固废焚烧装置窑头进料系统的设计

固废焚烧装置窑头进料系统的设计

张建新

江苏宇新环保工程管理有限公司   江苏镇江 212009

摘要：随着我国对环保的日益重视，工业固废焚烧也被提上日程，相关项目数量逐渐增多。当前工业固废焚烧系统进料装置具有多样化特点，但这些装置的优缺点却各不同，我司结合现阶段固废焚烧的特点，对智能进料装置进行了研发，并于应用后取得了十分显著的效果。

关键词：工业固废；焚烧；进料系统；设计

引言：近年来，工业固废焚烧发展速度十分迅猛，所采用的工艺流程也存在一定差异性，但都有一个共同特点，就是固体物料进入地下固废料坑，选用抓斗将物料抓起放入板式给料机料斗内，再通过板式给料机链板输送和下料口拨料器拨料动作，使得物料均匀进入下料通道料斗内，通过控制下料通道内上下密封门，使物料掉入溜槽斜面上，最后液压推料机在溜槽内往复运动，让物料全部推入回转窑内，在回转窑内进行缺氧燃烧。对于固废焚烧恶劣的工作要求，使用智能进料装置能够很好满足。

1智能进料装置的工艺流程

固体物料在地坑中与废液混合后，再加入其他药剂，达成一定的配比，满足配伍进炉的要求。操作抓斗放置到可变频进行调速的板式给料机上，能够实现控制板式给料机送料速率，控制进料量，并由板式给料机上拨料器均匀送入下料通道上料斗内。在该装置中，下料通道料斗配备了两项功能，一个是称重；一个是测温。操作下料通道部件上、下密封门，需交替使用达到永处于密闭的效果，将物料送入溜槽组件的内底板上，使物料沿斜面向下溜入，随后推料杆进动作，将物料推进回转窑内，进料杆再退动作，进料完成。以这种方式可设置进料时间进行重复运动可以满足焚烧线焚烧量要求。具体过程如图1所示。

图1固废进料系统工艺流程

2智能进料装置结构

2.1新型板式喂料机

新型板式给料机主要以传统板式给料机为基础前提实施改进而成。由于输送的材料含有大量废液和黏性物料，大量粘性物料会粘在链板的回链上，导致输送阻力明显加大，进一步造成了驱动电机过载，甚至严重时会出现电机烧毁。新型板式给料机采用全封闭式的结构，不同于以往结构，该装置在壳体和链板间加入了刮刀，目的是为了将粘黏的物料进行刮除，这样不但可以提升作业环境，还可以为设备的正常运转保驾护航。该设备电机可变频控制，中控人员结合焚烧工况，中控操作员可以对电机频率进行调节，控制速度满足日焚烧量满足产能要求，一般推料系统控制要保证每小时进料15次以上。

2.2称重料斗

在板式给料机的出口位置，要想为收集和测量物料提供便利，在工艺布局中应重点对称称重料斗展开设计。考虑到固体废物中含有酸、碱、盐等腐蚀性物质，为了做到料斗不被腐蚀，需要使用不锈钢材料制作而成。料斗通常置于土建框架平台上，控制高度在20米左右。料斗上设计了一个加强环支撑，以支撑料斗整个部件。四个防爆称重传感器均匀地布置在支撑底座和框架平台之间，并且它们彼此对称。它们作用为测量每次入窑的进料量，并可参考进行控制板式给料机的启停动作（图2）。

图2称重料斗

2.3上、下密封门

如图3所示，将上、下密封门主要设于称重料斗下方位置，从图中可以看出，密封门形式选择为双油缸液压驱动翻板阀。为了防止称重精度会受到物料冲击料斗带来的影响，还设置了耐高温耐腐蚀非金属软连接，将其安装在上、下密封门中间。同时将限位传感器安装在上、下阀壳处，可以通过DCS程序严格管控上密封门和下密封门进行交替开启动作，防止有害气体外逸，防止回火，保证负压操作的功能。同时，考虑到操作过程中的安全性，为了防止火焰在窑内上升并导致整个进料装置着火，设置了惰性气体接口与火焰检测口（温度传感器），将其装在双密封门中部的壳体上。这样在运行中若检测出有超温或着火现场发生时，就能够利用程序自动打开惰性气体进行灭火，从而使隐患得以消除。

