用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)。所述自動(dòng)燃燒控制方法包括：基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止；基于爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制給料爐排和焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)；以及基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量。所述自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)包括爐排控制模塊、風(fēng)系統(tǒng)控制模塊以及燃燒器控制模塊。上述自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)垃圾的給料過程和燃燒過程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定高效。
【專利說明】用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及垃圾等廢物的焚燒，特別涉及一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市化進(jìn)程使得城市生活垃圾量大幅增加，垃圾焚燒發(fā)電是將垃圾無害化、減量化、資源化處置的有效途徑，垃圾焚燒處理不僅能取到環(huán)保效果，同時(shí)垃圾焚燒的余熱可產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱，節(jié)約能源，是較好的資源回收利用方式。
[0003]在垃圾焚燒的自動(dòng)控制中，焚燒爐的燃燒控制的好壞直接影響焚燒爐的運(yùn)行狀況和蒸汽產(chǎn)量，進(jìn)而影響環(huán)保排放指標(biāo)、發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量等。因此，對(duì)垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾的燃燒的自動(dòng)控制至關(guān)重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一方面，本發(fā)明提供了一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法。所述自動(dòng)燃燒控制方法包括:基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止；基于所述爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)；以及基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量。
[0005]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括:基于所述爐膛溫度或所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基于所述爐膛溫度或所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括:當(dāng)所述實(shí)際值在死區(qū)范圍外呈升高趨勢(shì)并且所述實(shí)際值達(dá)到所述給定值與死區(qū)值的差時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排停止；當(dāng)所述實(shí)際值在所述死區(qū)范圍外呈降低趨勢(shì)并且所述實(shí)際值達(dá)到所述給定值與所述死區(qū)值的和時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排啟動(dòng)；以及當(dāng)所述實(shí)際值在所述死區(qū)范圍內(nèi)變化時(shí)，基于所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止，其中所述死區(qū)范圍為從所述給定值與所述死區(qū)值的差到所述給定值與所述死區(qū)值的和之間的數(shù)值范圍。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基于所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括:當(dāng)所述實(shí)際值降低至局部極小值時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排停止；以及當(dāng)所述實(shí)際值升高至局部極大值時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排啟動(dòng)。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述死區(qū)值為所述給定值的1%。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基于所述爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步包括:基于所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述爐內(nèi)紅外溫度的給定值；以及基于所述爐內(nèi)紅外溫度的給定值、所述爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值以及所述爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量進(jìn)一步包括:基于所述爐內(nèi)氧量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述爐內(nèi)氧量的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值；以及基于所述爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值調(diào)節(jié)所述爐底各個(gè)區(qū)域的實(shí)際風(fēng)量。
