垃圾发电厂机械炉排焚烧炉安装与施工技术

摘" 要：垃圾发电厂的运行效果与焚烧炉的安装和施工质量直接相关。研究从当前机械炉排焚烧炉安装与施工的难点出发，结合信丰县生活垃圾焚烧发电厂工程实例提出一种更加科学、合理的机械炉排焚烧炉安装方法，该方法涵盖设备预检、焚烧炉钢结构支撑、炉排和炉壳的改进安装技术。通过对安装后的设备进行检测发现焚烧炉系统各部件运作协调，各部件与设备的参数均满足要求，而采用冷热校正结合的方式也使得安装后的钢架合格率达到100%。结果表明研究提出的焚烧炉改进安装技术实现更高质量、高效率的垃圾发电厂机械炉排焚烧炉安装与施工。

关键词：机械炉排；垃圾发电；焚烧炉安装；质量控制；设备预检

中图分类号：TM619" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2023）31-0189-04

Abstract： The operation effect of municipal solid waste power plant is directly related to the installation and construction quality of incinerator. Starting from the current difficulties in the installation and construction of mechanical grate incinerator， and combined with the engineering example of domestic waste incineration power plant in Xinfeng County， a more scientific and reasonable installation method of mechanical grate incinerator is put forward. This method includes equipment pre-inspection， steel structure support of incinerator， improved installation technology of grate and furnace shell. Through the inspection of the installed equipment， it is found that the operation of each part of the incinerator system is coordinated， and the parameters of each part and equipment meet the requirements， and the combination of cold and hot correction also makes the qualified rate of the installed steel frame reach 100%. The results show that the improved installation technology of incinerator proposed in the study realizes the installation and construction of mechanical grate incinerator in municipal solid waste power plant with higher quality and high efficiency.

Keywords： mechanical grate; garbage power generation; incinerator installation; quality control; equipment pre-inspection

随着我国城镇垃圾日处理量不断增加，许多地区的垃圾填埋量都已经达到了饱和状态，如何处理这些城市生活垃圾已成为当务之急。对垃圾进行清洁焚烧不仅能够节省大量土地，提高垃圾填埋场的利用年限，同时还能提高垃圾的无害化减量化、资源化处理能力，从而更好地实现城市环境保护和可持续发展[1-2]。机械式炉排焚烧炉是目前世界上较为先进的一种技术，具有运行可靠，故障率低，容量大，无需预处理废弃物，废气排放量小，出灰低和对受热表面的磨耗极小等优点，因此，在生活垃圾焚烧发电厂中普遍采用机械式炉排焚烧炉[3]。待处理的生活垃圾可以利用垃圾焚烧炉产生的余热进行烘干，适用于我国高含水量、低热值的城市生活垃圾。机械炉排炉垃圾干燥、混合、搅动方面的设计使得垃圾不需要预处理就能更充分地燃烧，不易造成二次污染，且操作难度和运行成本都较低[4]。焚烧炉是垃圾焚烧发电系统的核心部件，系统运行和发电效率与其安装质量直接相关。研究结合信丰县生活垃圾焚烧发电厂工程实例，从焚烧厂安装和施工的难点出发，对焚烧炉安装关键技术进行总结，以实现焚烧炉的高质量安装和顺利施工。

1" 工程概况

信丰县生活垃圾焚烧发电厂工程建设地点位于信丰县嘉定镇长生村长坑仔，其建设规模为日处理垃圾量800 t，配2台400 t/d机械炉排垃圾焚烧炉及余热锅炉、烟气净化装置、1×15 MW凝汽式汽轮发电机组以及相配套的主辅生产系统等。生活垃圾焚烧发电系统设备及流程如图1所示。

从图1中可以看出，垃圾焚烧处理一般由垃圾焚烧炉、余热锅炉、烟气净化装置、发电机组和相应的主辅生产系统等组成。由于垃圾热值和其本身具有含水量等因素的影响，垃圾焚烧炉需要维持一定的温度来进行长时间的工作，因此，大多垃圾焚烧炉使用余热锅炉来代替热量回收装置。

