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生活垃圾焚燒發電廠垃圾吊選型及布置

北極星垃圾發電網訊:摘要:簡要介紹了垃圾焚燒發電廠中垃圾吊車選型及布置方法,為業主與設備廠家簽訂垃圾吊采購技術協議提供參數基礎。

關鍵詞:垃圾焚燒;垃圾吊;垃圾吊稱重系統;垃圾吊自動定位稱重系統

橋式雙梁抓斗起重機(簡稱:垃圾吊車)是城市生活垃圾焚燒發電廠垃圾供料系統的關鍵設備。垃圾吊車提供焚燒爐加料及對垃圾進行搬運、攪拌、倒垛,按順序堆放到預定區域,確保入爐垃圾組分均勻、燃燒穩定。垃圾吊布置設計由垃圾抓斗、卷起裝置、行走裝置、配電裝置、稱重裝置以及控制設備等組成,其型式為橋式起重機,起重機抓斗為多瓣液壓抓斗。其設計使用條件為用于含塵空氣中重級制運行。它具有自動去皮、計量、預報警、超載保護的功能,并能在吊車控制室顯示統計記錄投料的各種參數。

1垃圾吊車選型考慮因素

我國垃圾成分復雜,熱值變化大,熱值低,水分高,為了保證焚燒爐的穩定燃燒,垃圾的均勻化非常重要,這一過程主要靠垃圾吊車和操作人員來實現。

在選取垃圾吊車的時候,考慮以下因素:

1)實際抓斗內壓縮后的垃圾容重可能更高,國外廠家如科尼和德馬格選用是0.55,國內廠家選用的也差不多。

2)要有備用垃圾吊車,在任何一臺垃圾吊車檢修時,所有焚燒爐的給料斗不受影響;同時備用量不應太大以免造成浪費。

3)垃圾焚燒爐處理能力較大,進料斗有防堵要求,要求垃圾抓斗分幾次放料,由此需占用一定的時間。

4)越大型的垃圾吊車,慣性越大,控制起來越困難。

5)每個循環的給料時間和倒垛搬運時間是全自動工況下的,如果由于設備故障,也應該考慮半自動和手動的工況要求。

6)考慮操作工人的休息時間。

2垃圾吊車選型過程

某垃圾焚燒發電廠日處理垃圾800噸,設1個垃圾池,存儲約7天的垃圾量,垃圾吊車給料速率為33.33t/h。液壓抓斗在抓取垃圾時的充滿率為0.9~1.0,設計取0.9;垃圾池中未經壓縮的垃圾容重為0.15~0.30,抓斗內經壓縮的垃圾容重為0.3~0.6,設計取0.55,下表為幾種垃圾吊車配置方案的對比。

垃圾吊車選型比較表


根據上表的對比結果,選用2臺6.3m3垃圾吊車同層布置,單臺垃圾吊車起重量11t,1用1備。選擇的垃圾吊車應可以實現手動或半自動的切換。

3垃圾吊車的主要功能

垃圾吊車位于垃圾池的上方,主要承擔垃圾的投料、搬運、攪拌和稱量工作。

投料:當焚燒爐進料口的垃圾不足時,垃圾吊車抓取垃圾池中發酵好的垃圾運行至進料口上方,給垃圾焚燒爐的進料斗加料。

搬運:將靠近卸料門的垃圾運到垃圾池的其它地方,避免卸料門的擁堵,調節池內垃圾數量,使之貯存不少于7天的垃圾量。

攪拌:由于國內的生活垃圾含水量較高,燃燒熱值較低,垃圾在垃圾池內需停留一定的時間,通過自然瀝水和發酵,降低含水量,提高熱值。新舊垃圾的攪拌混合可縮短發酵時間。另外,由于生活垃圾的組成復雜,成份含量變化大,為避免進爐垃圾性質波動過大,保證入爐垃圾的穩定燃燒,也需要對池內垃圾進行必要的攪拌與混合。