[0011 ] 在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括:計(jì)算所述給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及基于所述運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述給料爐排的運(yùn)動(dòng)速度。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括:計(jì)算所述給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及基于所述運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述給料爐排的行程。
[0013]另一方面，本發(fā)明還提供了一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)包括爐排控制模塊、風(fēng)系統(tǒng)控制模塊以及燃燒器控制模塊。其中，所述爐排控制模塊用于基于爐膛溫度、爐內(nèi)蒸汽流量和/或爐內(nèi)紅外溫度對(duì)給料爐排和焚燒爐排進(jìn)行控制；所述風(fēng)系統(tǒng)控制模塊用于基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量；以及所述燃燒器控制模塊用于控制燃燒器的啟動(dòng)和停止。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述爐排控制模塊進(jìn)一步包括時(shí)間控制器、給料爐排速度控制器和給料爐排行程控制器。
[0015]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述風(fēng)系統(tǒng)控制模塊進(jìn)一步包括一次風(fēng)控制器和二次風(fēng)控制器。
[0016]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述一次風(fēng)控制器進(jìn)一步包括氧量控制器和風(fēng)量控制器。
[0017]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述二次風(fēng)控制器進(jìn)一步包括壓力計(jì)算模塊。
[0018]上述自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)垃圾的給料過程和燃燒過程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。
[0020]附圖中:
[0021]圖1為可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的操作示意圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、給料爐排和焚燒爐排基于爐膛溫度啟動(dòng)和停止的示意圖；以及
[0023]圖3為包括可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法的設(shè)備的控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0025]為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的方法步驟和/或結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0027]本發(fā)明提供了一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法以及可以實(shí)施該自動(dòng)燃燒控制方法的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)。圖1示出了可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的操作示意圖。如圖1所示，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)連接PLC操作站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，根據(jù)PLC操作站的命令進(jìn)行操作以控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自動(dòng)燃燒控制方法。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法包括:基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止；基于爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制給料爐排和焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)；以及基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量。
[0029]如圖1所示，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以包括三種工作模式:爐膛溫度模式、蒸汽流量模式以及紅外溫度蒸汽流量模式。其中，爐膛溫度模式和蒸汽流量模式可以在啟爐及停爐期間使用；紅外溫度蒸汽流量模式可以是正常生產(chǎn)時(shí)采用的控制模式。