2" 安装与施工技术难点及措施

机械炉排焚烧炉的各部分都有很大的体积和质量，如何安全、便捷地实现各焚烧炉的各部件吊装是现存安装方法中的一大技术难点。此外，在安装作业区内有很多的高空作业，并且经常会有很多的交叉作业，不仅作业难度高、强度大，还存在很大的安全隐患。如何降低高空作业的难度，提高安装作业的安全指数是焚烧炉安装施工中需要解决的另一个重要问题。研究针对吊装中存在的技术难点，从安装工程实例出发，在综合考虑作业时间、零件组装方式、安装工序和管理人员等因素的前提下，制定整体吊装的施工方案，提出了零件地面装配-高空整体吊装的安装方案。

在整个生活垃圾焚烧发电装置安装中，焚烧炉安装是所需时间最久的一个，包括给料、加料、循环余热等多个环节，施工工作量大、施工难度大[5]。但是实际的工程案例又要求焚烧炉安装必须在固定工期内实现焚烧炉多装置的高精度安装，且实际的施工场地往往面积有限，对安装技术提出了更高的要求。焚烧炉安装中还有一个不可忽视的问题即如何保障安装后设备的密封性。自然循环余热锅炉的运行条件为中压、中温，因此对设备安装的密封性要求极高。研究提出的安装方案采用更加合理的设备顺利安装以保证装置的配合精度和焚烧炉设备密封性，并且引入预组装的方式，将焚烧炉燃烧装置的组成元件拆分为多个部分进行运输。拆分后的系统设备在出厂前进行预组装，确认无误后再运至施工现场进行规范化的现场安装，以保证安装质量。

3" 机械炉排焚烧炉安装与施工技术

3.1" 焚烧炉安装方法

垃圾焚烧炉主要由钢结构支撑、炉排、给料器、炉壳、进料斗及溜槽、除渣机和液压系统等附属设备及系统等组成。焚烧炉排安装在焚烧-余热锅炉的钢结构框架上。锅炉运行时，炉排整体向上自由膨胀，其往复运动由液压驱动系统完成。根据信丰县生活垃圾焚烧发电厂工程的实际情况，研究提出了组合吊装和散装结合的焚烧炉安装方法，在设备吊装过程中使用的主要机械包括履带吊和汽车吊，大件吊装的主设备为8 t汽车起重机。组合吊装和散装结合式安装技术首先使用履带吊将2台机械炉排垃圾焚烧炉根据编号顺序先后进行大件吊装，然后使用起重机将给料器移动到炉排支架上方的辅助安装系统上，由系统将给料器运至安装位置并进行固定。为了确保焚烧炉安装作业过程顺利、安全地进行，研究引入了搭建安全作业区的施工方式。安全作业区的搭建方法是使用10 mm的钢板在焚烧炉的上方18.5 m左右的位置进行横向隔断，保障隔断下方作业区域的安全施工。研究提出的焚烧炉安装的完整技术流程如图2所示。

3.2" 设备安装检验与基础放线方法

垃圾火力发电厂焚烧锅炉属于大型装置，涉及到的问题很多，因此焚烧炉安装之前的各项检验和基础放线工作非常重要。检验内容包括设备和材料的开箱检验、进场检验、各类构件检验以及填料检验。土建基础校验的方式是根据相关图件对各层面预埋件中心、标高进行复查，做好预埋件标高差值数据的标注。中心复查时应注意，图纸中同一中心线的预埋件需从两端的预埋件放通线测量。分别以焚烧炉横向中心和钢结构支撑部分下部立柱安装基础标高预埋件横向中心线为横纵基准线，依据这2条参考线决定各个装置的确切位置，降低测量放样造成的误差积累，尽可能地使焚烧炉和余热锅炉安装界面连接严密。与焚烧炉相比，锅炉已经提前完成了装配，因此，从锅炉第一烟道进口边中心掉铅垂线到焚烧炉安装面，对锅炉进口与焚烧炉安装土建基础之间的关系进行检测，在土建基础符合安装条件的情况下，焚烧炉安装理论基准要尽可能地接近锅炉进口。

