垃圾焚烧炉排炉分类及特点

【摘 要】本文简单介绍了城市生活垃圾焚烧炉的发展概况，详细介绍了生活垃圾焚烧炉的分类及各种炉排的技术特点。通过了解机械炉排的分类有助于选择合适的炉膛形状及炉排形式，保证高质量的垃圾焚烧。

【关键词】焚烧炉 焚烧炉分类 炉排 机械炉排炉

从18世纪开始，生活垃圾已经开始集中收集和堆放，但是集中堆放造成严重的环境污染问题，到19世纪开始出现焚烧处理垃圾的方式，但是方法比较简单。进入19世纪末机械焚烧炉开始出现，并应用于垃圾焚烧处理。经过100多年的发展，垃圾焚烧技术有了显著进步。目前应用于垃圾焚烧的各种型号的垃圾焚烧炉有数百种，根据不同的分类方法可以分为以下几类。

一、按处理方式分类

最具代表性的城市生活垃圾焚烧炉有：层燃焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉。

其中层燃焚烧炉按炉排形势，又分为滚动炉排、链条炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排、逆推倾斜往复炉排等。其中层燃机械炉排炉技术可靠，处理量大，维护方便，较适合我国生活垃圾处理的现状。流化床焚烧炉可分为循环流化床及沸腾炉，最大优点是可以达到完全的燃烧效果并对有害物质进行最彻底的破坏，一般排出炉外的未燃物均在1%左右，是几种方式中燃烧最充分的[1]。回转窑锅炉在城市生活垃圾处理中应用较少，主要应用于焚烧特种垃圾及污泥。

二、按炉膛形状分类

炉排炉能否将垃圾进行充分燃烧，主要是保证3T+E原则（Temperature――炉膛燃烧温度，Time――烟气在炉膛内的停留时间，Turbulence――燃烧烟气湍流程度，Ex-cessoxygen――过热空气量）。炉膛燃烧烟气紊流程度主要和炉膛结构和尺寸，二次风布置有关。炉膛形状主要分为3种类型，顺流式、逆流式、混流式（见下图1）。

顺流式焚烧炉炉膛进口设在焚烧炉尾部，烟气流向与垃圾运动方向相同，适用于低水分，高热值垃圾。顺流式主要应用在欧美等发达国家，在国内应用较少。逆流式焚烧炉炉膛进口设置在焚烧炉前端，烟气流向与垃圾运动方向相反，具有较强的垃圾干燥能力，特别适用于高水分，低热值的垃圾。混流式焚烧炉炉膛进口位于炉排中部，根据垃圾热值的高低可调节炉膛位置，热值高时向焚烧炉尾部移动，热值低水分高的时候需要干燥新投入的垃圾，炉膛可向焚烧炉前部移动。根据我国城市生活垃圾的特性，目前国内应用较多的为混流式垃圾焚烧炉，依据城市的垃圾特性做结构的适当调整。

三、按炉排结构分类

层燃型垃圾焚烧炉主要由进料斗、进料管、推料器、炉排、炉排片、液压系统、液压站出渣口、除渣机、炉墙钢架及炉墙、一次风二次风系统等组成。其中炉排作为垃圾焚烧炉排炉最核心的的组件是用来区分机械炉排炉结构形式的主要方法。

层燃炉炉排主要分为往复炉排、滚筒炉排、链条炉排、摆动炉排、移动式炉排等。而目前应用较多的层燃型炉排主要有逆推倾斜炉排，顺推倾斜炉排，水平双向往复炉排组合式炉排，两段式炉排等等[2]。

（一）逆推式炉排

逆推式炉排指垃圾燃烧过程中垃圾的运动方向与炉排运动方向相反，每级炉排横向布置做往复运动。逆推式炉排一般倾斜布置，便于垃圾自然滚落，例如MATIN型垃圾焚烧炉炉排倾角26°，ALSTOM型垃圾焚烧炉炉排倾角24°。逆推炉排一般不分级，整体呈一个燃烧面，由于炉排倾角较大，垃圾有靠自重向前移动的倾向。

炉排片前端特制菱形凸起，成三角面。炉排在往复运动过程中，炉排向上运动对垃圾层起到搅动、翻转作用，向下运动将垃圾层向炉排尾部搬运。

逆推式炉排尺寸设计紧凑，燃烧速率一般比顺推炉排要高15%-20%。

（二）顺推炉排

（三）水平双向顺推炉排

水平双向顺推炉排是指整体炉排水平布置，运动炉排组和固定炉排组交错布置，各组炉排组向上倾斜25°布置。运动炉排组起到推动和翻转垃圾层的作用，运动炉排组靠垃圾自重使其紧贴固定炉排片。此类炉排一般分段布置，并设置跌落落差，利于垃圾的有效燃烧。通常根据垃圾燃烧阶段分为干燥，燃烧，燃尽3个模块，每个模块间设置500-800mm左右落差。根据垃圾特性每个模块的长度可做适当调整，例如低热值垃圾可以增加干燥段长度。其典型应用为日本田熊公司的SN型炉排炉。

（四）组合式炉排

组合式炉排指炉排具有两种运动功能，一种是滑动炉排组做与垃圾运动方向相同的水平运动，类似顺推炉排炉排组倾角为0°情况；另一种是摆动炉排组沿与水平方向成一定夹角进行摆动，作用类似摆动炉排。其典型结构为西格斯炉排，图10中滑动炉排由固定位置向右运动，图11中当滑动炉排运动到指定位置，摆动炉排开始摆动。

组合式炉排根据垃圾的焚烧阶段也分为干燥段，燃烧段，燃尽段。不同生产制造厂商设计特点不同，有的炉排为整体呈一个平面，有的各段间设置路差，便于垃圾充分燃烧，但炉排组基本结构相同。

（五）滚动式炉排

滚动式炉排比较容易理解，原理和输送机械差不多，如图12所示。炉排由直径1.5m的滚筒按20°左右水平倾角布置。滚筒的数量一般视垃圾的特性及数量确定。每个滚筒由电机驱动，可实现无级调速，便于快速准确的控制燃烧速度。相邻滚动之间设有刮灰装置，一次风通过滚筒，给垃圾燃烧提供足够的氧气并冷却滚筒。滚筒式炉排在国内城市生活垃圾焚烧中较少应用。

（六）摆动式炉排

摆动炉排是一种比较特别的炉排，炉排整体倾角25°，没有跌落。摆动炉排运动和波浪类似，靠前后两个炉排的摆动推动垃圾向前移动。此类炉排在国内同样应用较少。

垃圾焚烧炉的形式并不只以上几种，这里仅介绍几种比较常用的炉排形式。

四、总结

本文主要介绍了生活垃圾焚烧炉的分类方法，并详细介绍了层燃垃圾焚烧炉的炉排结构及分类。目前国内广泛采用的垃圾焚烧炉主要分两类，流化床炉和机械炉排炉。机械炉排炉实际工程应用比流化床要多很多。而机械炉排炉中应用较多的为顺推、逆推和组合炉排方式，依公司的不同又具有不同的特点。根据我国城市生活垃圾低热值，高水分的特点，需要对进口炉排做相应的改良。

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.2002.10.45-47.

[2] 白良成.生活垃圾焚烧处理工程技术[M].北京. 中国建筑工业出版社2009.207-222.