专利名称：控制供给燃烧炉的焚烧物供给量的方法
技术领域：
本发明涉及一种控制供给燃烧炉的焚烧物供给量的方法，其中燃烧炉优选为流化床炉。
背景技术：
上述类型的燃烧炉用于例如废物或污泥的焚烧。在燃烧过程中燃烧炉内产生废气，废气被引导通过废热锅炉以利用废气中含有的热能。在废热利用中，即在蒸汽锅炉中，废气被冷却，在废热锅炉中产生过热蒸汽。一部分蒸汽通常在装置中被消耗使用，然而绝大部分蒸汽被送入发电站的蒸汽网中。
已知燃烧能力控制方法通常根据废热利用中产生的蒸汽体积流量来控制，该蒸汽体积流量与燃烧炉中产生的热输出量成比例。蒸汽体积流量是通过在一个适当点的相应感测器而测定的，该测量值与预先设定的蒸汽体积流量值进行比较，该预定值代表了热输出量的设定值。根据蒸汽体积流量的设定值与实际值之间的差异，控制燃烧能力。
假设燃烧炉的热输出量保持恒定，如果蒸汽体积流量的实际值小于预定值，燃烧能力将得到增加。如果蒸汽体积流量的测定值大于预定值，燃烧炉的燃烧能力将相应降低。如果蒸汽体积流量的测定值与预定值相当，燃烧炉的燃烧能力将保持恒定。
此方法中燃烧炉的热输出量的调节是通过控制影响燃烧炉的一个参数来实现。燃烧体积流量可作为控制参数。燃烧体积流量通过燃烧器以辅助可燃物的形式供给燃烧炉。通常，在燃烧炉中辅助可燃物仅被用于启动燃烧。它当然也可用于支持燃烧能力。最终，供给燃烧炉的焚烧物体积流量也能作为控制参数。以废物、污泥等形式的焚烧物在单位时间内被送入燃烧炉中的量越大，燃烧炉的燃烧能力就越高。
发明内容
上述已知的燃烧能力控制方法在过去证明是成功的。然而，本发明的期望和目的是提供一种方法，通过该方法燃烧炉的效率和焚烧质量能得到改善。
本发明的目的是提供一种控制供给燃烧炉(10)的焚烧物供给量的方法，该供给是通过至少一个从动供给装置(11)而进行。该方法是由用以实现该方法的相应装置而实现。
在本发明的方法中，测定至少一个与焚烧操作相关的参数，并与预设值进行比较。参数优选为燃烧炉内压力、燃烧炉内温度、燃烧炉内氧气含量、次级空气和/或再循环气体的体积流量，或单参数的组合，或全部这些参数的组合。如果被测压力、温度高于相应设定值，氧气含量小于相应设定值或次级空气和/或循环气体的体积流量大于相应设定值，这表明发生在燃烧炉中的燃烧过高。因此，当至少一个被测参数超过或低于设定值，如先前所述，向燃烧炉中供给大量的焚烧物是没有意义。由于这个原因，本发明的控制方法在此进行了干预并自动地减少了焚烧物的供给。为此，供给装置发动机的转速降低，于是进入到燃烧炉中的焚烧物体积流量也相应降低。
焚烧物供给的减少例如可以逐步实现，例如进入燃烧炉的焚烧物逐渐减少直至达到预定的最小焚烧物体积流量。或者，也可以直接将焚烧物体积流量减少至预定值。
焚烧物体积流量的减少优选在一个预定的时间段内完成，例如30秒。在这个预定的时间段结束后，停止减少，焚烧物的供给又恢复正常。
也可以在再次达到被测参数的设定值时停止焚烧物体积流量的减少，于是焚烧物的供给恢复正常。
此外，本发明涉及一种实现前述控制方法的装置。该装置包括相应的感测器，用以测定用于调整本发明控制方法的参数值。例如，检测温度优选使用高温计，因为高温计工作几乎没有任何磨损并且可以实现十分快捷的检测。
图1表示一个具有固定流化床的普通流化床炉10形式的废物焚烧炉。
图1标记10流化床炉11供给装置12流化床
14浮阀塔板15初级空气16次级空气管道18后燃烧区20废气通道22废气通道24卸料斜槽26卸料蜗杆图2表示燃烧设备的原理图。
图3表示燃烧功率的控制图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明方法的实施例。
