摘要：簡(jiǎn)要介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠中垃圾吊車選型及布置方法，為業(yè)主與設(shè)備廠家簽訂垃圾吊采購技術(shù)協(xié)議提供參數(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒；垃圾吊

橋式雙梁抓斗起重機(jī)（簡(jiǎn)稱：垃圾吊車）是城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾供料系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。垃圾吊車提供焚燒爐加料及對(duì)垃圾進(jìn)行搬運(yùn)、攪拌、倒垛，按順序堆放到預(yù)定區(qū)域，確保入爐垃圾組分均勻、燃燒穩(wěn)定。垃圾吊布置設(shè)計(jì)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(shè)備等組成，其型式為橋式起重機(jī)，起重機(jī)抓斗為多瓣液壓抓斗。其設(shè)計(jì)使用條件為用于含塵空氣中重級(jí)制運(yùn)行。它具有自動(dòng)去皮、計(jì)量、預(yù)報(bào)警、超載保護(hù)的功能，并能在吊車控制室顯示統(tǒng)計(jì)記錄投料的各種參數(shù)。

1垃圾吊車選型考慮因素

我國垃圾成分復(fù)雜，熱值變化大，熱值低，水分高，為了保證焚燒爐的穩(wěn)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(shí)現(xiàn)。

在選取垃圾吊車的時(shí)候，考慮以下因素：

1）實(shí)際抓斗內(nèi)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(nèi)廠家選用的也差不多。

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

3）垃圾焚燒爐處理能力較大，進(jìn)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(shí)間。

4）越大型的垃圾吊車，慣性越大，控制起來越困難。

5）每個(gè)循環(huán)的給料時(shí)間和倒垛搬運(yùn)時(shí)間是全自動(dòng)工況下的，如果由于設(shè)備故障，也應(yīng)該考慮半自動(dòng)和手動(dòng)的工況要求。

6）考慮操作工人的休息時(shí)間。

2垃圾吊車選型過程

某垃圾焚燒發(fā)電廠日處理垃圾800噸，設(shè)1個(gè)垃圾池，存儲(chǔ)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(shí)的充滿率為0.9～1.0，設(shè)計(jì)取0.9；垃圾池中未經(jīng)壓縮的垃圾容重為0.15～0.30，抓斗內(nèi)經(jīng)壓縮的垃圾容重為0.3～0.6，設(shè)計(jì)取0.55，下表為幾種垃圾吊車配置方案的對(duì)比。

垃圾吊車選型比較表

根據(jù)上表的對(duì)比結(jié)果，選用2臺(tái)6.3m3垃圾吊車同層布置，單臺(tái)垃圾吊車起重量11t，1用1備。選擇的垃圾吊車應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或半自動(dòng)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(dān)垃圾的投料、搬運(yùn)、攪拌和稱量工作。

投料：當(dāng)焚燒爐進(jìn)料口的垃圾不足時(shí)，垃圾吊車抓取垃圾池中發(fā)酵好的垃圾運(yùn)行至進(jìn)料口上方，給垃圾焚燒爐的進(jìn)料斗加料。

搬運(yùn)：將靠近卸料門的垃圾運(yùn)到垃圾池的其它地方，避免卸料門的擁堵，調(diào)節(jié)池內(nèi)垃圾數(shù)量，使之貯存不少于7天的垃圾量。

攪拌：由于國內(nèi)的生活垃圾含水量較高，燃燒熱值較低，垃圾在垃圾池內(nèi)需停留一定的時(shí)間，通過自然瀝水和發(fā)酵，降低含水量，提高熱值。新舊垃圾的攪拌混合可縮短發(fā)酵時(shí)間。另外，由于生活垃圾的組成復(fù)雜，成份含量變化大，為避免進(jìn)爐垃圾性質(zhì)波動(dòng)過大，保證入爐垃圾的穩(wěn)定燃燒，也需要對(duì)池內(nèi)垃圾進(jìn)行必要的攪拌與混合。

取物：將不慎進(jìn)入垃圾池中，但不宜焚燒處理的物體取出。

稱量：為了統(tǒng)計(jì)垃圾的實(shí)際焚燒量，在垃圾投入焚燒爐進(jìn)料口之前，對(duì)投入進(jìn)料口的垃圾進(jìn)行稱重計(jì)量。

4垃圾吊車的結(jié)構(gòu)組成

垃圾吊車結(jié)構(gòu)主要由橋架、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、主起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、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(yùn)行機(jī)構(gòu)：大車運(yùn)行裝置設(shè)計(jì)在帶角部軸承的焊接箱型梁上，通過堅(jiān)固可靠觸角式軸承連接到端梁上，更換十分便捷。

主起升機(jī)構(gòu)：一臺(tái)電機(jī)通過兩臺(tái)硬齒面減速器驅(qū)動(dòng)兩個(gè)卷筒上的四根鋼絲繩吊起四點(diǎn)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(zhǔn)確。

