用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统和控制方法
【专利摘要】本公开提供了一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统和控制方法。所述控制系统包括垃圾数据检测模块，用于检测所述焚烧炉排的垃圾相关数据；以及燃尽段控制模块，用于基于所述垃圾相关数据调节所述焚烧炉排的燃尽段的相关参数，以使炉渣的热灼减率最小化。采用上述控制系统和控制方法能够实现炉渣热灼减率的最小化控制，减少了操作人员劳动强度。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本公开涉及垃圾等废物的焚烧，特别涉及一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统 和控制方法。 用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统和控制方法
【背景技术】
[0002] 垃圾焚烧是实现垃圾减量化、无害化和资源化处理的主要途径之一。目前垃圾焚 烧已逐渐成为城市生活垃圾处理的主要途径，垃圾经过现代化的焚烧处理，体积一般可减 少80% -90%，同时可以消灭各种病原体，将有害物质转化为无害物，还可以实现资源化的 利用。
[0003] 现有的垃圾焚烧多采用机械式垃圾焚烧炉，图1所示的垃圾焚烧炉就为其中的一 种。如图1所示，所述垃圾焚烧炉包括进料口 1、给料炉排2、位于炉膛内的用于垃圾焚烧的 炉排3、位于焚烧炉排下部的一次风供风系统4、位于炉喉部的二次风供风系统5以及排渣 口 6。焚烧炉排整体构成用于焚烧垃圾的炉床，所述炉床沿纵向分为干燥段、燃烧段和燃尽 段，焚烧炉排整体沿纵向分为3个单元，每一焚烧单元由多个滑动炉排片、翻动炉排片和固 定炉排片组成。垃圾从进料口倒入所述垃圾焚烧炉，通过给料炉排的往复推动作用所述垃 圾进入所述焚烧炉内的炉床上进行焚烧，在所述干燥段所述垃圾被烘干、脱水，所述垃圾主 要在所述燃烧段进行燃烧，经过燃尽段的垃圾已经燃烧殆尽，之后剩余的炉渣进入排渣口， 由排渣口排出炉外。其中所述一次风从所述焚烧炉排底部的风室送入，用于燃烧所述垃圾， 所述二次风从所述垃圾焚烧炉的炉喉部送入，用于将燃烧后烟气中的可燃气体燃尽。
[0004] 在垃圾焚烧炉中，焚烧炉排的最末端单元承担将焚烧炉排干燥段、燃烧段未燃尽 的垃圾完全燃尽的任务。该单元控制的准确程度直接关系到炉渣热灼减率。通常该单元的 控制由运行操作人员根据经验，通过观察炉排温度、炉渣温度、炉渣厚度、现场观察孔观察 等方式进行人工手动控制。人工手动控制容易出错，而且加重运行操作人员的劳动强度。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，一方面，本公开提供了一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制 系统。所述控制系统包括垃圾数据检测模块，用于检测所述焚烧炉排的垃圾相关数据；以及 燃尽段控制模块，用于基于所述垃圾相关数据调节所述焚烧炉排的燃尽段的相关参数，以 使炉渣的热灼减率最小化。
[0006] 在本公开一个优选实施例中，所述垃圾相关数据包括垃圾燃尽程度，并且所述垃 圾数据检测模块进一步包括垃圾燃尽检测模块，用于检测所述焚烧炉排的垃圾燃尽程度。
[0007] 在本公开一个优选实施例中，所述垃圾燃尽检测模块进一步包括：炉排温度检测 模块，用于检测所述燃尽段的炉排温度；炉渣温度检测模块，用于检测所述燃尽段的炉渣温 度；以及一次风风量检测模块，用于检测所述燃尽段的一次风风量；其中，所述垃圾燃尽程 度通过所述炉排温度、所述炉渣温度以及所述一次风风量而被检测得到。
[0008] 在本公开一个优选实施例中，所述燃尽段的所述相关参数包括一次风风量，并且 所述燃尽段控制模块进一步包括风量控制模块，用于基于所述垃圾燃尽程度调节所述燃尽 段的一次风风量，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