[0030]在爐膛溫度模式下，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以基于爐膛溫度控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止。在蒸汽流量模式下，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以基于爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基于爐膛溫度/或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止可以進(jìn)一步包括:基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止。可選地，所述爐膛溫度可以是第一煙道頂部溫度。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以根據(jù)第一煙道頂部溫度過程值和給定值，比較它們的偏差，并考慮溫度變化的趨勢(shì)，控制給料爐排和焚燒爐排運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)第一煙道頂部溫度的控制。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止可以進(jìn)一步包括:當(dāng)實(shí)際值在死區(qū)范圍外呈升高趨勢(shì)并且實(shí)際值達(dá)到給定值與死區(qū)值的差時(shí)，控制給料爐排和焚燒爐排停止；當(dāng)實(shí)際值在死區(qū)范圍外呈降低趨勢(shì)并且實(shí)際值達(dá)到給定值與死區(qū)值的和時(shí)，控制給料爐排和焚燒爐排啟動(dòng)；以及當(dāng)實(shí)際值在死區(qū)范圍內(nèi)變化時(shí)，基于實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止，其中死區(qū)范圍為從給定值與死區(qū)值的差到給定值與死區(qū)值的和之間的數(shù)值范圍。死區(qū)范圍是自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)設(shè)置的補(bǔ)償范圍，可選地，死區(qū)值可以為給定值的1%，并且在啟動(dòng)時(shí)調(diào)整至最佳。死區(qū)的設(shè)置，可以避免焚燒爐在爐膛溫度模式或蒸汽流量模式下出現(xiàn)過調(diào)情況。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基于實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止可以進(jìn)一步包括:當(dāng)實(shí)際值降低至局部極小值時(shí)，控制給料爐排和焚燒爐排停止；以及當(dāng)實(shí)際值升高至局部極大值時(shí)，控制給料爐排和焚燒爐排啟動(dòng)。
[0033]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、給料爐排和焚燒爐排基于爐膛溫度啟動(dòng)和停止的示意圖。如圖2所示，坐標(biāo)軸的縱軸y可以表示爐膛溫度的數(shù)值，可選地，焚燒爐溫度范圍可以為0°C - 1200°C。坐標(biāo)軸的橫軸X可以表示時(shí)間。坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)的曲線s可以表示爐膛溫度實(shí)際的過程值，即實(shí)際值。y軸上的g值可以表示預(yù)先設(shè)定的爐膛溫度的給定值。Y軸上從-NZ值到+NZ值的區(qū)間的數(shù)值范圍可以表示死區(qū)范圍。其中+NZ值表示給定值與死區(qū)值的和，-NZ值表示給定值與死區(qū)值的差。
[0034]如圖2所示，當(dāng)爐膛溫度的實(shí)際值開始在死區(qū)范圍之外，并且呈下降趨勢(shì)。當(dāng)下降到A點(diǎn)，即爐膛溫度的實(shí)際值達(dá)到給定值與死區(qū)值的和時(shí)，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)控制給料爐排和焚燒爐排啟動(dòng)(on)，在A點(diǎn)之前一直處于停止(off)狀態(tài)。爐膛溫度曲線s到達(dá)A點(diǎn)后開始進(jìn)入死區(qū)范圍，并且仍然呈下降趨勢(shì)。當(dāng)下降到D點(diǎn)，即下降到局部極小值(也就是開始上升的點(diǎn))處時(shí)，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)控制給料爐排和焚燒爐排停止(off)。之后，爐膛溫度隨時(shí)間繼續(xù)變化，當(dāng)?shù)竭_(dá)B點(diǎn)時(shí)，與A點(diǎn)處的情況類似，即爐膛溫度的實(shí)際值從死區(qū)范圍之外下降達(dá)到給定值與死區(qū)值的和，因此自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)控制給料爐排和焚燒爐排再次啟動(dòng)(on)。稍后的E點(diǎn)與D點(diǎn)情況類似，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)在E點(diǎn)處控制給料爐排和焚燒爐排停止(off)。當(dāng)爐膛溫度曲線s到達(dá)F點(diǎn)時(shí)，由于處于死區(qū)范圍之內(nèi)，并且爐膛溫度的實(shí)際值上升到局部極大值(也就是開始下降的點(diǎn))，因此自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)控制給料爐排和焚燒爐排啟動(dòng)(on)。而當(dāng)爐膛溫度曲線s到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，由于爐膛溫度的實(shí)際值時(shí)從死區(qū)范圍之外上升到C點(diǎn)，并且爐膛溫度的實(shí)際值達(dá)到給定值與死區(qū)值的差，因此自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)控制給料爐排和焚燒爐排啟動(dòng)(on)。
[0035]當(dāng)在啟爐和停爐期間發(fā)生故障時(shí)，如含氧量或者蒸汽流量測(cè)量?jī)x表發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以采用蒸汽流量模式。在該模式下，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以根據(jù)鍋爐蒸汽流量的實(shí)際值和給定值，比較它們的偏差，并考慮蒸汽流量的變化的趨勢(shì)，控制給料爐排和焚燒爐排運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐蒸汽流量的控制。類似地，基于爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止時(shí)也可以設(shè)置死區(qū)范圍以避免出現(xiàn)過調(diào)情況?？蛇x地，爐內(nèi)蒸汽流量的死區(qū)值可以為其給定值的1%。由于基于爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止的原理與基于爐膛溫度控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止的原理類似，因此這里不再贅述。
