生物质焚烧炉排及焚烧炉的制作方法

本实用新型涉及垃圾焚烧处理技术，具体而言涉及一种生物质焚烧炉排及焚烧炉。

背景技术：

目前国内采用的生物质炉排主要由生物质循环流化床锅炉以及生物质水冷振动炉排。水冷振动炉排通过可控的间歇性炉排振动，让生物质燃料均匀分布在炉排上，实现充分燃烧。生物质循环流化床锅炉是将生物质物料加工成成型燃料，进入循环流化床炉内燃烧。然而这两种方式均存在一些问题。

水冷振动炉排具有如下缺点：1、燃料适应性较差，燃料为黄杆或者灰杆时，需要根据燃料设计正置或者倒置振动炉排；2、燃尽率低，由于振动炉排表面的燃料板结，振动时整体往下移动，导致燃料内部易产生燃烧不充分的情况；3、水冷管道较薄，在高温下易产生磨损腐蚀导致漏水；4、炉排振动过程中，炉膛内部压力为正压，易回火。

循环流化床生物质锅炉具有如下缺点：1、燃料要求较高，需要将燃料处理压制成热值统一、大小相似的衍生燃料；2、流化床需要添加石英砂床料且定期置换，锅炉受热磨损面较严重，年运行时间较短影响电厂效益；3、流化床锅炉飞灰量大且浓度高，处理成本较高。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了至少部分地解决上述问题，本实用新型公开了一种生物质焚烧炉排，其包括：

若干依次设置的炉排单元，所述炉排单元包括若干排固定炉排片和若干排滑动炉排片，所述固定炉排片和所述滑动炉排片间隔设置，所述固定炉排片和所述滑动炉排片内部均形成有腔体；

冷却单元，所述冷却单元包括若干与所述腔体连通的冷却水管，用于向所述腔体导入冷却水以冷却所述炉排片，在所述冷却水管上设置有阀门、水压测量元件和水温测量元件；

驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述滑动炉排片滑动，并且基于所述水压测量元件和水温测量元件的测量结果调整所述滑动炉排片的滑动速度和频率。

在本实用新型的一个实施例中，所述固定炉排片和所述滑动炉排片均包括上壳体、下壳体和水管法兰，所述上壳体和所述下壳体围成所述腔体，所述水管法兰设置在所述下壳体之下并与所述腔体连通，所述冷却水管安装在所述水管法兰上。

在本实用新型的一个实施例中，所述固定炉排片和所述滑动炉排片还包括挡灰板，所述挡灰板设置在所述下壳体的前端。

在本实用新型的一个实施例中，所述水管法兰设置在所述下壳体的后端之下。

在本实用新型的一个实施例中，所述炉排单元还包括固定架、滑动架和滑动滚轮，所述固定炉排片设置在所述固定架上，所述滑动炉排片设置在所述滑动架上，所述滑动架设置在所述滑动滚轮上并且能随所述滑动滚轮的转动而前后滑动。

在本实用新型的一个实施例中，所述驱动单元包括用于驱动所述滑动架滑动的驱动轴以及驱动所述驱动轴的油缸，所述油缸基于所述水压测量元件和水温测量元件的测量结果调整所述滑动架的滑动速度和频率。

在本实用新型的一个实施例中，所述炉排单元还包括位于两侧的支撑架和位于所述支撑架之间的立柱，每排所述炉排片的两端设置在所述支撑架上，每排所述炉排片的中部由所述立柱支撑。

在本实用新型的一个实施例中，所述炉排单元还包括设置在两侧的侧墙炉排片，所述侧墙炉排片包括外壳体、内壳体和水管法兰，所述外壳体和所述内壳体围成所述腔体，所述水管法兰设置在所述内壳体上并与所述腔体连通，所述冷却水管安装在所述水管法兰上。

