一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，它所需要的控制設(shè)備包括：給料爐排，給料爐排末端依次并列設(shè)置有干燥段爐排、燃燒端爐排、燃盡端爐排，一次風(fēng)機(jī)通過一次風(fēng)流量計(jì)與干燥段爐排、燃燒端爐排和燃盡端爐排連接；其控制方法的步驟是：(1)建立垃圾熱值判斷模型；(2)建立不同垃圾熱值類型的控制器；(3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量的鍋爐出口氧含量換算出一次風(fēng)量和垃圾進(jìn)料量；(4)根據(jù)控制器建立的策略，通過PID計(jì)算；(5)在整個(gè)運(yùn)行周期，制定了輔助燃燒器投入的運(yùn)行策略。本發(fā)明針對現(xiàn)有的垃圾焚燒控制工藝上的不足，能夠?qū)崟r(shí)適應(yīng)垃圾熱值變化，克服了原有輔助燃燒器控制的不足，杜絕二噁英的生成。
【專利說明】一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃燒過程控制領(lǐng)域，涉及垃圾焚燒爐焚燒過程的控制方法，尤其是分段爐排式焚燒爐焚燒過程并用于發(fā)電的自動(dòng)燃燒控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，垃圾焚燒爐的燃燒過程中對于垃圾熱值的判斷基本上是由人工根據(jù)以往的數(shù)據(jù)來設(shè)置的，但我國的生活垃圾熱值變化大，以及在垃圾坑的混合發(fā)酵造成進(jìn)爐垃圾熱值不確定。現(xiàn)有的燃燒控制系統(tǒng)根據(jù)單純的單一垃圾熱值進(jìn)行控制，造成燃燒不穩(wěn)定，系統(tǒng)波動(dòng)大，并且導(dǎo)致垃圾燃燒不充分，焚燒爐溫度不能穩(wěn)定。現(xiàn)有的輔助燃燒器控制方法是當(dāng)焚燒爐溫度低于850°C時(shí)才投入，無法有效杜絕二噁英的生成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法。
[0004]技術(shù)方案:一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，所述控制方法的控制設(shè)備包括:給料爐排，所述給料爐排末端依次并列設(shè)置有干燥段爐排、燃燒端爐排、燃盡端爐排，一次風(fēng)機(jī)通過一次風(fēng)流量計(jì)與所述干燥段爐排、燃燒端爐排和燃盡端爐排連接，所述控制方法包括以下步驟:
[0005]I)垃圾焚燒爐進(jìn)爐垃圾熱值判斷根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量比值和建立模糊控制模型來實(shí)時(shí)判斷垃圾熱值類型；
[0006]2)建立不同垃圾熱值類型的一次風(fēng)溫度、分配比例、額定蒸汽流量、二次風(fēng)量、額定垃圾量、爐排各區(qū)運(yùn)動(dòng)周期的控制器并根據(jù)第一步判斷出的垃圾熱值類型實(shí)時(shí)選擇對應(yīng)的控制策略；
[0007]3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量到的鍋爐出口氧含量計(jì)算出一次風(fēng)量和垃圾給料量；
[0008]4)根據(jù)控制器建立的策略，通過PID算法對一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量、爐排運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)因素進(jìn)行控制，使其達(dá)到控制器要求的目標(biāo)值；
[0009]5)在整個(gè)運(yùn)行周期，通過輔助燃燒器確保煙氣溫度高于850°C兩秒減少污染的產(chǎn)生。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟I)垃圾熱值類型實(shí)時(shí)判斷采用一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量兩個(gè)參數(shù)，并計(jì)算其比值，根據(jù)模塊化比值來制定垃圾熱值對照表，通過對照表來確定垃圾熱值類型。
