一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统

技术领域

本发明涉及进料设备技术领域，具体为一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统。

背景技术

目前常用的危险废弃物处理的方式中回转窑焚烧的方式具有适应性广、投资及运行成本低等优势被广泛应用。如申请号为：CN201921734367.0的专利，为本司当前使用的回转窑进料装置，其通过设置小容量、短行程、高频的推料器，少量而高频的推送物料到回转窑；实际应用中，其单次进料流程为：行车操作员从料坑抓取物料后放置受料斗1中，中控室操作人员启动推料器4将物料送至回转窑内焚烧。但是该流程主要存在的问题有：单次进料流程完成后，行车操作人员需再次抓取物料至等待位，大大降低了行车使用效率，而且中控室操作人员也需再次启动推料机才能进行下一批次物料的焚烧，这种非连续进料方式不仅降低了行车和操作人员的效率，也降低了整个回转窑焚烧系统的处理能力。

发明内容

为了解决现有的回转窑危险废弃物焚烧装置的进料系统存在执行效率低的问题，本发明提供一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统，其可以实现对危险废弃物的自动连续进料，极大地提高系统的处理效率。

本发明的技术方案是这样的：一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：设置红外热像探测器，将进料系统设置其他的设备都设置在所述红外热像探测器的探测范围内；

S2：将下料斗通过下料溜槽连通推料槽的顶端物料入口，所述推料槽一端连通焚烧装置，另一端设置所述推料机；

在下料溜槽的内腔自上而下设置一级密封门和二级密封门；在推料槽内位于回转窑入口处设置阻火门；

所述一级密封门和所述二级密封门之间的容积大于所述下料斗的容积；所述下料斗上设置称重传感器；

所述一级密封门、所述二级密封门和所述阻火门分别连接液压机构；

所述下料斗和所述一级密封门之间，所述一级密封门和所述二级密封门之间，以及所述推料槽中，分别设置所述蒸汽灭火接口；

每一个所述蒸汽灭火接口分别通过气动开关阀连通外部蒸汽设备；

基于变频控制的链板输送机为下料斗上料；

S3：将所述链板输送机、所述红外热像探测器、所述液压机构和所述气动开关阀都电连接所述控制器；

S4：将所述一级密封门、所述二级密封门和所述阻火门的初始状态都设置为关闭密封状态；将所述推料机的初始状态为推头处于收起状态；

S5：所述控制器控制所述一级密封门、所述二级密封门、所述阻火门和所述推料机都处于初始状态；

S6：启动所述链板输送机，以预设的频率执行为所述下料斗上料；

S7：基于所述称重传感器检测到所述下料斗内上料完成后，打开所述一级密封门，并在预设的一级门打开时间内，确保所述一级密封门保持打开状态，让待处理物料进入一级密封门和二级密封门之间的物料段；

S8：所述一级门打开时间后，关闭所述一级密封门；打开所述二级密封门，并在预设的二级门打开时间内，确保所述二级密封门保持打开状态，让待处理物料经过所述二级密封门进入所述推料槽内；

S9：所述二级门打开时间后，关闭所述二级密封门；打开所述阻火门，检测到所述阻火门打开到位后，将所述阻火门维持为打开状态；

S10：启动所述推料机一次，将待处理物料沿着所述推料槽推入到回转窑中；

S11：在所述推料槽中预设一个阻火门关闭位置；

所述推料机的推头沿着所述推料槽后退，当推头后退到预设的阻火门关闭位置时，关闭所述阻火门；

S12：所述控制器检测到所述推料机的推头退到初始位置，以及所述阻火门完全关闭后，检测所述一级密封门和所述二级密封门是否都处于关闭密封状态；

如果不是，则将所述一级密封门和所述二级密封门都关闭进入密封状态；然后执行步骤S13；

否则，执行步骤S13；

S13：循环执行步骤S6~S12，进行连续上料操作；

在步骤S5~S13执行过程中，所述控制器通过所述红外热像探测器实时监测料系统设置其他的设备的温度，当温度超过预设的报警值时，发出火灾报警信号，并同时执行以下操作：

