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一、概述
随着国家对可再生能源和综合利用政策支持力度的加大，利用垃圾焚烧流化床炉进行垃圾焚烧发电作为一个新兴的资源综合利用的行业趋势已越来越被人们所重视。全国许多地方都采用垃圾焚烧发电的方式进行垃圾处理，同时获的电力。同国外的技术来比较，国内的垃圾处理技术仍有一定的差距，主要表现在垃圾的分类处理、焚烧处理的给料方式、炉渣的排放、和尾气的处理等方面。签于国内的垃圾特点，目前的前处理技术还不能完全适应锅炉的设计要求，垃圾处理整体系统的衔接设计仍有欠缺，再加之垃圾的缠绕、热值不稳和成份复杂等特性，致使垃圾在流化床焚烧锅炉上的处理技术存在不足，垃圾的炉前给料就是其中之一。从相关的信息了解到，在国内来说还没有一项成熟的适合国内垃圾的炉前给料技术。公司的垃圾焚烧锅炉历经多次改进，目前大部分是采用双链板给料的方式，由于设备本身的结构限制，很难做到设备整体的密封，趋于一种半敞开的方式给料，因此也使炉本体的密封变差，造成炉膛负压时往炉内大量漏风，正压时外冒烟气和飞灰，使现场环境脏乱差，锅炉的炉效降低。
二、目前炉前垃圾给料方式的比较
目前国内垃圾焚烧流化床炉的进料方式主要有以下几种:1)从国外引进和仿制的双绞龙螺旋给料；2)液压异步活塞式给料；3)链板式给料；4)单辊拨料式给料。
双绞龙螺旋给料机的优点是可以做到和炉本体的密封连接，给料均匀，结构比较合理。缺点是双辊易被垃圾缠绕，造成进料卡涩堵塞，并且处理、维护难度大，使运行不连续。在国内某厂家发生过双绞龙轴断裂的设备故障，使运行受影响。
液压异步活塞式给料和炉本体的连接有单口和多口连接两种方式。前者对活塞异步的要求相对较高，而后者相对较低。活塞式给料也基本能与炉膛密封连接，没有缠绕现象，但其最大的缺点活塞在受到阻力时，由于系统压力的分配易失步，使给料不均匀，造成炉膛压力波动大，相应的对炉本体的损伤也大。多口连接时使炉膛开孔率增加，各给料口的垃圾分配结构也不易布置，已被逐步淘汰。
链板式给料是公司在总结液压活塞式给料的基础上自行改进的，目前有单链板和双链板两种结构方式。该结构基本实现了均匀给料的目的，也基本达到了连续运行，垃圾由行吊直接抓至链板机，在链板给料机上有一定的垃圾存贮量，垃圾的处理能力能达到设计值。但该结构的缺点是漏风量比较大，设备的密封性比较差，与炉本体连接的动静接合部位的密封结构设置比较困难，对运行的经济性有一定的影响。其次是由于链板机的工作环境差，磨损腐蚀较为严重，维护工作量比较大，其维护费用在整体维护费用中占较大比例。
单辊拨料式给料是北京中科通用能源环保有限公司所采用的一种给料方式，已在与我公司合作的垃圾焚烧流化床炉上应用。该给料方式也实现了连续均匀给料，密封性能相对比链板式给料机要好。但该设备不能实现炉前存料，必须有与之相配合的辅机连续不断地往给料机中补充垃圾，由于其与下料管的结构不合理，给料机堵塞的机率比较高。垃圾爆燃正压时也有烟气冒出，高温烟气对设备的减速器及电机有一定影响。该设备为整体式，除拨料辊外，其它的维护工作量较小。
三、炉前垃圾给料机的改进设想
