一种生活垃圾焚烧炉排系统
阅读说明：本技术 一种生活垃圾焚烧炉排系统 (Household garbage incineration grate system ) 是由 张智 周洪权 孙向军 宋尧 吴王圣 石靖宇 陆子叶 戴晓云 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种生活垃圾焚烧炉排系统,包括有焚烧炉体,焚烧炉体沿垃圾进料方向依次设有进料单元、炉排焚烧单元、排渣单元；进料单元沿垃圾进料方向依次设有料斗模块、给料模块；排渣单元沿排渣出料方向依次设有溜渣槽模块、出渣机模块；炉排焚烧单元沿垃圾焚烧方向依次设有干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段,干燥灰斗、燃烧灰斗、燃烬灰斗分别经预热管与预热器相连通,燃烧炉排经第一冷却风管与第一冷却风机相连通。本发明进一步提供一种生活垃圾焚烧炉排系统的使用方法。本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统,解决焚烧炉的炉排不适应高热值垃圾运行的问题,炉排片使用寿命提升30％以上,最终实现焚烧炉稳定运行。(The invention provides a household garbage incineration grate system, which comprises an incineration furnace body, wherein the incineration furnace body is sequentially provided with a feeding unit, a grate incineration unit and a slag discharge unit along a garbage feeding direction; the feeding unit is sequentially provided with a hopper module and a feeding module along the garbage feeding direction; the slag discharging unit is sequentially provided with a slag chute module and a slag discharging machine module along the slag discharging direction; the grate incineration unit is sequentially provided with a drying grate section, a combustion grate section and an after-burning grate section along the garbage incineration direction, a drying ash bucket, a combustion ash bucket and an after-burning ash bucket are respectively communicated with a preheater through a preheating pipe, and the combustion grate is communicated with a first cooling fan through a first cooling air pipe. The invention further provides a using method of the household garbage incineration grate system. The household garbage incineration grate system provided by the invention solves the problem that the grate of the incinerator is not suitable for high-calorific-value garbage operation, the service life of the grate segments is prolonged by more than 30%, and the stable operation of the incinerator is finally realized.)
技术领域