[0009] 在本公开一个优选实施例中，所述垃圾相关数据包括垃圾料层厚度，并且所述垃 圾数据检测模块进一步包括料层厚度检测模块，用于检测所述焚烧炉排的垃圾料层厚度。 [0010] 在本公开一个优选实施例中，所述料层厚度检测模块进一步包括：炉膛压力检测 模块，用于检测所述燃尽段的炉膛压力；一次风管路压力检测模块，用于检测所述燃尽段的 一次风管路压力；以及一次风风量检测模块，用于检测所述燃尽段的一次风风量；其中，所 述垃圾料层厚度通过所述炉膛压力、所述一次风管路压力以及所述一次风风量而被检测得 到。
[0011] 在本公开一个优选实施例中，所述燃尽段的所述相关参数包括炉排运动速度，并 且所述燃尽段控制模块进一步包括炉排运动速度控制模块，用于基于所述垃圾料层厚度调 节所述燃尽段的炉排的运动速度，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
[0012] 另一方面，本公开提供了一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制方法。所述控制方法 包括：检测所述焚烧炉排的垃圾相关数据；以及基于所述垃圾相关数据调节所述焚烧炉排 的燃尽段的相关参数，以使炉渣的热灼减率最小化。
[0013] 在本公开一个优选实施例中，所述垃圾相关数据包括垃圾燃尽程度，并且所述检 测进一步包括检测所述焚烧炉排的垃圾燃尽程度。
[0014] 在本公开一个优选实施例中，所述检测所述焚烧炉排的垃圾燃尽程度进一步包 括：检测所述燃尽段的炉排温度；检测所述燃尽段的炉渣温度；以及检测所述燃尽段的一 次风风量；其中，所述垃圾燃尽程度通过所述炉排温度、所述炉渣温度以及所述一次风风量 而被检测得到。
[0015] 在本公开一个优选实施例中，所述燃尽段的所述相关参数包括一次风风量，并且 所述调节进一步包括基于所述垃圾燃尽程度调节所述燃尽段的一次风风量，以使所述炉渣 的热灼减率最小化。
[0016] 在本公开一个优选实施例中，所述垃圾相关数据包括垃圾料层厚度，并且所述检 测进一步包括检测所述焚烧炉排的垃圾料层厚度。
[0017] 在本公开一个优选实施例中，所述检测所述焚烧炉排的垃圾料层厚度进一步包 括：检测所述燃尽段的炉膛压力；检测所述燃尽段的一次风管路压力；以及检测所述燃尽 段的一次风风量；其中，所述垃圾料层厚度通过所述炉膛压力、所述一次风管路压力以及所 述一次风风量而被检测得到。
[0018] 在本公开一个优选实施例中，所述燃尽段的所述相关参数包括炉排运动速度，并 且所述调节进一步包括基于所述垃圾料层厚度调节所述燃尽段的炉排的运动速度，以使所 述炉渣的热灼减率最小化。
[0019] 采用上述控制系统和控制方法能够实现炉渣热灼减率的最小化控制，减少了操作 人员劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 本公开的下列附图在此作为本公开的一部分用于理解本公开。附图中示出了本公 开的实施例及其描述，用来解释本公开的原理。
[0021] 附图中：
[0022] 图1为现有技术中垃圾焚烧炉的结构图；以及
[0023] 图2为根据本公开的实施例的、用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0024] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然 而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本公开可以无需一个或多个这些细节而得以 实施。在其他的例子中，为了避免与本公开发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进 行描述。
[0025] 为了彻底了解本公开，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本公开的施行并 不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本公开的较佳实施例详细描述如下，然而 除了这些详细描述外，本公开还可以具有其他实施方式。