[0036]在正常工況運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以采用紅外溫度蒸汽流量模式。在該模式下，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以基于爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制給料爐排和焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)，例如通過自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速度、給料行程、焚燒爐排的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基于爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制給料爐排和焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)可以進(jìn)一步包括:基于爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制爐內(nèi)紅外溫度的給定值；以及基于爐內(nèi)紅外溫度的給定值、爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值以及爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制給料爐排和焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)。
[0037]在沒有異常情況(如啟爐、停爐，主設(shè)備故障等)發(fā)生，鍋爐蒸汽基本達(dá)到正常負(fù)荷時(shí)，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)采用串級(jí)控制，主控制為負(fù)荷控制器，紅外溫度控制為輔助控制器，自動(dòng)控制給料爐排、焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷控制。具體地，比例積分控制器(蒸汽流量控制器，即主控器)通過輔助變量“紅外溫度”間接控制鍋爐總蒸汽流量。運(yùn)行人員可以設(shè)定鍋爐出口蒸汽流量的給定值。根據(jù)蒸汽流量控制偏差，蒸汽流量控制器的輸出作為第二控制器(紅外溫度控制器，即從控制器)紅外溫度給定值。給料系統(tǒng)和爐排連續(xù)運(yùn)行直至鍋爐第2通道的紅外溫度超過給定值。死區(qū)范圍可以在啟爐時(shí)調(diào)整至最佳。為防止蒸汽量過調(diào)，只有當(dāng)總蒸汽量低于設(shè)定值并且給料系統(tǒng)和爐排停止時(shí)，才能增加紅外溫度控制器的給定值。相反，當(dāng)總蒸汽量超過給定值并且給料系統(tǒng)和爐排啟動(dòng)時(shí)，才能減少紅外溫度控制器的給定值。在紅外溫度蒸汽流量模式下，進(jìn)料控制器啟動(dòng)之后延時(shí)X秒，給料小車才能啟動(dòng)。啟動(dòng)延遲時(shí)間由爐排控制程序決定。當(dāng)進(jìn)料控制器停止時(shí)，給料小車延時(shí)X秒停止。因此，自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)信號(hào)必須在爐排液壓泵啟動(dòng)前一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。爐排啟動(dòng)和停止的延遲時(shí)間相同。X值在鍋爐熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行校正。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量可以進(jìn)一步包括:基于爐內(nèi)氧量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及爐內(nèi)氧量的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值；以及基于爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值調(diào)節(jié)爐底各個(gè)區(qū)域的實(shí)際風(fēng)量。一次風(fēng)系統(tǒng)是焚燒控制系統(tǒng)核心，一次風(fēng)從每列爐排下部的4個(gè)區(qū)域進(jìn)入焚燒系統(tǒng)。一次風(fēng)可以包括3個(gè)大的分配檔次:最大、正常、最小。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以根據(jù)氧量控制器的輸出分配檔位，自動(dòng)確定各個(gè)區(qū)域一次風(fēng)風(fēng)量的給定值。氧量控制器輸出信號(hào)與選擇的分配器曲線成線性一致關(guān)系，并將其作為一次風(fēng)擋板流量控制系統(tǒng)的給定值。帶有遠(yuǎn)程控制功能的一次風(fēng)擋板按照爐下I到4區(qū)域性能曲線分別進(jìn)行控制。每個(gè)區(qū)域的一次風(fēng)流量在O到100%之間根據(jù)性能曲線成線性變化。此外，這4個(gè)性能曲線決定了一次風(fēng)分配器在爐上的長(zhǎng)度。所有列爐排的一次風(fēng)分配器規(guī)格是一樣的。每個(gè)一次風(fēng)流量測(cè)量值為兩個(gè)相鄰的爐排列的一次風(fēng)流量的總和。測(cè)得的一次風(fēng)流量作為兩個(gè)相鄰爐排列一次風(fēng)擋板流量控制的實(shí)際值。