本发明属于垃圾焚烧的技术领域，涉及一种生活垃圾焚烧炉排系统，具有涉及一种专门高热值生活垃圾焚烧的高速、高压、强制风冷、稳定燃烧的炉排系统。
背景技术
随着国内城市生活垃圾分类的逐步实施，垃圾焚烧炉的入炉垃圾热值也在稳定提升，目前大型城市垃圾热值(4.2MJ/Kg-14MJ/Kg)范围，当垃圾热值达到8.4MJ/Kg后，燃烧段炉排运行中普遍存在如下问题：(1)炉排燃烧区域前移，为了保持炉膛不超温减少结焦，降低垃圾处理量导致垃圾层厚减薄，燃烧段炉排片温度明显，容易出现烧损。(2)高热值垃圾快速燃烧，垃圾层厚减薄，炉排片容易暴露在高温腐蚀性气氛中，加剧磨损。(3)高温炉排片受热膨胀，导致炉排片吸收器补偿不足，可动炉排片容易卡滞，提升液压系统工作压力容易损害炉排装置。(4)炉排片的更换周期变短，增加运营维护成本。
由于生活垃圾焚烧炉有适应高热值垃圾的需要，通过应用高耐温材质经济性并不明显，需要采用合理设计降低炉排片工作温度，从根本上解决问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧炉排系统，用于解决现有生活垃圾焚烧炉的炉排不适应高热值垃圾运行的问题，同时解决炉排片受热烧损、卡滞、更换周期短等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种生活垃圾焚烧炉排系统，包括有焚烧炉体，所述焚烧炉体沿垃圾进料方向依次设有进料单元、炉排焚烧单元、排渣单元；所述进料单元沿垃圾进料方向依次设有料斗模块、给料模块；所述排渣单元沿排渣出料方向依次设有溜渣槽模块、出渣机模块；所述炉排焚烧单元沿垃圾焚烧方向依次设有干燥炉排段、燃烧炉排段、燃烬炉排段，所述干燥炉排段包括有干燥炉排及位于干燥炉排下方的干燥灰斗，所述燃烧炉排段包括有燃烧炉排及位于燃烧炉排下方的燃烧灰斗，所述燃烬炉排段包括有燃烬炉排及位于燃烬炉排下方的燃烬灰斗，所述干燥灰斗、燃烧灰斗、燃烬灰斗分别经预热管与预热器相连通，所述燃烧炉排经第一冷却风管与第一冷却风机相连通。
优选地，所述焚烧炉体的侧壁为空冷壁，所述空冷壁内设有第二冷却风管，所述第二冷却风管沿垃圾进料方向依次贯穿所述焚烧炉体的进料端及出料端，所述第二冷却风管在所述焚烧炉体的进料端外延一端连通有第二冷却风机及预热器。
更优选地，所述第二冷却风管沿垃圾进料方向依次设有第一冷却管段、第二冷却管段、第三冷却管段，所述第一冷却管段贯穿所述焚烧炉体的进料端，所述第二冷却管段位于所述燃烧炉排段的上方，所述第三冷却管段贯穿所述焚烧炉体的出料端。
更优选地，所述第二冷却风机外接有第二空气管，所述第二空气管上设有第二压力计。
优选地，所述料斗模块为垃圾料斗。
更优选地，所述垃圾料斗的出料端设有料斗阀门。
优选地，所述干燥炉排及燃烬炉排均包括有第一固定支架和第一可动支架，所述第一固定支架的两端分别与干燥灰斗或燃烬灰斗的上部内壁相连接，所述第一固定支架上设有多个第一固定炉排片，所述第一可动支架上设有多个第一可动炉排片，所述第一可动炉排片与第一固定炉排片之间交叉分布且相邻第一可动炉排片与第一固定炉排片之间可移动式接触连接，所述第一可动支架运动用以带动第一可动炉排片及第一固定炉排片实现联动。
更优选地，相邻所述第一可动炉排片与第一固定炉排片之间可移动式接触连接是指，在相邻所述第一可动炉排片与第一固定炉排片中，一个第一可动炉排片或第一固定炉排片的底部设有滑轮，另一个与之相邻的第一固定炉排片或第一可动炉排片的顶部设有滑道，所述滑轮在滑道上接触滑动。
优选地，所述燃烧炉排包括有中空的第二固定支架和第二可动支架；所述第二固定支架的两端分别与燃烧灰斗的上部内壁相连接，所述第二固定支架的进气端与第一冷却风管相连通，所述第二固定支架的出气端设有第一喷管，所述第一喷管上设有多个第一喷嘴；所述第二可动支架的进气端与第一冷却风管相连通，所述第二可动支架的出气端设有第二喷管，所述第二喷管上设有多个第二喷嘴；所述第二固定支架上设有多个第二固定炉排片，所述第二可动支架上设有多个第二可动炉排片，所述第二可动炉排片与第二固定炉排片之间交叉分布且相邻第二可动炉排片与第二固定炉排片之间可移动式接触连接，所述第二可动支架运动用以带动第二可动炉排片及第二固定炉排片实现联动。
更优选地，相邻所述第二可动炉排片与第二固定炉排片之间可移动式接触连接是指，在相邻所述第二可动炉排片与第二固定炉排片中，一个第二可动炉排片或第二固定炉排片的底部设有滑轮，另二个与之相邻的第二固定炉排片或第二可动炉排片的顶部设有滑道，所述滑轮在滑道上接触滑动。
优选地，所述干燥灰斗、燃烧灰斗、燃烬灰斗的灰斗室的水平截面由上至下逐渐变小。