图3上下密封门

2.4新型液压推杆组件

如图4所示，新型液压推杆组件由多部分组成，一是推杆框架；二是液压缸；三是推料头；四是水冷溜槽；五是入炉伸长节。由于入炉的物料具有粘性特点，所以容易附着在推杆与溜槽内壁上，并且物料的含水量高，故而可以将进料装置设计成大角度，以此来防止浆料出现回流现象，切实增强物料的平滑度。新型推进器选取的是外油缸，在日常动作时，液压缸活塞杆会出现缩回，使油缸油封密封件寿命得到延长，大幅度改变了活塞杆的受力状态，既有利于设备保持正常运转速度，还能提升进给装置的可靠性。

回装窑外溜槽部分设置水冷夹套形式，通过循环水的不断置换，可防止炉内高温造成溜槽受热变形损坏。推杆推头及溜槽入炉伸长节部件采用耐腐蚀和耐高温材质310S，可防止溜槽漏水后对耐火材料的损害，铸件长期可保证在1200℃温度下，设备可耐腐蚀耐变形，可保证长期使用，减少后期维护率，大大提高焚烧线设备稳定性。

图4新型液压推杆组件

3.液压系统

焚烧装置配置一套液压油站系统，保证满足推料进料系统使用要求，设置外挂列管式冷却器，采用水冷结构，保证油液冷却。液压阀门整体集成式阀块。液压油箱设置排气孔、就地和远传液位计、就地和远传的温度测量装置，并设置报警和连锁，确保其安全。泵出口管线设置安全泄放阀，安全泄放阀排液回流至液压油箱。液压系统具有手动/自动运行功能，在手动运行方式时，操作员通过控制柜按钮控制系统内设备的运行；而选择自动运行时，液压系统控制柜根据DCS的控制指令控制液压系统自动运行。

4智能进料装置的技术特点

第一，向DCS站通过重力传感器称重模块输送相关信号，同时对设备的联锁及动作使用计算机程序实施控制，确保投料的均匀性。第二，基于以往老式板式给料机实施技术创新，拆除了板式给料机的返回托盘，增加刮刀，将具有粘性特点的物料在链板返回期间进行剐除；设置拨料器，在下料过程中将链板上部分黏着物进行拨动；通过以上手段来解决传统板式给料机在遇到粘性物料时容易堵塞的问题。第三，鉴于窑头炉温较高，推料器系统若一直暴露于具有高温辐射的窑内，那么推料机和液压缸密封件必将遭受破坏。为了降低这种情况的发生，设计研发了双层夹套，在炉外壳体冷却时主要通过大流量循环冷却器来达到目的，在其将高温辐射热降低后，不但能延长溜槽的使用寿命，还可以满足进料系统的工作要求。在炉内部分采用310S铸件，可保证在高温情况下，通道不受物料腐蚀影响和高温变形影响。第四，实施电气限位与机械限位双层面保护措施。液压管路加载了溢流阀块和压力检测，可有效防止因物料堵塞或电信号故障造成设备损坏，实现在线全面监测、遇到故障自动报警以及立刻做到诊断。第五，以往一直存在推压油缸内置问题，推杆推料时油缸处于伸出状态，受力不稳，高温易导致推头受热严重，散热不好，将油缸杆由在内部改为外部，推压油缸处于缩回状态，使油封老化油缸和在高温下易泄露导致不出力的问题得以解决，延长了油缸的使用寿命。

结语：

总而言之，与以往进料系统相比，本文研究的固废焚烧装置窑头进料系统能增强焚烧线系统进料设备运转率，不仅操作十分便利，而且运行更加稳定。同时，本系统还能有效解决推杆油缸油封因高温易老化的问题，改善了油缸的受力状态，延长了油缸的使用寿命。经过多个项目的实际运用，本新型智能投料系统的性能指标达到并超过了国内同行业先进水平，满足了固体废物行业的要求，全面保障固体废物的大规模处置的稳定运行。

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