垃圾焚燒爐自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

固廢網(wǎng)訊:摘要：垃圾焚燒爐由于垃圾成分復(fù)雜及熱值不穩(wěn)定，導(dǎo)致其燃燒控制滯后時(shí)間長(zhǎng)，焚燒爐燃燒系統(tǒng)多處需要手動(dòng)控制運(yùn)行。本文提出適合垃圾焚燒爐運(yùn)行工況的自動(dòng)燃燒控制（ACC）系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括蒸發(fā)量控制模塊、垃圾料層控制模塊、焚燒爐爐內(nèi)溫度控制模塊、爐渣熱灼率控制模塊、氧量控制模塊，通過(guò)給料速度、爐排速度、燃燒用風(fēng)量及垃圾層厚度計(jì)算等實(shí)現(xiàn)了垃圾焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制。將該ACC系統(tǒng)應(yīng)用于某垃圾焚燒發(fā)電廠，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，ACC系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾焚燒爐穩(wěn)定燃燒，環(huán)保參數(shù)無(wú)波動(dòng)，生產(chǎn)指標(biāo)符合要求。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒爐；自動(dòng)燃燒控制；設(shè)計(jì)

引言

近幾年來(lái)，城市規(guī)模和居住人口不斷擴(kuò)大、增多，相應(yīng)的也產(chǎn)生了更多的城市生活垃圾。對(duì)于城市發(fā)展而言，如何處理城市生活垃圾是一個(gè)需要予以著重關(guān)注的問(wèn)題。有關(guān)城市生活垃圾處理的方法多以填埋、焚燒及堆肥為主。其中垃圾焚燒的處理效果十分顯著，借助垃圾焚燒發(fā)電，還能體現(xiàn)出綠色、環(huán)保、高效的優(yōu)點(diǎn)。

1爐排爐垃圾焚燒發(fā)電廠燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概況

爐排爐垃圾焚燒的認(rèn)識(shí)：爐排爐垃圾焚燒是一種垃圾焚燒處理的技術(shù)，爐排型焚燒形式多樣化、使用范圍廣泛，占世界垃圾焚燒發(fā)電、供熱市場(chǎng)的80%以上。最顯著的優(yōu)勢(shì)是技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠，有害氣體排放量少，適應(yīng)性高，有利于大規(guī)模集中處理垃圾，在焚燒之前大部分垃圾不需要進(jìn)行預(yù)處理，可以直接進(jìn)行焚燒，操作便捷。但是，爐排爐垃圾焚燒也存在產(chǎn)生含水率高的污泥、大件生活垃圾不能直接焚燒等弊端。燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理：燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)是針對(duì)傳統(tǒng)燃燒方式中人工點(diǎn)火操作過(guò)程中，生產(chǎn)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性低，人身傷亡事故發(fā)生頻繁的現(xiàn)況；以及缺乏事故檢測(cè)預(yù)警、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃燒狀況、判斷處理異常現(xiàn)象能力的現(xiàn)狀，研究和設(shè)計(jì)出的一套全自動(dòng)化的燃燒控制系統(tǒng)，可以有效提高焚燒和發(fā)電的可靠性和安全性、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要目的是保證垃圾的穩(wěn)定燃燒，對(duì)垃圾燃燒的給料、進(jìn)風(fēng)、翻動(dòng)頻率等變量實(shí)施自動(dòng)化的控制及操作；蒸汽流量是反映燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的重要參數(shù)。

2自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

ACC系統(tǒng)應(yīng)對(duì)焚燒爐的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定控制，避免人為操作不當(dāng)造成垃圾焚燒爐停爐。因此焚燒爐的燃燒控制目標(biāo)設(shè)定為：維持穩(wěn)定的燃燒、穩(wěn)定的蒸汽流量及爐內(nèi)的持續(xù)高溫，空氣污染物排放在限值以下，達(dá)到熱灼率的設(shè)計(jì)值。針對(duì)上述控制目標(biāo)，結(jié)合垃圾焚燒爐的燃燒特點(diǎn)，ACC系統(tǒng)由蒸發(fā)量控制模塊、垃圾料層控制模塊、焚燒爐爐內(nèi)溫度控制模塊、爐渣熱灼率控制模塊、氧量控制模塊5個(gè)控制模塊組成，其中整個(gè)ACC系統(tǒng)的核心是蒸發(fā)量控制模塊和垃圾料層控制模塊。

3垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀

就目前來(lái)說(shuō)，隨著我國(guó)生活垃圾處理項(xiàng)目開展的推進(jìn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每天人們生活所產(chǎn)生的生活垃圾就有近 1 萬(wàn)噸，這種情況的存在就會(huì)對(duì)城市建設(shè)中原有的垃圾處理系統(tǒng)提出較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這些垃圾如果不能及時(shí)的處理，不但會(huì)對(duì)人們?nèi)粘５纳顜?lái)極為嚴(yán)重的負(fù)面影響同時(shí)也會(huì)為城市居民的健康安全埋下一定的安全隱患，由此，針對(duì)這一部分垃圾的處理工作已經(jīng)成為了現(xiàn)階段生活垃圾處理過(guò)程中迫在眉睫需要解決的重要問(wèn)題之一。由此，垃圾焚燒處理已經(jīng)成為現(xiàn)階段垃圾處理環(huán)節(jié)比較常見的處理方式之一，城市垃圾處理者們以期通過(guò)這一垃圾處理環(huán)節(jié)的應(yīng)用，將全市范圍內(nèi)的垃圾進(jìn)行集中處理，從而通過(guò)燃燒的方式產(chǎn)生熱能而后應(yīng)用其產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電，將垃圾進(jìn)行優(yōu)化處理，同時(shí)提升生活垃圾的利用比例，截至目前，我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電在我國(guó)已經(jīng)開展了數(shù)年的時(shí)間，我國(guó)垃圾焚燒處理工作者們已經(jīng)研究出了一系列能夠適應(yīng)我國(guó)實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀的垃圾處理模式，并根據(jù)其垃圾焚燒處理的特征構(gòu)建了相應(yīng)的焚燒設(shè)備構(gòu)成，但是在實(shí)際的運(yùn)行環(huán)節(jié)中，由于我國(guó)開展垃圾焚燒處理操作的時(shí)間相對(duì)較晚，所以在實(shí)際的焚燒設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)仍舊存在一定的問(wèn)題。

4自動(dòng)燃燒控制策略

4.1自動(dòng)燃燒控制敏感度分析

焚燒系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，因垃圾成分復(fù)雜，從進(jìn)料到燃料燃燒需要較長(zhǎng)時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)變量發(fā)生改變，ACC系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)操作指令后，測(cè)量變量難以迅速回復(fù)到目標(biāo)值，如果ACC系統(tǒng)因此繼續(xù)發(fā)出調(diào)節(jié)指令，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致連續(xù)單向調(diào)節(jié)，超出合理調(diào)節(jié)區(qū)間。因此，在ACC系統(tǒng)中，會(huì)對(duì)各測(cè)量變量設(shè)定非調(diào)節(jié)區(qū)間和調(diào)節(jié)反應(yīng)趨勢(shì)判斷邏輯。即當(dāng)目標(biāo)變量的測(cè)量值與設(shè)定值偏差范圍在設(shè)定的合理區(qū)間時(shí)，不進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)操作；當(dāng)ACC系統(tǒng)發(fā)出調(diào)節(jié)指令后，跟蹤判斷目標(biāo)變量的變化趨勢(shì)，如果朝設(shè)定值靠攏，則不做進(jìn)一步的調(diào)節(jié)。從而使ACC系統(tǒng)的變量調(diào)節(jié)具有一定的自由度，更符合垃圾焚燒的特點(diǎn)，既減輕了系統(tǒng)的操作頻次、設(shè)備調(diào)節(jié)負(fù)荷，又提高了爐排燃燒的穩(wěn)定性。此外，因ACC在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)作出的調(diào)整均是根據(jù)儀表測(cè)量進(jìn)行計(jì)算和判斷，因此儀表計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性直接影響ACC的正常運(yùn)行。為此需要對(duì)ACC相關(guān)各變量的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)和保養(yǎng)，提高標(biāo)定的頻次，確保儀表工作狀態(tài)正常。ACC主要儀表包括主蒸汽流量表、過(guò)熱蒸汽流量表、爐膛溫度熱電偶、爐排上方溫度熱電偶、給料溫度熱電偶、側(cè)墻溫度熱電偶、爐膛出口氧氣含量分析儀、風(fēng)室壓力儀表。

4.2垃圾推送控制

燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)蒸汽流量為依據(jù)，通過(guò)熱值計(jì)算投料量，并通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的控制實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的送料，在送料的過(guò)程中熱值計(jì)算是保障燃燒穩(wěn)定的重要影響因素；同時(shí)，燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)推送量進(jìn)行記錄，確保送料的準(zhǔn)確性。在此過(guò)程中要確保垃圾在爐排上均勻鋪放和有效翻動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)充分的燃燒。

結(jié)語(yǔ)

爐排爐垃圾焚燒發(fā)電是處理城市生活垃圾的有效方式，并實(shí)現(xiàn)資源的再次利用，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。爐排爐垃圾焚燒過(guò)程中實(shí)現(xiàn)燃燒的自動(dòng)化控制可以提高垃圾焚燒的精確控制、穩(wěn)定性和工作效率，改變傳統(tǒng)方式的人工操作方式，減少發(fā)生事故時(shí)對(duì)人體造成的傷害。同時(shí)，爐排爐垃圾焚燒爐可以根據(jù)各地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，提升爐排爐垃圾焚燒的效率，促進(jìn)我國(guó)垃圾處理和垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，為人們創(chuàng)造更加清潔的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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原標(biāo)題:垃圾焚燒爐自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)