[0011]作為優(yōu)選，所述步驟2)建立不同垃圾熱值類型的控制器包括根據(jù)垃圾熱值類型分別制定一次風(fēng)溫度、分配比例、煙道溫度、各段燃燒爐排垃圾停留時(shí)間的工況參數(shù)，并建立查詢表，在實(shí)時(shí)控制過程中根據(jù)實(shí)時(shí)判斷的垃圾熱值類型查詢表中相應(yīng)參數(shù)輸出PID控制。[0012]作為優(yōu)選，所述步驟3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量到的鍋爐出口氧含量計(jì)算出一次風(fēng)量和垃圾給料量，其計(jì)算方法如下:
[0013]5.5%≤ MV ≤8.5% Cl = C2 = O
[0014]MV < 5.5%Cl=A*(MV-5.5% ) C2 = C*(MV-5.5% )
[0015]MV > 8.5%Cl = B*(8.5% -MV) C2 = D*(8.5% -MV)
[0016]MV:鍋爐出口氧含量；
[0017]A、B:給料爐排前進(jìn)速度系數(shù)，單位mm/s ；
[0018]C、D:一次風(fēng)風(fēng)量系數(shù),單位Nm3/h ；
[0019]Cl:給料爐排前進(jìn)速度影響因子；
[0020]C2:一次風(fēng)風(fēng)量影響因子。
[0021]作為優(yōu)選，所述步驟4)中一次風(fēng)風(fēng)量，計(jì)算方法如下:
[0022]Paf = 1715XSsf+1140-Saf+CX (Ssf-Ptf) +C2
[0023]Paf: 一次風(fēng)風(fēng)量，單位Nm3/h ；
[0024]Ssf:設(shè)定蒸汽流量,單位t/h ；
[0025]Saf: 二次風(fēng)風(fēng)量，單位Nm3/h ；
[0026]Ptf:鍋爐出口實(shí)時(shí)蒸汽流量，單位t/h ；
[0027]C:蒸汽系數(shù)，范圍500-1100 ；
[0028]C2:氧含量一次風(fēng)風(fēng)量影響因子，單位NmVh。
[0029]作為優(yōu)選，所述步驟4)中爐排運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算方法如下:
[0030]StepUffpf = (2Ssf-Ptf) *ffpf.M/Ptf.M+Cl
[0031]St印2、Tfs = ffpf/Dy/S*1000
[0032]Step3>Ff = Tfs/Fc
[0033]Step4> Tt = (St+Rt) *Ff
[0034]Step5、Fs = Tfs/ (3600-Tt)
[0035]Wpf:垃圾焚燒爐實(shí)時(shí)焚燒需要垃圾量
[0036]Ssf:設(shè)定蒸汽流量,單位t/h ；
[0037]Wpf.M:一段時(shí)間內(nèi)平均垃圾焚燒量，正常取兩個(gè)小時(shí)周期
[0038]Ptf.M:一段時(shí)間內(nèi)鍋爐平均產(chǎn)生蒸汽量，正常取兩個(gè)小時(shí)周期
[0039]Cl:給料爐排前進(jìn)速度影響因子
[0040]Ptf:實(shí)時(shí)蒸汽流量
[0041]Tfs:給料爐排每小時(shí)需要前進(jìn)總行程
[0042]Dy:垃圾密度
[0043]S:給料爐排推動(dòng)垃圾的截面積
[0044]Ff:給料爐排每小時(shí)完成前進(jìn)動(dòng)作的頻率
[0045]Fe:給料爐排每次前進(jìn)行程
[0046]Tt:給料爐排每小時(shí)除前進(jìn)過程外需要的總時(shí)間
[0047]St:給料爐排每次完成前進(jìn)過程后需要停留的時(shí)間
[0048]Rt:給料爐排每次完成前進(jìn)過程后后退的時(shí)間
[0049]Fs:給料爐排前進(jìn)速度設(shè)定值。[0050]作為優(yōu)選，所述步驟5)輔助燃燒器投入的運(yùn)行策略確保3個(gè)不同爐膛溫度分別是850°C、875°C、900°C。
[0051]有益效果:本發(fā)明所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法針對現(xiàn)有的垃圾焚燒控制工藝上的不足，結(jié)合了模糊控制和PID控制，能夠適用于燃燒爐排分為干燥、燃燒、燃盡式的三段式爐排，能夠?qū)崟r(shí)適應(yīng)垃圾熱值變化，克服了原有輔助燃燒器控制的不足，杜絕二噁英的生成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)框圖；
