比利时Waterleau生活垃圾焚烧炉技术特点

李 军，严圣军，陈 竹，王占磊

(江苏天楹赛特环保能源集团有限公司，江苏 南通 226600)

0 前言

生活垃圾焚烧发电是垃圾处理的“资源化”最有效的处理方式[1－4]。完整引进外国技术，结合国内实际情况不断改善，是满足国内市场需要的捷径[5－6]。比利时 Waterleau往复式机械炉排炉技术是具有世界领先水平、在欧洲国家和地区有大量的应用业绩，为世界上最先进的焚烧技术之一。江苏天楹集团通过引进消化，实现全部国产化，通过生产制造出高效资源化垃圾焚烧炉，真正掌握了垃圾焚烧发电整套核心技术，并拥有再开发能力，成功解决了中国生活垃圾水份大，热值低的技术难点。

1 Waterleau技术的主要工艺路线

垃圾焚烧系统由垃圾进料系统、炉排系统、焚烧炉系统、燃烧空气系统、炉渣处理系统、自动燃烧控制系统等组成[7－9]。垃圾落入料斗后进入垃圾溜槽和推料机前端，通过推料机的往复动作进入垃圾焚烧炉。在经过干燥、燃烧和燃尽三个阶段后，垃圾中的有机物在高温下完全燃烧，生成二氧化碳等气体，并释放热量，该热量通过余热锅炉吸收产生高温高压蒸汽，带动汽轮发电机组发电[10－11]。

2 Waterleau焚烧炉排技术特点介绍

2.1 炉排型式比较及水平炉排的优点

垃圾焚烧炉炉排是整个垃圾焚烧系统的核心。Waterleau采用独特的水平顺推三段式炉排结构。表1列出了Waterleau垃圾焚烧炉与其他通用炉排型式的比较，显示出水平顺推炉排的显著特点和优势。

2.2 三段式炉排的优点

采用了独特的三段式水平推动式顺推炉排，设计上充分考虑了垃圾的翻转和搅拌效果，干燥炉排与燃烧炉排、燃烧炉排与燃尽炉排之间有近1.2 m的垂直落差，垃圾在跌落时能对结块的垃圾起到较好的破碎作用，有效松解垃圾，改善空气接触，如图1所示。

表1 炉排型式比较表

图1 三段式与不分段炉排的比较

如图2所示，每一行炉排片之间采用了独特的左右侧搭接结构设计，在每个炉排片的一侧设有凸沿，炉排片的另一侧设有与凸沿相对应的止口。，这种设计极大降低了漏渣现象，减低了热酌率。同时炉排片前部设置了弹性耐磨刮片，降低炉排片表面的磨损，提高了炉排的使用寿命。

2.3 模块化的优点

通过优化焚烧炉炉膛结构以及炉排设置、材质和运动控制方式，创新性地采用单元模块化炉排结构，有利于不同处理能力焚烧炉的快速设计。可根据垃圾处理量增减中间模块组的数量，大部分零部件结构相同，零部件种类少，互换性好，可扩展性程度高。同时制造维护成本低，大大提高了设计效率和车间制造能力，缩短设计制造周期。

图2 焚烧炉炉排及模块安装

当单台焚烧炉规模较大时，焚烧炉炉排将显著加宽，增加了焚烧炉工作时炉排燃烧工况左右不一致的可能，因此若仍然由液压缸整体同步推动，则会恶化燃烧状况。因此如图3所示，当单台焚烧炉规模大于400 t/日，采用炉排左右侧分开控制的方式，可有效防止炉排宽度过大情况下左右侧燃烧不一致状况。

图3 单台焚烧炉左右侧驱动轴分别控制示意图

3 一次风预热特点介绍

3.1 各风系统介绍

为了防止恶臭的扩散，一次风分别从垃圾坑和推料器的上方抽取，经一次风空气预热器加热到合适的温度，同时汇合被空冷墙加热过的炉墙冷却风提高一次风温度，从各炉排底部以足够的压力供给炉内。

二次风是为了使可燃性气体完全燃烧，防止炉内产生异常高温、提供合适的氧浓度及适当混合可燃性气体。

3.2 不同一次风空气预热方式的比较

表2 一次风预热方式比较表

4 滨州项目的实例

滨州生活垃圾焚烧发电项目占地66 660 m2，总投资约4亿元，设计一期日处理生活垃圾800 t(2×400)。采用Waterleau焚烧炉技术。根据项目年处理生活垃圾量26.7万t计算，可实现年上网电量7480万kWh，年节约标煤约7万t，相当于减排17.6万t二氧化碳，减排12 470 t COD，节能减排效益尤为明显。

5 结论

随着我国城市的发展和人民物质生活水平的提高，妥善处理垃圾已成为当务之急。本文通过引进消化具有世界领先水平、在欧洲国家和地区广泛应用的比利时Waterleau往复式机械炉排焚烧炉制造技术，借助于水平往复式炉排、空冷耐火砖结构、自动燃烧控制系统等关键技术，可实现城市生活垃圾处理的高效焚烧处置，达到了固废处理零排放，废水、废气的排放指标远低于国家标准，避免了填埋、堆肥等对土地资源的浪费，对地下水源的污染，与同类产品相比有处置效率高、排放污染物少、设备性能稳定的优势。

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