炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法

560 编辑：中冶有色技术网来源：青岛荏原环境设备有限公司

2023-12-14 15:42:01

权利要求书： 1.一种炉排冷却装置，其特征是，包括固定炉排风道、可动炉排风道；所述固定炉排风道、可动炉排风道均与多组冷却风管组件连接，每一组冷却风管组件设置至少一个冷却风管路，每一冷却风管路与多个冷却风喷管连接，冷却风管路中布设冷却水管路，冷却水管路延伸至冷却风喷管，且冷却水管路末端设有雾化喷头；

冷却风喷管、雾化喷头的出口与炉排易超温区域对应，经喷头雾化的冷却水喷射到炉排易超温区域，利用潜热实现指定部位的强化冷却；

多个冷却风喷管并列设置，可将冷却风在炉排片下部分流而将分散向炉排片易超温区域吹风，可以加强冷却效果；

所述冷却装置，由冷却风和冷却水喷雾的结合，可以起到附加效果：在喷雾至炉排易超温区域时，冷却风可促进喷雾的分散，提高雾化液滴的蒸发速率，进而进一步提升冷却效果，良好的雾化效果也可以降低冷却水的喷入量，提高能效；

所述冷却水管路末端雾化喷头超出冷却风喷管设置，可防止冷却风喷管对雾化喷头造成影响，雾化喷头超出冷却风喷管，可最大程度保证雾化喷头的喷雾效果。

2.如权利要求1所述的炉排冷却装置，其特征是，所述固定炉排风道、可动炉排风道均通过管路与风源连通，冷却水管路与水源连通。

3.如权利要求1所述的炉排冷却装置，其特征是，还包括多个温度监测元件，多个温度监测元件布置于炉排不同区域，温度监测元件与控制器通信，控制器根据不同区域炉排温度调节不同区域的冷却风管路和冷却水管路的介质流量。

4.一种炉排，其特征是，包括如权利要求1?3任一项所述的炉排冷却装置。

5.如权利要求4所述的炉排，其特征是，还包括若干依次设置的炉排单元，每一炉排单元包括若干固定炉排片和若干可动炉排片，固定炉排片和可动炉排片间隔设置，固定炉排风道与固定炉排片连接并对固定炉排片进行支撑，可动炉排风道与可动炉排片连接并对可动炉排片进行支撑。

6.如权利要求5所述的炉排，其特征是，所述冷却风管路上部设置两组限位块，两组限位块前后布置。

7.如权利要求6所述的炉排，其特征是，所述固定炉排片、可动炉排片底部带有筋板，筋板设置拉钩，筋板、拉钩与限位块卡合设置。

8.一种焚烧炉，其特征是，包括如权利要求4?7任一项所述的炉排。

9.如权利要求1?3任一项所述的炉排冷却装置的冷却方法，其特征是，包括以下步骤：将炉排划分为多个区域，每一区域的炉排冷却单独控制；

根据每一区域炉排温度的大小或运行负荷大小，控制冷却风管路和冷却水管路内的介质流量，实现多级强化冷却；

具体控制流量变化时，在温度或运行负荷处于设定区间时，先调冷却风管路的风流量，后开启冷却水管路，调节冷却水管路的水流量；在温度或运行负荷达到设定值时，该设定值大于设定区间的最大值，固定冷却风管路的风流量或停止冷却风供应，以调节冷却水流量为基础。