图1表示一个具有固定流化床的普通流化床炉10形式的废物焚烧炉，其设置有本发明的控制向流化床炉10供给焚烧物的装置。用作废物焚烧和流化床流化的初级空气15是在空气预加热器(未示出)中预加热，然后通过浮阀塔板14按箭头15所指进入流化床炉10中，废物是通过一个从动供给装置11供给的。开始操作时，流化床炉10通过起动燃烧器(未示出)和加热的初级空气被加热至操作温度，起动燃烧器操作时需要辅助燃料例如汽油或天然气。起动燃烧器在所述升温操作中进一步用于加热所述的流化床炉10或被用于补偿燃烧能力的短期变化。次级空气通过次级空气管道16供给到流化床12上方，以保证废物燃烧所产生的废气在氧气含量优选大于6％的所谓后燃烧区18中充分燃烧。废气通过废气通道20离开流化床炉10并被导入废热锅炉中，废气中包含的热能在那里被用于产生过热蒸汽。蒸汽生产中产生的蒸汽体积流量与所述流化床炉10中产生的热输出量成比例。为了改善流化特性并优化燃烧控制，从所述的静电除尘器(未示出)后面的废气通道20中排出的废气通过循环管道22重新导入所述的流化床炉10中。在整个运行状态中，通过控制废气排风机(未示出)，在后燃烧区18和下游废气通道(未示出)内产生负压。由于燃烧产生的部分烟尘没有随废气从所述流化床炉10中带出，而是聚集在流化床炉10内，床料需要不时地通过卸料杆24和卸料螺杆26清除，然后被送入到储灰槽(未示出)中。
正常运行的流化床炉10的燃烧能力在此是通过前述的一种普通燃烧能力的控制方法来控制。废热利用中产生的蒸汽体积流量通过适宜感测器检测并与设定值相比较。根据比较结果，通过增加或减少供给装置11的发动机转速来调整焚烧物料流。
在此请注意，图1中所示的处于正常操作中的流化床炉10的燃烧能力也能够通过另一已知的控制燃烧能力的方法来控制。或者，与所述流化床炉10燃烧能力相关的参数可被设为定值而根本不需使用燃烧能力的控制方法，其在后续说明中未作解释。
为了获得一个恒定的流化床焚烧炉的燃烧能力，通过被测蒸汽体积流量来调整焚烧物体积流量的那种燃烧能力控制方法的问题是所供给的焚烧物的总热值通常不固定，而且是随着作为焚烧物的废物的成份而变化。因此，尽管焚烧物体积流量是恒定设定的，所述流化床炉10产生的燃烧能力会因废物的热值不同而变化。热值的不同会导致不利的燃烧能力的变化，它很难通过控制燃烧能力而得以补偿。
根据本发明，利用放置在所述流化床炉10内的高温计(未示出)检测温度，并将该温度与一个预定温度值进行比较。如果被测温度高于预定值，可以推断在所述流化床炉10内的实际燃烧过高，因此通过本发明所述的控制方法降低所述供给装置11的发动机的转速来干预并减少焚烧物的供给。本发明所述的控制方法临时替代了燃烧能力的控制方法，也就是当本发明的控制方法干预时，燃烧能力控制方法的控制输出量被设定为零，这样这个临时的控制方法对于通过所述供给装置11运输到燃烧炉中的焚烧物体积流量没有影响。除了温度，也可以检测燃烧炉中的压力、氧气含量、次级空气和/或再循环气体的体积流量或单参数的组合或全部这些参数的组合，然后与相应的设定值进行比较。一旦超过或小于这些设定值时，如前所述，本发明的控制方法将控制焚烧物供给量。
在如图1中所示的应用于流化床炉10的控制方法中，焚烧物的供给量逐渐减少。这意味着所述的供给装置11发动机的转速在预定数量的临时随后步骤中被降最小，为的是通过这种方法逐渐降低焚烧物体积流量。如果达到最小转速，停止本发明所述的控制方法，于是燃烧能力控制再次控制了焚烧物体积流量。如果再次超过温度设定值，本发明所述的控制方法再次进行干预。
另外，当超过设定温度时，本发明的控制方法也能够直接降低带动所述供给装置11发动机的转速，控制持续一预定时间段。在这段预定时间结束后，控制停止，因此燃烧能力控制将再次控制发动机的转速。
控制也可以采取这种方式进行，即仅当被测参数值与预定值一致时，控制才停止。这样的控制不受时间限制。
当然，这些控制方法也可以适当地组合。
如果使用几个供给装置11，那么若干个发动机将相应地由本发明的控制方法进行控制。如果其中一个供给装置失效，那么其它的供给装置的发动机转速将相应地增加，以补偿失效的供给装置。
在上面所描述的实施例中，使用本发明的控制方法可以改善流化床炉的效率和焚烧质量(排放)。当被测参数显示流化床炉10中焚烧过高时，例如由于废物的热值很高(在所述流化床炉中确实如此)，该控制方法就会对焚烧物的供给进行控制，而这通常是由燃烧能力控制方法进行控制的。因此保证了为获得理想的燃烧能力而不会向流化床炉10供给多余的废物。
控制了燃烧功率就控制了燃烧设备的能量预算。图2表示燃烧设备的原理图。进入燃烧室的燃料质量流量独立于预设值，自动地调整。
特别地，对于流化床炉等具有高燃烧速度的燃烧锅炉，炉中的燃烧条件由于燃料供给不足或燃料特性突然改变，尤其是热值的增加，对燃烧质量起到负面影响。这会导致，如产生更多的碳黑、CO、TOC、二噁英和呋喃。
