本發(fā)明屬于垃圾焚燒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生活垃圾焚燒新型水冷爐排系統(tǒng)及其焚燒爐，尤其涉及一種高熱值垃圾焚燒的穩(wěn)定燃燒技術(shù)。

背景技術(shù)：

垃圾焚燒爐設(shè)計一般按照國內(nèi)垃圾熱值（4.2MJ/KG-9.6MJ/KG）范圍進行，目前垃圾焚燒爐爐排為液壓驅(qū)動的小塊爐排，分為順推及逆推兩種。由于垃圾含水量高及部分發(fā)達地區(qū)垃圾熱值高的原因。運行過程中普遍存在以下問題：

1、垃圾含水量高要求提高干燥熱風的溫度，目前熱風溫度可以達到200-220℃，使得爐排冷卻溫度降不下來。

2、爐膛燃燒溫度可以達到600-700℃，爐排表面接觸焚燒垃圾時溫度很高，往往造成爐排燒紅，過高的溫度導致爐排壽命縮短。

3、高溫膨脹造成爐排片間隙補償不足，導致卡澀變形，驅(qū)動困難，引起液壓系統(tǒng)故障。

4、小型風冷爐排由于數(shù)量多，安裝及維修困難，大修需要較長時間。

以上四類問題是小型爐排片在高溫狀態(tài)下經(jīng)常出現(xiàn)的問題。

隨著中國發(fā)達城市及國外垃圾的熱值進一步提高，風冷小型爐排片今后更難適應垃圾焚燒穩(wěn)定運行的要求。

由于生活垃圾焚燒爐適應高熱值垃圾的需要，亟需解決的爐排片冷卻及風溫提高之間的矛盾。因此如何克服現(xiàn)有小型風冷爐排片技術(shù)的不足是目前高熱值垃圾焚燒技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是解決生活垃圾焚燒爐小型風冷爐排不適應高熱值垃圾運行的問題，同時解決小型爐排片各種變形卡澀變形、剛度不足及爐排超溫縮短壽命的問題，提供一種生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)及其焚燒爐。在目前國內(nèi)發(fā)達城市垃圾熱值進一步升高和國外垃圾分選的垃圾熱值達到（10MJ/KG-16MJ/KG）情況下，使焚燒適應高熱值、高水分垃圾，并保證爐排設(shè)備正常運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)，包括爐排片、第一膨脹水箱、第二膨脹水箱、管式換熱器、空氣換熱器、第一循環(huán)水泵和第二循環(huán)水泵；

所述的爐排片有多個，且為中空結(jié)構(gòu)；多個爐排片通過水管并聯(lián)設(shè)置；

第一膨脹水箱、管式換熱器內(nèi)的熱介質(zhì)管路、第一循環(huán)水泵以及并聯(lián)設(shè)置的多個爐排片通過水管串聯(lián)形成回路；

第二膨脹水箱、管式換熱器內(nèi)的冷介質(zhì)管路、第二循環(huán)水泵和空氣換熱器的熱介質(zhì)管路通過水管串聯(lián)形成回路。

進一步，優(yōu)選的是，爐排片為固定式爐排片或滑動式爐排片。

進一步，優(yōu)選的是，第一循環(huán)水泵有兩個，且通過水管并聯(lián)設(shè)置。

進一步，優(yōu)選的是第二循環(huán)水泵也有兩個，且也通過水管并聯(lián)設(shè)置。

進一步，優(yōu)選的是，所述的水管采用金屬軟管。

本發(fā)明還提供一種生活垃圾焚燒爐，采用上述的生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)，即改現(xiàn)有爐排片為本發(fā)明的水冷爐排系統(tǒng)。

進一步，優(yōu)選的是，所述的生活垃圾焚燒爐包括位于爐膛內(nèi)的爐排和位于爐排上方的煙道，所述的爐排由段爐排組成，每段爐排包括若干片爐排片，段爐排依次為干燥段爐排、燃燒段爐排和燃盡段爐排；