优选地，所述预热管包括有预热母管，所述预热母管的进气端与预热器相连通，所述预热母管上连通设有第一预热支管、第二预热支管、第三预热支管，所述第一预热支管的出气端与干燥灰斗的下部相连通，所述第二预热支管的出气端与燃烧灰斗的下部相连通，所述第三预热支管的出气端与燃烬灰斗的下部相连通。
更优选地，所述第一预热支管、第二预热支管及第三预热支管上均设有风量调节挡板、流量计，所述第二预热支管及第三预热支管上还设有第四压力计。
优选地，所述第一冷却风机外接有第一空气管，所述第一空气管上设有第一压力计。
优选地，所述第一冷却风管上设有第三压力计和温度计。
本发明第二方面提供一种生活垃圾焚烧炉排系统在生活垃圾焚烧中的用途。
本发明第三方面提供一种生活垃圾焚烧炉排系统的使用方法，包括以下步骤：
1)将生活垃圾经进料单元输入焚烧炉体的炉排焚烧单元中，在经预热器产生的一次预热风预热的干燥炉排段中进行干燥处理；
2)将燃烧炉排段的燃烧炉排经第一冷却风机产生冷却风降低工作温度后，再将冷却风与预热器产生的一次预热风混合助燃，以使生活垃圾进行燃烧处理；
3)将燃烧处理后生活垃圾，在经预热器产生的一次预热风预热的燃烬炉排中进行燃烬处理；
4)燃烬处理后的垃圾残渣经排渣单元排出。
优选地，步骤1)中，所述焚烧炉体内的温度≥850℃。达到上述温度，可以经进料单元输入垃圾。
优选地，步骤1)中，所述干燥处理时，预热器的预热温度为170-250℃。使垃圾在干燥段进行干燥。
优选地，步骤2)中，所述降低工作温度时，冷却风的温度为15-45℃。用于降低炉排片工作温度，总体风冷比例较少，直接与预热空气混合，通过缝隙进入燃烧段参与垃圾燃烧。
优选地，步骤2)中，所述燃烧处理时，预热器的预热温度为170-250℃。使垃圾进入燃烧段炉排时直接进行燃烧，即经过干燥的垃圾与预热后一次风直接燃烧。
优选地，步骤3)中，所述燃烬处理时，足热灼减率＜3％。当垃圾中可燃物质在燃烧段完成燃烧时，进入燃烬段进一步燃烬。
优选地，步骤4)中，所述燃烬处理后的垃圾残渣经溜渣槽模块落入出渣机模块排出。
优选地，步骤4)中，所述垃圾干燥、燃烧、燃烬产生漏渣从干燥灰斗、燃烧灰斗、燃烬灰斗经排渣单元排出。
如上所述，本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统，在不改变现有炉排片铸件结构形式的情况下，采用常温空气作为冷却风，在燃烧炉排中的可动炉排片和固定炉排片底部布置常温高速高压冷却风管，通过固定支架和可动支架连通冷却风机，采用高压、高速空气直接吹扫炉排片高温部位，从而直接降低炉排片工作温度。并且冷却空气完成炉排片降温后与一次风混合，在焚烧炉中燃烧，从而解决生活垃圾焚烧炉的炉排不适应高热值垃圾运行的问题。
(2)本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统，当垃圾热值处于8.4-14MJ/KG的高热值的情况下，能够保证炉排设备正常运行。
(3)本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统，能够直接降低炉排片工作温度，解决小型炉排片受热烧损、卡滞、更换周期短等问题，炉排片使用寿命提升30％以上，最终实现焚烧炉稳定运行。
附图说明
图1显示为本发明的一种生活垃圾焚烧炉排系统的整体结构示意图。
图2显示为本发明的炉排焚烧单元中燃烧炉排的结构示意图。
附图标记
1 焚烧炉体
2 进料单元
21 料斗模块
22 给料模块
23 料斗阀门
3 炉排焚烧单元
31 干燥炉排段
311 干燥灰斗
312 干燥炉排
32 燃烧炉排段
321 燃烧灰斗
322 燃烧炉排
33 燃烬炉排段
331 燃烬灰斗
332 燃烬炉排
4 排渣单元
41 溜渣槽模块
42 出渣机模块
5 预热管
51 预热母管
52 第一预热支管
53 第二预热支管
54 第三预热支管
55 风量调节挡板
56 流量计
57 第四压力计
6 预热器
7 第一冷却风管
8 第一冷却风机
91 第一固定支架
92 第一可动支架
93 第一固定炉排片
94 第一可动炉排片
101 第二固定支架
102 第二可动支架
103 第一喷管
104 第一喷嘴
105 第二喷管
106 第二喷嘴
107 第二固定炉排片
108 第二可动炉排片
11 第二冷却风管
111 第一冷却管段
112 第二冷却管段
113 第三冷却管段
12 第二冷却风机
13 第二空气管
14 第二压力计
15 第一空气管
16 第一压力计
17 第三压力计
18 温度计
