專利名稱：控制供給燃燒爐的焚燒物供給量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制供給燃燒爐的焚燒物供給量的方法，其中燃燒爐優(yōu)選為流化床爐。
背景技術(shù)：
上述類型的燃燒爐用于例如廢物或污泥的焚燒。在燃燒過(guò)程中燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生廢氣，廢氣被引導(dǎo)通過(guò)廢熱鍋爐以利用廢氣中含有的熱能。在廢熱利用中，即在蒸汽鍋爐中，廢氣被冷卻，在廢熱鍋爐中產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽。一部分蒸汽通常在裝置中被消耗使用，然而絕大部分蒸汽被送入發(fā)電站的蒸汽網(wǎng)中。
已知燃燒能力控制方法通常根據(jù)廢熱利用中產(chǎn)生的蒸汽體積流量來(lái)控制，該蒸汽體積流量與燃燒爐中產(chǎn)生的熱輸出量成比例。蒸汽體積流量是通過(guò)在一個(gè)適當(dāng)點(diǎn)的相應(yīng)感測(cè)器而測(cè)定的，該測(cè)量值與預(yù)先設(shè)定的蒸汽體積流量值進(jìn)行比較，該預(yù)定值代表了熱輸出量的設(shè)定值。根據(jù)蒸汽體積流量的設(shè)定值與實(shí)際值之間的差異，控制燃燒能力。
假設(shè)燃燒爐的熱輸出量保持恒定，如果蒸汽體積流量的實(shí)際值小于預(yù)定值，燃燒能力將得到增加。如果蒸汽體積流量的測(cè)定值大于預(yù)定值，燃燒爐的燃燒能力將相應(yīng)降低。如果蒸汽體積流量的測(cè)定值與預(yù)定值相當(dāng)，燃燒爐的燃燒能力將保持恒定。
此方法中燃燒爐的熱輸出量的調(diào)節(jié)是通過(guò)控制影響燃燒爐的一個(gè)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃燒體積流量可作為控制參數(shù)。燃燒體積流量通過(guò)燃燒器以輔助可燃物的形式供給燃燒爐。通常，在燃燒爐中輔助可燃物僅被用于啟動(dòng)燃燒。它當(dāng)然也可用于支持燃燒能力。最終，供給燃燒爐的焚燒物體積流量也能作為控制參數(shù)。以廢物、污泥等形式的焚燒物在單位時(shí)間內(nèi)被送入燃燒爐中的量越大，燃燒爐的燃燒能力就越高。

發(fā)明內(nèi)容
上述已知的燃燒能力控制方法在過(guò)去證明是成功的。然而，本發(fā)明的期望和目的是提供一種方法，通過(guò)該方法燃燒爐的效率和焚燒質(zhì)量能得到改善。
本發(fā)明的目的是提供一種控制供給燃燒爐(10)的焚燒物供給量的方法，該供給是通過(guò)至少一個(gè)從動(dòng)供給裝置(11)而進(jìn)行。該方法是由用以實(shí)現(xiàn)該方法的相應(yīng)裝置而實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的方法中，測(cè)定至少一個(gè)與焚燒操作相關(guān)的參數(shù)，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。參數(shù)優(yōu)選為燃燒爐內(nèi)壓力、燃燒爐內(nèi)溫度、燃燒爐內(nèi)氧氣含量、次級(jí)空氣和/或再循環(huán)氣體的體積流量，或單參數(shù)的組合，或全部這些參數(shù)的組合。如果被測(cè)壓力、溫度高于相應(yīng)設(shè)定值，氧氣含量小于相應(yīng)設(shè)定值或次級(jí)空氣和/或循環(huán)氣體的體積流量大于相應(yīng)設(shè)定值，這表明發(fā)生在燃燒爐中的燃燒過(guò)高。因此，當(dāng)至少一個(gè)被測(cè)參數(shù)超過(guò)或低于設(shè)定值，如先前所述，向燃燒爐中供給大量的焚燒物是沒(méi)有意義。由于這個(gè)原因，本發(fā)明的控制方法在此進(jìn)行了干預(yù)并自動(dòng)地減少了焚燒物的供給。為此，供給裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，于是進(jìn)入到燃燒爐中的焚燒物體積流量也相應(yīng)降低。
焚燒物供給的減少例如可以逐步實(shí)現(xiàn)，例如進(jìn)入燃燒爐的焚燒物逐漸減少直至達(dá)到預(yù)定的最小焚燒物體積流量。或者，也可以直接將焚燒物體積流量減少至預(yù)定值。
焚燒物體積流量的減少優(yōu)選在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)完成，例如30秒。在這個(gè)預(yù)定的時(shí)間段結(jié)束后，停止減少，焚燒物的供給又恢復(fù)正常。
也可以在再次達(dá)到被測(cè)參數(shù)的設(shè)定值時(shí)停止焚燒物體積流量的減少，于是焚燒物的供給恢復(fù)正常。
此外，本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)前述控制方法的裝置。該裝置包括相應(yīng)的感測(cè)器，用以測(cè)定用于調(diào)整本發(fā)明控制方法的參數(shù)值。例如，檢測(cè)溫度優(yōu)選使用高溫計(jì)，因?yàn)楦邷赜?jì)工作幾乎沒(méi)有任何磨損并且可以實(shí)現(xiàn)十分快捷的檢測(cè)。