小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)：采用集中驅(qū)動(dòng)方式及“三合一”傳動(dòng)裝置，傳動(dòng)精度高，重量輕、密封性好、噪音小、免維護(hù)。

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

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

5防腐與涂裝

為保證設(shè)備在垃圾池內(nèi)的防腐蝕，產(chǎn)品在生產(chǎn)期間對(duì)板材預(yù)處理噴沙除銹，除銹等級(jí)Sa2.5級(jí)，粗糙度為EZ40-80度微米，噴涂環(huán)氧富鋅底漆，有效的防止制造過程中的銹蝕，焊接交驗(yàn)后，整機(jī)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(tǒng)，采用國內(nèi)外先進(jìn)的“觸摸屏+PLC+變頻調(diào)速”控制方案，實(shí)現(xiàn)整機(jī)綜合監(jiān)控，自動(dòng)控制及高精度的調(diào)速功能。垃圾吊車的各機(jī)構(gòu)全部采用數(shù)字化變頻調(diào)速裝置，整機(jī)采用PLC控制，起重機(jī)能實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)的抓料，搬運(yùn)，泊位等功能，即手動(dòng)/半自動(dòng)操作。

垃圾吊車具有上述程序化操作，半自動(dòng)控制和手動(dòng)操作功能，可快速切換，一般情況下手動(dòng)優(yōu)先。垃圾吊車在手動(dòng)控制方式下，采用聯(lián)動(dòng)臺(tái)人工操作控制。垃圾吊車大車、小車、起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)變頻調(diào)速，并手工開啟抓斗，實(shí)現(xiàn)抓料和投料過程。

2）自動(dòng)控制原理

垃圾吊車的大車、小車、起升機(jī)構(gòu)均采用變頻專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每臺(tái)電機(jī)上均配有同軸安裝的高精度光電旋轉(zhuǎn)編碼器。編碼器是一個(gè)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)（角度）的裝置。電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一圈，編碼器則發(fā)出600個(gè)（或1024個(gè)）脈沖數(shù)字信號(hào)，矢量控制變頻器根據(jù)編碼器的反饋信號(hào)控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)高精度速度控制?？删幊炭刂破鳎≒LC）根據(jù)編碼器的反饋信號(hào)進(jìn)行高速計(jì)數(shù)，計(jì)算電機(jī)相對(duì)起始位置所運(yùn)行的圈數(shù)，從而計(jì)算出垃圾吊車各機(jī)構(gòu)相對(duì)起始位置所運(yùn)行的距離，就可以計(jì)算出抓斗所處的實(shí)際位置，達(dá)到半自動(dòng)控制的目的。

3）控制系統(tǒng)功能

投料及稱重：將垃圾池內(nèi)的垃圾投入到焚燒爐的料斗內(nèi)，使料斗的料位于保持在適當(dāng)?shù)姆秶?，確保垃圾的入爐供料，并能滿足自動(dòng)稱重的要求。

攪拌：受源頭垃圾的種類因素影響，有時(shí)可能還要攪拌垃圾的任務(wù)。對(duì)卸入池內(nèi)的垃圾進(jìn)行搬運(yùn)，攪拌和倒垛，并按順序堆放到指定的區(qū)域，力爭(zhēng)入爐垃圾的組份均勻，并能根據(jù)工藝的焚燒要求，使垃圾完成垃圾的部份脫水或發(fā)酵。

清理：抓取垃圾池中污水排泄口的垃圾，以便及時(shí)排泄垃圾池中的滲濾液。

控制：抓料、投料，自動(dòng)運(yùn)行及返回、自動(dòng)稱重等工藝流程，并具有大起升高度的防擺，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)量，運(yùn)行限位狀態(tài)保護(hù)及故障報(bào)警功能。

4）控制和操作

控制方式：控制采用“觸摸屏+PLC+變頻調(diào)速”控制方案。觸摸屏為整機(jī)綜合監(jiān)控，PLC實(shí)現(xiàn)整車運(yùn)行的時(shí)序邏輯控制。能實(shí)現(xiàn)程序化操作，自動(dòng)狀態(tài)+手動(dòng)操作相結(jié)合方式。自動(dòng)狀態(tài)下抓斗各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均能采用程序化控制來實(shí)現(xiàn)，投料后自動(dòng)回到儲(chǔ)料坑。在固定式司機(jī)室內(nèi)，采用觸摸屏或聯(lián)動(dòng)臺(tái)操作。在觸摸屏上，顯示整個(gè)行車運(yùn)行區(qū)域的示意圖，將整個(gè)區(qū)域劃分為網(wǎng)格地址，并顯示行車抓斗目前運(yùn)行位置的三維坐標(biāo)。

按半自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)鍵后，行車按照事先設(shè)定的取料位置和投料位置的三維坐標(biāo)，即可完成垃圾的抓取和投放全過程。并在投料前，發(fā)出稱重信號(hào)給稱重系統(tǒng)，稱重系統(tǒng)將稱重結(jié)果傳送給觸摸屏，并在屏幕上顯示出來。