对于这种情况，建议迅速减少燃料供给。根据本发明，通过提高测量阈值调节对于进入燃烧室内的燃料供应量的燃烧功率信号，使得燃料体积流量在预定的时间间隔期间减少供应。图3描述了这个功能的控制原理图。
从燃烧功率信号开始，操作人员可以预设控制信号的调制(例如，供给螺杆的转速或推动装置的冲程)。通过开关可预设按常数减少的燃料供给或按百分比减少的当前控制信号。操作人员可以预设按百分比减少的控制信号的倍增器。
然后，根据燃烧状态转接原始控制信号y2开关或调制的控制信号y4开关。通过测定的燃烧室温度(例如用高温计)或燃烧室压力或燃烧室的氧含量(例如用激光测量)来检测燃烧状态。
如果氧含量低于预定阈值，或燃烧室压力超过预定阈值，或燃烧室温度超过预定阈值，这就说明燃烧炉内燃烧剧烈。如果上面条件中有一个成立，时间要素将被启动，同时在该时间期间内开关被激活。这种情况下将转接调制的控制信号y4。
如果燃烧状态变为标准状态，则在可调节时间T1届满后通过开关转接为原始燃烧信号y3。
如果通过多个供给设备提供燃料供给，当一个机组(aggregate)不工作时，传输速率会通过信号y5的可预选的倍数自动增长。
热值的极度波动引起的蒸汽波动、功能障碍或操作错误通过对控制信号y6的进一步调制而得以排除。
如果测定的蒸汽量分别超过或低于一个可选的百分比，燃料供给的传输速率会分别降低或增加一个可选的百分比。
在一个允许的带宽内，不进行控制信号(y6＝y7)的调制。最后，得到的信号y7便是燃烧功率控制信号，控制燃料供给的传输速率。
应该理解，本发明装置或方法的实施例并具有限定作用，在本发明保护范围内的调整是可能的，本发明的装置和方法由所附权利要求进行限定。特别是，如果在根本不提供燃烧能力控制的情况下，本发明的控制方法也能够应用。但如果使用一个或多个燃烧能力的控制方法，本发明的控制方法将临时替代燃烧能力的控制方法，正如实施例所描述，由此提高了效率。
权利要求
1.一种控制供给燃烧炉(10)的焚烧物供给量的方法，该供给是通过至少一个从动供给装置(11)进行，其特征在于至少检测一个与焚烧操作相关的参数，将所检测的参数值与参照值进行比较，当该参数值高于或低于相应参照值时，焚烧物供给量将自动减少。
2.如权利要求1所述的方法，其中被检测的参数为所述燃烧炉(10)中的压力。
3.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中被检测的参数为所述燃烧炉(10)中的温度。
4.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中被检测的参数为所述燃烧炉(10)中的氧气含量。
5.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中被检测的参数为次级空气和/或再循环气体的体积流量。
6.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中焚烧物供给量逐渐减少。
7.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中焚烧物供给量减少至预定的焚烧物体积流量。
8.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中焚烧物供给量在一预定时间段内减少。
9.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其中焚烧物供给量减少直至再次达到参数的参照值时。
10.一种用于实现如前述权利要求中任意一项所述的控制方法的装置。
全文摘要
本发明涉及一种通过至少一个从动供给装置向燃烧炉中供给焚烧物的控制方法，其中至少检测一个与焚烧操作相关的参数，并与设定值相比较，当参数超过或低于相应设定值时，焚烧物供给量自动减少。
文档编号F23N5/26GK1963302SQ20061013983
公开日2007年5月16日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年11月9日
发明者黑尔格·默曼 申请人:鲁奇能捷斯集团