[0054]圖3為本發(fā)明的溫度控制曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明:
[0056]如圖1、圖2所示，一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，本控制方法的控制設(shè)備包括:給料爐排1，給料爐排I左端依次并列設(shè)置有干燥段爐排2、燃燒端爐排3、燃盡端爐排4，一次風(fēng)機(jī)5通過一次風(fēng)流量計(jì)6與干燥段爐排2、燃燒端爐排3和燃盡端爐排4連接；本控制方法包括以下步驟:
[0057]I)垃圾焚燒爐進(jìn)爐垃圾熱值判斷根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量比值和建立模糊控制模型來實(shí)時(shí)判斷垃圾熱值類型；
[0058]2)建立不同垃圾熱值類型的一次風(fēng)溫度、分配比例、額定蒸汽流量、二次風(fēng)量、額定垃圾量、爐排各區(qū)運(yùn) 動(dòng)周期的控制器并根據(jù)第一步判斷出的垃圾熱值類型實(shí)時(shí)選擇對應(yīng)的控制策略；
[0059]3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量到的鍋爐出口氧含量計(jì)算出一次風(fēng)量和垃圾給料量；
[0060]4)根據(jù)控制器建立的策略，通過PID算法對一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量、爐排運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)因素進(jìn)行控制，使其達(dá)到控制器要求的目標(biāo)值；
[0061]5)在整個(gè)運(yùn)行周期，通過輔助燃燒器確保煙氣溫度高于850°C兩秒減少污染的產(chǎn)生。
[0062]垃圾熱值類型實(shí)時(shí)判斷采用一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量兩個(gè)參數(shù)，并計(jì)算其比值，根據(jù)模塊化比值來制定垃圾熱值對照表，通過對照表來確定垃圾熱值類型:
[0063]Pw = Ptf.m/ffpf.m
[0064]
【權(quán)利要求】
1.一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，所述控制方法的控制設(shè)備包括:給料爐排(I)，所述給料爐排(I)末端依次并列設(shè)置有干燥段爐排(2)、燃燒端爐排(3)、燃盡端爐排(4)，一次風(fēng)機(jī)(5)通過一次風(fēng)流量計(jì)(6)與所述干燥段爐排(2)、燃燒端爐排(3)和燃盡端爐排(4)連接，其特征在于:所述控制方法包括以下步驟: 1)垃圾焚燒爐進(jìn)爐垃圾熱值判斷根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量比值和建立模糊控制模型來實(shí)時(shí)判斷垃圾熱值類型； 2)建立不同垃圾熱值類型的一次風(fēng)溫度、分配比例、額定蒸汽流量、二次風(fēng)量、額定垃圾量、爐排各區(qū)運(yùn)動(dòng)周期的控制器并根據(jù)第一步判斷出的垃圾熱值類型實(shí)時(shí)選擇對應(yīng)的控制策略； 3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量到的鍋爐出口氧含量計(jì)算出一次風(fēng)量和垃圾給料量; 4)根據(jù)控制器建立的策略，通過PID算法對一次風(fēng)機(jī)風(fēng)量、爐排運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)因素進(jìn)行控制，使其達(dá)到控制器要求的目標(biāo)值； 