[0026] 应当理解的是，当在本说明书中使用术语"包含"和/或"包括"时，其指明存在所 述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整 体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0027] -方面，本公开提供了一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统。图2示出了根据 本公开的实施例的、用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统20的结构框图。控制系统20可以 包括垃圾数据检测模块21，用于检测焚烧炉排的垃圾相关数据；以及燃尽段控制模块22， 用于基于垃圾相关数据调节焚烧炉排的燃尽段的相关参数，以使炉渣的热灼减率最小化。
[0028] 热灼减率是指焚烧残渣经灼热减少的质量占原焚烧残渣质量的百分数。在生活垃 圾焚烧中，灰渣热灼减率的控制是非常重要的。焚烧炉灰渣的热灼减率反映了垃圾的焚烧 效果，对灰渣热灼减率的控制，可降低垃圾焚烧的机械未燃烧损失，提高燃烧的热效率，同 时减少垃圾残渣量，提高垃圾焚烧后的减容量。热灼减率越大，燃烧反应越不完全，焚烧效 果越差，反之焚烧效果越好。因此，在垃圾焚烧炉中，期望炉渣的热灼减率能够尽量小。根 据本公开的实施例的控制系统20根据所检测到的焚烧炉排的垃圾相关数据，对燃尽段的 相关参数进行自动调节控制，可以实现炉渣热灼减率的最小化控制，减少了操作人员劳动 强度。
[0029] 根据本公开的一个优选实施例，焚烧炉排的垃圾相关数据可以包括垃圾燃尽程 度，并且垃圾数据检测模块21可以进一步包括垃圾燃尽检测模块211，用于检测焚烧炉排 的垃圾燃尽程度。通过垃圾数据监测模块21所检测的垃圾燃尽程度，可以得知未燃烧的垃 圾量。基于该未燃烧的垃圾量，燃尽段控制模块22可以对燃尽段的相关参数进行调节，将 还未燃烧的垃圾完全燃尽，从而达到炉渣热灼减率最小化的控制目的。
[0030] 根据本公开的一个优选实施例，垃圾燃尽检测模块211可以进一步包括：炉排温 度检测模块2111，用于检测燃尽段的炉排温度；炉渣温度检测模块2112,用于检测燃尽段 的炉渣温度；以及一次风风量检测模块2113,用于检测燃尽段的一次风风量；其中，垃圾燃 尽程度可以通过炉排温度、炉渣温度以及一次风风量而被检测得到。本领域普通技术人员 可以理解，可以事先在燃尽段炉排上方安装温度测点以检测炉渣温度、在燃尽段炉排安装 温度测点以检测炉排自身温度、并在燃尽段一次风管路安装风量检测测点以检测一次风风 量。通过炉排温度检测模块2111、炉渣温度检测模块2112以及一次风风量检测模块2113 所分别检测的炉排温度、炉渣温度以及一次风风量，控制系统20可以更准确地检测分析得 出焚烧炉排的垃圾燃尽程度，从而依据垃圾燃尽程度控制燃尽段的相关参数，以最小化炉 渣热灼减率。
[0031] 根据本公开的一个优选实施例，燃尽段的相关参数可以包括一次风风量，并且燃 尽段控制模块22可以进一步包括风量控制模块221，用于基于垃圾燃尽程度调节燃尽段的 一次风风量，以使炉渣的热灼减率最小化。本领域普通技术人员可以理解，可以事先为一次 风风机配置变频器或安装带远程控制的风门，以便风量控制模块221基于垃圾燃尽检测模 块211所检测的垃圾燃尽程度而调节燃尽段的一次风风量，从而更好地将未燃烧的垃圾完 全燃尽。
[0032] 根据本公开的一个优选实施例，垃圾相关数据可以包括垃圾料层厚度，并且垃圾 数据检测模块21可以进一步包括料层厚度检测模块212,用于检测焚烧炉排的垃圾料层厚 度。垃圾料层厚度对于垃圾的燃烧具有影响：料层厚度太大，可能会导致不完全燃烧或不稳 定燃烧；料层厚度太小，又会导致焚烧炉的处理量减小。根据不同的料层厚度，炉排的相关 参数也应不同。因此，通过料层厚度检测模块212所检测的垃圾料层厚度，燃尽段控制模块 22可以对燃尽段的炉排的相关参数进行调节，从而改善焚烧效果。