在本实用新型的一个实施例中，所述上壳体和所述下壳体由耐磨钢材制作，所述挡灰板由球磨铸铁制作。

在本实用新型的一个实施例中，每排所述炉排片对应设置有一个冷却水管。

在本实用新型的一个实施例中，相邻排的所述炉排片呈阶梯设置使得若干所述炉排单元整体呈倾斜设置。

在本实用新型的一个实施例中，还包括隔离板，所述隔离板设置在相邻的所述炉排单元之间。

在本实用新型的一个实施例中，还包括对应每个所述炉排单元设置的进风单元。

本实用新型还公开了一种焚烧炉，其包括炉膛，以及设置在所述炉膛中的如上所述的生物质焚烧炉排。

根据本实用新型的生物质焚烧炉排及焚烧炉，由于炉排整体横向布置且沿纵向分为若干单元，为生物质的干燥、焚烧、燃尽提供了足够的空间和时间，并且炉排片通过冷却水管向其内通入冷却水进行冷却，从而可以适应各种热值的生物质。此外，滑动炉排片由驱动单元统一驱动，使得物料的推动更均匀可靠，并且可以基于所述压力测量元件和水温测量元件的测量结果调整所述滑动炉排片的滑动速度和频率，从而可以适应各种燃烧状况。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1示出根据本实用新型实施例的生物质焚烧炉排的结构示意图；

图2示出图1所示生物质焚烧炉排的冷却水管的布置示意图；

图3示出根据本实用新型实施例的炉排单元的示意性剖面图；

图4示出根据本实用新型实施例的炉排单元的正视图；

图5示出根据本实用新型实施例的炉排片的示意性剖视图；

图6示出根据本实用新型实施例的侧墙炉排片的示意性剖视图。

附图标记说明：

10给料炉排、11第一炉排单元、12第二炉排单元、13第三炉排单元、14 第四炉排单元、15第五炉排单元、16冷却水管、17阀门、18水压测量元件、19 水温测量元件、20滑动炉排片、21固定炉排片、22固定柱、23滑动架、24固定架、25滑动滚轮、26驱动轴、27油缸、28支撑架、29立柱、30侧墙炉排片、 31上壳体、32下壳体、33腔体、34水管法兰、35挡灰板、36外壳体、37内壳体、38腔体、39水管法兰、100生物质焚烧炉排。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施例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，为了避免与本实用新型实施例发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施例。

在介绍之前，解释一下有关术语在本文中的含义。

生物质焚烧炉排炉：采用炉排方式对生物质物料进行焚烧处理的装置；

炉排：焚烧炉中堆置生活垃圾并使之有效燃烧的部件；

炉排片：用于构成炉排的组件单元，与燃烧的燃料直接接触，温度较高；

给料炉排：用于将生活垃圾推送入炉膛内燃烧的炉排；

一次风：从炉排底部的风室送入的空气，用于燃烧生活垃圾；

二次风：从锅炉喉部喷入的空气，用于将燃烧后烟气中的可燃气体燃尽；

空冷炉排：采用空气强制排风对炉排片进行冷却，防止炉排片温度过高损坏；

水冷炉排：采用冷却水对炉排片表面进行冷却，防止炉排片温度过高损坏；

热值：是指单位质量的可燃燃料完全燃烧时所放出的热量；

生物质燃料：是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)

如前所述，目前用于生物质燃烧的水冷振动炉排和循环流化床生物质锅炉均存在各种问题，本发明基于此提供一种更适合生物质燃烧的生物质焚烧炉排，其具有燃料适应性广、多种控制调节手段显著提高燃料燃尽率，减轻磨损情况提高了年运行时间

下面结合图1-图6对根据本实用新型实施例的生物质焚烧炉排进行详细描述。

首先，如图1所示，本实施例提供的生物质焚烧炉排100包括依次设置的第一炉排单元11、第二炉排单元12、第三炉排单元13、第四炉排单元14和第五炉排单元15，其中第一炉排单元11主要用于对生物质进行干燥，其构成生物质焚烧炉排100的干燥段，第二炉排单元12、第三炉排单元13和第四炉排单元14 主要用于生物质的燃烧，其构成生物质焚烧炉排100的燃烧段，第五炉排单元 15将剩余的未燃尽的生物质燃尽，其构成生物质焚烧炉排100的燃尽段。给料炉排10提供的生物质进入上述炉排单元中，依次实现干燥、燃烧和燃尽，具有较高的燃尽率。