爐排下設(shè)有多個獨立的風室；每個風室的入風口均通過熱風管與變頻風機的出風口相連；每個熱風管上均安裝有一個調(diào)節(jié)風門；所有變頻風機的入風口均通過熱風總供風道與蒸汽空氣預熱器的出風口相連，爐膛上方通過回熱高溫熱風管與熱風總供風道相連。

進一步，優(yōu)選的是，所述的蒸汽空氣預熱器的空氣入口與垃圾坑的上方相連。

進一步，優(yōu)選的是，所述的蒸汽空氣預熱器有兩臺，且串聯(lián)設(shè)置。

進一步，優(yōu)選的是，爐排是由固定爐排片和滑動爐排片依次間隔設(shè)置組成（即按照一塊固定爐排片、一塊滑動爐排片、一塊固定爐排片、一塊滑動爐排片這個順序設(shè)置），在相鄰的固定爐排片和滑動爐排片之間設(shè)有通風孔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明系統(tǒng)提高了垃圾焚燒爐對高熱值、高水分垃圾的適應性及爐排運行的穩(wěn)定性。合理的爐排冷卻方式確保在高熱風溫度、高燃燒負荷狀態(tài)下，能維持爐排金屬內(nèi)部及表面溫度，達到穩(wěn)定運行目的，也延長爐排壽命，壽命可延長至少60%。另外，熱風高溫及精細的調(diào)節(jié)供風，加上分段爐排的移動及翻動，加強了垃圾燃燒效果，減少未燃盡率。使得水冷爐排能承受相對于風冷爐排1.5-2倍的負荷，減小了爐排尺寸。水冷爐排金屬低膨脹率及支撐連接機構(gòu)簡化，減少了運行過程中的變形卡澀，增強機構(gòu)穩(wěn)定性及可靠性，維護工作量大幅降低，可至少降低30%的工作量。

附圖說明

圖1為生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為生活垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為生活垃圾焚燒爐內(nèi)的部分剖視圖；

其中，1、爐排片；2、第一膨脹水箱；3、第二膨脹水箱；4、管式換熱器；5、空氣換熱器；6、第一循環(huán)水泵；7、第二循環(huán)水泵；8、爐膛；9、煙道；10、干燥段爐排；11、燃燒段爐排；12、燃盡段爐排；13、風室；14、熱風管；15、變頻風機；16、調(diào)節(jié)風門；17、熱風總供風道；18、蒸汽空氣預熱器；19、回熱高溫熱風管；20、垃圾坑；21、固定式爐排片；22、滑動式爐排片；23、液壓推桿；24、通風孔；25、閥門；26、料倉；其中箭頭方向為煙氣走向。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用材料或設(shè)備未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

如圖1所示，生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)，包括爐排片1、第一膨脹水箱2、第二膨脹水箱3、管式換熱器4、空氣換熱器5、第一循環(huán)水泵6和第二循環(huán)水泵7；所述的爐排片1有多個，均為中空結(jié)構(gòu)。

多個爐排片1通過水管并聯(lián)設(shè)置；

第一膨脹水箱2、管式換熱器4內(nèi)的熱介質(zhì)管路、第一循環(huán)水泵6以及并聯(lián)設(shè)置的多個爐排片1通過水管串聯(lián)形成回路，一般管路內(nèi)采用水為介質(zhì)，來為爐排片1降溫；優(yōu)選爐排片1進、出口水溫差達30-40℃；

圖1中10個并聯(lián)設(shè)置爐排片1，分為兩組，每組有5個，共用一套第一膨脹水箱2、管式換熱器4內(nèi)的熱介質(zhì)管路和第一循環(huán)水泵6，形成整片組合式水冷爐排。

第二膨脹水箱3、管式換熱器4內(nèi)的冷介質(zhì)管路、第二循環(huán)水泵7和空氣換熱器5的熱介質(zhì)管路通過水管串聯(lián)形成回路，一般管路內(nèi)采用水為介質(zhì)，通過空氣換熱，來為管路中的水降溫。優(yōu)選第一循環(huán)水泵6和第二循環(huán)水泵7加壓3bar。管式換熱器4內(nèi)的熱介質(zhì)管路與冷介質(zhì)管路換熱；空氣換熱器5的熱介質(zhì)管路與空氣換熱。