圖1表示一個(gè)具有固定流化床的普通流化床爐10形式的廢物焚燒爐。
圖1標(biāo)記10流化床爐11供給裝置12流化床
14浮閥塔板15初級(jí)空氣16次級(jí)空氣管道18后燃燒區(qū)20廢氣通道22廢氣通道24卸料斜槽26卸料蝸桿圖2表示燃燒設(shè)備的原理圖。
圖3表示燃燒功率的控制圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明方法的實(shí)施例。
圖1表示一個(gè)具有固定流化床的普通流化床爐10形式的廢物焚燒爐，其設(shè)置有本發(fā)明的控制向流化床爐10供給焚燒物的裝置。用作廢物焚燒和流化床流化的初級(jí)空氣15是在空氣預(yù)加熱器(未示出)中預(yù)加熱，然后通過(guò)浮閥塔板14按箭頭15所指進(jìn)入流化床爐10中，廢物是通過(guò)一個(gè)從動(dòng)供給裝置11供給的。開(kāi)始操作時(shí)，流化床爐10通過(guò)起動(dòng)燃燒器(未示出)和加熱的初級(jí)空氣被加熱至操作溫度，起動(dòng)燃燒器操作時(shí)需要輔助燃料例如汽油或天然氣。起動(dòng)燃燒器在所述升溫操作中進(jìn)一步用于加熱所述的流化床爐10或被用于補(bǔ)償燃燒能力的短期變化。次級(jí)空氣通過(guò)次級(jí)空氣管道16供給到流化床12上方，以保證廢物燃燒所產(chǎn)生的廢氣在氧氣含量?jī)?yōu)選大于6％的所謂后燃燒區(qū)18中充分燃燒。廢氣通過(guò)廢氣通道20離開(kāi)流化床爐10并被導(dǎo)入廢熱鍋爐中，廢氣中包含的熱能在那里被用于產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽。蒸汽生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸汽體積流量與所述流化床爐10中產(chǎn)生的熱輸出量成比例。為了改善流化特性并優(yōu)化燃燒控制，從所述的靜電除塵器(未示出)后面的廢氣通道20中排出的廢氣通過(guò)循環(huán)管道22重新導(dǎo)入所述的流化床爐10中。在整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，通過(guò)控制廢氣排風(fēng)機(jī)(未示出)，在后燃燒區(qū)18和下游廢氣通道(未示出)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。由于燃燒產(chǎn)生的部分煙塵沒(méi)有隨廢氣從所述流化床爐10中帶出，而是聚集在流化床爐10內(nèi)，床料需要不時(shí)地通過(guò)卸料桿24和卸料螺桿26清除，然后被送入到儲(chǔ)灰槽(未示出)中。
正常運(yùn)行的流化床爐10的燃燒能力在此是通過(guò)前述的一種普通燃燒能力的控制方法來(lái)控制。廢熱利用中產(chǎn)生的蒸汽體積流量通過(guò)適宜感測(cè)器檢測(cè)并與設(shè)定值相比較。根據(jù)比較結(jié)果，通過(guò)增加或減少供給裝置11的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整焚燒物料流。
在此請(qǐng)注意，圖1中所示的處于正常操作中的流化床爐10的燃燒能力也能夠通過(guò)另一已知的控制燃燒能力的方法來(lái)控制。或者，與所述流化床爐10燃燒能力相關(guān)的參數(shù)可被設(shè)為定值而根本不需使用燃燒能力的控制方法，其在后續(xù)說(shuō)明中未作解釋。
為了獲得一個(gè)恒定的流化床焚燒爐的燃燒能力，通過(guò)被測(cè)蒸汽體積流量來(lái)調(diào)整焚燒物體積流量的那種燃燒能力控制方法的問(wèn)題是所供給的焚燒物的總熱值通常不固定，而且是隨著作為焚燒物的廢物的成份而變化。因此，盡管焚燒物體積流量是恒定設(shè)定的，所述流化床爐10產(chǎn)生的燃燒能力會(huì)因廢物的熱值不同而變化。熱值的不同會(huì)導(dǎo)致不利的燃燒能力的變化，它很難通過(guò)控制燃燒能力而得以補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明，利用放置在所述流化床爐10內(nèi)的高溫計(jì)(未示出)檢測(cè)溫度，并將該溫度與一個(gè)預(yù)定溫度值進(jìn)行比較。如果被測(cè)溫度高于預(yù)定值，可以推斷在所述流化床爐10內(nèi)的實(shí)際燃燒過(guò)高，因此通過(guò)本發(fā)明所述的控制方法降低所述供給裝置11的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)干預(yù)并減少焚燒物的供給。本發(fā)明所述的控制方法臨時(shí)替代了燃燒能力的控制方法，也就是當(dāng)本發(fā)明的控制方法干預(yù)時(shí)，燃燒能力控制方法的控制輸出量被設(shè)定為零，這樣這個(gè)臨時(shí)的控制方法對(duì)于通過(guò)所述供給裝置11運(yùn)輸?shù)饺紵隣t中的焚燒物體積流量沒(méi)有影響。除了溫度，也可以檢測(cè)燃燒爐中的壓力、氧氣含量、次級(jí)空氣和/或再循環(huán)氣體的體積流量或單參數(shù)的組合或全部這些參數(shù)的組合，然后與相應(yīng)的設(shè)定值進(jìn)行比較。一旦超過(guò)或小于這些設(shè)定值時(shí)，如前所述，本發(fā)明的控制方法將控制焚燒物供給量。