在本实施例中，第一炉排单元11、第二炉排单元12第三炉排单元13、第四炉排单元14和第五炉排单元15整体呈向上倾斜一定角度设置，从而可以有效增加物料停留时间，便于物料充分燃烧，燃尽。应当理解，虽然在本实施例中，生物质焚烧炉排包括五个炉排单元，但是在其它实施例中，也可以根据需要采用其他合适数量的炉排单元。进一步地，第一炉排单元11、第二炉排单元12、第三炉排单元13、第四炉排单元14和第五炉排单元15均包括若干排炉排片，所述炉排片呈中空结构，内部形成腔体。

在本实施例中，为了使生物质焚烧炉排炉适应各种热值的物料，生物质焚烧炉排100还设置有冷却单元用于冷却所述炉排单元的炉排片，从而使炉排温度降低，延长其使用寿命。

如图2所示，在本实施例中，所述冷却单元包括冷却水管16，所述冷却水管16包括进水管和出水管，用于向所述炉排片的腔体内通入冷却水，以冷却炉排片。在本实施例中，每排炉排片对应设置有一个冷却水管16，即对应设置一组进水管和出水管。进一步地，在本实施例中，在冷却水管中设置有阀门17、水压测量元件18和水温测量元件19，更具体地，在进水管和出水管上均设置有水压测量元件18和水温测量元件19，从而可以获得冷却水的进入炉排片前的温度和压力以及从炉排片中流出后的温度和压力，进而通过温度和水压差异判断各炉排单元上的物料的燃烧情况。

此外，为了使各炉排单元可以更好按照各自需要进行燃烧，在本实施例中，在相邻的炉排单元之间还设置有隔离板，并且对应每个炉排单元设置一个进风单元，即每个炉排单元都由各自的进风单元提供空气，并且可以根据需要控制进风量，从而控制燃烧程度。

在本实施例中，第一炉排单元11、第二炉排单元12、第三炉排单元13、第四炉排单元14和第五炉排单元15均采用相同湖相似的结构，下面结合图3至图 6对炉排单元的结构进行详细描述。

首先，如图3所示，在本实施例中，每个炉排单元包括三排滑动炉排片20 和三排固定炉排片21，滑动炉排片20和固定炉排片21间隔设置，即一排滑动炉排片20接着一排固定炉排片21，如此往复依次设置。在本实施例中，滑动炉排片20和固定炉排片21的数量分别为三排，但是在其它实施例中，也可以其它合适的数量。滑动炉排片20指的是该炉排片可以前后滑动，相应的固定炉排片 21则固定不动，事实上，滑动炉排片20和固定炉排片21的结构没有区别。滑动炉排片20用于将其上的物料移动至下一排的固定炉排片21，如此设置实现了垃圾在焚烧炉排上的移动。

请再次参考图3，滑动炉排片20通过固定柱22设置在滑动架23上，固定炉排片21通过固定柱22设置在固定架24上。滑动架23由滑动滚轮25支撑，并且在驱动单元驱动下可以随滑动滚轮25的旋转而前后滑动，从而带动滑动炉排片前后滑动。在本实施例中，驱动单元包括驱动轴26和油缸27，油缸27的推动会带动驱动轴26运动，进而带动滑动架23滑动。在本实施例中，三排滑动炉排片20对应的滑动架均由同一个驱动轴26共同驱动来滑动。进一步地，在本实施例中，驱动单元还可以基于所述水压测量元件18和水温测量元件19的测量结果调整所述滑动炉排片20的滑动速度和频率，即，所述油缸27基于所述水压测量元件18和水温测量元件19的测量结果调整所述滑动架23的滑动速度和频率。由于可以根据温度差异和水压差异判断各炉排单元的燃烧情况，从而根据燃烧情况调整滑动炉排片20的滑动速度和频率，以使其上的物料更好的燃烧，并且可以根据需要进行控制。一般而言，滑动炉排片20滑动越频繁越利于燃烧。

此外，如图3所示，每排炉排片之间阶梯设置，从而使得炉排单元以及整个生物质焚烧炉排呈倾斜设置，从而有效增加物料在其上的停留时间，便于物料充分燃烧、燃尽。并且，为了防止物料通过两排炉排片之间的间隙落入下方区域，在炉排片的前端设置有挡灰板，通过挡灰板可以将两排炉排片之间的间隙密封。

