效率，还可从上向下传递逐渐燃烧直至燃烬的物料，实现将垃圾快速高效无害化与减量化的目标。

另外，本实用新型还改变了传统机械炉排炉的进料方式，采用上饲式控氧燃烧，利用垃圾焚烧自身产生烟气热量，使垃圾在下落过程中受热干燥、蒸馏出挥发份，固定碳落入底层与炉排下送入的空气混合发生氧化反应。这种方式更有利于垃圾的干燥和在炉排上组织燃烧，符合气化焚烧炉的燃烧特点，有利于垃圾的气化。

再有，本实用新型还单独设置有二燃室，使在气化燃烧室产生的可燃性气体进入二燃室和二次空气充分混合进一步着火燃烧，温度可达850℃～1100℃，使二恶英等有害物质在高温下彻底分解。

因此，本实用新型的燃烧彻底比较彻底，可有效减少二恶英和cd、as、hg、pb等重金属污染以及hcl、cl2、so2等酸性气体的二次污染问题，可满足更严格的环保排放标准。

2.一次风供气均匀

本实用新型的炉排为阶梯状炉排，各段炉排均包括多个轴线成水平状布置的辊片炉排，每个辊片炉排均为由多个“v”形辊片活动锚固在支撑托辊辊面上构成的中空长筒形多叶片结构，且辊片上设有多道用于作为进风通道的百叶窗侧缝。本实用新型的炉排不断转动变化位置的一次风进气通道对炉膛内物料的助燃面基本上没有任何死角，确保了助燃空气供气均匀，避免了因局部高温而烧融结焦或局部助燃空气量少而熄灭的状况。

3.结构简单，可靠实用

（1）本实用新型每相临两段炉排的排列轴线具有h=500～1000mm的高度差，各段炉排的阶梯轴线与水平夹角即阶梯轴线倾角α=22～30°；阶梯轴线与水平方向的倾角是保证辊片上的灰渣物料从上一个辊片叶面上被传送到下一个阶梯炉排的辊片叶面上，这样可减少了灰粉大量落入下方的供风箱内。

（2）本实用新型辊片炉排的辊片在支撑托辊上为活动锚固安装，可以设计制作成标准的元件，根根不同的炉膛宽度确定滚筒形炉排的长度来选用辊片的组装数量，非常实用；而且在生产过程中可以打开风箱下侧清灰检修门进行检查，如有变形或烧损坏，可以快速进行在线不停产更换！

（3）本实用新型辊片炉排的辊片上设有多道用于作为进风通道的百叶窗侧缝，将进风通道设计成百叶窗侧缝，可避免灰渣从缝隙的渗漏。

（4）本实用新型的炉排为阶梯状炉排，包括位于炉膛前端的干燃段炉排、位于炉膛中段的燃烧段炉排、位于炉膛尾端的燃烬段炉排；炉排整体支撑在炉膛侧墙的转动座上，每个辊片炉排均为独立传动控制，且均分别与变频电机的输出端连接。本实用新型的每段炉排独立传动控制、通过变频电机调节转速，主要调节各段的料层厚度，主要原因是垃圾物料的减容率在90%左右，也就是1立方米体积量的物料进去从炉膛前端运行到尾端的炉排最后变成灰渣时体积量只有0.1立方米，从炉子的生产能力与生产成本方面考虑必须维持炉膛内一个稳定的物料料层厚度，才有生产设备的经济实用性。

（5）从垃圾焚烧的工艺原理上考虑，每段的温度不一样、每段物料焚烧所需要的氧气量也就是一次风的空气量也是不一样的，本实用新型为每段独立供风箱供风，每个供风箱安装有空气流量传感器与电动智能控制阀，根据温度需要设定相应一次风空气流量。

（6）本实用新型每个辊片炉排的两端端面均安装有法兰，主要用于防止辊片叶片间的凹槽内的灰渣物料落入转动炉排与侧面炉墙的缝隙中去。

（7）本实用新型的进料斗的落料槽安装在干燃段炉排的正上方，可容易实现均匀给料，解决了同行业中给料不均导致的烧偏、局部高温、可局部低温导致死火等影响生产能力发挥的问题。

（8）本实用新型的二燃室设置于燃烧段炉膛与燃烬段炉膛的炉拱正上方，可利用炉拱的传热蓄热保温性能，对二燃室维持1000℃以上的燃烧温度起到了很好的供能作用；反过来当炉膛内垃圾炭火燃烧状态欠佳时，由于二燃室的高温通过耐火材料炉拱的传热有助于提高炉膛内物料的燃烧温度。

