焚烧厂垃圾抓斗起重机的选择：高效运行的关键

焚烧厂 垃圾抓斗起重机 垃圾抓斗起重机主要负责向垃圾焚烧炉供料，并承担垃圾的搬运、搅拌、码垛等工作。整机工作环境恶劣，工作负荷大，维护保养困难，且容易发生故障。垃圾抓斗起重机一旦发生故障，将直接导致整个垃圾焚烧厂的瘫痪。对于大型垃圾焚烧厂来说，这可能会造成整个城市生活垃圾处理系统的混乱，因为，在局部地区建设一座满负荷垃圾处理能力更换能力的大型垃圾焚烧厂绝非易事。因此，根据垃圾焚烧厂的规模，正确地选择和配置垃圾抓斗起重机非常重要。一般来说，垃圾抓斗起重机的选型与以下因素有关： 

1. 垃圾类型； 
2. 垃圾处理能力； 
3. 垃圾贮存坑； 
4. 混合; 
5. 堆叠； 
6. 喂食； 
7. 进入垃圾时间。

但随着垃圾焚烧厂规模的扩大，单纯考虑上述因素已不能满足垃圾抓斗起重机选型的要求。对于大型垃圾焚烧厂，垃圾抓斗起重机选型还应考虑抓斗起重机的数量、上料周期、抓斗容积等因素。

1 焚烧厂垃圾抓斗起重机数量 

此前，垃圾抓斗起重机的数量一般根据焚烧厂规模大小而定（如表1所示）。随着焚烧炉单炉规模的扩大，垃圾抓斗起重机的设置不仅要考虑整厂规模，还要考虑焚烧炉站位数量及起重机数量对操作的便利性。

垃圾抓斗起重机的数量应遵循以下原则： 

1. 满足焚烧炉进料量的要求； 
2. 同一轨道布置不超过3台； 
3. 实际调试时焚烧炉进料斗的数量不超过其数量，故可备用1个； 
4. 1台焚烧炉对应的抓斗起重机不宜超过3台。

大型垃圾焚烧厂抓斗起重机宜设置2台及以上。3条及以下焚烧线建议配置2台起重机，一般情况1运行1备用，每次出力可满足所有焚烧线的供料要求及一般搅拌工作。

同一轨道有2台以上抓斗起重机同时作业，起重机活动空间大大减少，为避免碰撞，对操作要求较高。由于垃圾焚烧厂规模庞大，当4台以上抓斗起重机同时使用时，建议采用垃圾池分离方式或双层轨道布置。新加坡大石南焚烧厂（4320t/d）和深圳东部垃圾焚烧项目（5100t/d）均采用垃圾池池式布置，尚无双层轨道布置的应用实例，且存在作业视野受限、抓斗易碰撞等局限性。

2 喂料周期 

垃圾抓斗起重机进料周期的确定，不仅与垃圾焚烧炉处理垃圾的能力有关，还与垃圾抓斗起重机的工作周期和抓斗从事进料作业的时间比例有关。

垃圾抓斗起重机作业周期是垃圾抓斗起重机进料作业1次所需的时间，即从抓取垃圾开始，抓斗卷起、行走、横移至垃圾焚烧炉进料口，再将抓斗张开，最后横移、行走、下降到原位置所需的时间。当上述速度与垃圾抓斗起重机的作业距离确定后，垃圾抓斗起重机的作业周期也就确定了。表2为垃圾抓斗起重机常用的工作速度，根据垃圾池的长度和跨度，垃圾抓斗起重机的作业周期一般选取为2~4min。

垃圾抓斗起重机正常运行，除了抓取垃圾送入垃圾焚烧炉供料外，还需要有充足的时间进行搅拌、混匀和堆料。另外，为了减少垃圾抓斗起重机的故障率和操作人员的劳动强度，还需要留出一定的休息时间。因此，单位时间内抓斗从事供料的时间只是其中的一部分，这个时间比取值为1/2，即每小时一只抓斗仅用于供料30 min左右。因此，每小时的供料周期为8～15 h。

