垃圾發(fā)電廠機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工技術(shù)

摘" 要：垃圾發(fā)電廠的運(yùn)行效果與焚燒爐的安裝和施工質(zhì)量直接相關(guān)。研究從當(dāng)前機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工的難點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程實(shí)例提出一種更加科學(xué)、合理的機(jī)械爐排焚燒爐安裝方法，該方法涵蓋設(shè)備預(yù)檢、焚燒爐鋼結(jié)構(gòu)支撐、爐排和爐殼的改進(jìn)安裝技術(shù)。通過對(duì)安裝后的設(shè)備進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)焚燒爐系統(tǒng)各部件運(yùn)作協(xié)調(diào)，各部件與設(shè)備的參數(shù)均滿足要求，而采用冷熱校正結(jié)合的方式也使得安裝后的鋼架合格率達(dá)到100%。結(jié)果表明研究提出的焚燒爐改進(jìn)安裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量、高效率的垃圾發(fā)電廠機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工。

關(guān)鍵詞：機(jī)械爐排；垃圾發(fā)電；焚燒爐安裝；質(zhì)量控制；設(shè)備預(yù)檢

中圖分類號(hào)：TM619" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：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

隨著我國城鎮(zhèn)垃圾日處理量不斷增加，許多地區(qū)的垃圾填埋量都已經(jīng)達(dá)到了飽和狀態(tài)，如何處理這些城市生活垃圾已成為當(dāng)務(wù)之急。對(duì)垃圾進(jìn)行清潔焚燒不僅能夠節(jié)省大量土地，提高垃圾填埋場的利用年限，同時(shí)還能提高垃圾的無害化減量化、資源化處理能力，從而更好地實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展[1-2]。機(jī)械式爐排焚燒爐是目前世界上較為先進(jìn)的一種技術(shù)，具有運(yùn)行可靠，故障率低，容量大，無需預(yù)處理廢棄物，廢氣排放量小，出灰低和對(duì)受熱表面的磨耗極小等優(yōu)點(diǎn)，因此，在生活垃圾焚燒發(fā)電廠中普遍采用機(jī)械式爐排焚燒爐[3]。待處理的生活垃圾可以利用垃圾焚燒爐產(chǎn)生的余熱進(jìn)行烘干，適用于我國高含水量、低熱值的城市生活垃圾。機(jī)械爐排爐垃圾干燥、混合、攪動(dòng)方面的設(shè)計(jì)使得垃圾不需要預(yù)處理就能更充分地燃燒，不易造成二次污染，且操作難度和運(yùn)行成本都較低[4]。焚燒爐是垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)電效率與其安裝質(zhì)量直接相關(guān)。研究結(jié)合信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程實(shí)例，從焚燒廠安裝和施工的難點(diǎn)出發(fā)，對(duì)焚燒爐安裝關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以實(shí)現(xiàn)焚燒爐的高質(zhì)量安裝和順利施工。

1" 工程概況

信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程建設(shè)地點(diǎn)位于信豐縣嘉定鎮(zhèn)長生村長坑仔，其建設(shè)規(guī)模為日處理垃圾量800 t，配2臺(tái)400 t/d機(jī)械爐排垃圾焚燒爐及余熱鍋爐、煙氣凈化裝置、1×15 MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組以及相配套的主輔生產(chǎn)系統(tǒng)等。生活垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備及流程如圖1所示。

從圖1中可以看出，垃圾焚燒處理一般由垃圾焚燒爐、余熱鍋爐、煙氣凈化裝置、發(fā)電機(jī)組和相應(yīng)的主輔生產(chǎn)系統(tǒng)等組成。由于垃圾熱值和其本身具有含水量等因素的影響，垃圾焚燒爐需要維持一定的溫度來進(jìn)行長時(shí)間的工作，因此，大多垃圾焚燒爐使用余熱鍋爐來代替熱量回收裝置。

