一种可解列运行的二段式垃圾焚烧炉排控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种垃圾焚烧炉，具体是二段式垃圾焚烧炉排控制装置。

背景技术：

垃圾焚烧能同时实现垃圾处理的减量化、无害化和资源化，已经在我国越来越普及。但我国国内城市生活垃圾因不分拣具有成分复杂、热值低、水分较高特点，给炉排燃烧控制带来了困难；二段式往复垃圾焚烧炉炉排分逆推炉排和顺推炉排，垃圾在逆推段燃烧后、翻落到顺推炉排继续燃烧至燃尽，是适合该特点的垃圾焚烧处理设备。

现有的二段式往复垃圾焚烧炉中的炉排通常由左右两列对称布置的炉排组成，现有技术中自动控制时左列和右列推料、炉排多采用同步动作。由于垃圾成分复杂、堆积密度差异以及落料斗内分配不匀、局部架桥等原因，会造成燃烧时两边料层厚度差异；如果两边料层厚度相差过大，则会一边料层燃尽而另一边料层还没燃烧充分，导致资源得不到充分利用。逆推炉排、顺推炉排燃烧时料层分配主要依赖操作员的经验，需要操作员频繁手动调整炉排动作及一次风分配调整，调整不及时容易导致部分垃圾燃烧不充分或焚烧炉负荷不稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述背景技术中存在的缺陷，提供一种能使垃圾燃烧时在炉排上合理分配，燃烧充分的控制装置。

本实用新型提供的技术方案是：一种可解列运行的二段式垃圾焚烧炉排控制装置，包括推料器、逆推炉排、顺推炉排、包含液压阀和油缸的液压系统以及炉排PLC；其特征在于所述推料器、逆推炉排与顺推炉排均分左、右两列布置；两列推料器、两列逆推炉排、两列顺推炉排分别由单独液压阀控制油缸驱动，并由炉排PLC分别控制。

所述两列逆推炉排分别设置有上下压差测量变送器。

所述两列顺推炉排分别设置有上下压差测量变送器。

所述两列逆推炉排的一次风输入管路上分别设置有送风量测量仪。

所述两列顺推炉排的一次风输入管路上分别设置有送风量测量仪。

本实用新型的工作原理是：通过分别测量左右两列逆推炉排或左右两列顺推炉排的料层上下压差以及每列炉排下的一次风送风量，炉排PLC可计算出左右列逆推炉排或左右列顺推炉排上的料层厚度。当左右列逆推炉排上的料层厚度均在控制范围内时则左右列推料器、以及左右列逆推炉排同步动作频率一致；当有一列逆推炉排上的料层偏厚、另一列逆推炉排正常时，则将左右列推料器和左右列逆推炉排同时进行解列，增加料层偏厚的那一列逆推炉排的动作频率并减小对应的那一列推料器的动作频率；当有一列逆推炉排上的料层偏薄、另一列逆推炉排正常时，则将左右列推料器和左右列逆推炉排同时解列，减小料层偏薄的那一列逆推炉排的动作频率并增加对应的那一列推料器的动作频率；当左右列逆推炉排上的料层均偏厚时，则左右列推料器同步减小动作频率、同时左右列逆推炉排同步增加动作频率；当左右列逆推炉排上的料层料层均偏薄时，则左右列推料器同步增加动作频率、同时左右列逆推炉排同步减小动作频率。

通过测量左右两列顺推炉排的料层上下压差以及每列炉排下的一次风送风量，炉排PLC可计算出左右列顺推炉排上的料层厚度；当左右列顺推炉排上的料层厚度均在控制范围内时则左右列顺推炉排同步动作频率一致；当有一列顺推炉排上的料层偏厚、另一列顺推炉排正常时，则将左右列顺推炉排解列，增加料层偏厚的那一列顺推炉排的动作频率；当有一列顺推炉排上的料层偏薄、另一列顺推炉排正常时，则将左右列顺推炉排解列，减小料层偏薄的那一列顺推炉排的动作频率；当左右列顺推炉排上的料层均偏厚时，则左右列顺推炉排同步增加动作频率；当左右列顺推炉排料上的层均偏薄时，则左右列顺推炉排同步减小动作频率。

与现有技术相比，本实用新型所述炉排控制装置具有以下优点：

本实用新型左右两列推料器、逆推炉排、顺推炉排分别由单独液压驱动缸驱动，炉排下方送风管道和炉排料层厚度相关测点按左右两路布置，左右两列炉排自动控制时可根据炉排上料层厚度选择同步运动或解列运动(即左右两列解除相同频率同开同停的同步运动关系采用不同频率运动)，本实用新型可防止由于垃圾成分复杂、堆积密度差异以及落料斗内分配不匀局部架桥等原因造成燃烧时炉排两边料层厚度差异过大造成一边燃尽另一边还没燃烧充分；可使垃圾燃烧时在逆推、顺推炉排上合理分配，实现了垃圾炉充分稳定燃烧、稳定垃圾焚烧炉负荷的控制目标。