爐排片1為固定式爐排片21或滑動式爐排片22。固定式爐排片21、滑動式爐排片22結(jié)構(gòu)如圖3所示，這兩種爐排片及其動力提供系統(tǒng)均為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在此就不贅述。

采用這兩種爐排的好處是：當需要推動垃圾移動時，滑動爐排由液壓缸向前驅(qū)動。當需要推動垃圾混合時，各爐排的臺架會引起垃圾翻動。

第一循環(huán)水泵6有兩個，且通過水管并聯(lián)設(shè)置，一個作為主用，一個作為備用；第二循環(huán)水泵7也有兩個，且也通過水管并聯(lián)設(shè)置，一個作為主用，一個作為備用。

所述的水管采用金屬軟管，這樣便于適應焚燒爐內(nèi)的熱環(huán)境。

本發(fā)明水冷爐排系統(tǒng)為整片組合式水冷爐排：內(nèi)部有循環(huán)冷卻水通道的大型爐排，有別于分散的小型風冷爐排片。

一種生活垃圾焚燒爐，采用上述的生活垃圾焚燒爐新型水冷爐排系統(tǒng)，即改現(xiàn)有普通的爐排或風冷爐排為本發(fā)明的水冷爐排系統(tǒng)。

如圖2所示，生活垃圾焚燒爐包括位于爐膛8內(nèi)的爐排和位于爐排上方的煙道9，所述的爐排由3段爐排組成，每段爐排包括若干片爐排片1，3段爐排依次為干燥段爐排10、燃燒段爐排11和燃盡段爐排12；

爐排下設(shè)有多個獨立的風室13；每個風室13的入風口均通過熱風管14與變頻風機15的出風口相連；

爐膛8內(nèi)不限于只設(shè)有一個爐排，可以設(shè)有多個，本發(fā)明優(yōu)選設(shè)有兩個；本發(fā)明對風室13的個數(shù)沒有限制，優(yōu)選一個爐排中的干燥段爐排10下設(shè)有兩個風室13、燃燒段爐排11下設(shè)有兩個風室13和燃盡段爐排12下設(shè)有一個風室13，如圖2，兩個爐排下共設(shè)有10個風室13。優(yōu)選1臺變頻風機15供一個風室13。但不限于此，也可以幾個風室13共用一臺變頻風機15；

圖2所示，一個爐排下有5個風室13，每個風室13連接有一臺變頻風機15；由于圖2是示意圖，所以只畫出了一個爐排及其連接結(jié)構(gòu)。

每個熱風管14上均安裝有一個調(diào)節(jié)風門16；所有變頻風機15的入風口均通過熱風總供風道17與蒸汽空氣預熱器18的出風口相連，爐膛8上方通過回熱高溫熱風管19與熱風總供風道17相連。

所述的蒸汽空氣預熱器18的空氣入口與垃圾坑20的上方相連，這樣可阻止垃圾坑內(nèi)垃圾味道的擴散。

所述的蒸汽空氣預熱器18有兩臺，且串聯(lián)設(shè)置。

如圖3所示，爐排是由固定爐排片21和滑動爐排片22依次間隔設(shè)置組成（即按照一塊固定爐排片21、一塊滑動爐排片22、一塊固定爐排片21、一塊滑動爐排片22這個順序設(shè)置），在相鄰的固定爐排片21和滑動爐排片22之間設(shè)有通風孔24。

本發(fā)明垃圾焚燒爐采用帶回熱熱風的變頻分散供風系統(tǒng)：分段變頻風機供風，可以達到精細調(diào)節(jié)干燥段、燃燒段和燃盡段供風流量的要求。同時高溫回熱熱風摻入空預器熱風，提高了熱風溫度加強了干燥及燃燒效果，其主要特征是它的分散供風和高溫混合。