在如圖1中所示的應(yīng)用于流化床爐10的控制方法中，焚燒物的供給量逐漸減少。這意味著所述的供給裝置11發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在預(yù)定數(shù)量的臨時(shí)隨后步驟中被降最小，為的是通過(guò)這種方法逐漸降低焚燒物體積流量。如果達(dá)到最小轉(zhuǎn)速，停止本發(fā)明所述的控制方法，于是燃燒能力控制再次控制了焚燒物體積流量。如果再次超過(guò)溫度設(shè)定值，本發(fā)明所述的控制方法再次進(jìn)行干預(yù)。
另外，當(dāng)超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，本發(fā)明的控制方法也能夠直接降低帶動(dòng)所述供給裝置11發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制持續(xù)一預(yù)定時(shí)間段。在這段預(yù)定時(shí)間結(jié)束后，控制停止，因此燃燒能力控制將再次控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
控制也可以采取這種方式進(jìn)行，即僅當(dāng)被測(cè)參數(shù)值與預(yù)定值一致時(shí)，控制才停止。這樣的控制不受時(shí)間限制。
當(dāng)然，這些控制方法也可以適當(dāng)?shù)亟M合。
如果使用幾個(gè)供給裝置11，那么若干個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)將相應(yīng)地由本發(fā)明的控制方法進(jìn)行控制。如果其中一個(gè)供給裝置失效，那么其它的供給裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將相應(yīng)地增加，以補(bǔ)償失效的供給裝置。
在上面所描述的實(shí)施例中，使用本發(fā)明的控制方法可以改善流化床爐的效率和焚燒質(zhì)量(排放)。當(dāng)被測(cè)參數(shù)顯示流化床爐10中焚燒過(guò)高時(shí)，例如由于廢物的熱值很高(在所述流化床爐中確實(shí)如此)，該控制方法就會(huì)對(duì)焚燒物的供給進(jìn)行控制，而這通常是由燃燒能力控制方法進(jìn)行控制的。因此保證了為獲得理想的燃燒能力而不會(huì)向流化床爐10供給多余的廢物。
控制了燃燒功率就控制了燃燒設(shè)備的能量預(yù)算。圖2表示燃燒設(shè)備的原理圖。進(jìn)入燃燒室的燃料質(zhì)量流量獨(dú)立于預(yù)設(shè)值，自動(dòng)地調(diào)整。
特別地，對(duì)于流化床爐等具有高燃燒速度的燃燒鍋爐，爐中的燃燒條件由于燃料供給不足或燃料特性突然改變，尤其是熱值的增加，對(duì)燃燒質(zhì)量起到負(fù)面影響。這會(huì)導(dǎo)致，如產(chǎn)生更多的碳黑、CO、TOC、二噁英和呋喃。
對(duì)于這種情況，建議迅速減少燃料供給。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提高測(cè)量閾值調(diào)節(jié)對(duì)于進(jìn)入燃燒室內(nèi)的燃料供應(yīng)量的燃燒功率信號(hào)，使得燃料體積流量在預(yù)定的時(shí)間間隔期間減少供應(yīng)。圖3描述了這個(gè)功能的控制原理圖。
從燃燒功率信號(hào)開(kāi)始，操作人員可以預(yù)設(shè)控制信號(hào)的調(diào)制(例如，供給螺桿的轉(zhuǎn)速或推動(dòng)裝置的沖程)。通過(guò)開(kāi)關(guān)可預(yù)設(shè)按常數(shù)減少的燃料供給或按百分比減少的當(dāng)前控制信號(hào)。操作人員可以預(yù)設(shè)按百分比減少的控制信號(hào)的倍增器。
然后，根據(jù)燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)接原始控制信號(hào)y2開(kāi)關(guān)或調(diào)制的控制信號(hào)y4開(kāi)關(guān)。通過(guò)測(cè)定的燃燒室溫度(例如用高溫計(jì))或燃燒室壓力或燃燒室的氧含量(例如用激光測(cè)量)來(lái)檢測(cè)燃燒狀態(tài)。