停止进料流程；

关闭所述一级密封门、所述二级密封门和所述阻火门；

自动打开蒸汽气动开关阀，将蒸汽经过管道输送至每一个蒸汽灭火接口，喷向系统中。

其进一步特征在于：

所述一级门打开时间和所述二级门打开时间设置为2s~3s；

所述一级密封门、所述二级密封门和所述阻火门上，分别设置一个开门指示灯和一个关门指示灯；

所述控制器基于PLC协议实现对系统中其他设备的控制；

所述阻火门开合位置，通过在所述推料槽中设置接触式开关进行检测；

步骤S2实施之前，先实施以下步骤：

a1：根据回转窑的处理能力和进料系统的设计处理能力，计算单次进料的进料量m；

a2：选择下料斗时，确保下料斗的同时满足以下条件：

容积C1满足条件：C1≥m；

料斗宽度大于所述链板输送机宽度；

a3：将所述一级密封门和所述二级密封门之间的推料槽容积C2设置为满足条件：C2≥C1；

所述推料槽顶部开设与所述下料溜槽连通的进料口，所述推料槽一端开口连通所述回转窑的窑头罩，另一端封闭后内腔中设置所述推料机；所述进料口下方到所述阻火门之间为物料存储区，所述物料存储区的内腔形状与所述推头的形状相适应，二者间隙配合。

本申请提供的一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统，其通过在下料斗设置称重传感器，通过对下料斗中待处理物料重量的检测结果控制进料流程，当称重传感器检测到下料斗中有待处理物料，则按相应的时序开启后续的密封门；当称重传感器检测到下料斗中没有物料，同时一级密封门、二级密封门、阻火门和推料机都处于初始状态时，则启动链板输送机开始对下料斗上料，执行对回转窑的上料操作；同时，为了确保危险废弃物的上料过程中的安全，设置红外热像探测器实时监测料系统设置其他的设备的温度，同时在上料过程中，一级密封门、二级密封门和阻火门不会同时开启，确保一旦有火警发生，则通过一级密封门、二级密封门和阻火门将下料溜槽和推料槽分隔为几个互相隔离的区域，控制火情不会发生蔓延；因为各区域是基于密封门进行密封，即便发生燃烧，氧气也能拿很快耗尽，火情可以很快结束；本申请还在每一个独立的区域内都分别设置个蒸汽灭火接口，一旦发生火情则将蒸汽引入进行灭火，进一步确保了火情可控；本申请中将一级密封门和二级密封门之间的容积设置为大于下料斗的容积，确保一级密封门开关一次即可将下料斗中的待处理物料完全导入到一级密封门和二级密封门之间的下料溜槽中，避免了长时间开门导致下料溜槽内部和下料斗之间场出现通路，降低了火情蔓延的可能。本申请尤其适用于危险废弃物焚烧装置的上料。

附图说明

图1为回转窑危险废弃物焚烧装置的结构示意图；

图2为自动连续进料系统控制流程图；

图3为推料结构的结构示意图。

具体实施方式

如图1~图2所示，本申请包括一种回转窑危险废弃物焚烧装置的连续进料系统，其包括以下步骤。

S1：设置红外热像探测器，将进料系统设置其他的设备都设置在红外热像探测器的探测范围内。

步骤S2实施之前，先实施以下步骤：

a1：根据回转窑的处理能力和进料系统的设计处理能力，计算单次进料的进料量m；

a2：选择下料斗时，确保下料斗的同时满足以下条件：

容积C1满足条件：C1≥m；

料斗宽度大于链板输送机宽度；

a3：将一级密封门和二级密封门之间的下料溜槽容积C2设置为满足条件：C2≥C1。

以设计处理能力为100t/d的进料系统为例，设计处理量为120t/d，每小时处理量为5t/h，单次进料流程~5min，则每小时可进料12次，考虑一些不可控因素导致系统短暂停止进料的情况，取每小时进料10次，则单次进料量5t/10=500kg。

由于处理的危险废弃物种类繁杂，密度、体积区别较大，如污染土类的物料密度大，体积小，而编织袋等抛货类物料则密度小、体积大。为了满足处理不同种类危险废弃物的处理量要求，需考虑系统的足够余量，可按照单次进料量1000kg来设计进料机构的尺寸大小，危险废弃物的平均密度取值为800kg/m³，则单次进料有效容积m=1.25m³。

则，下料斗5的尺寸需满足以下两个条件：

有效净容积C1≥1.25m³；

同时，确保下料斗5的宽度大于链板输送机4的宽度，可防止链板输送机4在运行的过程中，物料散落至下料斗外。

一级密封门8和二级密封门9之间的溜槽的尺寸需满足以下两个条件：

C2≥C1≥1.25m³；

具体应用时，还需考虑较大体积的物料的进料，如塑料桶类，故在实际应用中，门8~门9之间的溜槽的净高度一般要高一些，以100t/d处理量的系统为例，一级密封门8和二级密封门9的溜槽尺寸一般为：1000mm×800mm×1500mm（长×宽×高）。