2" 安裝與施工技術(shù)難點(diǎn)及措施

機(jī)械爐排焚燒爐的各部分都有很大的體積和質(zhì)量，如何安全、便捷地實(shí)現(xiàn)各焚燒爐的各部件吊裝是現(xiàn)存安裝方法中的一大技術(shù)難點(diǎn)。此外，在安裝作業(yè)區(qū)內(nèi)有很多的高空作業(yè)，并且經(jīng)常會(huì)有很多的交叉作業(yè)，不僅作業(yè)難度高、強(qiáng)度大，還存在很大的安全隱患。如何降低高空作業(yè)的難度，提高安裝作業(yè)的安全指數(shù)是焚燒爐安裝施工中需要解決的另一個(gè)重要問題。研究針對(duì)吊裝中存在的技術(shù)難點(diǎn)，從安裝工程實(shí)例出發(fā)，在綜合考慮作業(yè)時(shí)間、零件組裝方式、安裝工序和管理人員等因素的前提下，制定整體吊裝的施工方案，提出了零件地面裝配-高空整體吊裝的安裝方案。

在整個(gè)生活垃圾焚燒發(fā)電裝置安裝中，焚燒爐安裝是所需時(shí)間最久的一個(gè)，包括給料、加料、循環(huán)余熱等多個(gè)環(huán)節(jié)，施工工作量大、施工難度大[5]。但是實(shí)際的工程案例又要求焚燒爐安裝必須在固定工期內(nèi)實(shí)現(xiàn)焚燒爐多裝置的高精度安裝，且實(shí)際的施工場地往往面積有限，對(duì)安裝技術(shù)提出了更高的要求。焚燒爐安裝中還有一個(gè)不可忽視的問題即如何保障安裝后設(shè)備的密封性。自然循環(huán)余熱鍋爐的運(yùn)行條件為中壓、中溫，因此對(duì)設(shè)備安裝的密封性要求極高。研究提出的安裝方案采用更加合理的設(shè)備順利安裝以保證裝置的配合精度和焚燒爐設(shè)備密封性，并且引入預(yù)組裝的方式，將焚燒爐燃燒裝置的組成元件拆分為多個(gè)部分進(jìn)行運(yùn)輸。拆分后的系統(tǒng)設(shè)備在出廠前進(jìn)行預(yù)組裝，確認(rèn)無誤后再運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行規(guī)范化的現(xiàn)場安裝，以保證安裝質(zhì)量。

3" 機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工技術(shù)

3.1" 焚燒爐安裝方法

垃圾焚燒爐主要由鋼結(jié)構(gòu)支撐、爐排、給料器、爐殼、進(jìn)料斗及溜槽、除渣機(jī)和液壓系統(tǒng)等附屬設(shè)備及系統(tǒng)等組成。焚燒爐排安裝在焚燒-余熱鍋爐的鋼結(jié)構(gòu)框架上。鍋爐運(yùn)行時(shí)，爐排整體向上自由膨脹，其往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完成。根據(jù)信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程的實(shí)際情況，研究提出了組合吊裝和散裝結(jié)合的焚燒爐安裝方法，在設(shè)備吊裝過程中使用的主要機(jī)械包括履帶吊和汽車吊，大件吊裝的主設(shè)備為8 t汽車起重機(jī)。組合吊裝和散裝結(jié)合式安裝技術(shù)首先使用履帶吊將2臺(tái)機(jī)械爐排垃圾焚燒爐根據(jù)編號(hào)順序先后進(jìn)行大件吊裝，然后使用起重機(jī)將給料器移動(dòng)到爐排支架上方的輔助安裝系統(tǒng)上，由系統(tǒng)將給料器運(yùn)至安裝位置并進(jìn)行固定。為了確保焚燒爐安裝作業(yè)過程順利、安全地進(jìn)行，研究引入了搭建安全作業(yè)區(qū)的施工方式。安全作業(yè)區(qū)的搭建方法是使用10 mm的鋼板在焚燒爐的上方18.5 m左右的位置進(jìn)行橫向隔斷，保障隔斷下方作業(yè)區(qū)域的安全施工。研究提出的焚燒爐安裝的完整技術(shù)流程如圖2所示。

