垃圾焚燒爐燃燒控制方案設計探討

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【摘要】根據(jù)國產大型垃圾焚燒爐的工藝特點，提出了以垃圾實時熱值為核心的垃圾爐燃燒控制方案，并在國產700t/d大型垃圾焚燒爐項目中得到成功應用，取得了較好的控制效果。

【關鍵詞】熱值計算;垃圾爐;控制方案

前言

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展，城市化越來越高，城市生活垃圾產量暴發(fā)式增長。城鎮(zhèn)生活垃圾處理成為城鎮(zhèn)化管理和環(huán)境保護的重要內容，也是社會文明程度的重要標志，關系人民群眾的切身利益。目前，城市生活垃圾焚燒發(fā)電是實現(xiàn)生活垃圾無害化、減量化、資源化的最佳方法。國內已經(jīng)建成超過100座垃圾焚燒發(fā)電廠，但是垃圾焚燒爐的燃燒自動控制一直是沒有很好的解決，是困擾行業(yè)內的難點。其中一個重要原因是城市生活垃圾的熱值變化大，并且不可能直接實時測量。本文提出種城市生活垃圾熱值的軟件測量方法，并將垃圾熱值引入到垃圾焚燒爐的給料機控制、爐排運動控制、一次風二次的控制方案中，實現(xiàn)垃圾焚燒爐的燃燒自動控制。

1城市生活垃圾熱值實時計算方案

由于垃圾熱值成分不穩(wěn)定，熱值變化大，很難直接實時測量。采用軟件測量的方法對垃圾熱值HVL進行實時估算成為一種有效方法。在本文的算法中采用垃圾焚燒爐熱平衡的方法實現(xiàn)入爐垃圾熱值估算。FLwaste為2~3小時內焚燒的垃圾量?？梢杂衫醯膶嶋H投料量來統(tǒng)計，也可以由給料爐排速度來計算。HVwaste為2~3小時內垃圾焚燒產生的熱量；HVwaste根據(jù)垃圾焚燒爐熱平衡原理計算得到.HVwaste=∑HVsteam+∑HVfluegas+∑HVDwater+∑HVslag-∑HVair-∑HVwater+∑HVoil其中：∑HVwaste為累積生產主蒸汽的熱量；∑HVfluegas為累積煙氣帶走的熱量；∑HVDwater為累積排污帶走的熱量；∑HVslag為累積灰渣帶走的熱量；∑HVair為累積一次風二次風輸入的熱量；∑HVwater為累積給水輸入的熱量；∑HVoil為累積燃油輸入的熱量。HVsteam=∑FLSteam+Hsteam其中：FLSteam為鍋爐出口蒸汽流量，Hsteam為蒸汽的焓值。

2基于垃圾熱值的燃燒策略

垃圾焚燒爐的燃燒自動控制回路主要包括給料機控制、爐排控制、一次風與二次風的控制。四個控制回路協(xié)調配合才能實現(xiàn)焚燒爐的穩(wěn)定、經(jīng)濟可靠的運行。這四個控制回路的核心思想是保證焚燒爐的能量動態(tài)平衡，保證這個平衡的最關鍵點是入爐垃圾熱值的量化。本文以垃圾熱值為中心提了這四個關鍵控制回路的控制方案。

2.1垃圾給料機控制

垃圾給料機控制是垃圾焚燒爐關鍵控制回路之一，垃圾給料機控制方案原理圖。根據(jù)主蒸汽的需求量計算出所需要的能量，通過垃圾的熱值折算成垃圾需求量，最終體現(xiàn)到給料機的平均速度，通過給料機的平均速度計算出給料機每走一步之間的等待時間，送到給料機液壓控制系統(tǒng)來控制給料機的運行、停止。

2.2爐排控制方案

爐排控制是垃圾焚燒爐另一個關鍵控制回路，爐排控制方案原理圖。根據(jù)主蒸汽需求量計算爐排運行速度的基礎值，通過2小時修正及料層厚度的修正得到爐排的最終速度，并計算爐排在每次循環(huán)完成后的等待時間，送到爐排液壓控制系統(tǒng)控制爐排的啟停。

2.3一次風控制方案

垃圾焚燒爐一次風為垃圾焚燒提供主要的所需氧量，同時兼顧料層厚度的調節(jié)及爐排冷卻功能。一次風控制方案原理圖。一次風來自垃圾坑的上部，由主蒸汽氣的設定值或是需求值計算而來，通過爐層厚度的修正后送到一次風機的控制模塊。

2.4二次風控制方案

垃圾焚燒爐二次風為垃圾焚燒提供補充氧量，兼顧控制爐膛溫度的功能，二次風控制方案原理圖。二次風也來自垃圾坑的上部，由主蒸汽的設定值或是需求值計算而來，通過氧量修正及爐膛溫度修正后送到一次風機的控制模塊。氧量的設定值由主蒸汽流量經(jīng)函數(shù)發(fā)生器后給出。爐膛溫度修正是以調整爐膛溫度在850℃以上為目標。

3結束語

以上控制方案在浙江中控技術股份有限公司ECS-700DCS平臺上實現(xiàn)，應用到國產700t/d級垃圾焚燒爐的控制中，目前已經(jīng)在現(xiàn)場正式投運。結果表明，此方案與ECS-700DCS平臺相結合，提高了焚燒爐控制的穩(wěn)定性和自動化投入率，為焚燒爐的安全穩(wěn)定運行奠定了良好的基礎。

參考文獻

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作者:陳亮 郭峰 李學平 許潤 劉金剛 單位:浙江中控技術股份有限公司