防晃蕩裝置，穩(wěn)定工作的吊車才是好吊車，控制系統(tǒng)能優(yōu)化吊車的運(yùn)動(dòng)，它利用優(yōu)化馬達(dá)的力矩輸出對(duì)吊車的增速和減速進(jìn)行有效的控制以避免晃蕩現(xiàn)象的發(fā)生。

吊車設(shè)操作控制室，控制室設(shè)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(duì)貯坑。在貯坑墻及其周邊操作人員視力死角處設(shè)攝像頭，把監(jiān)視信號(hào)傳送到吊車操作室的監(jiān)視屏。

5）垃圾吊車控制水平

垃圾吊車采用半自動(dòng)控制，也可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)/手動(dòng)的轉(zhuǎn)換操作。在半自動(dòng)模式下，提升抓斗、移向進(jìn)料口、稱重計(jì)量、開啟抓斗、卸料移向泊車位置是自動(dòng)的。

7 垃圾吊車的布置

2臺(tái)垃圾吊車，宜采用同層布置，布置在垃圾池上方。如焚燒爐進(jìn)料斗標(biāo)高為23米，則垃圾抓斗距離進(jìn)料斗預(yù)留約1.5米凈空，一般抓斗最下沿距離垃圾吊軌頂標(biāo)高的極限高度約為6米，則垃圾吊軌頂標(biāo)高設(shè)計(jì)定為30.5米。垃圾吊一側(cè)軌道中心線距離混凝土柱邊預(yù)留約0.45米凈寬，另一側(cè)軌道中心線距離混凝土柱邊預(yù)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(jié)合垃圾池壁和進(jìn)料斗一起考慮。當(dāng)抓斗移到進(jìn)料斗上方時(shí)，抓斗展開的寬度盡量包含在進(jìn)料斗尺寸范圍內(nèi)，這樣垃圾不會(huì)散落在進(jìn)料斗外側(cè)。當(dāng)抓斗移到進(jìn)料斗對(duì)面靠近垃圾池壁時(shí)，抓斗展開后的設(shè)備外沿距離垃圾池壁150mm的凈寬，這樣的作用是保護(hù)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(shí)，可以將垃圾吊車移到就近的垃圾池端部的平臺(tái)處，進(jìn)行停泊檢修。進(jìn)料斗之間的平臺(tái)也可滿足垃圾吊車抓斗的停放檢修。在垃圾池兩端設(shè)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(yùn)。在垃圾池一端垃圾吊車檢修平臺(tái)上方設(shè)置垃圾吊車檢修電動(dòng)葫蘆，電動(dòng)葫蘆的運(yùn)動(dòng)軌道固定在垃圾倉屋頂下檐，在不檢修垃圾吊車時(shí)電動(dòng)葫蘆的吊鉤及吊繩收緊到不影響垃圾吊車運(yùn)動(dòng)。在垃圾吊車軌道旁邊設(shè)置走臺(tái)板，滿足檢修人員的走動(dòng)。垃圾抓斗檢修豎井不使用時(shí)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(shè)置位置，一般有三種形式：1）在垃圾池靠卸料大廳一側(cè)的中間位置，進(jìn)料斗的對(duì)面，地面標(biāo)高比進(jìn)料斗稍高。2）在垃圾池端頭，在進(jìn)料斗層、運(yùn)行層或在運(yùn)行層和進(jìn)料斗層之間；當(dāng)設(shè)置在運(yùn)行層時(shí)可與中央控制室連通。3）在垃圾池靠焚燒爐一側(cè)的中間位置，進(jìn)料斗的下面一層。

垃圾吊車各種控制室位置比較表

綜合考慮：我們認(rèn)為在靠卸料大廳一側(cè)設(shè)計(jì)垃圾吊車控制室，視野開闊、安全、衛(wèi)生、對(duì)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(hù)措施

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

1）吊車配備安全運(yùn)行防碰撞系統(tǒng)。

2）吊車配備超載保護(hù)設(shè)備，在吊重超過額定載荷10%時(shí)給予提示。

3）吊車配備繩索松動(dòng)測(cè)試裝置，當(dāng)抓斗突然下降時(shí)，能被及時(shí)止住。

4）吊車配備區(qū)域保護(hù)設(shè)備，限制抓鉤的活動(dòng)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(yùn)動(dòng)。橋式吊車的滑行根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置限值切換開關(guān)。

6）吊車的提升和滑行電動(dòng)機(jī)采用變頻控制，抓斗的振動(dòng)將減到最小。

7）吊車?yán)|繩鼓配備機(jī)電保護(hù)裝置，以防止提升纜繩錯(cuò)位或絆住。

8）吊車在任何時(shí)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(hù)。

11結(jié)論

垃圾吊車是垃圾焚燒發(fā)電廠中垃圾運(yùn)輸與存儲(chǔ)的重要設(shè)施，合理的選型是保證焚燒線正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要前提，同時(shí)也是節(jié)約成本的重要手段。

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