安全管理环保垃圾焚烧炉用炉排片改进设计及应用.doc

此材料由网络搜集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。材料共分享，我们负责传递知识。平安治理环保垃圾燃烧炉用炉排片改良设计及应用 摘要：随着国内城镇化的快速开展，可以节约土地资源、将垃圾处理无害化、减量化和资源化的垃圾处理方式 -垃圾燃烧处理应用越来越广。炉排型燃烧炉方式多样，其应用占全世界垃圾燃烧市场总量的 80% 以上。炉排型燃烧炉具有垃圾预处理要求不高、垃圾热值适应范围广、连续稳定运转时间长、运转及维护简便等优点。炉排片是炉排型燃烧炉核心部件，属于易损耗部件，炉排片稳定性对燃烧炉的连续稳定性运转起着决定性作用。通过合理的炉排片构造设计和材料应用，设计适宜国内垃圾热性的炉排片产品，减少炉排片卡滞、异常磨损、烧损等征询题，提高炉排型燃烧炉运转稳定性、可靠性。关键词：垃圾燃烧炉；用炉排片；改良设计；应用1导言垃圾燃烧中机械炉排炉应用规模占全世界垃圾燃烧市场总量的 80% 以上。上海环境集团自 2011 年技术引进日本荏原HPCC 炉排技术，应用该技术的垃圾处理规模已经到达了 1.25万 t/d。随着国内城市生活垃圾热值的逐步提高，垃圾燃烧炉的运转温度也逐步增加，炉排片作为炉排炉的核心部件，其热负荷增加必定对燃烧炉连续稳定运转带来阻碍。通过对集团内垃圾燃烧厂炉排片使用情况的持续跟踪，对炉排片磨损情况进展测试、记录、分析和研究，优化设计炉排片，提高其使用寿命。2炉排片工作特征机械炉排炉是以机械式的炉排片构成炉床，可动炉排片与固定炉排片之间的相对运动，使垃圾不断翻动、搅拌并推向前进。往复燃烧炉用炉排片设计需要炉排片有规则的往复运动，从而保证垃圾进入炉内与热空气接触、升温、单调、着火、燃烬。炉排往复运动不仅使垃圾均匀挪动，也是对垃圾的一种搅动，使垃圾与已燃垃圾混合，致使往复炉排片垃圾具有下部着火的要素，炉排运动能有效地搅动垃圾。炉排与垃圾的相对运动，可以使燃烧的垃圾松动，增加垃圾的透气性，改善燃烧条件。为了保证燃烧炉的连续稳定燃烧，炉温维持在950 1050，对炉排提出高温抗氧化性要求；垃圾由于分类不完善，进炉垃圾比重较大，炉排片机械负荷较大，对炉排片提出机械磨损需求；垃圾由于成分复杂，通常含有 CI、S 等元素，燃烧后构成酸性气体，对炉排片金属材质构成腐蚀性阻碍。因此，炉排片工作环境具有如下特性：单调段垃圾载荷较大，主要承受机械磨损，燃烧段属于环境温度高，主要承受高温磨损，燃烬段不可燃物较多，固体颗粒物容易夹杂到炉排片之间缝隙中，主要承受偏磨等非正常磨损；另外，垃圾燃烧后构成气氛包含高温腐蚀性气体，对炉排片构成腐蚀作用；炉排片磨损后，缝隙变大、漏渣增加，对垃圾热灼减率带来负面阻碍；炉排片翘起及烧损，假设频率太高，需要停炉检修处理，势必阻碍燃烧厂运营。3炉排片设计要求（1）炉排通风率。炉排通风率等于炉排面上通风孔总面积与整个炉排面积之比。炉排片是高温工作部件，工作条件相当恶劣。尤其是往复炉排片长期工作在高温下，尽管炉排片与燃烧层间隔着一层“灰渣垫”，可遮蔽部分热量，但炉排片外表温度仍可达 600 700以上，为保证炉排片平安可靠的工作，必须采取有效的空气冷却；往复燃烧炉用炉排片保证垃圾是在炉排片上均匀挪动燃烧，空气从炉排片下的风室，自下而上地穿过炉排片及垃圾层，为垃圾燃烧提供充足的氧气。因此，炉排片上应布有均匀的通风通道，这确实是所谓的通风率要求，在炉排片设计时，必须考虑如何操纵和减少漏渣，提高可燃物质的利用率。