上述的几种给料方式都有相应的优点，尤其是链板式和单辊拨料式，基本达到了连续和均匀给料，是焚烧炉运行的主要给料方式，但相应的缺点也很明显。垃圾给料设备的目的是要保证给料连续、均匀，确保一个稳定的燃烧工况，并且相应的设备结构和联接要求密封，在锅炉启动、停役及停烧垃圾的工况下隔断外界的漏风，以提高运行的经济性，同时要减少设备的维护，还要适合国内垃圾成份复杂的[FS:PAGE]特点。这就要求给料设备要有较大的适应性和包容性。所以经过这几年的观察和现场运行的总结，提出使用振动给料和滚筒旋转给料的设想予以探讨。现将这两种设想方案分述如下。
振动给料机
设想前提：振动给料机设想的前提是各类物料振动输送的成功实现，利用其低幅高频的激振原理。目的是尽可能使炉前垃圾给料具有更好可操作性，并改善设备目前的工作环境。
系统结构形式：振动给料机主要由料斗、进料口隔断门、进料处密封装置、振动给料机、出料口密封装置、出料口隔断门、膨胀装置和出料管路构成。振动给料机进出口部位均采用活动的密封装置联接。振动给料进、出口部位设置隔断门的目的，是在不焚烧垃圾的运行工况时关闭，防止往炉内大量漏风，以提高锅炉运行的经济性。给料机部分采用弹簧支承，并根据设计的处理量设置相应的倾角，以利用其重力作用和减少阻力。振源采用电磁激振或机械振动。
工作原理：
1）利用电磁激振或机械振动使物料具有抛物惯性产生移动。对于带有一定倾角的给料机，振动输送更有利于垃圾给料的实现。
2）利用料斗及下料道的通畅结构，使物料能够顺畅下滑，进入振动给料机实现连续给料。
3）利用振动给料机前端设置的水平滞留段让垃圾有一定滞留堆积，运行中就利用垃圾的滞留堆积形成料封作用，阻隔运行时的正压的冒出和空气的漏入。
4）运行时进出料隔断门常开，锅炉启停炉或压火时进出料口隔断门关闭，使炉膛与外界隔开；开始投运垃圾时依次开启进料口隔断门、振动给料机、出料口隔断门。停烧垃圾时的操作则反之。
5）密封装置采用浮动联接，密封构件采用螺栓固联或点焊固联的方式，利用砂封和迷宫原理。
6）运行中根据运行工况调整电磁激振电流或变频的机械振动来实现对给料量的调节控制。
7）烟气隔断门采用执行机构或电液机构实现远控。
控制原理：电磁激振器产品自带有一套调节控制系统，机械振动系统可设置为变频调节控制。在与控制回路的衔接中应实现振动给料机和出料口隔断门的控制与一次风机联锁，以防止一次风机跳闸时给料机仍在运行给料。给料机的联锁应设在烟气隔断门的下级，以防止隔断门未打开时由于给料造成堵塞。给料机由调整电磁激振器的激振电流或振动电机的频率来实现适应运行工况的给料调节。
可行性：由于采用的是通用的电磁激振或机械激振的方式，相应的设备制作工艺比较简单，整个给料通道截面均为方形截面，给料的移动阻力小。利用的激振抛物原理能使物料在移动过程中趋于蓬松，有利于均匀给料和燃烧。设备的整体结构简单，体积较小，无机械传动，耗电量比较小，设备维护工作量少。由于振动给料实现了垃圾的密闭输送，可使炉前的工作环境得到较大改观，彻底改变目前给料链板机回转带料、垃圾泄漏和污水溢流的现象，同时可取消目前在炉前给料设的小工岗位。
相应的局限：
1）振动给料机与下料道部位的联接结构受角度的影响，必须保证该处的结构合理，以有利于物料下滑进入给料机。由于存在拐角，可能会影响物料的流动性。
2）料斗的结构设置是关键，并且受到给料通道截面的限制，给料通道的截面大则料斗的结构易设置，若通道截面足够可避免堵塞现象。
