馬丁爐排焚燒爐是機械爐排焚燒爐的典型爐型，采用活動式爐排，可使焚燒操作連續化、自動化，是目前在處理城市垃圾中使用廣泛的焚燒爐。其結構主要的部件包括料斗、給料器、爐排、燃燒室、余熱鍋爐、爐渣滾筒和出渣機。
(1)垃圾儲存系統
垃圾由垃圾車運來，經地衡稱量后從卸料門卸入垃圾儲坑中，垃圾吊車將卸下的垃圾進行翻拌、混合，并按垃圾儲坑的作業程序進行分區堆棧、發酵。翻拌混合可使垃圾的組分均勻，避免進爐的垃圾熱值忽高忽低而導致爐溫過大的波動;堆棧發酵是解決高水分、低熱值垃圾焚燒的重要經驗，其機理是析出部分水分和產生沼氣，既提高進爐垃圾的熱值，又使垃圾容易著火燃燒。
經過2~3天堆棧發酵的垃圾由吊車抓取投進垃圾料斗。料斗與料槽的接合處設有料門，用于點火起爐和熄火停爐操作，料槽內沒有垃圾，關閉料門可使爐膛與外界隔開，維持爐內負壓。按升溫曲線達到投放垃圾時，料門開啟，垃圾沿料槽下落到給料平臺并充滿整個料槽，給料裝置將垃圾推送落爐排上。垃圾在爐排翻送過程中受到燃燒器和爐拱的熱輻射以及一次風的吹烘，水分迅速蒸發，著火燃燒，爐溫逐步升高。當爐溫達到600℃時燃燒器退出，垃圾焚燒進入正常狀態，爐溫繼續升高可維持在850℃左右。垃圾在爐排上依次通過干燥、燃燒和燃盡三個區域。垃圾中的可燃分完全燃燒，不可燃的灰渣由爐渣滾筒送出落入出渣機中。出渣機儲有水并保持著一定的水位起到水封作用，確保爐內負壓的穩定。灰渣在出渣機內熄火和降溫后被推送出來，由振動輸送帶送去灰渣儲坑，在拋灰機的作用下落入灰渣儲坑中，垃圾經焚燒處理后成為穩定、無害的灰渣。振動輸送帶還有一個作用是使灰渣中的金屬物暴露出來，便于懸掛在振動輸送帶上方的除鐵器將其吸出，匯集后打包回用。垃圾焚燒過程中，有些細灰從爐條之間的縫隙落到各風室中，這些灰稱之為“漏灰”，定時由漏灰排出系統依次打開風室下面的活門，漏灰在風室的風壓作用下落入灰槽。灰槽一端聯通出渣機，另一端帶有風門與公共風室連接，漏灰排出系統按程序將風門瞬時打開，將漏灰吹送入出渣機中，后與灰渣一起被排走。
灰渣儲坑上方裝有橋式抓斗起重機，用抓斗將匯集在灰渣儲坑中的灰渣抓取，裝車外運、填埋。
(2)助燃空氣系統
燃燒用的空氣取自垃圾儲坑的上方，由鼓風機抽吸并壓送進行二級加熱，前列級為蒸汽暖風機，第二級為煙氣暖風機，風溫提高到150~250℃范圍，然后分成一次風和二次風。一次風進入到爐排下方的各個風室，通過各風室風門的調節，獲得佳的風量，后經爐條的風道穿過垃圾層進入爐膛，提供垃圾焚燒所需的氧量。二次風通過二次風風道經調節風門從燃燒室上方前后拱處的兩排噴嘴噴射進爐膛，對燃燒氣進行擾動和補充氧量，達到充分燃燒的目的。燃燒空氣從垃圾儲坑抽取是為了將這些被污染帶有惡臭的空氣送入爐內進行髙溫處理，并維持垃圾儲坑的負壓狀態，避免其外逸而造成周圍環境的污染。
(3)余熱回收系統