5)在整個(gè)運(yùn)行周期，通過輔助燃燒器確保煙氣溫度高于850°C兩秒減少污染的產(chǎn)生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟I)垃圾熱值類型實(shí)時(shí)判斷采用一段時(shí)間內(nèi)的蒸汽質(zhì)量與鍋爐垃圾焚燒量兩個(gè)參數(shù)，并計(jì)算其比值，根據(jù)模塊化比值來制定垃圾熱值對照表，通過對照表來確定垃圾熱值類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟2)建立不同垃圾熱值類型的控制器包括根據(jù)垃圾熱值類型分別制定一次風(fēng)溫度、分配比例、煙道溫度、各段燃燒爐排垃圾停留時(shí)間的工況參數(shù)，并建立查詢表，在實(shí)時(shí)控制過程中根據(jù)實(shí)時(shí)判斷的垃圾熱值類型查詢表中相應(yīng)參數(shù)輸出PID控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟3)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)蒸汽流量和測量到的鍋爐出口氧含量計(jì)算出一次風(fēng)量和垃圾給料量，其計(jì)算方法如下:
5.5%≤ MV ≤8.5% Cl = C2 = O MV < 5.5% Cl = A*(MV-5.5% ) C2 = C*(MV-5.5% ) MV > 8.5% Cl = B*(8.5% -MV) C2 = D*(8.5% -MV) MV:鍋爐出口氧含量； A、B:給料爐排前進(jìn)速度系數(shù),單位mm/s ； C、D:一次風(fēng)風(fēng)量系數(shù),單位Nm3/h ； Cl:給料爐排前進(jìn)速度影響因子； C2:一次風(fēng)風(fēng)量影響因子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟4)中一次風(fēng)風(fēng)量，計(jì)算方法如下:
Paf = 1715XSsf+1140-Saf+CX (Ssf-Ptf) +C2
Paf: 一次風(fēng)風(fēng)量,單位Nm3/h ； Ssf:設(shè)定蒸汽流量,單位t/h ； Saf:二次風(fēng)風(fēng)量,單位Nm3/h ；Ptf:鍋爐出口實(shí)時(shí)蒸汽流量，單位t/h ； C:蒸汽系數(shù)，范圍500-1100 ； C2:氧含量一次風(fēng)風(fēng)量影響因子，單位Nm3/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟4)中爐排運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算方法如下:
StepUffpf = (2Ssf-Ptf) *ffpf.M/Ptf.M+Cl
St印2、Tfs = ffpf/Dy/S*1000
Step3> Ff = Tfs/Fc
Step4、Tt = (St+Rt)*Ff
St印5、Fs = Tfs/(3600-Tt) Wpf:垃圾焚燒爐實(shí)時(shí)焚燒需要垃圾量 Ssf:設(shè)定蒸汽流量,單位t/h ； Wpf.M:一段時(shí)間內(nèi)平均垃圾焚燒量，正常取兩個(gè)小時(shí)周期 Ptf.M:一段時(shí)間內(nèi)鍋爐平均產(chǎn)生蒸汽量，正常取兩個(gè)小時(shí)周期 Cl:給料爐排前進(jìn)速度影響因子 Ptf:實(shí)時(shí)蒸汽流量 Tfs:給料爐排每小時(shí)需要前進(jìn)總行程 Dy:垃圾密 度 S:給料爐排推動(dòng)垃圾的截面積 Ff:給料爐排每小時(shí)完成前進(jìn)動(dòng)作的頻率 Fe:給料爐排每次前進(jìn)行程 Tt:給料爐排每小時(shí)除前進(jìn)過程外需要的總時(shí)間 St:給料爐排每次完成前進(jìn)過程后需要停留的時(shí)間 Rt:給料爐排每次完成前進(jìn)過程后后退的時(shí)間 Fs:給料爐排前進(jìn)速度設(shè)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分段式爐排垃圾焚燒爐自助燃燒控制方法，其特征在于:所述步驟5)輔助燃燒器投入的運(yùn)行策略確保3個(gè)不同爐膛溫度分別是850°C、875°C、900。。。
【文檔編號】F23G5/50GK103438463SQ201310021981
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】嚴(yán)圣軍, 陳繼華, 陳竹, 李軍, 杜發(fā)勤 申請人:江蘇天楹環(huán)保能源股份有限公司