3）电磁激振器的配置有多种型号可供选择，但具体型号的选择有待进一步测定。目前了解到最大型号的电磁激振器的给料粒度为500mm，振幅为1.5mm，振动频率为3000次/分，有用功率5.5Kw，设备重量为3750Kg。也可多台激振配置。同时，由于机械振动在常规振动出渣机成功应用，则变频机械振动亦可应用于垃圾给料，只是机械振动的垃圾给[FS:PAGE]料目前没经验可循，须经实践检验。
4）振动给料机的动静接合部位既要考虑振幅的位移、上料后的重力位移，还要考虑密封的可靠性，要求比较高。同时要考虑密封结构可能对振动传递，对设备带来不利影响。
5）振动给料最好与有前置输送设备配合使用，则更能保障给料的均匀与连续，设备运行的可靠性增加。若单机使用，则受料斗的存贮量不多，会造成行吊的工作量增加，垃圾在料道内堵塞的机率也会增加。
滚筒式给料机
提出滚筒式冷渣机是参照了螺旋输送的原理、螺旋式滚筒冷渣器的结构，设想的思路中给料机针对垃圾的特点要有较大的包容性，能够脱出垃圾缠绕的影响；结构联接处的密封设计必须合理，较大程度地减少往炉内漏风和正压的影响，使炉前我工作环境得到改善；在筒体一定转速的前提下能够实现垃圾的异速输送，从而使给料更趋于均匀；设备的维护工作量必须有较大矢口程度的下降。
结构形式：滚筒式给料机由料斗、下料道及进料口隔断门、滚筒体及机架、出料口烟气隔断门和炉本体连接的下料部分结构组成。筒体水平放置，内置导叶，筒体外部置有传动滚道，由机架、承载轮传动、导轮支承和导向。进口下料道与料斗连成一体，与筒体进料端固联。出料口下部与炉本体密封连接，设置膨胀节，以吸收膜式壁型锅炉的膨胀。出料口隔断门装于筒体出料口下部，起到在不焚烧垃圾时阻隔漏风的作用。筒体两端的动静接合部位采用格兰式，用油浸石棉绳或压毡密封，以便维护和更换。出料管与炉膛接口处设置密封风箱，改以前的四周布风为前后两道布风，起密封和吹扫作用，并处理好垃圾落料口的变形。
工作原理：滚筒式给料是利用螺旋输送原理设计，采用内螺旋方式，避免双绞龙式给料的垃圾轴缠绕。当料斗内的物料进入筒体进口时，由于筒体的转动，内部导叶把物料向尾部绞出，从而实现给料。在导叶上可设置相应的结构加强其输送效果，并起到一定的松散等作用。进料口隔断门是在垃圾斗内料走空时关闭，避免垃圾在给料机内未走空时由于其内腔空隙大导致的漏风，出料口配置的烟气隔断门主要是在不焚烧处理和启停炉时关闭，防止大量漏风影响运行经济性。给料机运行时利用进料口下料道和料斗内的物料堆积和起自封作用，防止炉膛压力波动时烟气返窜。筒体的转动由变频电机经承载传动轮传动实现。隔断门由执行机构实现远控。垃圾的等速异动由变导程实现。
控制原理：滚筒式给料机的运行采用变频控制，由星形摆线减速器实现减速传动，由此来调节给料量以适应运行需要。滚筒式给料机与出料口隔断门的控制与一次风机联锁，避免一次风机跳闸时给料机仍能继续运行的弊端。同样，滚筒式给料机的联锁也设在烟气隔门的下级，防止烟气隔断门未打开时由于给料造成堵塞。在实现与DCS控制系统对接后，最终的目的是希望实现垃圾给料在垃圾物料或热值比较均匀的前提下能实现某一时段或更长时间的自动控制。
可行性：滚筒式给料机也是采用常用的螺旋输送原理，因而也比较容易实现，相应的制作工艺和要求也比较简单。由于采用变频控制，传动方面也比较稳定可靠。动静接合部位的密封为可拆可调整式结构，维护和更换处理比较方便，整体设备的维护工作量小。如采用较大直径的筒体则相应的物料存贮量也增加，料斗的结构也更容易配置。由于采用内螺旋导叶，取消了绞龙式的中间轴，因此筒体内不会有缠绕堵塞现象。在导叶上作相应的结构处理能加强输送能力，并能起到松散物料等辅助作用。整体设备为一台配置，物料可直接由行吊抓至料斗。