因此，每個(gè)相互獨(dú)立區(qū)域的給定值實(shí)際上是一次風(fēng)分配器總計(jì)值。由于垃圾熱值在短時(shí)間內(nèi)可能會(huì)有較大的波動(dòng)，因此可以包括3個(gè)流量分配器以供選擇。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括:計(jì)算給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及基于運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制給料爐排的運(yùn)動(dòng)速度。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以包括時(shí)間控制器，來計(jì)算給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值。
[0040]例如，通過統(tǒng)計(jì)30分鐘以內(nèi)給料爐排動(dòng)作時(shí)間，從而獲得爐排運(yùn)動(dòng)平均時(shí)間。時(shí)間控制可以看作一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)30分鐘內(nèi)給料爐排動(dòng)作時(shí)間的百分比。5分鐘作為一個(gè)計(jì)數(shù)周期，30分鐘作為整個(gè)計(jì)時(shí)循環(huán)。5分鐘比較將當(dāng)前值與上一次保存的值相比較。當(dāng)時(shí)間控制器啟動(dòng)時(shí)，將實(shí)際運(yùn)行時(shí)間與給定值進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果及趨勢(shì)可以輸出至給料系統(tǒng)行程及速度控制器中。實(shí)際運(yùn)行時(shí)間可由以下方式確定:實(shí)際運(yùn)行時(shí)間為至少一個(gè)給料小車在兩個(gè)方向上運(yùn)行的時(shí)間。實(shí)際運(yùn)行時(shí)間通過一個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，累計(jì)最大積分時(shí)間(5分鐘)。通過第二個(gè)計(jì)時(shí)器計(jì)算積分時(shí)間。當(dāng)一個(gè)計(jì)時(shí)周期完成，時(shí)間控制器實(shí)際值存儲(chǔ)在最多保存6個(gè)數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲(chǔ)器中。使用兩個(gè)計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)存儲(chǔ)器已經(jīng)保存了 6個(gè)數(shù)據(jù)，新的數(shù)據(jù)將取代最舊的數(shù)據(jù)。當(dāng)積分時(shí)間完成時(shí)，環(huán)形周期記錄的值占一個(gè)時(shí)間段1800s的百分比。獲得的百分比值為運(yùn)行時(shí)間實(shí)際值。
[0041]自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以包括速度控制器，其可以根據(jù)時(shí)間控制器的輸出、鍋爐蒸汽量(爐膛溫度模式中設(shè)置為最大蒸汽量)、爐排參數(shù)等可以確定給料爐排總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間給定；給定值與爐排的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間相比較可以確定給料爐排比例閥實(shí)際開度。例如，在每個(gè)給料周期之后，給料周期測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較。當(dāng)偏差大于±1秒(即死區(qū)值)時(shí)，給料系統(tǒng)以變化率為x% (典型范圍:調(diào)節(jié)頻率的1-2%)對(duì)給料速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。速度自動(dòng)調(diào)節(jié)的工作范圍為最小10%最大100%。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括:計(jì)算給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及基于運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制給料爐排的行程。自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以包括行程控制器，其可以根據(jù)時(shí)間控制器的當(dāng)前值與歷史的值的比較，增加或減少給料小車的行程。當(dāng)時(shí)間控制器啟動(dòng)時(shí)，控制器對(duì)比給料系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際時(shí)間與給定時(shí)間。給料系統(tǒng)行程給定值通過該對(duì)比結(jié)果(差值及趨勢(shì))進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。如果運(yùn)行時(shí)間實(shí)際值比給定值大，為滿足鍋爐負(fù)荷，給料系統(tǒng)需更多的時(shí)間來提供燃燒系統(tǒng)所需要的輸入熱量。在運(yùn)行時(shí)間控制器中增加給料系統(tǒng)行程給定值。相反的，如果運(yùn)行時(shí)間實(shí)際值比給定值小，給料系統(tǒng)行程給定值減小，以減少熱量輸入。在啟爐過程中，如果給料系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間實(shí)際值與給定值之間的控制偏差一直增加或者不變，行程給定值通過固定的計(jì)數(shù)程序自動(dòng)修正(正常范圍為3到5mm)。如果控制偏差一直減少，也就是說，實(shí)際值越來越接近給定值，行程給定值按平時(shí)的一半調(diào)節(jié)，相當(dāng)于，每2個(gè)監(jiān)控周期調(diào)整一次。如果控制偏差始終處于給定值的±1%死區(qū)范圍內(nèi)，則無需調(diào)節(jié)。在啟爐期間，運(yùn)行人員確定給料系統(tǒng)行程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作范圍，也就是，行程給定值可以變化的最大最小值(一般范圍為10到50cm)?？刂破骺梢詥为?dú)設(shè)定每個(gè)給料小車可修正系數(shù)增加計(jì)算的行程給定值。這種對(duì)機(jī)械因素影響的給料小車的輸送能力(如兩側(cè)墻的摩擦力)補(bǔ)償保證每個(gè)給料小車能夠輸送相同容量的垃圾。給定值可以在啟爐期間設(shè)置，運(yùn)行人員不得修改。控制器也可以手動(dòng)設(shè)置。