3.3" 钢结构支撑安装与施工技术

土建基础检查无误后，就可以进行焚烧炉钢结构支撑的安装。钢架组件采用吊装安装，按照从右往左，从后往前的吊装顺序搭设为如图3所示的板凳式平台。

研究采用的板凳式平台支架结构可以使支架间保持一定的距离，保护组件不发生永久变形。为了尽量降低钢架组在实际安装过程中产生的变形，研究采取冷校正与热校正相互结合的方式提高钢架的安装品质。钢架的冷校正采用千斤顶作为校正钢架变形的施工工具在校正架上进行，并且采用在千斤顶与钢架承力面之间垫上铁板或木板的方式，防止钢架在校正过程中被千斤顶端面挤压损伤变形。同时，为了防止千斤顶滑脱，在千斤顶的前、后垫上木块。在钢结构的具体安装过程中，要注意立柱夹板的高度，各个工艺都要尽量符合每一个柱夹板的要求。立柱的高度和具体的竖直高度要严格依照设计图纸的有关内容进行定位和施工，并且要在各项质量检测都符合要求的情况下才能开始安装。若安装过程中发现钢结构发生了明显的变形，必须立即采取相应的校正对策，并且进行检测。在各种检测工作完成以后才可以进行焊接，进行焊接的施工人员也要定期对各部分进行检测，采集质量数据，保证钢结构支撑的可靠性和稳固性。

3.4" 炉排安装与施工技术

炉排部分是整个焚烧炉设备的核心部分，其吊装和安装需要特别注意。在垃圾焚烧炉的安装中，炉排位于锅炉底部，因此，提出采用临抛安装的方式进行炉排的安装和施工，该方法需要通过提前吊装的方式将炉排运送至指定的地点，然后将炉排模段直接在支撑结构上进行组装。此外，还需要检验锅炉的底板能否承受在装配时所需的重量，以便给各个组件提供充分的吊装和埋设空间。信丰县生活垃圾焚烧发电厂的机械炉排焚烧炉共有4列炉排，为防止炉排在吊装过程中出现变形，研究使用产品专门配备的炉排框架专用吊具进行施工。在炉排安装过程中只通过专用吊具起吊炉排框架，避免在炉排其他部位产生吊点或其他任何形式的受力点。根据设计图纸，检查焚烧炉的炉排框架吊装中炉排钢结构的安装尺寸是否一致，用于固定和滑动的点限位块是否已安装到位。在炉排片安装过程中应同步进行间隙调整，避免在进行二次调整过程中由于放置时间过长而产生大量灰尘堆积或产生锈蚀，而对接缝处的紧固度和严密性产生不利的影响。框架、溜槽、炉壳及落渣口之间的交接处的密封，应该充分考虑到各个组件之间在热膨胀方面存在的差异，根据设计方案进行组装，以保证交接处的密封性和设备运行的长久性与稳定性。研究提出炉排架安装，炉排梁固定，炉排模块组合，安装调试的炉排安装次优化序。支架底座的混凝土抗压强度在设计值的3/4以上时，进行炉排架的安装。炉排架是炉排的核心部件，因此其安装质量是炉排安装质量的根本，在进行安装时必须对各项工作进行认真检查和调整，确保其安装质量符合要求。炉排支架中的炉排梁需要根据设计图在支撑结构进行安装和校正，并把横向梁端板焊到纵向梁柱上，过程中所有的测量精度不能超出容许偏差的范围。在安装炉排大梁之前，采用接触表面检测来保证堆垛机横向膨胀自如，且有充分的膨胀空间。各炉排模块的装配要严格按照设计图纸的要求进行，严格遵循安装施工的前后顺序，并在炉排装好之后，根据所需的间距进行适当的调整。具体的要求见表1。