说明书：一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法技术领域[0001] 本发明属于炉排冷却技术领域，具体涉及一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法。背景技术[0002] 这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。[0003] 炉排炉是垃圾焚烧领域重要的炉型。焚烧炉炉膛燃烧温度可高达1000℃左右，而炉排表面直接接触剧烈燃烧的燃烧物，负荷较高时会造成炉排超温，过高的温度会导致高温腐蚀的发生，致使炉排寿命缩短，因此需要在焚烧过程中对炉排进行冷却。[0004] 目前，对炉排的冷却主要是通过风冷或者水冷方式进行，发明人发现，对于风冷方式，由于受燃烧条件限制，一次风风量有限，且气体对流换热强度低，风冷对于炉排片的冷却效果不佳；而对于水冷方式，虽冷却效果比风冷方式好，但是水冷炉排制造复杂、成本高，受设备结构限制，冷却水系统布置难度大，容易出现泄漏等安全事故。发明内容[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法，该装置采用风冷和水雾冷却结合的方式，可以有效实现对炉排的强化冷却。[0006] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：[0007] 第一方面，本发明的实施例提供了一种炉排冷却装置，包括固定炉排风道、可动炉排风道；所述固定炉排风道、可动炉排风道均与多组冷却风管组件连接，每一组冷却风管组件设置至少一个冷却风管路，每一冷却风管路与多个冷却风喷管连接，冷却风管路中布设冷却水管路，冷却水管路延伸至冷却风喷管，且冷却水管路末端设有雾化喷头。[0008] 作为进一步的技术方案，所述固定炉排风道、可动炉排风道均通过管路与风源连通，冷却水管路与水源连通，冷却风喷管、雾化喷头的出口与炉排易超温区域对应。[0009] 作为进一步的技术方案，多个冷却风喷管并列设置。[0010] 作为进一步的技术方案，还包括多个温度监测元件，多个温度监测元件布置于炉排不同区域，温度监测元件与控制器通信，控制器根据不同区域炉排温度调节不同区域的冷却风管路和冷却水管路的介质流量。[0011] 第二方面，本发明实施例还提供了一种炉排，包括如上所述的炉排冷却装置。[0012] 作为进一步的技术方案，还包括若干依次设置的炉排单元，每一炉排单元包括若干固定炉排片和若干可动炉排片，固定炉排片和可动炉排片间隔设置，固定炉排风道与固定炉排片连接并对固定炉排片进行支撑，可动炉排风道与可动炉排片连接并对可动炉排片进行支撑。[0013] 作为进一步的技术方案，所述冷却风管路上部设置两组限位块，两组限位块前后布置。固定炉排片、可动炉排片底部带有筋板，筋板底部设置拉钩，筋板、拉钩与限位块卡合设置。两者相互作用能有效约束炉排片的左右移动、翘起。限位块限位间隙设有余量能有效吸收炉排片的热膨胀，提高设备运行稳定性。[0014] 第三方面，本发明实施例还提供了一种焚烧炉，包括如上所述的炉排。[0015] 第四方面，本发明实施例还提供了一种如上所述的冷却装置的冷却方法，包括以下步骤：[0016] 将炉排划分为多个区域，每一区域的炉排冷却单独控制；[0017] 根据每一区域炉排温度的大小或炉排负荷量的大小，控制冷却风管路和冷却水管路内的介质流量，实现多级强化冷却；[0018] 具体控制流量变化时，在温度或运行负荷处于设定区间时，先调冷却风管路的风流量，后开启冷却水管路，调节冷却水管路的水流量；在温度或运行负荷达到设定值时，该设定值大于设定区间的最大值，固定冷却风管路的风流量或停止冷却风供应，以调节冷却水流量为基础。[0019] 上述本发明的实施例的有益效果如下：[0020] 本发明的炉排冷却装置，通过固定炉排风道、可动炉排风道的设置，固定炉排风道给固定炉排片提供冷却风，可动炉排风道给可动炉排片提供冷却风，固定炉排风道固定设置，可动炉排风道可随可动炉排片移动，可以为固定炉排片、可动炉排片提供风冷，与一般风冷不同之处在于，1.本发明涉及的风冷通过喷嘴直接作用于高温区域，控温更精准、高效，2.与一次风不同，冷却风采用常温空气，提高冷却效果；同时，冷却风管路中设置冷却水管路，并在端部设置雾化喷头，可利用潜热实现对炉排易超温区域的强化冷却。[0021] 本发明的炉排冷却装置，采用风冷和雾化冷却结合的方式，在喷雾至炉排易超温区域时，冷却风可促进喷雾的分散，提高雾化液滴的蒸发速率，进而进一步提升冷却效果，良好的雾化效果也可以降低冷却水的喷入量，提高能效。[0022] 本发明的炉排冷却装置，通过对炉排温度或负荷的监测，可实现根据炉排温度值或负荷值，相应的调整风冷和水雾的流量，实现多级强化冷却。[0023] 本发明的冷却方法，将炉排分为多个区域，每一区域的冷却单独进行控制，从而可以根据不同区域的实际运行情况(如温度、负荷)进行相应调整，冷却效果与需求更为匹配。[0024] 同理，本发明所涉及的冷却装置，可对炉排炉其它特定区域实现强化冷却，例如炉排侧面密封板、中间密封板等。附图说明[0025] 构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。[0026] 图1是本发明根据一个或多个实施方式的冷却装置在炉排设置的示意图；[0027] 图2是本发明根据一个或多个实施方式的冷却风管路的设置示意图；[0028] 图3是图1中A处放大图；[0029] 图4是限位块与炉排片的配合示意图；[0030] 图5是冷却风管路和冷却水管路配置示意图；[0031] 图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；[0032] 其中，1固定炉排风道，2可动炉排风道，3冷却风管路，4冷却风喷管，5冷却水管路，6雾化喷头，7限位块，8筋板，9拉钩，10固定炉排片，11可动炉排片。