附图说明

图1是二段式垃圾焚烧炉结构示意图。

图2是逆推炉排的横剖面结构示意图。

图3为控制装置的连接关系示意图。

图中：1-推料器，2-逆推炉排，3-顺推炉排，4-逆推炉排上下压差测量变送器，5-顺推炉排上下压差变送器，6-逆推炉排下送风量测量仪，7-顺推炉排下送风量测量仪，控制推料器的带有液压阀的油缸12，控制逆推炉排的带有液压阀的油缸11，控制顺推炉排的带有液压阀的油缸10。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例进一步说明。

附图所示的二段式垃圾炉中，垃圾由落料斗经推料器推入逆推炉排焚烧，垃圾在逆推段燃烧后、翻落到顺推炉排继续燃烧至燃尽；一次风分别由逆推调节风门、顺推调节风门调节风量后送入逆推炉排、顺推炉排。本实用新型中的推料器、逆推炉排、顺推炉排及送风管路均分左、右两列排布(图2中可见：逆推炉排包括左列逆推炉排和右列逆推炉排；虚线表示连接关系。图中省略顺推炉排)。两列推料器、两列逆推炉排、两列顺推炉排分别由单独液压阀控制油缸(即控制推料器的带有液压阀的油缸12、控制逆推炉排的带有液压阀的油缸11以及控制顺推炉排的带有液压阀的油缸10，这些油缸均左、右两列排布)驱动，并由PLC输出信号控制；左右两列推料器、逆推炉排以及顺推炉排既可同步动作、又可解列后单独动作；逆推炉排的料层上下压差变送器4(其正压端测量点42在炉排下送风口、负压端测量点41在炉排上方的焚烧炉炉膛)、顺推炉排的料层上下压差变送器5(其正压端测量点52在炉排下送风口、负压端测量点51在炉排上方的焚烧炉炉膛)、逆推炉排下送风管路的风量测量仪6(即风量传感器)以及顺推炉排下送风管路的风量测量仪7(即风量传感器)，均别按照左右两列炉排对应布置，并连接到炉排PLC的输入端，炉排PLC处理后发出控制信号。炉排PLC与全厂DCS通过通讯连接、传递信息。

本实用新型所述垃圾焚烧炉排的控制方法如下：

1)主控方式选择稳定锅炉蒸发量或炉膛温度来调节推料器、逆推炉排、顺推炉排动作频率。

2)分别测量判断左右列逆推炉排料层厚度是否在控制范围内，来确定推料器以及逆推炉排动作频率是否需要作左右解列修正。

3)分别测量判断左右列顺推炉排料层厚度是否在控制范围内，来确定顺推炉排动作频率是否需要作左右解列修正。

本实用新型中每列推料器(或炉排)的一个循环动作周期时间由两部分组成：动作时间T_on(包括前进时间、后退时间)和停留等待时间T_off。一个动作周期内动作时间T_on不变，通过改变停留等待时间T_off就可以改变动作频率；本实用新型在控制运算规则中使用推料器(或炉排)一个完整的动作一次(包括前进、后退、停留时间)的动作周期时间T来参与运算，这里T＝T_on+T_off。显然，当动作周期时间T值越大时，推料器(或炉排)动作频率越慢，垃圾推入(或在炉排上搅动)的速度越慢；当动作周期时间T值越小时，推料器(或炉排)动作频率越快，垃圾推入(或在炉排上搅动)的速度越快。本实用新型先利用控制规则计算出每列推料、炉排动作周期时间T(T的最小值为T_on)，然后结合其动作时间T_on(由前进时间和后退时间相加)，计算出其一个周期内的停留等待时间T_off，从而控制每列推料器(或炉排)的动作。

下面叙述具体控制过程。

一、控制步骤S1

本发明的主控方式有2种：以稳定余热锅炉蒸发量为主的蒸发量控制模式和稳定炉膛温度的炉温控制模式。在启炉初始阶段可选用稳定炉膛温度的炉温控制模式；设定炉膛温度范围为SV_L～SV_H(当焚烧垃圾热值差小时，可调整SV_H，SV_L范围小些；当焚烧垃圾热值差大时，可调整SV_H，SV_L范围大些；SV_L必须高于850℃)。本发明采用循环测量计算的方法，对本步骤S1每次循环计算按以下规则：当测得炉膛温度在设定范围内时，推料、炉排的动作不变；当测得炉膛温度低于设定的低值SV_L时，分别将推料、逆推炉排、顺推炉排的动作周期时间T左右同步减小C1×5％、C2×5％、C3×5％，随着推料、炉排动作频率的增加，炉膛内燃烧垃圾量的逐渐增多炉温将慢慢变高；当测得炉膛温度高于设定的高值SV_H时，分别将推料、逆推炉排、顺推炉排的动作周期时间T左右同步增加C1×5％、C2×5％、C3×5％(这里C1、C2、C3为平衡系数，在调试中整定)，随着炉膛内燃烧垃圾量的逐渐减小炉温将慢慢变低；最终炉膛温度稳定在设定值SV_L～SV_H内。