取物:將不慎進入垃圾池中,但不宜焚燒處理的物體取出。

稱量:為了統計垃圾的實際焚燒量,在垃圾投入焚燒爐進料口之前,對投入進料口的垃圾進行稱重計量。

4垃圾吊車的結構組成

垃圾吊車結構主要由橋架、大車運行機構、主起升機構、小車運行機構、抓斗、稱量裝置等部分組成。

橋架:橋架的主梁和端梁均采用箱形梁形式,自重輕,而且具有高的垂直和水平方向的剛度、較小的輪壓傳遞到軌道梁上。

大車運行機構:大車運行裝置設計在帶角部軸承的焊接箱型梁上,通過堅固可靠觸角式軸承連接到端梁上,更換十分便捷。

主起升機構:一臺電機通過兩臺硬齒面減速器驅動兩個卷筒上的四根鋼絲繩吊起四點液壓抓斗,四繩間距上寬下窄,使抓斗具備防擺特性,停車定位準確。

小車運行機構:采用集中驅動方式及“三合一”傳動裝置,傳動精度高,重量輕、密封性好、噪音小、免維護。

抓斗:抓斗擬采用國外品牌多瓣液壓抓斗,重心低,起重機與抓斗間的連接鋼絲繩做成四點式“V”字形排列,減少抓斗使用中的扭轉和抓斗與建筑物之間的碰撞現象。

稱量:垃圾吊車的小車架上設置有一套稱量裝置(帶二個傳感器),并且具有自動去皮半自動稱重、顯示、累計、打印等功能,用作工藝計量和超載保護。

5防腐與涂裝

為保證設備在垃圾池內的防腐蝕,產品在生產期間對板材預處理噴沙除銹,除銹等級Sa2.5級,粗糙度為EZ40-80度微米,噴涂環氧富鋅底漆,有效的防止制造過程中的銹蝕,焊接交驗后,整機涂二道底漆,一道中間漆,兩道面漆。

6電控裝置

1)概述

垃圾吊車電氣系統,采用國內外先進的“觸摸屏+PLC+變頻調速”控制方案,實現整機綜合監控,自動控制及高精度的調速功能。垃圾吊車的各機構全部采用數字化變頻調速裝置,整機采用PLC控制,起重機能實現半自動的抓料,搬運,泊位等功能,即手動/半自動操作。

垃圾吊車具有上述程序化操作,半自動控制和手動操作功能,可快速切換,一般情況下手動優先。垃圾吊車在手動控制方式下,采用聯動臺人工操作控制。垃圾吊車大車、小車、起升機構的電機變頻調速,并手工開啟抓斗,實現抓料和投料過程。

2)自動控制原理

垃圾吊車的大車、小車、起升機構均采用變頻專用電機驅動,每臺電機上均配有同軸安裝的高精度光電旋轉編碼器。編碼器是一個測量電機轉速和旋轉圈數(角度)的裝置。電機每旋轉一圈,編碼器則發出600個(或1024個)脈沖數字信號,矢量控制變頻器根據編碼器的反饋信號控制電機,實現高精度速度控制??删幊炭刂破鳎≒LC)根據編碼器的反饋信號進行高速計數,計算電機相對起始位置所運行的圈數,從而計算出垃圾吊車各機構相對起始位置所運行的距離,就可以計算出抓斗所處的實際位置,達到半自動控制的目的。

3)控制系統功能

投料及稱重:將垃圾池內的垃圾投入到焚燒爐的料斗內,使料斗的料位于保持在適當的范圍,確保垃圾的入爐供料,并能滿足自動稱重的要求。

攪拌:受源頭垃圾的種類因素影響,有時可能還要攪拌垃圾的任務。對卸入池內的垃圾進行搬運,攪拌和倒垛,并按順序堆放到指定的區域,力爭入爐垃圾的組份均勻,并能根據工藝的焚燒要求,使垃圾完成垃圾的部份脫水或發酵。

清理:抓取垃圾池中污水排泄口的垃圾,以便及時排泄垃圾池中的滲濾液。

控制:抓料、投料,自動運行及返回、自動稱重等工藝流程,并具有大起升高度的防擺,實時動態計量,運行限位狀態保護及故障報警功能。

4)控制和操作

控制方式:控制采用“觸摸屏+PLC+變頻調速”控制方案。觸摸屏為整機綜合監控,PLC實現整車運行的時序邏輯控制。能實現程序化操作,自動狀態+手動操作相結合方式。自動狀態下抓斗各機構的動作均能采用程序化控制來實現,投料后自動回到儲料坑。在固定式司機室內,采用觸摸屏或聯動臺操作。在觸摸屏上,顯示整個行車運行區域的示意圖,將整個區域劃分為網格地址,并顯示行車抓斗目前運行位置的三維坐標。

按半自動運行啟動鍵后,行車按照事先設定的取料位置和投料位置的三維坐標,即可完成垃圾的抓取和投放全過程。并在投料前,發出稱重信號給稱重系統,稱重系統將稱重結果傳送給觸摸屏,并在屏幕上顯示出來。

防晃蕩裝置,穩定工作的吊車才是好吊車,控制系統能優化吊車的運動,它利用優化馬達的力矩輸出對吊車的增速和減速進行有效的控制以避免晃蕩現象的發生。

吊車設操作控制室,控制室設在貯坑上方并與其隔離;為便于觀察貯坑的情況,靠坑一面是透明的,操作人員面對貯坑。在貯坑墻及其周邊操作人員視力死角處設攝像頭,把監視信號傳送到吊車操作室的監視屏。