垃圾燃燒產生的高溫煙氣在引風機的抽吸下先通過鍋爐前列通道，其水冷壁下部用耐火材料敷設有相當長的未燃帶，用以減緩熱交換的速度，使在此區域內的煙氣溫度保持不低于850℃有利于二噁英大限度的分解。敷設未燃帶還可避免水冷壁裸露在高溫煙氣中而產生的高溫腐蝕。煙氣經冷凝管從上而下通過第二通道，采用輻射傳熱進行熱交換，再急轉進入布滿對流受熱面的第三通道和第四通道，以加快熱交換的速度。在鍋爐出口處煙溫降至380℃左右。隨后通過布置有管式煙氣暖風機的第五通道，與空氣進行后的熱交換，被冷卻到270℃左右。為了保證靜電除塵器入口的煙氣溫度穩定在設定的溫度值，鍋爐的第四通道設有旁路煙道和調節擋板，通過調節流經第四通道的煙氣量來控制靜電除塵器入口的煙溫，完成熱交換后的煙氣進入煙氣處理系統。
(4)煙氣處理系統
煙氣處理系統由干式石灰中和裝置、靜電除塵器組成。熟石灰粉儲存在石灰儲罐中，通過圓盤分料機控制單位時間的取出量。羅茨風機將石灰粉逆向吹入靜電除塵器前的煙道中，與煙氣中的氧化氫等酸性氣體進行中和反應，形成氯化鈣等鹽類，并隨煙氣一起進入靜電除塵器，在高壓電場的作用下煙氣中攜帶的灰塵、反應生成物和剩余的石灰粉被除去，后由引風機導出經煙囪排入大氣。在引風機出口與煙囪的連接煙道上安裝有灰塵和有害氣體的在線監測儀器，能實時測出煙氣中各控制指標的實際值。沉積在極板和極線上灰塵通過機械振打落入靜電除塵器下方的灰斗中，由螺旋輸送機送出，經增濕機加水攪拌防止細灰飛揚，然后排入灰渣儲坑中，與焚燒爐排出的灰渣一起被清運出去。
(5)余熱鍋爐
余熱鍋爐通過熱交換吸收垃圾焚燒產生的熱能，產生一定壓力和溫度的蒸汽。熱力系統采用母管制，鍋爐的蒸汽全部匯集到分汽缸再分配去汽輪發電機組、蒸汽暖風機、吹灰器、除氧器以及其他用氣設備，汽輪發電機為低背壓機組，做功后的蒸汽通過低壓蒸汽冷凝器，采用風冷的方式冷凝回收再用。鍋爐補給水來自飼水系統，冷凝水和補給水經除氧器加熱、除氧后由鍋爐給水泵給鍋爐供水。鍋爐汽包水位由給水調節閥根據蒸發量、給水量和汽包水位三個變量進行調節。系統的壓力采用旁路調節方式進行調節，根據鍋爐的運行工況按蒸發董波動曲線的谷底設定汽輪發電機的功率，爐溫升高蒸發量增大，系統壓力上升，調節閥開度加大，多余的蒸汽經調節閥進入高壓蒸汽冷凝器，維持系統的壓力穩定。
(6)發電系統
垃圾焚燒處理廠因利用垃圾焚燒產生的熱能進行發電，安裝有余熱鍋爐、汽輪發電機組以及發配電裝置，其運行操作與火電廠相類似，所不同的是火電廠是以發電為目的，根據用戶的用電需要調整鍋爐的負荷，即所謂“以電定汽”;而垃圾焚燒廠是以處理垃圾為終目的，發電只是垃圾焚燒的副產品，鍋爐的產汽量決定于垃圾的焚燒處理量及其燃燒工況，汽輪機跟著鍋爐走，也就是“以汽定電”;另外，當垃圾焚燒發電廠不能向電網送電時，垃圾的焚燒處理還繼續正常運行，即所謂“孤島運行”，這也是垃圾焚燒發電廠不同于火電廠的特有工況。
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