当炉膛温度稳定一段时间后，将炉温控制模式切换到蒸发量控制模式，控制过程与上述的炉温控制模式类似；蒸发量的设定值参照余热锅炉标准工况值、炉膛温度稳定在设定范围内时的锅炉蒸发量设置SV_H、SV_L。以上所述炉温、蒸发量信号，炉排PLC通过与DCS通讯的方式获得。

二、控制步骤S2

首先测量左右两列逆推炉排上下压差以及其下方的一次风送风量。

逆推炉排上下压差的测点布置选择在主燃段炉排上下，参见图1，2：左右列炉排压差变送器分别安装测量，其中正压端连接至炉排下送风口，负压端取样管透过两列炉排上方侧墙插入炉内(其位置应高于料层最高时的高度，又要避开锅炉水冷壁)。顺推炉排上下压差测点布置类似于逆推炉排。逆推炉排、顺推炉排下方左右2侧分别由不同的调节风门调节风量、并分别布置风量检查仪表。

炉排上垃圾层厚度采用以下公式计算：L＝Dp/F1(X)×C1，式中L为垃圾层厚，Dp为滤波后的逆推炉排上下压差，X为通过逆推炉排的一次风风量，F1(X)为逆推炉排料层厚度风量补偿函数，C1为逆推炉排料层厚度转换系数。

进一步，判断逆推炉排料层厚度是否在控制范围内确定推料、逆推炉排动作是否左右解列修正，逆推炉排料层厚度控制范围在600～1000mm(可根据垃圾情况适当调整)，当料层厚度大于1000mm时认为料层偏厚、料层厚度小于600mm时认为料层偏薄。对本步骤，每次循环计算按以下规则：当左右两列厚度均在控制范围则推料、逆推炉排左右两列同步动作不作修正，否则作以下修正：

1)当左列逆推炉排料层偏厚、右列料层正常时，将左右列推料器、逆推炉排解列动作：左列推料器动作周期时间T增加5％、左列逆推炉排动作周期时间T减小C4×5％，右列推料器、右列逆推炉排动作不变；

2)当左列逆推炉排料层偏薄、右列料层正常时，将左右列推料器、逆推炉排解列动作：左列推料器动作周期时间T减小5％、左列逆推炉排动作周期时间T增加C4×5％，右列推料器、右列逆推炉排动作不变；

3)当左列料层正常、右列逆推炉排料层偏厚时，将左右列推料器、逆推炉排解列动作：左列推料器、左列逆推炉排动作不变，右列推料器动作周期时间T增加5％、右列逆推炉排动作周期时间T减小C4×5％；

4)当左列料层正常、右列逆推炉排料层偏薄时，将左右列推料器、逆推炉排解列动作：左列推料器、左列逆推炉排动作不变，右列推料器动作周期时间T减小5％、右列逆推炉排动作周期时间T增加C4×5％；

5)当左、右列逆推炉排料层都偏厚，则将左右列推料器动作周期时间T同步增加5％、左右列逆推炉排动作周期时间T同步减小C4×5％；

6)当左、右列逆推炉排料层都偏薄，则将左右列推料器动作周期时间T同步减小5％、左右列逆推动作动作周期时间T同步增加C4×5％；

以上常数C4为平衡系统，在调试中整定。

三、控制步骤S3

首先测量左右两列顺推炉排上下压差以及其下的一次风送风量。顺推炉排料层测点布置和计算方法与逆推炉排类似，其中料层计算公式L＝Dp/F2(X)×C中。顺推炉排上垃圾层厚度采用以下公式计算：L＝Dp/F2(X)×C，式中L为垃圾层厚，Dp为滤波后的顺推炉排上下压差，X为通过顺推炉排的一次风风量，F2(X)为顺推炉排料层厚度风量补偿函数，C2为顺推炉排料层厚度转换系数。

根据顺推炉排料层厚度，确定顺推炉排动作是否需要作左右解列修正的规则为：顺推炉排料层厚度控制范围在200～400mm(可根据垃圾情况适当调整)；当料层厚度大于400mm时认为料层偏厚、料层厚度小于200mm时认为料层偏薄。每次循环计算按以下规则：当左右两列厚度均在控制范围则顺推炉排左右两列同步动作不作修正，否则作以下修正：

1.当左列顺推炉排料层偏厚、右列料层正常时，将左右列顺推炉排解列动作：左列顺推炉排动作周期时间T减小5％，右列顺推推炉排动作不变；

2.当左列顺推炉排料层偏薄、右列料层正常时，将左右列顺推炉排解列动作：左列顺推炉排动作周期时间T增加5％，右列顺推推炉排动作不变；

3.当左列顺推炉排料层正常、右列料层偏厚时，将左右列顺推炉排解列动作：左列顺推炉排动作不变，右列顺推推炉排动作周期时间T减小5％；

4.当左列顺推炉排料层正常、右列料层偏薄时，将左右列顺推炉排解列动作：左列顺推炉排动作不变，右列顺推推炉排动作周期时间T增加5％；

5.当左、右列顺推炉排料层都偏厚时，则将左右列顺推炉排动作周期时间T同步减小5％；

6.当左、右列顺推炉排料层都偏薄时，则将左右列顺推炉排动作周期时间T同步增加5％。