一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，它所需要的控制设备包括：给料炉排，给料炉排末端依次并列设置有干燥段炉排、燃烧端炉排、燃尽端炉排，一次风机通过一次风流量计与干燥段炉排、燃烧端炉排和燃尽端炉排连接；其控制方法的步骤是：(1)建立垃圾热值判断模型；(2)建立不同垃圾热值类型的控制器；(3)根据设定的目标蒸汽流量和测量的锅炉出口氧含量换算出一次风量和垃圾进料量；(4)根据控制器建立的策略，通过PID计算；(5)在整个运行周期，制定了辅助燃烧器投入的运行策略。本发明针对现有的垃圾焚烧控制工艺上的不足，能够实时适应垃圾热值变化，克服了原有辅助燃烧器控制的不足，杜绝二噁英的生成。
【专利说明】一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于燃烧过程控制领域，涉及垃圾焚烧炉焚烧过程的控制方法，尤其是分段炉排式焚烧炉焚烧过程并用于发电的自动燃烧控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，垃圾焚烧炉的燃烧过程中对于垃圾热值的判断基本上是由人工根据以往的数据来设置的，但我国的生活垃圾热值变化大，以及在垃圾坑的混合发酵造成进炉垃圾热值不确定。现有的燃烧控制系统根据单纯的单一垃圾热值进行控制，造成燃烧不稳定，系统波动大，并且导致垃圾燃烧不充分，焚烧炉温度不能稳定。现有的辅助燃烧器控制方法是当焚烧炉温度低于850°C时才投入，无法有效杜绝二噁英的生成。
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法。
[0004]技术方案:一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，所述控制方法的控制设备包括:给料炉排，所述给料炉排末端依次并列设置有干燥段炉排、燃烧端炉排、燃尽端炉排，一次风机通过一次风流量计与所述干燥段炉排、燃烧端炉排和燃尽端炉排连接，所述控制方法包括以下步骤:
[0005]I)垃圾焚烧炉进炉垃圾热值判断根据一段时间内锅炉产生的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量比值和建立模糊控制模型来实时判断垃圾热值类型；
[0006]2)建立不同垃圾热值类型的一次风温度、分配比例、额定蒸汽流量、二次风量、额定垃圾量、炉排各区运动周期的控制器并根据第一步判断出的垃圾热值类型实时选择对应的控制策略；
[0007]3)根据设定的目标蒸汽流量和测量到的锅炉出口氧含量计算出一次风量和垃圾给料量；
[0008]4)根据控制器建立的策略，通过PID算法对一次风机风量、炉排运动速度相关因素进行控制，使其达到控制器要求的目标值；
[0009]5)在整个运行周期，通过辅助燃烧器确保烟气温度高于850°C两秒减少污染的产生。
[0010]作为优选，所述步骤I)垃圾热值类型实时判断采用一段时间内的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量两个参数，并计算其比值，根据模块化比值来制定垃圾热值对照表，通过对照表来确定垃圾热值类型。
[0011]作为优选，所述步骤2)建立不同垃圾热值类型的控制器包括根据垃圾热值类型分别制定一次风温度、分配比例、烟道温度、各段燃烧炉排垃圾停留时间的工况参数，并建立查询表，在实时控制过程中根据实时判断的垃圾热值类型查询表中相应参数输出PID控制。[0012]作为优选，所述步骤3)根据设定的目标蒸汽流量和测量到的锅炉出口氧含量计算出一次风量和垃圾给料量，其计算方法如下:
[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:锅炉出口氧含量；
[0017]A、B:给料炉排前进速度系数，单位mm/s ；
[0018]C、D:一次风风量系数,单位Nm3/h ；
[0019]Cl:给料炉排前进速度影响因子；
[0020]C2:一次风风量影响因子。
[0021]作为优选，所述步骤4)中一次风风量，计算方法如下:
[0022]Paf = 1715XSsf+1140-Saf+CX (Ssf-Ptf) +C2
[0023]Paf: 一次风风量，单位Nm3/h ；
[0024]Ssf:设定蒸汽流量,单位t/h ；
[0025]Saf: 二次风风量，单位Nm3/h ；
[0026]Ptf:锅炉出口实时蒸汽流量，单位t/h ；
[0027]C:蒸汽系数，范围500-1100 ；
[0028]C2:氧含量一次风风量影响因子，单位NmVh。
[0029]作为优选，所述步骤4)中炉排运动速度的计算方法如下:
[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:垃圾焚烧炉实时焚烧需要垃圾量
[0036]Ssf:设定蒸汽流量,单位t/h ；
[0037]Wpf.M:一段时间内平均垃圾焚烧量，正常取两个小时周期
[0038]Ptf.M:一段时间内锅炉平均产生蒸汽量，正常取两个小时周期
[0039]Cl:给料炉排前进速度影响因子
[0040]Ptf:实时蒸汽流量
[0041]Tfs:给料炉排每小时需要前进总行程
[0042]Dy:垃圾密度
[0043]S:给料炉排推动垃圾的截面积
[0044]Ff:给料炉排每小时完成前进动作的频率
[0045]Fe:给料炉排每次前进行程
[0046]Tt:给料炉排每小时除前进过程外需要的总时间
[0047]St:给料炉排每次完成前进过程后需要停留的时间
[0048]Rt:给料炉排每次完成前进过程后后退的时间
[0049]Fs:给料炉排前进速度设定值。[0050]作为优选，所述步骤5)辅助燃烧器投入的运行策略确保3个不同炉膛温度分别是850°C、875°C、900°C。
[0051]有益效果:本发明所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法针对现有的垃圾焚烧控制工艺上的不足，结合了模糊控制和PID控制，能够适用于燃烧炉排分为干燥、燃烧、燃尽式的三段式炉排，能够实时适应垃圾热值变化，克服了原有辅助燃烧器控制的不足，杜绝二噁英的生成。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]图1为本发明的结构示意图；
[0053]图2为本发明的控制系统框图；