5)垃圾吊車控制水平

垃圾吊車采用半自動控制,也可以實現半自動/手動的轉換操作。在半自動模式下,提升抓斗、移向進料口、稱重計量、開啟抓斗、卸料移向泊車位置是自動的。

7 垃圾吊車的布置

2臺垃圾吊車,宜采用同層布置,布置在垃圾池上方。如焚燒爐進料斗標高為23米,則垃圾抓斗距離進料斗預留約1.5米凈空,一般抓斗最下沿距離垃圾吊軌頂標高的極限高度約為6米,則垃圾吊軌頂標高設計定為30.5米。垃圾吊一側軌道中心線距離混凝土柱邊預留約0.45米凈寬,另一側軌道中心線距離混凝土柱邊預留約1.2米凈寬供檢修人員通行,由此確定垃圾吊的跨距。抓斗中心距離軌道中心的左右極限位置需結合垃圾池壁和進料斗一起考慮。當抓斗移到進料斗上方時,抓斗展開的寬度盡量包含在進料斗尺寸范圍內,這樣垃圾不會散落在進料斗外側。當抓斗移到進料斗對面靠近垃圾池壁時,抓斗展開后的設備外沿距離垃圾池壁150mm的凈寬,這樣的作用是保護抓斗不碰撞垃圾池壁。

8 垃圾吊車的檢修

垃圾吊車需要檢修時,可以將垃圾吊車移到就近的垃圾池端部的平臺處,進行停泊檢修。進料斗之間的平臺也可滿足垃圾吊車抓斗的停放檢修。在垃圾池兩端設置了檢修豎井,垃圾抓斗可以直接通過這些檢修豎井卸到卸料大廳外運。在垃圾池一端垃圾吊車檢修平臺上方設置垃圾吊車檢修電動葫蘆,電動葫蘆的運動軌道固定在垃圾倉屋頂下檐,在不檢修垃圾吊車時電動葫蘆的吊鉤及吊繩收緊到不影響垃圾吊車運動。在垃圾吊車軌道旁邊設置走臺板,滿足檢修人員的走動。垃圾抓斗檢修豎井不使用時用鋼蓋板蓋住。

9垃圾吊車控制室

垃圾焚燒廠垃圾吊車控制室的設置位置,一般有三種形式:1)在垃圾池靠卸料大廳一側的中間位置,進料斗的對面,地面標高比進料斗稍高。2)在垃圾池端頭,在進料斗層、運行層或在運行層和進料斗層之間;當設置在運行層時可與中央控制室連通。3)在垃圾池靠焚燒爐一側的中間位置,進料斗的下面一層。

垃圾吊車各種控制室位置比較表

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綜合考慮:我們認為在靠卸料大廳一側設計垃圾吊車控制室,視野開闊、安全、衛生、對其它人沒有影響。只要操作人員安排充裕一些,就可解決人員的疲勞問題。

10吊車保護措施

為了保證工作人員在設備維修和檢修時,安全靠近垃圾吊車,垃圾吊車配備如下保護裝置:

1)吊車配備安全運行防碰撞系統。

2)吊車配備超載保護設備,在吊重超過額定載荷10%時給予提示。

3)吊車配備繩索松動測試裝置,當抓斗突然下降時,能被及時止住。

4)吊車配備區域保護設備,限制抓鉤的活動范圍。

5)提升吊車只能在抓鉤所被限定的最大和最小范圍之間運動。橋式吊車的滑行根據標準設置限值切換開關。

6)吊車的提升和滑行電動機采用變頻控制,抓斗的振動將減到最小。

7)吊車纜繩鼓配備機電保護裝置,以防止提升纜繩錯位或絆住。

8)吊車在任何時候都能采用急停方式停止工作。

9)橋式吊車兩邊的通道有欄桿保護。

11結論

垃圾吊車是垃圾焚燒發電廠中垃圾運輸與存儲的重要設施,合理的選型是保證焚燒線正常運轉的重要前提,同時也是節約成本的重要手段。

參考文獻

[1]劉武勝 郎運鳴 《垃圾搬運起重機》 出處《起重運輸機械》2000年第12期13-16頁

[2]何先凡 《生活垃圾發電廠起重機》 出處《造船工業建設》,2005年,第2期第46-51頁

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部 《生活垃圾焚燒處理工程技術規范(CJJ90-2009)》

原標題:生活垃圾焚燒發電廠垃圾吊選型及布置

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