一种水冷往复多级液压机械式炉排炉的制作方法

专利名称：一种水冷往复多级液压机械式炉排炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及焚烧炉领域，具体地，本发明涉及一种水冷往复多级液压机械式炉排炉。
背景技术：
垃圾焚烧是实现垃圾减量化、无害化和资源化处理的主要途径之一。目前垃圾焚烧已逐渐成为垃圾处理的主要途径，垃圾经过现代化的焚烧处理，体积一般可减少80%-90%，同时可以消灭各种病原体，将有害物质转化为无害物，还可以实现资源化的利用。由于垃圾的种类不同，可以将其分为生活垃圾、高热值生活垃圾、工业垃圾以及医疗垃圾等几种,对垃圾进行焚烧过程中因为每种垃圾的含水量以及焚烧后产生的热值不同，往往需
要不同的焚烧炉进行处理，针对高热值生活垃圾、工业垃圾以及医疗垃圾通常选用水冷振动炉排的焚烧炉进行处理。此外，采用水冷振动炉排的焚烧炉还包括生物质燃烧炉，面对能源日益短缺的现状，其对生物质能源的开发和利用具有重要的意义。现有技术中所采用的包含水冷振动炉排的焚烧炉的结构通常如图I所示，主要由水冷振动炉排I、振动电机6、挠性冷却管和水冷壁等组成，其中，所述的水冷振动炉排I通过一定的支撑装置斜置于底座上，其倾斜程度可以根据需要调节，并由振动电机6进行驱动，水冷振动炉排通过前挠性连接管4与前水冷壁联箱或冷却水出口 2联通，水冷振动炉排通过后挠性连接管5与后水冷壁联箱或冷却水出口 3联通，并形成冷却水的循环，在焚烧过程中通过冷却水的蒸发带走一部分热量，以避免炉排温度过高，造成炉排的损耗，同时保证炉渣的正常排出，使燃料能够充分高效的燃烧。所述炉排中炉排片9和水冷管10的具体设置如图2所示，所述的炉排片之间设有一定的间隔，水冷管10设置于所述炉排片9的间隔中，通过进水接管8和出水接管7通入冷却水对炉排片进行降温。现有水冷振动炉排虽然很好的解决了燃烧过程中炉排过热的问题，但是由于正常工作时水冷振动炉排处于振动状态，而锅炉两端的水冷壁固定不动，炉排和两侧的水冷壁之间必须设有间隙，同时由于水冷管的设置，炉排之间也形成了间隙，所述间隙过大时会造成从炉排面两侧的漏风量过大，出现不合理的风量分布，造成炉排面上的燃料不能正常燃烧，引起燃烧热损失，此外，大量从所述的间隙漏入的无组织送风会增加排烟热损失，增加鼓风机的电耗，降低锅炉效率。针对低热值的垃圾进行处理时，可以选用多种往复炉排，以图4所述的垃圾焚烧炉排为例，所述炉排包括多个往复单元11-15 (分别为第一到第五单元)，但是这些炉排的炉排片均不具备水冷功能，因此在焚烧高热值垃圾、生物质燃料、工业垃圾以及医疗垃圾时会由于温度过高引起炉排的过度损耗，同时还会造成由于温度过高引起灰渣在炉排面上熔化，堵塞炉排面的风口，不利于燃料的燃尽也不利于排渣，而且更容易烧坏炉排。此外，所述炉排燃烧高热值燃料时还具有以下缺点I)由于上述炉排整体上为纵向布置，在宽度方向由4列炉排单元并列组成，所述炉排横向分四段驱动，每个单元由一组油缸控制，这就造成在上述炉排中间部位留有液压驱动装置的空间，而炉排本身结构比较紧凑，这个中间的空间较小，造成了这个部位由炉膛内传递出的热量积聚，温度升高，根据运行经验，基本上该处温度在100°c以上，而现有焚烧炉排液压驱动装置的油管多采用管接头连接结构，在炉排中部两段驱动轴相接处的过高温度会导致上述焚烧炉排油缸密封圈老化，经常性漏油，甚至由此引起火灾，运行上困难较大。2)由于高热值的物料焚烧时产生高温容易对炉排造成损耗，加上现有的供风系统和炉排的动作多是根据运行人员的 经验进行的手动调节，受主观因素和运行人员的经验影向较大且不能及时的根据垃圾热值的变化而进行调整，导致垃圾或其他物料的燃烧效果较差，出生渣率偏高，对炉排的影响大。因此，不管是现有技术中的水冷炉排还是普通的垃圾焚烧炉排都针对一种燃烧对象设计不适用于其他种类的燃料，同时又存在间隙过大或没有水冷降温的问题，而且上述所有炉排燃烧过程中由于没有温度监控系统，对炉排面上的燃烧情况不能进行实时的检测和控制，所以对目前的炉排进行改进以提高其燃烧效率，降低损耗，增加炉排的适用性具有重要的意义。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉，能够适用于生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾和医疗垃圾，以改善现有焚烧炉没有水冷设备的问题，实现对炉排片的冷却，降低炉排片的损耗。本发明所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统，所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元，所述五个单元将所述焚烧炉排整体沿垃圾移动方向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，所述每个单元都由若干个滑动炉排片和固定炉排片组成，所述滑动炉排片和固定炉排片上均设有水冷管，用于对所述的炉排片进行冷却。作为优选，所述水冷管呈蛇形弯曲布置在所述炉排片上。作为优选，所述炉排片上设有安装轴孔，所述水冷管靠近所述安装轴孔的一端设有冷却水出水口，远离所述安装轴孔的一端设有冷却水进水口，所述进水口和出水口均与冷却循环水相连。