焚烧炉自动送料系统垃圾堵塞防治技术解析
引言
垃圾焚烧作为城市固废处理的核心技术，其自动送料系统的稳定性直接影响焚烧效率与设备寿命。垃圾堵塞问题在焚烧炉运行中尤为突出，常表现为投料口卡料、推料器卡顿或炉排料层不均，严重时导致设备停机。本文结合机械炉排炉、循环流化床锅炉及危险废物回转窑的实践经验，系统阐述自动送料系统防堵塞技术的创新应用。
一、垃圾堵塞的成因分析
1.1 物料特性导致的架桥风险
垃圾成分复杂是堵塞的核心诱因。未经预处理的垃圾中常混入大尺寸异物，如建筑钢筋、木方或金属容器，这些硬质物料在进料斗的锥形结构中易形成卡点。某垃圾焚烧厂案例显示，直径超过30cm的金属构件可使进料斗通过率下降60%。此外，垃圾含水率过高（＞50%）会导致物料粘结，形成块状堵塞。例如，渗滤液排放不畅时，垃圾库内含水率升高，直接降低焚烧炉热效率。
1.2 设备设计缺陷的累积效应
传统进料系统存在结构短板：进料斗斜坡角度＜45°时，物料易在斗壁附着；推料器行程速度＞0.5m/s时，垃圾受剪切力作用易压实。某循环流化床锅炉的改造案例中，低温过热器节距由120mm扩大至240mm后，积灰搭桥频率降低78%，印证了设备布局对物料流动性的影响。此外，投料口底板焊缝磨损、开裂或翘曲，会挂住垃圾形成堵塞。
1.3 操作参数的动态失衡
送料速度与炉膛负荷的匹配度直接影响堵塞概率。当进料量＞20t/h且炉排速度＜0.1m/min时，料层厚度＞1.2m，易形成局部高温区（＞1000℃），导致灰渣熔融结焦。某机械炉排炉的实测数据显示，炉膛温度波动＞±50℃时，结焦面积增加3倍。此外，垃圾吊抓斗倾倒速度过快，数吨重的垃圾直接砸向投料口，会将未被推进推料器上的垃圾压实，从而造成堵塞。
二、防堵塞技术的核心策略
2.1 机械结构优化设计
2.1.1 动态破桥装置
直推式架桥破解装置通过齿轮齿条驱动楔形块，实现垂直破桥。某专利技术采用0.3m/s的匀速下压动作，配合45°斜面设计，可将压实密度＞1.2t/m³的垃圾块分散。该装置在垃圾重量信号持续10分钟无变化时自动启动，破解成功率达92%。此外，利用撬棍、钢扦等工具试探性查找堵塞垃圾层的薄弱点，先疏通这些薄弱点，再逐步向周围清理，也是常用的机械疏通方法。
2.1.2 模块化进料单元
某大型焚烧炉的自动进料系统采用分段式炉门设计，每个炉门口配备独立密封盖与V型底仓。行车轨道上的密封车体通过液压推杆实现精准投料，避免垃圾外泄。实测表明，该系统使进料均匀性提升40%，堵塞发生率降低65%。同时，在进料斗中部设置密封挡板门，反复小开度开闭密封挡板门，可搅动架桥的垃圾，达到疏通目的。
2.2 智能控制系统升级
2.2.1 多参数监测网络
基于超声波料位计、温度传感器与重量脉冲信号的融合监测体系，可实时捕捉堵塞前兆。某厂架桥报警逻辑设定为：料位波动＜2%持续5分钟或重量信号无更新10分钟，且推料器运行中，即触发报警。配合溜管温度＞300℃的阈值，实现早期预警。此外，利用NIR光谱分析仪实时检测垃圾热值，按低热值（＜8MJ/kg）与高热值（＞12MJ/kg）3:7比例混合，可降低堵塞风险。
2.2.2 自适应控制算法
通过PID调节给料器与炉排速度，实现动态平衡。当料层调节器处于高位时，系统自动降低给料速度至8t/h，同时将炉排速度调至0.08m/min，延长停留时间至1.5小时。某厂实测显示，该策略使热灼减率从8%降至3.5%。同时，根据氧含量、炉膛温度、上炉排温度等参数判断垃圾入炉情况，及时调整给料量，避免垃圾在炉膛内板结。
2.3 物料预处理与配伍
2.3.1 破碎与筛分工艺
双轴剪切式破碎机将垃圾粒径控制在＜100mm，配合磁选装置去除金属异物。某厂案例显示，破碎后垃圾堵塞频率下降85%，且炉排片磨损率降低40%。此外，在垃圾库内设置渗滤沥液排放口，加装隔栅防止垃圾杂物堵塞，保证渗沥液及时排走，降低垃圾含水率。
2.3.2 热值均衡配伍