具体实施方式[0033] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。[0034] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；[0035] 为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0036] 术语解释部分:本发明中如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。[0037] 正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法。[0038] 实施例1：[0039] 本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种炉排冷却装置，其可对炉排易超温区域提供多级强化冷却。[0040] 具体来说，该冷却装置包括固定炉排风道1、可动炉排风道2，固定炉排风道1用以给固定炉排片提供冷却风，可动炉排风道用以给可动炉排片提供冷却风，固定炉排风道固定设置，可动炉排风道可随可动炉排片移动。[0041] 固定炉排风道1、可动炉排风道2均通过管路与风源连通，由此为各风道提供冷却风。可选的实施方式中，风源通过空气母管为各风道提供风力，空气母管与可动炉排风道之间通过软管连接，以在可动炉排风道移动时也能可靠的输送风力。[0042] 固定炉排风道1、可动炉排风道2均与多组冷却风管组件连接，每一组冷却风管组件设置至少一个冷却风管路3，冷却风管组件延伸至相应炉排片下部，且冷却风管组件的出风喷管对应炉排易超温区域设置。[0043] 固定炉排风道连接的多个冷却风管组件一一设置于相应的固定炉排片下部，可动炉排风道连接的多个冷却风管组件一一设置于相应的可动炉排片下部。[0044] 由于炉排易超温区域是位于炉排片端部，所以冷却风管组件的出风喷管对应炉排片端部。[0045] 在优选的实施方案中，每一冷却风管路3与多个冷却风喷管4连接，多个冷却风喷管并列设置，多个冷却风喷管在炉排片下部一一排列设置，由此可将冷却风在炉排片下部分流而将分散向炉排片易超温区域吹风，可以加强冷却效果。[0046] 本发明的冷却装置，冷却风管路与炉排易超温区域对应，冷却风经冷却风管路最终分配到喷管中，经喷管加速的冷却风气流冲击到炉排易超温区域，可实现指定部位的强化冷却。[0047] 在进一步的实施方案中，冷却风管路中布设冷却水管路5，冷却水管路与水源连通，冷却水管路延伸至冷却风喷管，冷却水管路末端设有雾化喷头6，雾化喷头的出口与炉排易超温区域对应，冷却水经冷却水管路最终分配到雾化喷头内，经喷头雾化的冷却水喷射到炉排易超温区域，利用潜热实现指定部位的强化冷却。同时，风冷和水冷的结合，可以加强对炉排的冷却效果。[0048] 在进一步的实施方案中，位于炉排片底部的冷却风喷管4内供冷却水管路5穿过，而由于对应的炉排区域温度较低，位于炉排片间的冷却风喷管4中未有冷却水管路穿过，仅由冷却风喷管4喷出的冷却风进行冷却，从而优化了系统配置，如图5所示。[0049] 本发明的冷却装置，不是采用冷却水接触对流传热的形式对炉排进行冷却，而是利用潜热将冷却水喷雾至炉排易超温区域，喷雾与高温炉排片换热后形成水汽，其在高温的焚烧炉中不会对设备造成影响，由于气化潜热，极少量的冷却水能带来巨大的冷却效果，也不会对炉内燃烧状况造成影响。[0050] 本发明的冷却装置，由冷却风和冷却水喷雾的结合，可以起到附加效果：在喷雾至炉排易超温区域时，冷却风可促进喷雾的分散，提高雾化液滴的蒸发速率，进而进一步提升冷却效果，良好的雾化效果也可以降低冷却水的喷入量，提高能效。[0051] 本发明的冷却装置，冷却风和冷却水的配合可实现对于不同温度或负荷下的分级冷却，由于空气对炉内燃烧有一定影响，冷却风量受到约束，当温度或负荷提高时，冷却风量达到最大设定值后，开启冷却水，进一步提高冷却能力，当温度或负荷降低时，停止冷却水喷入，避免了过度冷却，减少了热损失。[0052] 在可选的实施方案中，冷却水管路镶嵌布置于冷却风管路内。[0053] 优选的实施方案中，冷却水管路末端雾化喷头超出冷却风喷管设置，可防止冷却风喷管对雾化喷头造成影响，雾化喷头超出冷却风喷管，可最大程度保证雾化喷头的喷雾效果。[0054] 在进一步优选的实施方案中，该冷却装置还包括温度监测元件，本实施例采用温度传感器，温度传感器设置多个，多个温度传感器布置于炉排不同区域，温度传感器与控制器通信，控制器控制冷却风管路的风流量和冷却水管路的水流量，由此，冷却风管路内部的冷却风流量和冷却水管路的冷却水流量根据炉排实际温度控制。