[0033] 根据本公开的一个优选实施例，料层厚度检测模块212可以进一步包括：炉膛压 力检测模块2121，用于检测燃尽段的炉膛压力；一次风管路压力检测模块2122,用于检测 燃尽段的一次风管路压力；以及一次风风量检测模块2123,用于检测燃尽段的一次风风 量；其中，垃圾料层厚度可以通过炉膛压力、一次风管路压力以及一次风风量而被检测得 至IJ。本领域普通技术人员可以理解，可以事先在焚烧炉炉膛内安装压力传感器以检测炉膛 压力、在一次风管路安装压力传感器以检测一次风管路压力、并在燃尽段一次风管路安装 风量检测测点以检测一次风风量。通过炉膛压力检测模块2121、一次风管路压力检测模块 2122以及一次风风量检测模块2123所分别检测的炉膛压力、一次风管路压力以及一次风 风量，控制系统20可以更准确地检测分析得出焚烧炉排的垃圾料层厚度，从而依据垃圾料 层厚度控制燃尽段的相关参数，以最小化炉渣热灼减率。
[0034] 根据本公开的一个优选实施例，燃尽段的相关参数可以包括炉排运动速度，并且 燃尽段控制模块22可以进一步包括炉排运动速度控制模块222,用于基于垃圾料层厚度调 节燃尽段的炉排的运动速度，以使炉渣的热灼减率最小化。如前所述，垃圾料层厚度对于垃 圾的燃烧具有影响，根据不同的料层厚度，炉排的相关参数也应不同。因此，通过料层厚度 检测模块212所检测的垃圾料层厚度，炉排运动速度控制模块222可以对燃尽段的炉排的 运动速度进行调节，以更好地焚烧垃圾，从而最小化炉渣热灼减率。
[0035] 另一方面，本公开提供了一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制方法。所述控制方法 可以包括：检测焚烧炉排的垃圾相关数据；以及基于垃圾相关数据调节焚烧炉排的燃尽段 的相关参数，以使炉渣的热灼减率最小化。
[0036] 根据本公开的一个优选实施例，垃圾相关数据可以包括垃圾燃尽程度，并且检测 可以进一步包括检测焚烧炉排的垃圾燃尽程度。
[0037] 根据本公开的一个优选实施例，检测焚烧炉排的垃圾燃尽程度可以进一步包括： 检测燃尽段的炉排温度；检测燃尽段的炉渣温度；以及检测燃尽段的一次风风量；其中，垃 圾燃尽程度可以通过炉排温度、炉渣温度以及一次风风量而被检测得到。
[0038] 根据本公开的一个优选实施例，燃尽段的相关参数可以包括一次风风量，并且调 节进一步可以包括基于垃圾燃尽程度调节燃尽段的一次风风量，以使炉渣的热灼减率最小 化。
[0039] 根据本公开的一个优选实施例，垃圾相关数据可以包括垃圾料层厚度，并且检测 可以进一步包括检测焚烧炉排的垃圾料层厚度。
[0040] 根据本公开的一个优选实施例，检测焚烧炉排的垃圾料层厚度可以进一步包括： 检测燃尽段的炉膛压力；检测燃尽段的一次风管路压力；以及检测燃尽段的一次风风量； 其中，垃圾料层厚度可以通过炉膛压力、一次风管路压力以及一次风风量而被检测得到。
[0041] 根据本公开的一个优选实施例，燃尽段的相关参数可以包括炉排运动速度，并且 调节可以进一步包括基于垃圾料层厚度调节燃尽段的炉排的运动速度，以使炉渣的热灼减 率最小化。
[0042] 本公开已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于 举例和说明的目的，而非意在将本公开限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人 员可以理解的是，本公开并不局限于上述实施例，根据本公开的教导还可以做出更多种的 变型和修改，这些变型和修改均落在本公开所要求保护的范围以内。本公开的保护范围由 附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1. 一种用于焚烧炉排燃尽控制的控制系统，包括： 垃圾数据检测模块，用于检测所述焚烧炉排的垃圾相关数据；以及 燃尽段控制模块，用于基于所述垃圾相关数据调节所述焚烧炉排的燃尽段的相关参 数，以使炉渣的热灼减率最小化。
2. 根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述垃圾相关数据包括垃圾燃尽程 度，并且所述垃圾数据检测模块进一步包括垃圾燃尽检测模块，用于检测所述焚烧炉排的 垃圾燃尽程度。
3. 根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述垃圾燃尽检测模块进一步包括： 炉排温度检测模块，用于检测所述燃尽段的炉排温度； 炉渣温度检测模块，用于检测所述燃尽段的炉渣温度；以及 一次风风量检测模块，用于检测所述燃尽段的一次风风量； 其中，所述垃圾燃尽程度通过所述炉排温度、所述炉渣温度以及所述一次风风量而被 检测得到。