[0043]上述自動(dòng)燃燒控制方法和自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)垃圾的給料過程和燃燒過程的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的穩(wěn)定高效。
[0044]圖3示出了包括可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法的設(shè)備的控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，該控制系統(tǒng)的控制可以包括爐排控制、風(fēng)系統(tǒng)控制和燃燒器控制。爐排控制模塊、風(fēng)系統(tǒng)控制模塊和燃燒器控制模塊可以構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，該自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法。其中，所述爐排控制模塊用于基于爐膛溫度、爐內(nèi)蒸汽流量和/或爐內(nèi)紅外溫度對(duì)給料爐排和焚燒爐排進(jìn)行控制；所述風(fēng)系統(tǒng)控制模塊用于基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量；以及所述燃燒器控制模塊用于控制燃燒器的啟動(dòng)和停止。
[0045]其中，爐排控制模塊可以進(jìn)一步包括時(shí)間控制器、給料爐排速度控制器和給料爐排行程控制器。前面已經(jīng)對(duì)如何控制給料爐排的速度和行程進(jìn)行了描述，此處不再贅述。風(fēng)系統(tǒng)控制模塊可以進(jìn)一步包括一次風(fēng)控制器和二次風(fēng)控制器。一次風(fēng)控制器可以進(jìn)一步包括氧量控制器和風(fēng)量控制器。前面已經(jīng)對(duì)如何根據(jù)氧量控制一次風(fēng)風(fēng)量進(jìn)行了描述，此處不再贅述。
[0046]二次風(fēng)控制器可以進(jìn)一步包括壓力計(jì)算模塊。壓力計(jì)算模塊可以計(jì)算二次風(fēng)壓力給定值，包括:計(jì)算實(shí)際蒸汽量設(shè)定；以及根據(jù)蒸汽量設(shè)置計(jì)算前墻、后墻上層二次風(fēng)壓力給定值。其中，實(shí)際蒸汽量設(shè)定計(jì)算可以包括:爐膛溫度模式下，根據(jù)實(shí)際蒸汽量(除去燃燒器蒸汽量)，乘以比例修正因子；正常模式下，根據(jù)設(shè)置蒸汽量(除去燃燒器蒸汽量)乘以比例修正因子。壓力給定值可以根據(jù)二次型曲線擬合進(jìn)行計(jì)算。壓力穩(wěn)定可以保證二次風(fēng)門擋板能夠有效分配燃燒所需要的二次風(fēng)。
[0047]如圖3所示的控制系統(tǒng)可以采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)模式，開發(fā)調(diào)用通用的功能單元，以大大簡(jiǎn)化整個(gè)程序的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)化軟件開發(fā)，可以大大縮短軟件的開發(fā)和調(diào)試周期，提高控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。該程序主要通用功能塊可以包括:開關(guān)功能±夾、電機(jī)功能模塊、閥門功能模塊、模擬量功能模塊、PID控制器功能模塊、順控功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)1接口單元的控制?？刂葡到y(tǒng)各個(gè)子程序調(diào)用通用模塊，將處理數(shù)據(jù)以相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)不同設(shè)備的控制。使用標(biāo)準(zhǔn)的功能塊完成焚燒爐控制系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集及自動(dòng)控制功能，系統(tǒng)最大限度地實(shí)現(xiàn)易安裝，易維護(hù)性，易操作性，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。此外，該控制系統(tǒng)還可以例如配置皮爾滋(Pilz)安全繼電器一套，以提供硬件3級(jí)連鎖功能，保證在任何情況下，當(dāng)主跳閘連鎖電路觸發(fā)時(shí)，斷開回路，使被連鎖設(shè)備及時(shí)停機(jī)；還可以例如配置3塊菲尼克斯壓力變送器，提供煙道頂部壓力采用3取2的方式并進(jìn)行延時(shí)實(shí)現(xiàn)HH報(bào)警MFT硬件連鎖輸出功能，該連鎖保護(hù)不依賴于CPU即可實(shí)現(xiàn)。