如果氧含量低于預(yù)定閾值，或燃燒室壓力超過(guò)預(yù)定閾值，或燃燒室溫度超過(guò)預(yù)定閾值，這就說(shuō)明燃燒爐內(nèi)燃燒劇烈。如果上面條件中有一個(gè)成立，時(shí)間要素將被啟動(dòng)，同時(shí)在該時(shí)間期間內(nèi)開(kāi)關(guān)被激活。這種情況下將轉(zhuǎn)接調(diào)制的控制信號(hào)y4。
如果燃燒狀態(tài)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，則在可調(diào)節(jié)時(shí)間T1屆滿后通過(guò)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接為原始燃燒信號(hào)y3。
如果通過(guò)多個(gè)供給設(shè)備提供燃料供給，當(dāng)一個(gè)機(jī)組(aggregate)不工作時(shí)，傳輸速率會(huì)通過(guò)信號(hào)y5的可預(yù)選的倍數(shù)自動(dòng)增長(zhǎng)。
熱值的極度波動(dòng)引起的蒸汽波動(dòng)、功能障礙或操作錯(cuò)誤通過(guò)對(duì)控制信號(hào)y6的進(jìn)一步調(diào)制而得以排除。
如果測(cè)定的蒸汽量分別超過(guò)或低于一個(gè)可選的百分比，燃料供給的傳輸速率會(huì)分別降低或增加一個(gè)可選的百分比。
在一個(gè)允許的帶寬內(nèi)，不進(jìn)行控制信號(hào)(y6＝y(tǒng)7)的調(diào)制。最后，得到的信號(hào)y7便是燃燒功率控制信號(hào)，控制燃料供給的傳輸速率。
應(yīng)該理解，本發(fā)明裝置或方法的實(shí)施例并具有限定作用，在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的調(diào)整是可能的，本發(fā)明的裝置和方法由所附權(quán)利要求進(jìn)行限定。特別是，如果在根本不提供燃燒能力控制的情況下，本發(fā)明的控制方法也能夠應(yīng)用。但如果使用一個(gè)或多個(gè)燃燒能力的控制方法，本發(fā)明的控制方法將臨時(shí)替代燃燒能力的控制方法，正如實(shí)施例所描述，由此提高了效率。
權(quán)利要求
1.一種控制供給燃燒爐(10)的焚燒物供給量的方法，該供給是通過(guò)至少一個(gè)從動(dòng)供給裝置(11)進(jìn)行，其特征在于至少檢測(cè)一個(gè)與焚燒操作相關(guān)的參數(shù)，將所檢測(cè)的參數(shù)值與參照值進(jìn)行比較，當(dāng)該參數(shù)值高于或低于相應(yīng)參照值時(shí)，焚燒物供給量將自動(dòng)減少。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中被檢測(cè)的參數(shù)為所述燃燒爐(10)中的壓力。
3.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中被檢測(cè)的參數(shù)為所述燃燒爐(10)中的溫度。
4.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中被檢測(cè)的參數(shù)為所述燃燒爐(10)中的氧氣含量。
5.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中被檢測(cè)的參數(shù)為次級(jí)空氣和/或再循環(huán)氣體的體積流量。
6.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中焚燒物供給量逐漸減少。
7.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中焚燒物供給量減少至預(yù)定的焚燒物體積流量。
8.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中焚燒物供給量在一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)減少。
9.如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其中焚燒物供給量減少直至再次達(dá)到參數(shù)的參照值時(shí)。
10.一種用于實(shí)現(xiàn)如前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的控制方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)至少一個(gè)從動(dòng)供給裝置向燃燒爐中供給焚燒物的控制方法，其中至少檢測(cè)一個(gè)與焚燒操作相關(guān)的參數(shù)，并與設(shè)定值相比較，當(dāng)參數(shù)超過(guò)或低于相應(yīng)設(shè)定值時(shí)，焚燒物供給量自動(dòng)減少。
文檔編號(hào)F23N5/26GK1963302SQ20061013983
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者黑爾格·默曼 申請(qǐng)人:魯奇能捷斯集團(tuán)