如图4所示，在本实施例中，每个炉排单元还包括支撑架28、立柱29和侧墙炉排片30。驱动轴26由左右两侧的支撑架28、以及位于两个支撑架28之间的立柱29支撑，从而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。侧墙炉排片30设置在炉排单元的左右两侧，也即炉排单元的横向两端设置有侧墙炉排片30，通过侧墙炉排片30的散热(其内通入冷却水)可以防止炉排两侧温度过高。

下面结合图5和图6对滑动炉排片20、固定炉排片21和侧墙炉排片30的结构进行详细描述。

如图5所示，在本实施例中，滑动炉排片20和固定炉排片21采用相同的结构，如图5所示，包括上壳体31和下壳体32，上壳体31和下壳体32围成腔体 33。在下壳体32的后端设置有水管法兰34，通过水管法兰34可以安装冷却水管16(进水管或出水管)从而循环向腔体33内通入冷却水，以冷却炉排片。在本实施中，上壳体31和下壳体32均包括水平部和倾斜部，并且在下壳体的前端，也即靠近倾斜部的一端设置有挡灰板35，通过挡灰板35最可能地减少炉排的漏灰。在本实施例中，上壳体31和下壳体32均采用高强度耐磨钢材制作，并通过焊接形成腔体33。挡灰板35采用球磨铸铁制作。

如图6所示，在本实施例中，侧墙炉排片30包括外壳体36和内壳体37，外壳体36和内壳体37围成腔体38，在内壳体37的下端设置有水管法兰39，通过水管法兰39可以安装冷却水管16(进水管或出水管)，从而循环向腔体38内通入冷却水，以冷却侧墙炉排片30，从而防止炉排两侧温度过高。在本实施例中，外壳体36和内壳体37均包括依次连接的水平部、倾斜部和竖直部，且外壳体36和内壳体37采用高强度耐磨钢制作，并通过焊接形成腔体38。

本实用新型的另一方面还提供一种焚烧炉，其包括炉膛，以及设置在所述炉膛中的如上所述的生物质焚烧炉排。

根据本实用新型的生物质焚烧炉排及焚烧炉具有如下优点：

1、生物质物料具有易燃烧、难燃尽的特点，根据本实用新型的生物质焚烧炉排整体为横向布置，沿纵向分为若干单元(在上述实施例中为5个)，通过为每个炉排单元单独配风，一方面为生物质的干燥、燃烧、燃尽提供了足够的空间和时间，能够显著改善生物质的燃烧状况，提高生物质燃料的燃尽率；另一方面，由于炉排整体为模块化结构，安装精度更高。此外，根据本实用新型的生物质焚烧炉排每个炉排单元横向由单个驱动轴驱动滑动架，使物料推动更均匀可靠。

2、根据本实用新型的生物质焚烧炉排横向有左右支撑架与中间三个立柱支撑，能有效减少扰度，防止横向变形。

3、根据本实用新型的生物质焚烧炉排整体向上倾斜固定角度，可有效增加物料停留时间。

4、炉排片采用钢板焊接成内部腔体，并设置有水管法兰与安装并连接冷却水管，从而通过通入冷却水降低炉排片表面温度，延长其使用寿命。此外，由于炉排片上表面材质为高强度耐磨钢材，挡灰板采用球磨铸铁，可减少炉排片表面材料损耗。

5、根据本实用新型的生物质焚烧炉排横向方向每排炉排片都设有水温、水压测量元件和阀门，这样一方面可以实时监控冷却水的压力及温度等参数，从而判断燃烧段、燃尽段等区域的燃烧情况，并且根据冷却水进出口温差调整油缸推动速度及次数，从而对燃烧情况进行控制；另一方面，可以根据物料的热值调节冷却水的水量，当燃烧热值较低的物料时，阀门关闭，此时冷却水管中未进水，使用空气对整个生物质焚烧炉排进行冷却；当燃烧热值较高的物料圾时，阀门打开，此时冷却水管中进水，即使用冷却水对炉排片进行冷却，从而使炉排温度降低，延长其使用寿命。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。

本实用新型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，而非意在将本实用新型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，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型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实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。