通常情况下往复炉排片在单调段通风通道宽度操纵在 4mm 以内，燃烧区域内通风道宽度操纵在 3mm 以内，燃烬段区域内通风宽度稍小，如此既可以有效地操纵漏渣，同时可以大幅提高燃烧利用率。特别多相关材料中都认为往复炉排片的通风率应在3% 6%。因此通风率越大，通风通道截面越大，空气穿孔速度越小，流阻越小。受制于漏渣及炉排片强度等要素的阻碍，通风率到达 2% 4%，属于高压损炉排，实际使用效果特别好。总的来说，炉排片的进风需要综合考虑通风率、漏渣率、燃烧效率等重要要素。（2）炉排冷却度。炉排冷却度等于炉排片肋板总面积与炉排总面积之比。炉排片主要依托空气对流对炉排片进展冷却，从而降低炉排片温度。炉排片肋板设计既是构造强度的考虑，同时也是强迫冷却的考量。按照目前经历值，在满足炉排片本身强度设计前提下，冷却度一般设计大于 2。另外，低位热值超过 8260kJ/kg，考虑采纳水冷炉排，进一步加强强迫冷却效果。（3）炉排片固定方式。炉排片安装方式多样，通常采纳尾部固定方式。部分厂家在炉排片底部或者两侧设计螺栓或者拉钩进展固定，防止炉排片翘起。可动炉排片与可动炉排片，固定炉排片与固定炉排片的连接方式多样，常见炉排片之间采纳有间隙装配、紧固装配两种，紧固装配能一定程度上防止炉排片翘起及偏磨，但是检修拆卸不便，间隙装配拆卸检修方便，容易异物卡滞，间隙变大，出现偏磨，导致炉排片提早更换。炉排片固定方式要保证炉排片往复运动不易卡滞，翘起，又要预留一定检修维护便利性。（4）辅助设计工具。炉排片通常服役时间长，一般设计寿命大于 5 年，新型炉排片的开发设计，假设采纳实炉验证方式，不仅周期太长，而且对工程应用带来不确定性，不利于产品的开发设计。因此，在工程应用前，需要采纳辅助设计软件进展分析，常见的有计算机辅助工程 CAE（Computer Aided Engineering）软件如ANSYS 进展热应力分析，优化炉排片的构造强度设计；通过计算流体动力学 CFD（computational fluid dynam-ics）如 FLUENT 进展流体分析，优化炉排片的通风率，冷却度等参数。通过 CFD 类软件如 FLUENT 进展炉排片侧面或者炉排片本身的通风率模拟计算，实现炉排片压损和流速优化计算，为炉排片的热应力分析提供对流换热边界条件，同时也为垃圾层厚的理论计算提供设计依照。通过CAE 类软件如 ANSYS 进展炉排片构造分析，在构造强度和传热方面进展仿真计算，通过耦合传热和构造应力分析，防止炉排片部分出现大范围热应力集中，从而为炉排片构造优化提供设计依照。通过辅助设计软件应用，优化炉排片构造方式，减少产品设计周期，提高炉排片的构造稳定性、可靠性，降低产品开发设计本钱。4结语综上所述，垃圾燃烧炉用炉排片构造合理，材质耐用对燃烧炉稳定运转起到至关重要的作用。在构造设计上，既要保证安装固定可靠，又要保证合理的通风功能，从而防止夹杂异物、异常翘起、偏移磨损。在材质应用上，区分高温区和低位区，高温区采纳高温稳定性、耐腐蚀性、耐磨损、高温氧化性优良的合金金属材质，低温度采取铸铁材质，从而保证炉排系统不仅性价比高，而且功能优良，适宜国内垃圾特性的炉排片产品。参考文献：1滕叶.垃圾发电厂烟气余热回收技术研究与应用J.机电信息，2017，（36）：108-110.2卫劲风.垃圾燃烧炉排炉钢梁冷却措施分析J.环境卫生工程，2019，27（1）：57-59.