3.2" 設(shè)備安裝檢驗(yàn)與基礎(chǔ)放線方法

垃圾火力發(fā)電廠焚燒鍋爐屬于大型裝置，涉及到的問題很多，因此焚燒爐安裝之前的各項(xiàng)檢驗(yàn)和基礎(chǔ)放線工作非常重要。檢驗(yàn)內(nèi)容包括設(shè)備和材料的開箱檢驗(yàn)、進(jìn)場檢驗(yàn)、各類構(gòu)件檢驗(yàn)以及填料檢驗(yàn)。土建基礎(chǔ)校驗(yàn)的方式是根據(jù)相關(guān)圖件對(duì)各層面預(yù)埋件中心、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)查，做好預(yù)埋件標(biāo)高差值數(shù)據(jù)的標(biāo)注。中心復(fù)查時(shí)應(yīng)注意，圖紙中同一中心線的預(yù)埋件需從兩端的預(yù)埋件放通線測量。分別以焚燒爐橫向中心和鋼結(jié)構(gòu)支撐部分下部立柱安裝基礎(chǔ)標(biāo)高預(yù)埋件橫向中心線為橫縱基準(zhǔn)線，依據(jù)這2條參考線決定各個(gè)裝置的確切位置，降低測量放樣造成的誤差積累，盡可能地使焚燒爐和余熱鍋爐安裝界面連接嚴(yán)密。與焚燒爐相比，鍋爐已經(jīng)提前完成了裝配，因此，從鍋爐第一煙道進(jìn)口邊中心掉鉛垂線到焚燒爐安裝面，對(duì)鍋爐進(jìn)口與焚燒爐安裝土建基礎(chǔ)之間的關(guān)系進(jìn)行檢測，在土建基礎(chǔ)符合安裝條件的情況下，焚燒爐安裝理論基準(zhǔn)要盡可能地接近鍋爐進(jìn)口。

3.3" 鋼結(jié)構(gòu)支撐安裝與施工技術(shù)

土建基礎(chǔ)檢查無誤后，就可以進(jìn)行焚燒爐鋼結(jié)構(gòu)支撐的安裝。鋼架組件采用吊裝安裝，按照從右往左，從后往前的吊裝順序搭設(shè)為如圖3所示的板凳式平臺(tái)。

研究采用的板凳式平臺(tái)支架結(jié)構(gòu)可以使支架間保持一定的距離，保護(hù)組件不發(fā)生永久變形。為了盡量降低鋼架組在實(shí)際安裝過程中產(chǎn)生的變形，研究采取冷校正與熱校正相互結(jié)合的方式提高鋼架的安裝品質(zhì)。鋼架的冷校正采用千斤頂作為校正鋼架變形的施工工具在校正架上進(jìn)行，并且采用在千斤頂與鋼架承力面之間墊上鐵板或木板的方式，防止鋼架在校正過程中被千斤頂端面擠壓損傷變形。同時(shí)，為了防止千斤頂滑脫，在千斤頂?shù)那?、后墊上木塊。在鋼結(jié)構(gòu)的具體安裝過程中，要注意立柱夾板的高度，各個(gè)工藝都要盡量符合每一個(gè)柱夾板的要求。立柱的高度和具體的豎直高度要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)圖紙的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行定位和施工，并且要在各項(xiàng)質(zhì)量檢測都符合要求的情況下才能開始安裝。若安裝過程中發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變形，必須立即采取相應(yīng)的校正對(duì)策，并且進(jìn)行檢測。在各種檢測工作完成以后才可以進(jìn)行焊接，進(jìn)行焊接的施工人員也要定期對(duì)各部分進(jìn)行檢測，采集質(zhì)量數(shù)據(jù)，保證鋼結(jié)構(gòu)支撐的可靠性和穩(wěn)固性。

3.4" 爐排安裝與施工技術(shù)