通过NIR光谱分析仪实时检测垃圾热值，按低热值与高热值比例混合。某循环流化床锅炉的实践表明，该策略使炉膛温度波动从±80℃缩小至±30℃，结焦面积减少90%。同时，垃圾吊人员投料要多抛洒，确保均匀入炉，不要集中投在料口某一个区域，避免局部压实。
三、典型案例的技术验证
3.1 机械炉排炉的改造实践
某厂针对液压缸漂移导致的给料不均问题，采取三步改造：
- 排净液压缸空气，消除残余压力；
- 更换电磁换向阀密封件，泄漏量从0.5L/min降至0.05L/min；
- 优化一次风量分配，灰烬段风量减少30%。
改造后，炉排片寿命从6个月延长至18个月，热灼减率稳定在4%以下。此外，当发现上炉排有板结大块生料时，及时小流量投入油枪，对大块垃圾烘干助燃，避免大块垃圾往下炉排走。
3.2 飞灰输送系统的创新应用
某焚烧厂采用低压力气源输送系统，通过电伴热管道与螺旋输送机组合，实现飞灰零泄漏。系统配备全自动吨包装袋机与干灰散装机，使飞灰外运撒漏率从15%降至0.5%。实测显示，该系统运行稳定性提升50%，维护成本降低60%。同时，在飞灰输送过程中，定期检查、定期维护，增加破拱设备，防止落灰口减小堵塞。
3.3 危险废物回转窑的工艺优化
针对铁桶缠绕导致的落渣竖井架桥，某厂采取以下措施：
- 采用自来水替代浓盐水作为冷却水，盐分从5000mg/L降至200mg/L；
- 安装破碎机刀具磨损监测系统，当刀具间隙＞3mm时自动报警；
- 优化投料节奏，单次投料量控制在1t以内。
改造后，除渣机故障率从每月3次降至每年1次，炉渣热灼减率从12%降至5%。此外，在抢修通堵过程中，必须办理工作票，得到签发和许可后，方可进行通堵作业，确保安全。
四、未来技术发展方向
4.1 数字孪生技术的应用
通过构建焚烧炉三维模型，实时模拟垃圾流动状态。某研究机构开发的仿真系统可预测堵塞风险，准确率达85%，为操作参数优化提供数据支撑。例如，根据仿真结果调整给料器速度、炉排速度等参数，避免垃圾在炉膛内板结。
4.2 机器人巡检与维护
搭载3D视觉与力反馈传感器的巡检机器人，可自动识别堵塞位置并实施破碎作业。某试点项目显示，机器人处理堵塞的响应时间从人工的30分钟缩短至5分钟。同时，机器人可定期检查投料口底板焊缝磨损情况，及时发现并修复开裂翘曲处，防止挂住垃圾形成堵塞。
4.3 生物预处理技术
利用嗜热菌分解垃圾中的纤维素与木质素，降低粘结性。某实验室数据显示，经生物预处理的垃圾含水率可从55%降至40%，堵塞风险降低70%。此外，生物预处理还可提高垃圾热值，减少燃烧过程中灰渣熔融结焦的可能性。
五、抢修通堵过程中的安全注意事项
- 办理工作票：在进行抢修通堵工作之前，必须办理工作票，并确保得到签发和许可后方可进行作业。这是确保工作流程合规性和安全性的重要步骤。
- 佩戴防护装备：进入垃圾仓的作业人员必须佩戴3M6200型活性炭防毒面具及防冲击眼罩，以防止有害气体和飞溅物对眼睛和面部的伤害。进入焚烧炉投料口进行通堵作业的人员，必须正确佩戴安全帽和防砸工作鞋，以保护头部和脚部免受可能的伤害。
- 正确使用安全带和安全绳：作业人员应正确系挂安全带，并在焚烧炉投料口横向设置水平安全绳。同时，利用防坠器将安全带系挂在安全绳上，以确保在作业过程中不会发生坠落事故。
- 限制使用消防炮：在焚烧炉未停炉降温的情况下，严禁使用消防炮对焚烧炉投料口进行水冲作业。若需使用消防炮，必须确保进料斗渗滤液积液斗完全畅通，所有的滤网临时拆除，临时接一条管引到渗滤液收集池，防止消防水渗漏到干燥炉排，同时要注意控制消防水量。
结论
焚烧炉自动送料系统的防堵塞技术需从机械设计、智能控制与物料管理三方面协同创新。通过动态破桥装置、多参数监测网络与热值均衡配伍等技术的集成应用，可显著提升系统稳定性。未来，数字孪生、机器人巡检与生物预处理等前沿技术的融合，将为垃圾焚烧行业的高质量发展提供更强动力。同时，加强抢修通堵过程中的安全管理，确保作业人员的人身安全，也是焚烧炉稳定运行的重要保障。