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种生活垃圾焚烧炉排系统，如图1所示，包括有焚烧炉体1，所述焚烧炉体1沿垃圾进料方向依次设有进料单元2、炉排焚烧单元3、排渣单元4；所述进料单元2沿垃圾进料方向依次设有料斗模块21、给料模块22；所述排渣单元4沿排渣出料方向依次设有溜渣槽模块41、出渣机模块42；所述炉排焚烧单元3沿垃圾焚烧方向依次设有干燥炉排段31、燃烧炉排段32、燃烬炉排段33，所述干燥炉排段31包括有干燥炉排312及位于干燥炉排312下方的干燥灰斗311，所述燃烧炉排段32包括有燃烧炉排322及位于燃烧炉排322下方的燃烧灰斗321，所述燃烬炉排段33包括有燃烬炉排332及位于燃烬炉排332下方的燃烬灰斗331，所述干燥灰斗311、燃烧灰斗321、燃烬灰斗331分别经预热管5与预热器6相连通，所述燃烧炉排322经第一冷却风管7与第一冷却风机8相连通。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述焚烧炉体1的侧壁为空冷壁，所述空冷壁内设有第二冷却风管11，所述第二冷却风管11沿垃圾进料方向依次贯穿所述焚烧炉体1的进料端及出料端，所述第二冷却风管11在所述焚烧炉体1的进料端外延一端连通有第二冷却风机12及预热器6。所述空冷壁能够降低侧壁温度，减少高温结焦。
在优选的实施例中，如图1所示，所述第二冷却风管11沿垃圾进料方向依次设有第一冷却管段111、第二冷却管段112、第三冷却管段113，所述第一冷却管段111贯穿所述焚烧炉体1的进料端，所述第二冷却管段112位于所述燃烧炉排段33的上方，所述第三冷却管段113贯穿所述焚烧炉体1的出料端。上述第二冷却风管11内通有常温空气，能够在第二冷却管段112减少燃烧炉排段33的高温结焦。
在优选的实施例中，如图1所示，所述第二冷却风机12为垃圾焚烧炉中常规使用的风机。用于给燃烧炉排段33输入空气。所述第二冷却风机12外接有第二空气管13。用于通入常温空气作为冷却风。所述第二空气管13上设有第二压力计14。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述料斗模块21为垃圾料斗。所述垃圾料斗为垃圾焚烧炉中常规使用的倾倒垃圾的料斗。
在优选的实施例中，如图1所示，所述垃圾料斗21的出料端设有料斗阀门23。所述料斗阀门23用于控制垃圾进料。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述给料模块22为垃圾焚烧炉中常规使用的给料器。能够使垃圾输入炉排焚烧单元3的干燥炉排段31中。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述溜渣槽模块41为垃圾焚烧炉中常规使用的溜渣槽。用于将垃圾焚烧后渣料输入出渣机模块42。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述出渣机模块42为垃圾焚烧炉中常规使用的出渣机。用于输出垃圾焚烧后渣料。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述干燥炉排312及燃烬炉排332均包括有第一固定支架91和第一可动支架92，所述第一固定支架91的两端分别与干燥灰斗311或燃烬灰斗331的上部内壁相连接，所述第一固定支架91上设有多个第一固定炉排片93，所述第一可动支架92上设有多个第一可动炉排片94，所述第一可动炉排片94与第一固定炉排片93之间交叉分布且相邻第一可动炉排片94与第一固定炉排片93之间可移动式接触连接，所述第一可动支架92运动用以带动第一可动炉排片93及第一固定炉排片94实现联动。
在一个优选的实施例中，相邻所述第一可动炉排片93与第一固定炉排片94之间可移动式接触连接是指，在相邻所述第一可动炉排片93与第一固定炉排片94中，一个第一可动炉排片93或第一固定炉排片94的底部设有滑轮，另一个与之相邻的第一固定炉排片94或第一可动炉排片93的顶部设有滑道，所述滑轮在滑道上接触滑动。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图2所示，所述燃烧炉排322包括有中空的第二固定支架101和第二可动支架102；所述第二固定支架101的两端分别与燃烧灰斗321的上部内壁相连接，所述第二固定支架101的进气端与第一冷却风管7相连通，所述第二固定支架101的出气端设有第一喷管103，所述第一喷管103上设有多个第一喷嘴104；所述第二可动支架102的进气端与第一冷却风管7相连通，所述第二可动支架102的出气端设有第二喷管105，所述第二喷管105上设有多个第二喷嘴106；所述第二固定支架101上设有多个第二固定炉排片107，所述第二可动支架102上设有多个第二可动炉排片108，所述第二可动炉排片108与第二固定炉排片107之间交叉分布且相邻第二可动炉排片108与第二固定炉排片107之间可移动式接触连接，所述第二可动支架102运动用以带动第二可动炉排片108及第二固定炉排片107实现联动。