4. 根据权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，所述燃尽段的所述相关参数包括 一次风风量，并且所述燃尽段控制模块进一步包括风量控制模块，用于基于所述垃圾燃尽 程度调节所述燃尽段的一次风风量，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
5. 根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述垃圾相关数据包括垃圾料层厚 度，并且所述垃圾数据检测模块进一步包括料层厚度检测模块，用于检测所述焚烧炉排的 垃圾料层厚度。
6. 根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述料层厚度检测模块进一步包括： 炉膛压力检测模块，用于检测所述燃尽段的炉膛压力； 一次风管路压力检测模块，用于检测所述燃尽段的一次风管路压力；以及 一次风风量检测模块，用于检测所述燃尽段的一次风风量； 其中，所述垃圾料层厚度通过所述炉膛压力、所述一次风管路压力以及所述一次风风 量而被检测得到。
7. 根据权利要求5或6所述的控制系统，其特征在于，所述燃尽段的所述相关参数包括 炉排运动速度，并且所述燃尽段控制模块进一步包括炉排运动速度控制模块，用于基于所 述垃圾料层厚度调节所述燃尽段的炉排的运动速度，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
8. -种用于焚烧炉排燃尽控制的控制方法，包括： 检测所述焚烧炉排的垃圾相关数据；以及 基于所述垃圾相关数据调节所述焚烧炉排的燃尽段的相关参数，以使炉渣的热灼减率 最小化。
9. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述垃圾相关数据包括垃圾燃尽程 度，并且所述检测进一步包括检测所述焚烧炉排的垃圾燃尽程度。
10. 根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述检测所述焚烧炉排的垃圾燃尽 程度进一步包括： 检测所述燃尽段的炉排温度； 检测所述燃尽段的炉渣温度；以及 检测所述燃尽段的一次风风量； 其中，所述垃圾燃尽程度通过所述炉排温度、所述炉渣温度以及所述一次风风量而被 检测得到。
11. 根据权利要求9或10所述的控制方法，其特征在于，所述燃尽段的所述相关参数包 括一次风风量，并且所述调节进一步包括基于所述垃圾燃尽程度调节所述燃尽段的一次风 风量，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
12. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述垃圾相关数据包括垃圾料层厚 度，并且所述检测进一步包括检测所述焚烧炉排的垃圾料层厚度。
13. 根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述检测所述焚烧炉排的垃圾料 层厚度进一步包括： 检测所述燃尽段的炉膛压力； 检测所述燃尽段的一次风管路压力；以及 检测所述燃尽段的一次风风量； 其中，所述垃圾料层厚度通过所述炉膛压力、所述一次风管路压力以及所述一次风风 量而被检测得到。
14. 根据权利要求12或13所述的控制方法，其特征在于，所述燃尽段的所述相关参数 包括炉排运动速度，并且所述调节进一步包括基于所述垃圾料层厚度调节所述燃尽段的炉 排的运动速度，以使所述炉渣的热灼减率最小化。
【文档编号】F23G5/50GK104110685SQ201410320270
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】陈涛, 胡建民, 邵哲如, 王健生, 朱亮, 张二威, 钱中华, 秦炳汉, 罗智宇, 张宾, 韩乃卿, 洪益州 申请人:光大环保技术装备（常州）有限公司, 光大环保（中国）有限公司, 光大环保技术研究院（深圳）有限公司