[0048]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制方法，包括: 基于爐膛溫度或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止； 基于所述爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)；以及 基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述基于爐膛溫度/或爐內(nèi)蒸汽流量控制給料爐排和焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括: 基于所述爐膛溫度或所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述基于所述爐膛溫度或所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括: 當(dāng)所述實(shí)際值在死區(qū)范圍外呈升高趨勢(shì)并且所述實(shí)際值達(dá)到所述給定值與死區(qū)值的差時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排停止； 當(dāng)所述實(shí)際值在所述死區(qū)范圍外呈降低趨勢(shì)并且所述實(shí)際值達(dá)到所述給定值與所述死區(qū)值的和時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排啟動(dòng)；以及 當(dāng)所述實(shí)際值在所述死區(qū)范圍內(nèi)變化時(shí)，基于所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止， 其中所述死區(qū)范圍為從所述給定值與所述死區(qū)值的差到所述給定值與所述死區(qū)值的和之間的數(shù)值范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述基于所述實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的啟動(dòng)和停止進(jìn)一步包括: 當(dāng)所述實(shí)際值降低至局部極小值時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排停止；以及 當(dāng)所述實(shí)際值升高至局部極大值時(shí)，控制所述給料爐排和所述焚燒爐排啟動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述死區(qū)值為所述給定值的1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述基于所述爐內(nèi)蒸汽流量和爐內(nèi)紅外溫度控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步包括: 基于所述爐內(nèi)蒸汽流量的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述爐內(nèi)紅外溫度的給定值；以及 基于所述爐內(nèi)紅外溫度的給定值、所述爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值以及所述爐內(nèi)紅外溫度的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述給料爐排和所述焚燒爐排的運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量進(jìn)一步包括: 基于所述爐內(nèi)氧量的實(shí)際值和給定值之間的偏差以及所述爐內(nèi)氧量的實(shí)際值的變化趨勢(shì)控制所述爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值；以及 基于所述爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量的給定值調(diào)節(jié)所述爐底各個(gè)區(qū)域的實(shí)際風(fēng)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括: 計(jì)算所述給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及 基于所述運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述給料爐排的運(yùn)動(dòng)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)燃燒控制方法，其特征在于，所述自動(dòng)燃燒控制方法進(jìn)一步包括: 計(jì)算所述給料爐排的運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值；以及 基于所述運(yùn)行時(shí)間的實(shí)際值和給定值之間的偏差控制所述給料爐排的行程。
10.一種用于焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，包括爐排控制模塊、風(fēng)系統(tǒng)控制模塊以及燃燒器控制模塊，其中， 所述爐排控制模塊用于基于爐膛溫度、爐內(nèi)蒸汽流量和/或爐內(nèi)紅外溫度對(duì)給料爐排和焚燒爐排進(jìn)行控制； 所述風(fēng)系統(tǒng)控制模塊用于基于爐內(nèi)氧量控制爐底各個(gè)區(qū)域的風(fēng)量；以及 所述燃燒器控制模塊用于控制燃燒器的啟動(dòng)和停止。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述爐排控制模塊進(jìn)一步包括時(shí)間控制器、給料爐排速度控制器和給料爐排行程控制器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)系統(tǒng)控制模塊進(jìn)一步包括一次風(fēng)控制器和二次風(fēng)控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述一次風(fēng)控制器進(jìn)一步包括氧量控制器和風(fēng)量控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述二次風(fēng)控制器進(jìn)一步包括壓力計(jì)算模塊。
【文檔編號(hào)】F23G5/50GK104154545SQ201410364704
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】陳濤, 胡建民, 邵哲如, 王健生, 朱亮, 張二威, 錢中華, 秦炳漢, 羅智宇, 張賓, 韓乃卿, 洪益州 申請(qǐng)人:光大環(huán)保技術(shù)裝備（常州）有限公司