在一个优选的实施例中，相邻所述第二可动炉排片108与第二固定炉排片107之间可移动式接触连接是指，在相邻所述第二可动炉排片108与第二固定炉排片107中，一个第二可动炉排片108或第二固定炉排片107的底部设有滑轮，另二个与之相邻的第二固定炉排片107或第二可动炉排片108的顶部设有滑道，所述滑轮在滑道上接触滑动。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述干燥灰斗311、燃烧灰斗321、燃烬灰斗331的灰斗室的水平截面由上至下逐渐变小。保证炉排高温灰渣进入炉下输送设备。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述预热管5包括有预热母管51，所述预热母管51的进气端与预热器6相连通，所述预热母管51上连通设有第一预热支管52、第二预热支管53、第三预热支管54，所述第一预热支管52的出气端与干燥灰斗311的下部相连通，所述第二预热支管53的出气端与燃烧灰斗321的下部相连通，所述第三预热支管54的出气端与燃烬灰斗331的下部相连通。
在一个优选的实施例中，所述第一预热支管52、第二预热支管53及第三预热支管54上均设有风量调节挡板55、流量计56，所述第二预热支管53及第三预热支管54上还设有第四压力计57。用于调节冷却风量。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述预热器6为垃圾焚烧炉中常规使用的预热风机。可以用于加热第二冷却风机12输入的一次风，并对干燥灰斗311、燃烧灰斗321、燃烬灰斗331进行预热。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述第一冷却风机8为垃圾焚烧炉中常规使用的风机。用于采用高压、高速空气直接吹扫燃烧炉排322的高温部位，从而直接降低燃烧炉排322的工作温度，并在完成炉排降温后与预热器6产生的一次预热风混合进入焚烧炉进行燃烧。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述第一冷却风机8外接有第一空气管15。用于通入常温空气作为冷却风。
在一个优选的实施例中，如图1所示，所述第一空气管15上设有第一压力计16。
在上述生活垃圾焚烧炉排系统中，如图1所示，所述第一冷却风管7上设有第三压力计17和温度计18。
实施例1
将生活垃圾经进料单元输入焚烧炉体的炉排焚烧单元中，在经预热器产生的一次预热风预热的干燥炉排段中在170-250℃进行干燥处理。将燃烧炉排段的燃烧炉排经第一冷却风机产生冷却风降低工作温度至15-45℃后，再将冷却风与预热器在170-250℃产生的一次预热风混合助燃，以使生活垃圾进行燃烧处理。将燃烧处理后生活垃圾，在经预热器产生的一次预热风预热的燃烬炉排中进行燃烬处理，足热灼减率＜3％。燃烬处理后的垃圾残渣经排渣单元排出。垃圾干燥、燃烧、燃烬产生漏渣从干燥灰斗、燃烧灰斗、燃烬灰斗经排渣单元排出。
垃圾在进入焚烧炉前，保持料斗闸门关闭，通过点火燃烧器和辅助燃烧加热焚烧炉，保持炉内达到850℃，然后打开料斗闸门，垃圾通过垃圾料斗、给料器、干燥炉排段，在燃烧段点燃，实现垃圾的燃烧、燃烬，给料器、干燥炉排、燃烧炉排、燃烬炉排通过炉排液压驱动不断的输送垃圾，从而保证垃圾焚烧炉连续稳定运营。
常规垃圾炉排型垃圾焚烧炉，在未投入垃圾时，由于炉温的升高，炉排片等耐热部件受热容易出现受热膨胀呆滞炉排卡滞甚至局部高温烧损，如果增加一次风进入焚烧炉，导致炉温上升较慢；当炉排处于稳定运营状态时，垃圾热值不稳定，当处理高热值垃圾时，垃圾燃烧速率快，极易导致炉排裸露至高温燃烧环境中，炉排片等耐热部件受热容易出现受热膨胀呆滞炉排卡滞甚至局部高温烧损。通过本专利技术，单独对高温燃烧炉排进行强制冷却，总体风量小，温度低，大幅降低燃烧炉排片的温度，炉排片使用寿命提升30％以上，投入成本低。
综上所述，本发明提供的一种生活垃圾焚烧炉排系统，解决焚烧炉的炉排不适应高热值垃圾运行的问题，炉排片使用寿命提升30％以上，最终实现焚烧炉稳定运行。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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