相应的局限：滚筒式给料机由于相应的工作原理比较简单，所以受局限的部分相对就较少。主要是受筒体尺寸的限制，因为筒体的尺寸越大，虽然相[FS:PAGE]应的贮料量也增加，料斗的结构也更容易处理，但会导致设备的体积尺寸过大，功耗增加。其次是转动部分的磨损，由于传动部位是敞开式的，除了自身的磨损外，环境中的粉尘也会加剧其滚道部位的磨损。虽然运转速度低，但磨损不可避免，另外对筒体上滚道的材质有一定的要求，要求其具有一定耐磨性。再次是转动部位的密封可能受温度的影响需维护的频度增加，这取决于运行工况的稳定性。定期的设备维护对滚筒式给料机来说非常重要。
四、无轴绞龙输送
无轴绞龙输送是最近才接触到的一种输送方式，是浙江长兴中科兴机械制造有限公司生产的产品。该公司偿试开发采用无轴绞龙来作为垃圾输送设备，从其产品输送垃圾试验的视频观察，无轴绞龙可作为炉前的垃圾给料设备选项。关键是目前该厂家的无轴绞龙没有应用于垃圾炉前给料的实践经验，对其进出料口与相应设备的衔接结构考虑不到位，主要是从输送量的角度来恒量该设备。
无轴绞龙的工作原理和有轴绞龙是一样的，主要区别是取消了中间轴和尾部的轴承支撑，是一种悬臂绞龙的模式，由于输送力矩的传递是由导叶（即螺旋线）实现，故导叶的强度和韧性要求都比较高。由于实现了无轴传动，也就取消了垃圾如双绞龙给料在轴上缠绕的基础，垃圾的缠绕得到很大程度的解决。但如要作为垃圾炉前给料，该设备目前在结构尺寸上有待于进一步改进和完善，以解决其进出料口的衔接问题。应该说无轴绞龙输送提供了一个新的思路，如能得到改进和完善将是一捉比较好的炉前圾给料的发展方向。
五、综述
比较前述两方案，设备的制作工艺，振动给料方式简单；维护工作量振动给料方式要小；设备的体积相对较小；设备对材料没有特殊要求，应该说相应的制造成本较低。主要是受截面尺寸和进料口联接结构的影响。而滚筒式给料机相比较而言，其实现的可能性和运行的可靠性目前在设想方案上要比振动给料方案要高，相关的结构处理要求较低，但设备的体积较大，制造工艺较振动给料复杂。综合而言，这两种给料方式的方案设想各有优缺点，但在目前的条件下，滚筒式给料方案更易于实现。振动式给料方案还有待于进一步确定，如方案试验可行则又优于滚筒式给料方案。落料口与炉本体的其它连接结构如密封风等可参考目前已有的方式。
无轴绞龙输送从其对砂石、煤等单一物料来说是比较理想的，如能对炉前的给煤应试成功的话，将完全可替代目前的刮板机给煤的方式，因为无轴绞龙给煤的密封性要优于刮板给煤，相应的设备投资和维护均小于刮板给煤机。对于实现无轴绞龙垃圾给料，必须从设备的结构形式、尺寸及进出料口的衔接完善来进行。
以上给料方案是在观察和应用相关的工作原理基础上提出，同时也考虑到现场的运行和检修维护，以经济实用为出发点。目的是使目前公司垃圾焚烧发电锅炉的炉前垃圾给料方式得以改观，给料的结构模式能够得以较好地完善，使垃圾焚烧发电整体系统能提升一个档次。( 责任编辑：管理员 ) |
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