但是炉排安装是在冷态静止状态下进行的，炉排之间的紧密接触会导致焚烧炉接触在启动运行后因受热膨胀而更加紧密，造成液压连杆机构驱动出力增大、磨损加剧，甚至会影响炉排的正常运行。固定炉排和运行炉排在长期运行过程中的相对运动，使得炉排磨损加剧，增大了炉排之间的空隙，造成漏渣漏料，不完全燃烧损失增大，灰渣热灼减率增大，一次风压不稳定等问题，进而造成垃圾燃烧不完全、效率降低等。因此，研究在炉排安装中提出了一种安装在固定炉排梁上的自调节防磨损拉紧装置，以此来保持炉排间的紧密接触和稳定运行。该装置由左右侧梁、上下横杆、弹簧和螺母4部分组成。在安装时，将左右两侧梁安装于固定炉排梁下，使弹簧在安装和运行状态下始终保持压缩状态，同时利用拧紧的螺母对单端的弹簧进行固定。左右侧梁使得装置与固定炉排连成一体，左右分别与相对应的固定炉排梁匹配。上下横杆采用不同的结构，其中上横杆左侧有使用螺母来固定并压紧的弹簧穿过，弹簧使得炉排在运行过程可以根据实际情况调节固定炉排与运行炉排之间的距离。引入了自调节防磨损拉紧装置的炉排，在安装后保持固定炉排与运行炉排之间的紧密接触的同时，可以在炉排开始运行后的高温运动状态，通过装置中自动调节的弹簧增大左右两侧梁之间的距离，保证炉排间距离达到设计运行要求，尽量避免热胀冷缩导致的炉排磨损。自调节防磨损拉紧装置可以根据具体情况，按照炉排宽度及固定炉排以及运行炉排的磨损程度来自由搭配，满足设计和实际运行的需要。

4" 机械炉排焚烧炉调试与检测结果

进行焚烧炉系统调试的主要目的是为了检查炉排各部件之间是否能够协调运作，尤其是检查液压系统是否正常工作。在此基础上检查炉排自控系统与机械、液压部件的连接问题。研究提出的具体试验包括各部件和液压管路阀门安装的完好情况、信号线和电源线是否连接准确、炉排和推料平台的同步运行情况等内容能合格。通过检测保证机械炉排焚烧系统的各个转动部件都可以平衡运转、灵活转动，并且没有异常声音，无起拱、跑偏和卡住等现象。同时还要对冷校正和热校正结合方式的钢架变形校正效果进行质量检查，校正后的弯曲度要符合规范要求。

经过完整的检测后，信丰县生活垃圾焚烧发电厂的焚烧炉炉排在运作过程中，各个部件都可以正常运转，液压站油箱中温度小于35 ℃，电动机的温升和电流控制在额定值以内，炉排片间的间隙小于±1 mm，左右两侧的侧补偿间隙小于±1.5 mm，无跑偏、起拱和卡住现象，表明采用研究提出的炉排安装技术可以达到设计要求。在钢结构支撑检测中发现有3根横梁、1根立柱弯曲度超过10 mm，其中横梁采用冷校正的方式进行校正，立柱采用热校正的方式进行校正。校正后，冷校正的横梁弯曲度仅为2 mm，满足钢架的校正质量要求；热校正的立柱弯曲度仅为3 mm，符合校正的规范要求。采用冷热校正结合的方式使安装后的钢结构支撑合格率达到了100%。研究提出的自调节防磨损拉紧装置避免了热膨胀引起的液压驱动力增大，降低了垃圾不完全燃烧损失，对于提高垃圾焚烧炉的运行效率有很大的作用。

5" 结束语

机械炉排垃圾焚烧发电技术具有无害化、减量化、运行成本低等优点，是垃圾焚烧中普遍采用的炉型。为了解决当前机械炉排焚烧炉安装与施工的难点，研究结合信丰县生活垃圾焚烧发电厂工程实例提出了一种科学、合理的安装方法，对设备预检、焚烧炉钢结构支撑、炉排和炉壳的安装技术进行了改进研究。安装后的检测结果显示，焚烧炉系统各部件运转正常，各项参数均满足运行要求和设计要求，自调节防磨损拉紧装置保证了炉排密封性，提高了焚烧炉的运行效率。检测结果表明，研究提出的焚烧炉改进安装技术有利于保证垃圾发电厂机械炉排焚烧炉安装与施工的规范化、精确化与高效率化。

参考文献：

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[2] 林欢，朱清.新型炉排型生活垃圾焚烧炉的设备及应用[J].中国环保产业，2019（2）：36-40.

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[4] 郑高煊.浅析生活垃圾焚烧发电设备安装的关键点[J].新型工业化，2020，10（12）：8-9.

[5] 詹宏伟.炉排式垃圾焚烧锅炉安装工艺应用研究[J].科学大众，2020（8）：105-118.