3 垃圾抓取量 

抓斗的容积应根据所服务的焚烧炉每小时处理的垃圾量和起重机的工作周期来确定，一般按每小时8~15个喂料周期计算。为了减少起重机的工作负荷，降低故障率，宜按每小时8~10个喂料周期来计算选型。

通过垃圾焚烧炉处理量可计算出抓斗1次投料量G（t），再根据抓斗内垃圾密度D（t/m3）和投料抓斗充满度f（容积利用率），计算出实际所需抓斗容积V（m3）=G/（Df）。通常垃圾池中未压缩垃圾的密度为0.30~0.45t/m3，抓斗内垃圾密度约为其1倍以上，即压缩比取2：1，该值取0.7t/m3，而抓斗充满度一般取0.9，因此料斗密度一般取0.63t/m3。垃圾抓斗技术参数见表3。

垃圾抓斗起重机的喂料能力取决于垃圾抓斗的容积，抓斗越大，喂料能力越强。但从操作的方便性和灵活性考虑，垃圾抓斗宜小不宜大，抓斗起重机抓斗的最大张紧角直径应取为垃圾池宽度的1/5～1/4。在单位时间喂料量一定的情况下，选定抓斗容积大小的优缺点比较见表4。

抓斗容积不能单纯根据进料能力来确定，要考虑到废渣池的大小以及操作的方便性。

4 垃圾抓斗起重机配置分析 

表5 不同规模大型垃圾焚烧厂垃圾抓斗起重机配置及常用抓斗容量对比分析。

注：抓斗容积6、8、10m3应用实例较多；抓斗容积12m3应用实例较少；抓斗容积14.5m3无应用实例。

垃圾抓斗起重机配置工程示例如下：

上海江桥生活垃圾焚烧厂：1500t/d（500t/dx3台），垃圾吊车9m3x2台，1用1备，平均每小时11次投料循环。

台北木栅垃圾焚化厂：1500t/d（375t/dx4台），垃圾吊车10m3x2台，无待命，平均每小时投料周期5次。

台湾高雄南区垃圾焚烧厂：1800吨/天（450吨/dx4台），8m3x3垃圾起重机，2用1备，平均每小时投料周期8次。

荷兰阿姆斯特丹垃圾焚烧厂：2880t/d（720t/dx4台），垃圾吊12m3x3台，2用1备用，平均每小时投料周期8次。

新加坡泰西南焚化厂：4320t/d（720t/dx6台），垃圾吊10m3x4台，无备用，平均每小时投料周期7次。

5 其他因素 

5.1 抓斗液压系统 

大型垃圾焚烧厂一般采用液压抓斗，其抓斗开关动作迅速，抓取力较大。但由于液压中心、液压缸及翻板等设备直接安装在抓斗上，容易磨损，维护保养应充足，液压系统维护要求高。在选型时应注意以下几点： 

1. 电机功率宜大不宜小； 
2. 液压单元优先采用变流量型，不宜采用定流量型； 
3. 液压管路应设置2路以上压力保护，一路位于液压机出口前，一组位于控制阀组前； 
4. 内部液压软管应尽可能缩短，以减少因振动磨损而断管的机会； 
5. 为了降低工作温度，液压阻力应尽可能小。

5.2 电气系统 

电动液压抓斗由于起升速度快、高度高等原因，电缆易被拉断引发故障，目前工程实践中成功的解决办法：一是取消电缆卷筒驱动电机，使电缆卷筒与钢丝绳卷筒通过链条连接实现同步；二是给每根电缆配置一根稍短韧性的同步绳。2种方法可以保证电缆在起升和下降过程中只承受自身质量，以增加电缆的使用寿命。质量增加电缆的使用寿命。在电气设备的配置中，用于消耗多余功率的电阻散热片，由于发热量惊人，应与电气盘室放置在不同的房间内，并安装散热系统，以保证控制电路的运行稳定。

6 结论 

随着垃圾焚烧厂规模的扩大特别是焚烧炉单炉规模的扩大，垃圾抓斗起重机的选型不仅要考虑满足进料的要求，还要综合考虑抓斗起重机的数量、进料周期、抓斗容量，以保证操作的方便性和运行的可靠性。

参考来源： https://www.nstl.gov.cn/paper_detail.html?id=a8d6a31c78960cfce832a1a6b861d32b

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