因此，本实用新型的结构比较可靠实用。

4.烟气净化效果经济性强

本实用新型的除尘器为双行程静电除尘器；该双行程静电除尘器包括左边烟气通道和右边烟气通道，左边烟气通道的烟气行程为上进下出，右边烟气通道的烟气行程为下进上出；左边烟气通道和右边烟气通道的底部相互连通，且左边烟气通道和右边烟气通道的电场相互独立，中间相临的阳极壳共享。该左右行程相互独立的双行程静电除尘装置既节约了制造、运输、安装维护成本，又可根据焚烧炉烟气的成本来确定不同电压的直流电场对烟气进行深度净化；比如第一个行程的电场可以设计为45kv～60kv的电压着重进行除湿脱白与吸附除尘，第二个反向和行程可以设计为72kv～80kv电压着重对烟气中的有机大分子进行电晕电离分解小分子达到除臭的目的，其烟气净化效果经济性较强。

5.设备简单、检修方便

本实用新型设备结构简单，没有复杂的机械系统，所有机械部件及动力机构全在炉膛的外部，检修维护方便，故障率低，年运行在8000小时以上。6.节约运行成本本实用新型可使废物在焚烧过程中热值在1000kcal/kg以上时不需加辅助燃料，调节一、二次风的供风量就可达到很好的焚烧效果，满足废物焚烧的“3t+e”要素，大大节约了运行成本。

另外，本实用新型的辊片锚固于支撑托辊上，支撑托辊被辊片与高温物料隔离开来，这个支撑托辊采用普通的锅炉钢材材质即可，且不容易因高温而产生变形或损坏，大大降低了炉排的制造成本。

7.可实现余热发电资源化利用

本实用新型通过在二燃室的一侧安装有余热锅炉，余热锅炉的输出端通过分气包与发电机组连接，可将余热产生的热能转化为电能。因此，本实用新型可实现余热发电资源化利用。

8.灰渣顺畅排出

由于本实用新型的焚烧比较彻底，灰渣较少，而且通过阶梯状炉排的阶梯轴线倾角可保证辊片上的灰渣物料从上一个辊片叶面上被传送到下一个阶梯炉排的辊片叶面上，既可减少灰粉大量落入下方的供风箱内，又可使灰渣顺畅排出，从而保证了燃烧产能的发挥。

9.有利用延长辊片的使用寿命

本实用新型的一次供风箱分别安装在每段炉排的下方，可使辊片转动到下方时受到一次风的冷却，有利用延长辊片的使用寿命。

10.适用范围广本实用新型可适用用于医疗垃圾、生活垃圾、工业弃置物、谷壳等废物的焚烧，其适用范围比较广。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之卧式辊片炉排焚烧炉的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：实施例一所述本实用新型之卧式辊片炉排焚烧炉的结构简图，