本实施例中，为了实现对颗粒、粉末状的物料进料，在链板输送机4上设置集料斗3，使用行车1带动抓斗2在待处理物料供料装置和集料斗3之间移动，将待处理物料抓起后放入集料斗3中。集料斗3中设置称重传感器，用以检测集料斗3是否承装待处理物料，一旦集料斗3中物料上料完毕，则启动链板输送机4带动集料斗3对下料斗5上料。

集料斗3的设计，其尺寸一般需满足以下两个条件：

集料斗3有效容积≥抓斗2的单次进料量，本实施例中，抓斗2的有效容积为1.5m³。

同时，为防止抓料过程中物料散落，集料斗3的宽度需大于抓斗2的张开直径，一般为3000mm，故集料斗3的宽度需大于3000mm，取3200mm。

S2：将下料斗5通过下料溜槽16连通推料槽17的顶端物料入口，推料槽17一端连通焚烧装置回转窑12，另一端设置推料机10。

在下料溜槽16的内腔自上而下设置一级密封门8和二级密封门9；在推料槽17内位于回转窑12入口处设置阻火门11；

一级密封门8和二级密封门9之间的容积大于下料斗5的容积；下料斗5上设置称重传感器6；

推料机10、一级密封门8、二级密封门9和阻火门11分别通液压油管、油缸连接液压机构15；

液压站启动，液压系统中溢流阀不得电（卸载），系统不得压，当发出一级密封门、二级密封门、阻火门、推料机动作中的任一一个动作（开或关）时，溢流阀得电（加载），系统得压，驱动各个设备油缸动作的电磁阀同时得电，对应的门会开或关。当开或关到位时，溢流阀不得电（卸载），系统失压。

下料斗5和一级密封门8之间，一级密封门8和二级密封门9之间，以及推料槽17中，分别设置蒸汽灭火接口18；

每一个蒸汽灭火接口18分别通过气动开关阀14连通外部蒸汽设备13；

基于变频控制的链板输送机4为下料斗5上料。

如图3所示，推料槽17水平交角为5°设置，推料机10安装在推料槽17内腔中。小倾角入炉设计可以规避平推的阻力大、易卡阻缺点，同时又可防止大倾角形式对窑内的进料冲击、减少对窑内耐材的损伤，同时减少物料进入炉内阻力，还能将带水的物料中的水份顺流入回转窑内焚烧，减少环境污染。

推料槽17顶部开设与下料溜槽16连通的方形进料口17-1，一端开口连通回转窑12的窑头罩，另一端封闭后内腔中设置推料机10，确保阻火门11和二级密封门9关闭之后，推料槽17内部为密封区域，提高设备使用安全性。

推料机10包括：推头10-1、液压缸10-2，液压缸10-2的输出端连接推头10-1，推头10-1的上部和下部都设置滚轮10-3，推料槽17内腔的顶部和底部分别导向轨17-2，滚轮10-3滚动安装在导向轨17-2上，可有效防止在运动的过程中主推缸倾斜造成的侧壁磨损；推料槽17内腔形状与推头10-1的形状相适应，二者间隙配合，二者之间的间隙可调整，具体应用时根据不同的物料形状、尺寸，对二者之间的间隙进行调整，确保既能有效地保证漏风量，又不至阻力过大造成卡死；液压缸10-2驱动推头10-1沿着推料槽17内腔做往复运动。方形进料口17-1下方到阻火门11之间为物料存储区，推头将物料储存区的物料推入回转窑内焚烧。

本申请的装置中，推料槽17和推料机10构成的推料结构为水平交角为5°的倾斜设置，同时推料机10还会将物料存储区中的物料推入回转窑12中，则倾斜设置的结构的重心会发生变化，为了确保进料系统整体的稳定性，可以通过固定装置对设备进行整体固定，也可以将推料结构的重心设置在进料系统整体的几何重心处，能够有效防止推料机前倾、后倒。有效的防止推料机在前进和后退的过程中出现跳动。

S3：将链板输送机4、红外热像探测器7、液压机构15和气动开关阀14都电连接控制器（图中未标记）。具体应用时，控制器基于PLC协议实现对系统中其他设备的控制，实施对回转窑的连续自动进料程序。本实施例采用西门子200smart控制系统实现整套进料系统的连续控制及安全保护。

S4：将一级密封门8、二级密封门9和阻火门11的初始状态都设置为关闭密封状态；将推料机10的初始状态为推头处于收起状态。

S5：如图2所示，系统启动后，中控室操作员发出投料信号，则控制器控制一级密封门8、二级密封门9、阻火门11和推料机10都处于初始状态。

S6：控制链板输送机4以预设的频率执行为下料斗5上料。链板输送机4以预先设定的频率自动运行，链板输送机为变频控制。

如果控制器发现述一级密封门8、二级密封门9、阻火门11和推料机10中有任何一个设备没有处于初始状态，则会发出提示：未准备好。

本实施例中，一级密封门8、二级密封门9和阻火门11上，分别设置一个开门指示灯和一个关门指示灯；操作员可以通过指示灯来确认哪一个门没有关闭，也可以通过推料机10上的观察门来确认推料机的状况。直至将上述设备都控制进入初始状态。