爐排部分是整個(gè)焚燒爐設(shè)備的核心部分，其吊裝和安裝需要特別注意。在垃圾焚燒爐的安裝中，爐排位于鍋爐底部，因此，提出采用臨拋安裝的方式進(jìn)行爐排的安裝和施工，該方法需要通過提前吊裝的方式將爐排運(yùn)送至指定的地點(diǎn)，然后將爐排模段直接在支撐結(jié)構(gòu)上進(jìn)行組裝。此外，還需要檢驗(yàn)鍋爐的底板能否承受在裝配時(shí)所需的重量，以便給各個(gè)組件提供充分的吊裝和埋設(shè)空間。信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠的機(jī)械爐排焚燒爐共有4列爐排，為防止?fàn)t排在吊裝過程中出現(xiàn)變形，研究使用產(chǎn)品專門配備的爐排框架專用吊具進(jìn)行施工。在爐排安裝過程中只通過專用吊具起吊爐排框架，避免在爐排其他部位產(chǎn)生吊點(diǎn)或其他任何形式的受力點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，檢查焚燒爐的爐排框架吊裝中爐排鋼結(jié)構(gòu)的安裝尺寸是否一致，用于固定和滑動(dòng)的點(diǎn)限位塊是否已安裝到位。在爐排片安裝過程中應(yīng)同步進(jìn)行間隙調(diào)整，避免在進(jìn)行二次調(diào)整過程中由于放置時(shí)間過長而產(chǎn)生大量灰塵堆積或產(chǎn)生銹蝕，而對(duì)接縫處的緊固度和嚴(yán)密性產(chǎn)生不利的影響?？蚣?、溜槽、爐殼及落渣口之間的交接處的密封，應(yīng)該充分考慮到各個(gè)組件之間在熱膨脹方面存在的差異，根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行組裝，以保證交接處的密封性和設(shè)備運(yùn)行的長久性與穩(wěn)定性。研究提出爐排架安裝，爐排梁固定，爐排模塊組合，安裝調(diào)試的爐排安裝次優(yōu)化序。支架底座的混凝土抗壓強(qiáng)度在設(shè)計(jì)值的3/4以上時(shí)，進(jìn)行爐排架的安裝。爐排架是爐排的核心部件，因此其安裝質(zhì)量是爐排安裝質(zhì)量的根本，在進(jìn)行安裝時(shí)必須對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行認(rèn)真檢查和調(diào)整，確保其安裝質(zhì)量符合要求。爐排支架中的爐排梁需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖在支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝和校正，并把橫向梁端板焊到縱向梁柱上，過程中所有的測量精度不能超出容許偏差的范圍。在安裝爐排大梁之前，采用接觸表面檢測來保證堆垛機(jī)橫向膨脹自如，且有充分的膨脹空間。各爐排模塊的裝配要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行，嚴(yán)格遵循安裝施工的前后順序，并在爐排裝好之后，根據(jù)所需的間距進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。具體的要求見表1。

但是爐排安裝是在冷態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，爐排之間的緊密接觸會(huì)導(dǎo)致焚燒爐接觸在啟動(dòng)運(yùn)行后因受熱膨脹而更加緊密，造成液壓連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)出力增大、磨損加劇，甚至?xí)绊憼t排的正常運(yùn)行。固定爐排和運(yùn)行爐排在長期運(yùn)行過程中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得爐排磨損加劇，增大了爐排之間的空隙，造成漏渣漏料，不完全燃燒損失增大，灰渣熱灼減率增大，一次風(fēng)壓不穩(wěn)定等問題，進(jìn)而造成垃圾燃燒不完全、效率降低等。因此，研究在爐排安裝中提出了一種安裝在固定爐排梁上的自調(diào)節(jié)防磨損拉緊裝置，以此來保持爐排間的緊密接觸和穩(wěn)定運(yùn)行。該裝置由左右側(cè)梁、上下橫桿、彈簧和螺母4部分組成。在安裝時(shí)，將左右兩側(cè)梁安裝于固定爐排梁下，使彈簧在安裝和運(yùn)行狀態(tài)下始終保持壓縮狀態(tài)，同時(shí)利用擰緊的螺母對(duì)單端的彈簧進(jìn)行固定。左右側(cè)梁使得裝置與固定爐排連成一體，左右分別與相對(duì)應(yīng)的固定爐排梁匹配。上下橫桿采用不同的結(jié)構(gòu)，其中上橫桿左側(cè)有使用螺母來固定并壓緊的彈簧穿過，彈簧使得爐排在運(yùn)行過程可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)固定爐排與運(yùn)行爐排之間的距離。引入了自調(diào)節(jié)防磨損拉緊裝置的爐排，在安裝后保持固定爐排與運(yùn)行爐排之間的緊密接觸的同時(shí)，可以在爐排開始運(yùn)行后的高溫運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過裝置中自動(dòng)調(diào)節(jié)的彈簧增大左右兩側(cè)梁之間的距離，保證爐排間距離達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)行要求，盡量避免熱脹冷縮導(dǎo)致的爐排磨損。自調(diào)節(jié)防磨損拉緊裝置可以根據(jù)具體情況，按照爐排寬度及固定爐排以及運(yùn)行爐排的磨損程度來自由搭配，滿足設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行的需要。