作为优选，所述的冷却循环水通过联箱供给。作为优选，所述五个单元中每个单元均由3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成。作为优选，所述固定炉排片上设有用于测温的热电偶，更优选，对于所述每一单元的每排固定炉排片，自左侧第三个炉排片起，每隔4个炉排片设置一个热电偶。作为优选，所述固定炉排片和滑动炉排片均设置有弹性耐磨刮板。作为优选，所述炉排炉中每排炉排片沿横向由一根轴驱动，并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑；更优选地，所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件；更优选地，所述焚烧炉排两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置至少一个中间支撑件。作为优选，所述炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构。作为优选，所述一次风系统中的一次风的入炉温度为可调。
本发明提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉，实现对炉排片的冷却，提高炉排片的损耗，所述炉排炉具有以下优点I、由于炉排整体沿纵向(燃料在焚烧炉内的前进方向)分为五个单元，为燃料的干燥、燃烧和燃尽提供了足够的空间和时间，能够显著改善燃料的燃烧状况，提高燃料的燃尽率；横向由一根轴进行驱动并且在两侧和中间位置进行三点支撑可以控制潜在漏油点和驱动轴、炉排的变形，从而使运行更为稳定、可靠同时改善燃烧效果；由于炉排整体为模块化结构，安装精度更高。2、炉排片通过水冷管进行冷却，能够降低炉排温度，降低运行时炉排的热应力，从而能够避免炉排片由于高温导致的损坏并延长炉排片的使用寿命 ，节约了成本、减少了材料损耗，降低了运行成本；炉排组件为模块化结构，安装精度高，安装速度快，成本更低。3、由于液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构，减少了潜在泄露点，运行更为稳定，可靠性更高。4、由于采用水冷炉排片，燃料的适应范围更为广泛，可对生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾进行焚烧处理并利用余热发电；同时，由于水冷炉排的面积热负荷较大，使得相同容量的焚烧炉排面积减小，节约占地面积；此外，由于一次风的调节不需要考虑炉排冷却的因素，一次风量可以按燃烧所需供给，有利于焚烧炉的精准调节。5、在一次风系统设计上将一次风的入炉温度设计为可调，从而可以根据实际运行情况调节一次风温，取得最佳的燃烧状况，使得燃烧更充分，燃尽率更高。


本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，图I为现有技术中含有水冷振动炉排的燃烧炉的结构示意图；图2为现有技术中水冷振动炉排的结构示意图；图3为本发明中水冷炉排的结构示意图；图4为本发明中水冷炉排的整体结构示意图；图5为本发明焚烧炉排整体横向支撑结构示意图；图6为本发明的炉排热电偶布置示意图；图7为本发明固定炉排片上热电偶的布置方式示意图。
具体实施例方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的水冷往复多级液压机械式垃圾焚烧炉。显然,本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中为了解决目前焚烧炉存在的各种问题，提供了一种水冷往复多级液压机械式炉排炉，包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统，所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元，所述五个单元将所述焚烧炉排整体沿垃圾移动方向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，所述每个单元都由若干个滑动炉排片和固定炉排片组成，所述滑动炉排片和固定炉排片上均设有水冷管19，用于对所述的炉排片进行冷却。作为优选，所述五个单元中每个单元均有3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成，固定炉排片和滑动炉排片的结构相同，在焚烧生物质和高热值垃圾时分别处于固定状态和可滑动状态，滑动炉排片的结构如图3所示，主要包括安装轴孔、炉排片支撑面18、水冷管19和刮板20，但是本发明所述的炉排并不仅仅局限于该实施方式。 作为优选，所述水冷管19整体为蛇形弯曲布置，所述的水冷管穿设于炉排片支撑面18的下方，所述水冷管整体呈水平设置，沿炉排片的纵向上从设有轴孔的一端延伸至炉排片的尾部，其中，水冷管中的直管部分沿横向穿过所述的炉排片，然后经弯管连接折回后再连接一横管，如此反复，以形成所述的蛇形弯曲，如图3所示，水冷管在炉排支撑面的下方设置，离可燃物的距离更近，对炉排片的冷却效果更好，而且所述的水冷管并没有在整个炉排片中设置，而是仅仅设置于炉排片支撑面18的下方，耗材较少，成本降低。