本發(fā)明垃圾焚燒爐在應用時，空氣由垃圾坑上方抽取，并經(jīng)過以蒸汽為熱源的空氣預熱器加熱后，送到熱風總供風道，經(jīng)過變頻風機送入各風室。同時為提高干燥段爐排熱風溫度調(diào)節(jié)范圍，從爐膛上方抽取高溫熱風經(jīng)過回熱高溫熱風管連接熱風總供風道到風機進口端，實現(xiàn)回熱調(diào)節(jié)溫度功能。通風孔設(shè)置于固定爐排片和滑動爐排片之間，提供熱風進入垃圾料層的通道。

所以，本發(fā)明垃圾焚燒爐是通過變頻風機調(diào)節(jié)供風量，通過蒸汽加熱的空預器加熱冷風，同時混合回熱的高溫熱風進一步提高風機入口的溫度，熱風溫度可以提高到250℃以上，加強垃圾干燥及燃燒效果，提高燃燒效率。

本發(fā)明就是采用整片組合水冷爐排系統(tǒng)，在垃圾高熱值、高水分的情況下保證焚燒爐的安全可靠運行和方便維修，減少爐排故障導致的停爐。

本發(fā)明水冷爐排系統(tǒng)中的爐排由多片爐排片組合而成，優(yōu)選為3-4片為一組，長度可達到2-2.5米，優(yōu)選左右兩側(cè)布置，即左右兩側(cè)各一組，但不限于此；這樣設(shè)置的優(yōu)點是需要的爐排數(shù)量少，剛度強。同時爐排結(jié)構(gòu)簡單，組合容易，安裝方便，支撐機構(gòu)簡潔，易于拆裝，減少維護時間。

本發(fā)明水冷爐排系統(tǒng)中水管運行壓力優(yōu)選為3-5Bar，可以保障爐排片進口水溫度為60-90℃，出口水溫度為90-110℃。

空冷換熱器為冷卻管式換熱器提供冷介質(zhì)，可以在高溫高壓狀態(tài)下運行，保障管式換熱器內(nèi)熱介質(zhì)的熱量及時排到大氣環(huán)境中，維持爐排片的供水溫度在正常范圍內(nèi)。

本發(fā)明分散的變頻風機供風可以精細調(diào)節(jié)干燥段爐排、燃燒段爐排和燃盡段爐排各部分的流量，在適當?shù)倪^量空氣系數(shù)情況下滿足供風要求，同時節(jié)約能源。

本發(fā)明焚燒爐可采用現(xiàn)有的ACC（焚燒爐燃燒自動控制系統(tǒng)）控制，根據(jù)負荷調(diào)節(jié)進料頻率及干燥段料層厚度。干燥段爐排根據(jù)檢測到料層厚度，配合熱風流量及溫度，調(diào)節(jié)干燥段滑動爐排移動頻率及翻動爐排翻動頻率，完成垃圾的烘干及混合，初步熱解形成氣化產(chǎn)物。燃燒段爐排根據(jù)檢測到料層厚度、爐排區(qū)域燃燒溫度、燃燒產(chǎn)物煙氣中的剩余含氧量等參數(shù)，調(diào)節(jié)供風量及爐排移動頻率及翻動頻率，達到充分燃燒的效果，同時控制煙氣中污染物的產(chǎn)生。燃盡段爐排根據(jù)檢測到未燃盡率，調(diào)節(jié)滑動爐排移動頻率，控制在燃盡段垃圾燃燒時間，達到完全燃盡的目的。燃盡段落下的爐渣，經(jīng)過水浴后，由出渣機撈出，加熱灰渣庫中。整個爐排燃燒系統(tǒng)由爐排驅(qū)動，供風調(diào)節(jié)配合完成，達到垃圾完全燃燒同時盡量減少污染產(chǎn)物的目的。

垃圾燃燒控制由垃圾料層厚度調(diào)節(jié)、供風量、熱風溫度調(diào)節(jié)，燃燒時間調(diào)節(jié)等因素構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)各段爐排移動頻率控制垃圾移動及混合，通過熱風溫度及流量調(diào)節(jié)燃燒效果，控制燃盡率。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實實例的限制，上述實例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。