4" 機(jī)械爐排焚燒爐調(diào)試與檢測結(jié)果

進(jìn)行焚燒爐系統(tǒng)調(diào)試的主要目的是為了檢查爐排各部件之間是否能夠協(xié)調(diào)運(yùn)作，尤其是檢查液壓系統(tǒng)是否正常工作。在此基礎(chǔ)上檢查爐排自控系統(tǒng)與機(jī)械、液壓部件的連接問題。研究提出的具體試驗(yàn)包括各部件和液壓管路閥門安裝的完好情況、信號(hào)線和電源線是否連接準(zhǔn)確、爐排和推料平臺(tái)的同步運(yùn)行情況等內(nèi)容能合格。通過檢測保證機(jī)械爐排焚燒系統(tǒng)的各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件都可以平衡運(yùn)轉(zhuǎn)、靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，并且沒有異常聲音，無起拱、跑偏和卡住等現(xiàn)象。同時(shí)還要對(duì)冷校正和熱校正結(jié)合方式的鋼架變形校正效果進(jìn)行質(zhì)量檢查，校正后的彎曲度要符合規(guī)范要求。

經(jīng)過完整的檢測后，信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐爐排在運(yùn)作過程中，各個(gè)部件都可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓站油箱中溫度小于35 ℃，電動(dòng)機(jī)的溫升和電流控制在額定值以內(nèi)，爐排片間的間隙小于±1 mm，左右兩側(cè)的側(cè)補(bǔ)償間隙小于±1.5 mm，無跑偏、起拱和卡住現(xiàn)象，表明采用研究提出的爐排安裝技術(shù)可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在鋼結(jié)構(gòu)支撐檢測中發(fā)現(xiàn)有3根橫梁、1根立柱彎曲度超過10 mm，其中橫梁采用冷校正的方式進(jìn)行校正，立柱采用熱校正的方式進(jìn)行校正。校正后，冷校正的橫梁彎曲度僅為2 mm，滿足鋼架的校正質(zhì)量要求；熱校正的立柱彎曲度僅為3 mm，符合校正的規(guī)范要求。采用冷熱校正結(jié)合的方式使安裝后的鋼結(jié)構(gòu)支撐合格率達(dá)到了100%。研究提出的自調(diào)節(jié)防磨損拉緊裝置避免了熱膨脹引起的液壓驅(qū)動(dòng)力增大，降低了垃圾不完全燃燒損失，對(duì)于提高垃圾焚燒爐的運(yùn)行效率有很大的作用。

5" 結(jié)束語

機(jī)械爐排垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有無害化、減量化、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，是垃圾焚燒中普遍采用的爐型。為了解決當(dāng)前機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工的難點(diǎn)，研究結(jié)合信豐縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠工程實(shí)例提出了一種科學(xué)、合理的安裝方法，對(duì)設(shè)備預(yù)檢、焚燒爐鋼結(jié)構(gòu)支撐、爐排和爐殼的安裝技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)研究。安裝后的檢測結(jié)果顯示，焚燒爐系統(tǒng)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各項(xiàng)參數(shù)均滿足運(yùn)行要求和設(shè)計(jì)要求，自調(diào)節(jié)防磨損拉緊裝置保證了爐排密封性，提高了焚燒爐的運(yùn)行效率。檢測結(jié)果表明，研究提出的焚燒爐改進(jìn)安裝技術(shù)有利于保證垃圾發(fā)電廠機(jī)械爐排焚燒爐安裝與施工的規(guī)范化、精確化與高效率化。

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