其中，所述的炉排片的纵向是指炉排片整体排列的方向，跟可燃物移动方向一致，横向即为炉排片的轴向，在本发明中不做特殊说明时横向和纵向均参照该解释。作为优选，所述的水冷管设置稀疏程度可以根据可燃物的燃烧值以及所选用炉排片的材料进行选择，只要能够实现对炉排片进行冷却，起到保护作用即可，并没有严格的限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，作为进一步的优选，本发明中的水冷炉排片由特殊的耐热铸钢制造而成，使得炉排片在设备运行时，即保证具有足够所谓机械强度和刚度，又保证炉排片表面具有良好的耐磨性能。作为进一步的优选，所述炉排片均设置有弹性耐磨刮板20，可以减小相临两排炉片之间的摩擦，进而提高了炉排片的使用寿命。在炉排的两侧边还设有冷却腔室。采用冷却风使设备的外部温度不致过高，同时还起着保护侧墙炉排片内部的耐火材料的作用。作为优选，为了保证炉排片的机械强度和刚度，以及燃烧时良好的散热性能，所述的水冷管在布置时可以根据炉排片的具体结构进行设计，例如，对于滑动炉排片来说，靠近安装轴孔设有肋板的地方可以使水冷管更加稀疏，可以不破坏所述的肋板，作为进一步的优选，所述水冷管还进一步延伸至炉排片的端部，例如在弹性耐磨刮板20的外侧也设有冷水管，加强炉排片的冷却效果，对炉排片起到进一步的保护作用。作为优选，所述水冷管靠近安装轴孔的一端设有冷却水出水口，远离安装轴孔的一端设有冷却水进水口，所述进水口和出水口均与冷却循环水相连，由于炉排倾斜设置，通过上述设置能够使循环水从底部往上流动，以保证冷却水充满整个水冷管，确保其冷却效果。作为进一步的优选，所述的冷却循环水可以通过联箱供给，使冷却水循环使用，进一步地，所述的进水口和出水口均可以通过弹性挠管和联箱连接，所述的联箱可以设置于炉排的两侧，而不是现有技术中设置于燃烧炉的两端。
由于炉排片之间有相对运动，所以对炉排片的制造精度要求较高，不但要求炉排片具有较高的尺寸精度，而且要求炉排片具有较高的表面精度，以及较高的形状和位置精度。燃料由给料炉排推送至炉内的炉排上，然后进行干燥、燃烧和燃尽，然后排至捞渣机，最终进入灰渣贮坑。作为优选，本发明的炉排整体的横向支撑结构如图5所示，炉排17的每排炉排片横向由一根轴驱动，在横向上由钢架16在至少三个位置对其进行支撑，所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件，以及在所述两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置的中间支撑件。在中间增加的钢架支撑结构可以有效减小炉排驱动轴的挠度，控制驱动轴和炉排的变形，延长炉排整体的使用寿命。炉排横向采用一个轴驱动，可以控制液压系统潜在漏油点，使炉排片温度分布更为均匀，从而使运行更为稳定、可靠同时改善燃烧效果。驱动炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构，由于液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构，减少了潜在泄露点，运行更为稳定，可靠性更高。本发明中驱动炉排片液压油管路采用焊接油管路。本发明中每排炉排片横向由一根轴驱动，同时所述水冷管改变现有技术中设置于 炉排间隔的方法，使本发明的炉排之间设置更加均匀，而且不再有间隔，减小了炉排之间漏风量过大，解决了风量不合理分布，造成炉排面上的燃料不能正常燃烧，导致燃烧热损失的问题，使炉排上风量以及温度分布更加均匀，进一步改善燃烧效果。同时，炉排片通过水冷管进行冷却，能够降低炉排温度，降低运行时炉排的热应力，从而能够避免炉排片由于高温导致的损坏并延长炉排片的使用寿命，节约了成本、减少了材料损耗，降低了运行成本；炉排组件为模块化结构，安装精度高，安装速度快，成本更低。由于采用水冷炉排片，燃料的适应范围更为广泛，可对生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾、医疗垃圾进行焚烧处理并利用余热发电；同时，由于水冷炉排的面积热负荷较大，使得相同容量的焚烧炉排面积减小，节约占地面积；此外，由于一次风的调节不需要考虑炉排冷却的因素，一次风量可以按燃烧所需供给，有利于焚烧炉的精准调节。在本发明中燃料由给料炉排推送至焚烧炉排上，然后进行干燥、燃烧和燃尽。焚烧炉排包括滑动炉排片和固定炉排片。考虑到炉排片在运行时的受热膨胀，在设备安装时，炉排片之间以及炉排片和设备侧壁之间可以留有一定的间隙，由于所述的间隙跟现有技术中较大的间隔相比很小，因此不会对本发明的风量分布造成影响。作为优选，为了减少燃料从此间隙的泄漏量，以及为了使从炉排下部进入的一次风在炉排设备内部分布均匀，所述炉排片的内部还焊有不锈钢材料的挡灰板。对于不同安装位置处的炉排片，与其焊接的不锈钢挡灰板的形状和位置也不尽相同，可以最大可能的减少炉排的漏灰。本技术方案设置了对炉排片温度的测点，对运行中炉排片的温度进行实时监测，用于对滑动炉排和翻动炉排进行控制。如图6所示为本发明的炉排热电偶布置示意图，图6为垃圾焚烧炉炉床的俯视图，其具体包括5个单元，每一单元包括多个滑动炉排片和固定炉排片。对于上述炉排热电偶的具体布置方式可以为对于所述每一单元的每排固定炉排片，自左侧第三个炉排片起，每隔4个炉排片设置一个热电偶；每个固定炉排片上的热电偶的布置方式如图7所示，所述热电偶安装在所述上部炉盖板的底面上。这里需要说明的是上述炉排热电偶的具体布置方式仅是本发明的一个具体示例，并不是要对本发明进行限定，对本领域技术人员来说显然还有其它可能的替代方式或是简单的变形，但都属于本发明的保护范围。