[0055] 根据炉床不同位置燃烧强度不同，将炉床划分为不同区域，各区域内布置温度传感器监测区域内炉排温度，对应于炉排不同区域的冷却风管路、冷却水管路采用相互独立并单独控制方式，由此可根据不同区域内温度传感器监测的炉排温度独立控制冷却风管路和冷却水管路内的介质流量，进而根据燃烧温度实施调控冷却强度，实现多级强化冷却。[0056] 具体设置时，可在冷却风管路、冷却水管路设置阀门，由控制器控制冷却风管路、冷却水管路上阀门的启闭以及开合大小，进而调整水流量和风流量。当然，在其他实施方式中，也可采用其他对管路流量起到控制的方案。[0057] 具体控制流量变化时，在较低高温或较低高负荷时(可针对温度和运行负荷单独设置设定区间；温度达到温度的设定区间时，即处于较低高温；运行负荷处于负荷的设定区间时，即处于较低高负荷)，先调冷却风管路的风流量，后开启冷却水管路，调节冷却水管路的水流量；在高温度或高负荷时(可针对温度和运行负荷单独设置设定值；温度达到温度的设定值时，即处于高温度；运行负荷达到负荷的设定值时，即处于高负荷；此处的设定值大于设定区间的最大值)，固定冷却风管路的风流量或停止冷却风供应，以调节冷却水流量为基础。[0058] 其中，在炉排的运作过程中，炉排的运行负荷可以直接被控制器获取，此处为现有技术，在此不再赘述。[0059] 由于冷却风管路布置在炉排下部，为了更好的优化炉排结构，将冷却风管用于炉排片的支撑，具体结构为在冷却风管路上部设置限制炉排移动的限位块7，用于炉排片在复杂环境下保持位置相对稳定。相对应的，炉排片底部设有带拉钩9的筋板8，用于将炉排片和冷却装置连接成一体，进而可限制炉排片在复杂环境下的位移。[0060] 限位块设置两组，限位块固定在冷却风管路上部，限位块前后布置，其中后部限位块(靠近炉排片后端)上开有与炉排片下部筋板相配合的凹槽，该限位块的凹槽与筋板卡合，用于限制炉排片的横向移动，凹槽尺寸略大于筋板厚度，有利于对炉排片热膨胀的吸收；前部限位块(靠近炉排片前端)也开有与炉排片下部筋板相配合的凹槽，同样与筋板卡合，用于限制炉排片的横向移动，凹槽尺寸也略大于筋板厚度，有利于对炉排片热膨胀的吸收同时该限位块下缘与炉排片下部拉钩卡合，限位块下缘与拉钩头部上缘之间留有少许间隙(优选2～5mm)，炉排片端部向上位移时，拉钩头部上缘与限位块下缘接触，从而限制炉排片的过度翘起。[0061] 实施例2：[0062] 该实施例中提出一种炉排，其包括如上所述的冷却装置。[0063] 具体来说，该炉排包括若干依次设置的炉排单元，每一炉排单元包括若干固定炉排片10和若干可动炉排片11，固定炉排片和可动炉排片间隔设置，冷却装置设置于炉排下部。[0064] 冷却装置的固定炉排风道与固定炉排片连接，冷却装置的可动炉排风道与可动炉排片连接，使得固定炉排风道对固定炉排片形成支撑，可动炉排风道对可动炉排片形成支撑，如此布置更加紧凑合理，炉排风道即对炉排片起到支撑作用，省去了炉排支撑架的单独布置，同时避免了炉排支撑架和冷却管路同时设置造成的结构复杂、占用空间大的问题，简化了整体结构的布置。[0065] 固定炉排风道、可动炉排风道可采用管材制成，管材制成支撑架形式，管材内部空腔即为风或水的流通通路。[0066] 固定炉排片、可动炉排片底部带有筋板，筋板设置拉钩，筋板、拉钩可与限位块卡合设置，用于限制炉排片在运行过程中的位移。拉钩为L形钩状，其可卡在限位块底部，进而实现对炉排片的限位作用。[0067] 固定炉排片、可动炉排片拆卸时，只需将后部挡块拆卸，由于后部挡块的厚度大于拉钩与限位块卡合长度，炉排片可后退至钩状与限位块分离，即可向上搬离，操作简单。[0068] 实施例3：[0069] 该实施例提出一种焚烧炉，其包括如上所述的炉排。[0070] 实施例4：[0071] 该实施例提出如上所述冷却装置的冷却方法，其包括以下步骤：[0072] 将炉排划分为多个区域，每一区域的炉排冷却单独控制，也即不同区域的的冷却风管路和冷却水管路相互独立并可单独控制；[0073] 由温度传感器监测各区域炉排的温度；[0074] 根据炉排温度的大小或荷量的大小，控制冷却风管路和冷却水管路内的介质流量，实现多级强化冷却。具体控制流量变化时，在略高温或略高负荷时(设定区间)，先调冷却风管路的风流量，后开启冷却水管路，调节冷却水管路的水流量；在高温度或高负荷时(设定值)，固定冷却风管路的风流量或停止冷却风供应，以调节冷却水流量为基础。[0075] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。