北京起重运输机械设计研究院有限公司 北京 100007
摘 要：介绍了垃圾污泥协同处理工艺新兴的原因，对污泥由卸料平台掺入、料斗掺入、推料炉排掺入及炉膛侧墙掺入等相关工艺进行了阐述，后续说明了用于适用于垃圾污泥协同处理工艺的起重设备机械结构型式及布置方案。
关键词：起重设备；垃圾；抓斗；布置方式；工艺
0 引言
伴随着国内城镇化水平的不断提升，国民经济快速发展，生活污泥、河道污泥和工业污泥的排放量也同比激增，在处理方式上，以焚烧为核心的处理手段相对于填埋法、堆肥法和建材利用等，具有处置效率高、二次污染小、技术较成熟等优点，目前被认为是最为彻底、快捷和经济的方法。在之前较长的时间中，垃圾和污泥这两种废弃物由于分属于两个行政主管部门管理，处理设施分别建设，处理企业单独运营，没有充分发挥垃圾、污泥这两种废弃物协同处理所产生的优势。同时污泥含水率较高，热值低，要充分燃烧必须补充大量的其他助燃介质，而垃圾焚烧正好可以进行补缺。利用城镇周边的固废综合处理厂将污泥掺入垃圾中焚烧，由于仅需要引入污泥注入系统，成本较低，成为政策引导及市场需求的趋势。一定成程度上可以避免“另起炉灶”，遏制重复性建设。
1 掺入工艺
1.1 污泥自卸料平台掺入
1.1.1 未配置专用污泥池类型
未配置专用污泥池类型的情况目前较为常见，尤其是专门针对垃圾焚烧的企业需要处理自身渗沥液携带污泥的情况，由于污泥仅经过挤压，含水率较高，此时垃圾和污泥全由运输车运至卸料门后直接倾倒进入垃圾池，污泥倒入前需要保证污泥所到之处无大量渗沥液，防止渗沥液稀释污泥，污泥沉底，增加渗沥液处理负担；污泥倒入后，处理方案有两种：1）抓斗及时将污泥抓取投放至受料斗，此方案由于起重机投料的脉动效应极易导致烟气超标；2）抓斗及时将污泥抓取后投放至垃圾堆表层进行搅拌，随后快速将混料投至受料斗，由于在垃圾堆表层的存留，加之污泥的颗粒度小, 污泥极易沿垃圾缝隙流落至池底。垃圾池卸料门侧集聚大量渗沥液时无法应用该方案。
相比较未配置专用污泥池的情况，用于配置专用污泥池的方案有所改进，在垃圾池的部分区域，单独隔离出来一块区域作污泥存放池用，解决了入库垃圾需要快速转运的问题。
图 1 配置专用污泥池实用情况
污泥自卸料平台掺入方案技术简单，投资小，存在污泥沉底后增加渗沥液处理的风险。
1.2 料斗掺入
该方案如图2 所示，污泥在受料斗进入焚烧系统，输送工具为污泥柱塞泵和管道等连续输送设备，代替了起重机械污泥输送任务，简化了垃圾吊复杂程度。其主要优势体现在可以根据烟气指标随时调整污泥的输入速度，优化垃圾污泥的掺烧比例。缺点为干化污泥在宽度方向上不能均匀的落在整个炉排的横截面上，而且易堵塞输送管道，炉排炉的层状燃烧方式又不能将落入炉内的干化污泥与垃圾进行良好的混合，影响炉内的燃烧工况。
图 2 受料斗污泥注入口
1.3 推料炉排掺入
该方案污泥输送工具与1.2 所述使用输送工具相同，主要区别是将污泥的入炉位置推进到了推料炉排。
1.4 炉膛侧墙掺入
与1.3 中所述方案相同，该方案在焚烧炉炉排干燥段或燃烧端侧壁设置喷嘴，借助连续输送工具在干燥段或燃烧段炉排和垃圾进行混料燃烧。
2 机械结构形式
由于需要搬运两种不同的物料，垃圾污泥协同处理中使用的起重设备相比于传统垃圾焚烧中使用的起重设备需要从结构、机械及电气控制有较大变动，起重设备主要类型有：
1）污泥起升机构侧挂形式小车+ 双主梁桥架
该方案小车形式如图3 所示，相对于原有传统垃圾起重设备小车在其侧面设计一套污泥起升装置，具体包含小车架及起升机构，全小车配置垃圾抓斗和污泥抓斗两个抓具，需要重点研究两套抓具起升工况、起重小车的悬臂小车架，污泥抓斗的防摇、污泥抓斗的布置、起升机构的配置及布置及相对应的桥架结构形式。
图 3 污泥起升机构侧挂形式小车抓斗起重机
2）牵引式污泥小车+ 双主梁桥架