[0054]图3为本发明的温度控制曲线图。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图对本发明作更进一步的说明:
[0056]如图1、图2所示，一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，本控制方法的控制设备包括:给料炉排1，给料炉排I左端依次并列设置有干燥段炉排2、燃烧端炉排3、燃尽端炉排4，一次风机5通过一次风流量计6与干燥段炉排2、燃烧端炉排3和燃尽端炉排4连接；本控制方法包括以下步骤:
[0057]I)垃圾焚烧炉进炉垃圾热值判断根据一段时间内锅炉产生的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量比值和建立模糊控制模型来实时判断垃圾热值类型；
[0058]2)建立不同垃圾热值类型的一次风温度、分配比例、额定蒸汽流量、二次风量、额定垃圾量、炉排各区运 动周期的控制器并根据第一步判断出的垃圾热值类型实时选择对应的控制策略；
[0059]3)根据设定的目标蒸汽流量和测量到的锅炉出口氧含量计算出一次风量和垃圾给料量；
[0060]4)根据控制器建立的策略，通过PID算法对一次风机风量、炉排运动速度相关因素进行控制，使其达到控制器要求的目标值；
[0061]5)在整个运行周期，通过辅助燃烧器确保烟气温度高于850°C两秒减少污染的产生。
[0062]垃圾热值类型实时判断采用一段时间内的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量两个参数，并计算其比值，根据模块化比值来制定垃圾热值对照表，通过对照表来确定垃圾热值类型:
[0063]Pw = Ptf.m/ffpf.m
[0064]
【权利要求】
1.一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，所述控制方法的控制设备包括:给料炉排(I)，所述给料炉排(I)末端依次并列设置有干燥段炉排(2)、燃烧端炉排(3)、燃尽端炉排(4)，一次风机(5)通过一次风流量计(6)与所述干燥段炉排(2)、燃烧端炉排(3)和燃尽端炉排(4)连接，其特征在于:所述控制方法包括以下步骤: 1)垃圾焚烧炉进炉垃圾热值判断根据一段时间内锅炉产生的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量比值和建立模糊控制模型来实时判断垃圾热值类型； 2)建立不同垃圾热值类型的一次风温度、分配比例、额定蒸汽流量、二次风量、额定垃圾量、炉排各区运动周期的控制器并根据第一步判断出的垃圾热值类型实时选择对应的控制策略； 3)根据设定的目标蒸汽流量和测量到的锅炉出口氧含量计算出一次风量和垃圾给料量; 4)根据控制器建立的策略，通过PID算法对一次风机风量、炉排运动速度相关因素进行控制，使其达到控制器要求的目标值； 5)在整个运行周期，通过辅助燃烧器确保烟气温度高于850°C两秒减少污染的产生。
2.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤I)垃圾热值类型实时判断采用一段时间内的蒸汽质量与锅炉垃圾焚烧量两个参数，并计算其比值，根据模块化比值来制定垃圾热值对照表，通过对照表来确定垃圾热值类型。
3.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤2)建立不同垃圾热值类型的控制器包括根据垃圾热值类型分别制定一次风温度、分配比例、烟道温度、各段燃烧炉排垃圾停留时间的工况参数，并建立查询表，在实时控制过程中根据实时判断的垃圾热值类型查询表中相应参数输出PID控制。
4.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤3)根据设定的目标蒸汽流量和测量到的锅炉出口氧含量计算出一次风量和垃圾给料量，其计算方法如下:
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:锅炉出口氧含量； A、B:给料炉排前进速度系数,单位mm/s ； C、D:一次风风量系数,单位Nm3/h ； Cl:给料炉排前进速度影响因子； C2:一次风风量影响因子。
5.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤4)中一次风风量，计算方法如下:
Paf = 1715XSsf+1140-Saf+CX (Ssf-Ptf) +C2
Paf: 一次风风量,单位Nm3/h ； Ssf:设定蒸汽流量,单位t/h ； Saf:二次风风量,单位Nm3/h ；Ptf:锅炉出口实时蒸汽流量，单位t/h ； C:蒸汽系数，范围500-1100 ； C2:氧含量一次风风量影响因子，单位Nm3/h。
6.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤4)中炉排运动速度的计算方法如下:
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:垃圾焚烧炉实时焚烧需要垃圾量 Ssf:设定蒸汽流量,单位t/h ； Wpf.M:一段时间内平均垃圾焚烧量，正常取两个小时周期 Ptf.M:一段时间内锅炉平均产生蒸汽量，正常取两个小时周期 Cl:给料炉排前进速度影响因子 Ptf:实时蒸汽流量 Tfs:给料炉排每小时需要前进总行程 Dy:垃圾密 度 S:给料炉排推动垃圾的截面积 Ff:给料炉排每小时完成前进动作的频率 Fe:给料炉排每次前进行程 Tt:给料炉排每小时除前进过程外需要的总时间 St:给料炉排每次完成前进过程后需要停留的时间 Rt:给料炉排每次完成前进过程后后退的时间 Fs:给料炉排前进速度设定值。
7.根据权利要求1所述的一种分段式炉排垃圾焚烧炉自助燃烧控制方法，其特征在于:所述步骤5)辅助燃烧器投入的运行策略确保3个不同炉膛温度分别是850°C、875°C、900。。。
【文档编号】F23G5/50GK103438463SQ201310021981
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年1月22日 优先权日:2013年1月22日
【发明者】严圣军, 陈继华, 陈竹, 李军, 杜发勤 申请人:江苏天楹环保能源股份有限公司