S7：基于称重传感器6检测到下料斗5内上料完成后，打开一级密封门8，并在预设的一级门打开时间内，确保一级密封门8保持打开状态，让待处理物料进入一级密封门8和二级密封门9之间的物料段。

实际应用时，会在控制器中预设一个单次进料量，如本实施例中，将单次进料量设置为：500kg，允许浮动范围为正负50kg。

当称重传感器6实时地将检测值传输回控制器，控制器将检测值与单次进料量进行比较，满足单次进料量，则判断下料斗5中的待处理物料达到单次进料量，则停止链板输送机4，同时打开一级密封门8。

S8：一级门打开时间后，关闭一级密封门8；打开二级密封门9，并在预设的二级门打开时间内，确保二级密封门9保持打开状态，让待处理物料经过二级密封门9进入推料槽17内。

S9：二级门打开时间后，关闭二级密封门9；打开阻火门11，检测到阻火门11打开到位后，将阻火门11维持为打开状态，通常维持2s~3s时间即可完成推料。一级密封门8、二级密封门9、阻火门11在打开或关闭的过程中都有相应的指示灯指示，当打开或关闭到位时限位开关会断开当前相应的动作，相对应的限位指示灯亮。

一级门打开时间和二级门打开时间设置为2s；阻火门11开合位置，通过在推料槽17中设置接触式开关进行检测，确保阻火门11完全打开，避免因为阻火门11打开不充分，被待处理物料冲击损坏，或者堵塞回转窑入口的问题发生。

S10：启动推料机10一次，将待处理物料沿着推料槽17推入到回转窑中；

S11：推料完毕后，推料机10的推头沿着推料槽17后退，当推头后退到预设的阻火门关闭位置时，关闭阻火门11；本实施例中，在推料槽17的中间位置，设置一个位置传感器，如：Osiris 光电传感器，当推头后退到推料槽17的中间位置时触发位置传感器，位置传感器将信号传递给控制器；

控制器检测到同时满足以下两个条件，则关闭阻火门11。

1）推料机的推头处于收回过程；

2）中间位置传感器被触发；

通过阻火门关闭位置的设置，既可以确保阻火门关闭过程中不会与推料机10的推头相撞，又可以及时关闭阻火门，确保系统使用安全。

S12：控制器检测到推料机10的推头退到初始位置，以及阻火门11完全关闭后，检测一级密封门8和二级密封门9是否都处于关闭密封状态；

如果不是，则将一级密封门8和二级密封门9都关闭进入密封状态；然后执行步骤S13；

否则，执行步骤S13。

S13：循环执行步骤S6~S12，进行连续上料操作。

实际使用过程中，处理危险废弃物时，如果待焚烧的物料中存在低闪点的成分，如：乙醇、丙酮等有机溶剂时，待焚烧物料从受料斗1经溜槽6下滑的过程中，因为摩擦生热，会发生溜槽内物料爆燃的问题。本申请的方法中除了通过一级密封门、二级密封门和阻火门将下料溜槽和推料槽分隔为几个互相隔离的区域，控制火情不会发生蔓延，还设置一个自动灭火流程。具体如下。

在步骤S5~S13执行过程中，红外热像探测器7实时监测料系统设置其他的设备的温度，并将信号传递给控制器；在控制器中实时地将红外热像探测器回传的温度值与预设的火警报警值进行比对，当超过火警报警值时，控制器发出火灾报警信号，并同时执行以下操作：

1）停止进料流程；

2）关闭一级密封门8、二级密封门9和阻火门11；

3）自动打开蒸汽气动开关阀14，将蒸汽经过管道输送至每一个蒸汽灭火接口18，喷向系统中，实现自动灭火的功能，当推料装置的温度降至正常值时，自动进入前一批次的进料流程。

本申请的方法可以实现自动连续多次进料过程，通过在下料斗处增加称重传感器，不仅可以通过重量的变化，串联起链板输送机和推料装置的控制时序，实现自动连续多次进料过程，还能保持单次进入回转窑焚烧物料量的稳定，进而保持整个焚烧工况的稳定。此外，通过增加自动灭火装置，保证了进料系统的安全。本申请可以基本实现回转窑危险废弃物焚烧装置进料系统自动化、无人化运行，提高了系统的利用率和安全性，尤其适用于危险废弃物的上料过程。