该方案如图4 所示，主要是将污泥起升机构放置在垃圾抓斗小车后面的污泥抓斗小车上，污泥抓斗小车由于自身无平移动力，需要连接至垃圾主动小车进行牵引，需要对牵引装置进行研究。
图 4 牵引式污泥小车抓斗起重机
3）快速更换式抓具
该方案省去了一套抓斗起升机构，日常工作状态仅挂一个污泥抓斗或垃圾抓斗进行工作，在需要抓取其他物料时需要人工进入厂房内将抓斗进行更换，需要研究抓斗的连接装置以满足生产任务的需求。
4）同轨独立双小车+ 双主梁桥架
与牵引式污泥小车方案相比，同轨独立双小车方案将牵引式小车改为自带动力的小车，小车省去了牵引装置，释放了从动小车在小车运行方向上的自由度，主、从两个小车可以在大车泊位分别抓取物料进行投料或倒料，生产效率得到提高。
5）平行运行双小车+ 三梁四轨桥架
三梁四轨桥架由三根主梁、两根端梁组成，其中中间的一根主梁布置两根小车轨道，两侧的大、小主梁各布置一根小车轨道，四条小车轨道构成主、副小车的运行轨道。该方案源于两台起重机的合体方案，两台车的桥架合为一体后，省去了一根主梁和运行机构，端梁总体上也有适当的减轻，但是与两台起重机方案相比其限制了一台抓具在大车运行方向上的自由度，抓具工作自由度受到限制。两台抓斗的安全工作区间、布置两根小车轨道的中间主梁、端梁的结构形式、桥架的整体结构形式均需要作重点研究。
3 布置方式
起重设备的布置应与厂房布局密切相关，涉及企业生产效率。具体起重设备的布置原则主要有：1）起重设备吨位及数量需满足企业生产率要求；2）满足卸料门侧清理池边垃圾要求；3）满足卸料门侧清理池边污泥要求；4）满足垃圾投料要求；5）满足污泥投料要求；
6）满足受料斗破桥要求（若有）；7）满足垃圾起重设备及抓斗检修要求。
目前垃圾污泥协同处理领域物料存放的主要形式为：
1）污泥不单独存放 该形式污泥直接堆放至垃圾坑垃圾上，一般借助于垃圾吊多瓣抓斗直接抓取，采用通用垃圾吊配置。该方案污泥和垃圾搅拌后，若抓投料不及时，细粉状污泥极易沉入垃圾池底，徒增渗沥液处理难度和工作量。
①携带侧挂副起升机构小车抓斗桥式起重机：小车运行方向极限距离和普通垃圾起重机一样，可以满足卸料门侧清理池边要求，大车运行方向较普通垃圾起重机尺寸宽出一套污泥抓斗起升机构，因此需要严格复核是否影响抓斗进出垃圾主厂房。
②同轨独立双小车抓斗起重机及牵引式双小车抓斗桥式起重机：该机型加了一台污泥小车布置于垃圾起重机小车旁边，与垃圾起重机小车同轨运行，污泥小车驱动方式有牵引和自带动力两种，该机型与携带侧挂副起升机构小车抓斗桥式起重机互为补充，车宽方向与常规垃圾起重机相同，不影响垃圾吊及抓斗检修，小车运行方向垃圾抓斗的极限位置有限，需要严格复核抓斗投料情况。鉴于焚烧炉受料斗破桥的任务要求，污泥小车可以兼顾该任务。
污泥池在厂房内布置位置主要有两种：
1）污泥池位于垃圾池卸料门侧端部 该工况典型布置形式如图5 所示，配置三台车，上部为同轨独立双小车抓斗起重机，中间为携带侧挂副起升机构小车抓斗桥式起重机，下部为牵引式双小车抓斗桥式起重机。
2）污泥池位于垃圾池卸料门侧中部 该工况如图6所示，配置3 台抓斗起重机，一般上部和下部配置两台常规垃圾起重机，中间配置一台携带侧挂副起升机构小车抓斗桥式起重机。
图 5 污泥池位于垃圾池卸料门侧端部起重设备布置方式平面图
图 6 污泥池位于垃圾池卸料门侧中部起重设备布置方式平面图
4 结语
相比较使用其它设备进行掺烧的方式而言，用起重设备将污泥与垃圾掺烧的方案更为经济、高效，是近年来市场普遍认可的处理模式。但目前国内外配套的起重设备尚未形成成熟的系统方案，亟需加开相关专用起重设备的研制应用，以填补该领域产品缺口。
参考文献
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