图2：实施例一所述炉体、炉排之间的连接结构示意图，

图3：实施例一所述辊片炉排的结构示意图，

图4：图3的左视图，

图5：实施例一所述支撑托辊辊面展开图，

图6：实施例一所述辊片的结构示意图，

图7：图6的左视图；

图8：辊片炉排一次风送风控制原理图；

在上述附图中，各零件的标号如下：

1-进料斗，101-落料槽，

2-炉体，2-1-干燃段炉膛，2-2-燃烧段炉膛，2-3-燃烬段炉膛，

21-炉拱，22-二燃室，221-隔墙，23-炉门，24-清灰检修门，

3-炉排，3-1-干燃段炉排，3-2-燃烧段炉排，3-3-燃烬段炉排，

31-辊片炉排，311-辊片，3111-百叶窗侧缝，312-支撑托辊，

3121-长条透风孔，3122-辊片固定座板，313-法兰，

4-供风系统，41-一次供风箱，42-一次风喷嘴，43-一次鼓风机，44-二次鼓风机，

45-二次风预热器，451-第一输入端，452第二输入端，453-二次热风输出端，

454-尾气输出端，46-二次风喷嘴，47-启炉助燃机；

5-出渣机，6-余热锅炉，7-发电机组，8-分气包，9-半干式中和反应塔，

10-双行程静电除尘器，1001-左边烟气通道，1002-右边烟气通道，1003-阳极壳，

11-引风机，12-烟囱，13-行车抓斗，14-垃圾贮仓；

图1中，箭头y所示方向为烟气流动方向；

图8中，空心箭头a所示方向为辊片炉排的转动方向，实心箭头a所示方向为一次风流动方向。

具体实施方式

实施例一

一种卧式辊片炉排焚烧炉，包括进料斗1、炉体2、炉排3、供风系统4、出渣机5、半干式中和反应塔9、双行程静电除尘器10、引风机11、烟囱12；其中：

所述的炉排3为阶梯状炉排，包括位于炉膛前端的干燃段炉排3-1、位于炉膛中段的燃烧段炉排3-2、位于炉膛尾端的燃烬段炉排3-3；每相临两段炉排的排列轴线具有h=500～1000mm的高度差，当燃烧着的物料移动到燃烬段炉排时因该较大的高度差而又一次发生翻滚、搅动物料，将没有燃烧完全的物料拨动与炭火混合被引燃；各段炉排的阶梯轴线与水平夹角即阶梯轴线倾角α=22～30°；各段炉排均包括三个轴线成水平状布置的辊片炉排31，每个辊片炉排31均为由六个“v”形辊片311活动锚固在支撑托辊312辊面上构成的中空长筒形多叶片结构,“v”形辊片311在支撑托辊312的横截面上成星形分布；所述的辊片311上设有多道用于作为进风通道的百叶窗侧缝3111，支撑托辊312辊面上也设有多道长条透风孔3121和多个辊片固定座板3122，所述的辊片311活动锚固在该多个辊片固定座板3122上。每个辊片炉排31的两端端面均安装有法兰313，法兰313用于防止辊片间凹槽内的灰渣物料落入辊片炉排31与炉膛侧墙之间的缝隙中。炉排3整体支撑在炉膛侧墙的转动座上，每个辊片炉排31均为独立传动控制，且均分别与变频电机的输出端连接。

所述的进料斗1的落料槽101安装在干燃段炉排3-1的正上方，以便容易实现均匀给料、解决了现有技术中给料不均导致的烧偏、局部高温、可局部低温导致死火等影响生产能力发挥的问题。在进料斗1的上方安装有行车抓斗13，该行车抓斗13用于将垃圾贮仓14内的垃圾装运到进料斗1中。

所述的炉体2的炉拱具有倾斜角度为β的斜度，该倾斜角度β比炉排的阶梯轴线倾角α大4～6°，使得炉膛呈倒锥状，其目的是确保燃烧烟气更顺畅进入到二燃室内燃烧。炉膛在对应干燃段炉排3-1、燃烧段炉排3-2、燃烬段炉排3-3的位置也划分为干燃段炉膛2-1、燃烧段炉膛2-2、燃烬段炉膛2-3，并在燃烧段炉膛与燃烬段炉膛的炉拱21正上方还设置有二燃室22，以便利用炉膛上方耐火材料炉拱的热能来给二燃室提供一定的温度保证；二燃室22的入口设在燃烧段炉膛的前部上方，二燃室22中间设置有隔墙221，这样是为了确保烟气燃烧达到“三t+e”的环保效果。

所述的供风系统4包括一次供风箱41、一次风喷嘴42、一次鼓风机43、二次鼓风机44、二次风预热器45、二次风喷嘴46；所述的一次供风箱41分别安装在每段炉排的下方，一次风喷嘴42安装在每个一次供风箱41上，该一次风喷嘴42与一次鼓风机43的输出端连接，且每个一次风喷嘴42上均安装有用于检测空气流量的空气流量传感器以及用于调节空气流量的电动控制阀。所述的二次鼓风机44与二次风预热器45的第一输入端451连接，二次风预热器45的第二输入端452与二燃室22的尾气排出口连接，二次风预热器45的二次热风输出端453通过管道与二次风喷嘴46连接；在二燃室22的入口处沿炉膛宽度方向设置有二次热风的进风口，所述的二次风喷嘴46安装在该进风口处；在二燃室22的入口处还安装有启炉助燃机47。

在二燃室22的一侧还安装有余热锅炉6，余热锅炉6的输出端通过分气包8与发电机组7连接，二次风预热器45的尾气输出端454与半干式中和反应塔9的输入端连接，半干式中和反应塔9的输出端与双行程静电除尘器10、引风机11、烟囱12依次连接。

所述的双行程静电除尘器10包括左边烟气通道1001和右边烟气通道1002，左边烟气通道1001的烟气行程为上进下出，右边烟气通道1002的烟气行程为下进上出；左边烟气通道1001和右边烟气通道1002的底部相互连通，且左边烟气通道1001和右边烟气通道1002的电场相互独立，中间相临的阳极壳1003共享。烟气通过左边烟气通道1001进行第一个行程初步净化后从底部通道进入右边烟气通道1002进行第二个行程深度净化。高压直流电压按工艺要求及排放标准来设计确定、可以相同也可以不相同。

所述的半干式中和反应塔9为现有技术，这里不再对其具体技术作详细赘述。

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