作为优选，在一次风系统设计上将一次风的入炉温度设计为可调，从而可以根据实际运行情况调节一次风温，取得最佳的燃烧状况，使得燃烧更充分，燃尽率更高。本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的 变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
权利要求
1.一种水冷往复多级液压机械式炉排炉，包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统，所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元，所述五个单元将所述焚烧炉排整体沿垃圾移动方向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，其特征在于，所述每个单元都由若干个滑动炉排片和固定炉排片组成，所述滑动炉排片和固定炉排片上均设有水冷管，用于对所述的炉排片进行冷却。
2.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述水冷管呈蛇形弯曲布置在所述炉排片上。
3.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述炉排片上设有安装轴孔，所述水冷管靠近所述安装轴孔的一端设有冷却水出水口，远离所述安装轴孔的一端设有冷却水进水口，所述进水口和出水口均与冷却循环水相连。
4.根据权利要求3所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述的冷却循环水通过联箱供给。
5.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述五个单元中每个单元均由3排滑动炉排片和3排固定炉排片组成。
6.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述固定炉排片上设有用于测温的热电偶。
7.根据权利要求6所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，对于所述每一单元的每排固定炉排片，自左侧第三个炉排片起，每隔4个炉排片设置一个热电偶。。
8.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述固定炉排片和滑动炉排片均设置有弹性耐磨刮板。
9.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述炉排炉中每排炉排片沿横向由一根轴驱动，并且在横向上由钢架在至少三个位置对其进行支撑。
10.根据权利要求9所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述钢架包括位于所述焚烧炉排两侧用于固定支撑驱动轴的支撑件。
11.根据权利要求10所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述焚烧炉排两侧支撑件之间的焚烧炉排下方设置至少一个中间支撑件。
12.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述炉排片的液压驱动装置的油管采用不锈钢套管焊接结构。
13.根据权利要求I所述的水冷往复多级液压机械式炉排炉，其特征在于，所述一次风系统中的一次风的入炉温度为可调。
全文摘要
本发明涉及一种水冷往复多级液压机械式炉排炉，包括给料炉排、焚烧炉排、一次风供应系统和二次风供应系统，所述焚烧炉排沿纵向分为五个单元，所述五个单元将所述焚烧炉排整体沿垃圾移动方向分为干燥段、燃烧段和燃尽段，所述每个单元都由若干个滑动炉排片和固定炉排片组成，所述滑动炉排片和固定炉排片上均设有水冷管，用于对所述的炉排片进行冷却。所述炉排炉能够适用于生物质、高热值生活垃圾、工业垃圾和医疗垃圾，以改善现有焚烧炉没有水冷设备的问题，实现对炉排片的冷却，降低炉排片的损耗。
文档编号F23G5/44GK102721067SQ20121024136
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月11日 优先权日2012年7月11日
发明者付志臣, 刘玉坤, 张宾, 温俊明, 邵哲如, 陈涛, 韩乃卿 申请人:光大环保科技发展(北京)有限公司, 光大环保设备制造(常州)有限公司