一种垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统和垃圾焚烧炉的制作方法

本实用新型涉及垃圾处理领域，具体而言涉及一种垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统和垃圾焚烧炉。

背景技术：

我国是人口大国，每年产生大量的生活垃圾，目前，垃圾焚烧发电是处置生活垃圾的最佳方式，对实现垃圾减量化、无害化、资源化具有重要意义。

垃圾焚烧发电处理中，垃圾焚烧炉焚烧垃圾产生高温烟气，利用高温烟气产生的热量进行发电，其中，为了使垃圾在焚烧炉的焚烧炉排上充分燃烧，往往需要根据焚烧炉排上的垃圾的量向焚烧炉内通入一次风和/或二次风，同时，为了保证燃烧效率，也需要保证焚烧炉排上垃圾的厚度，避免厚薄不均匀导致燃烧不充分或者燃烧效率下降。

现有垃圾焚烧炉，采用给料炉排给料的形式将垃圾输送到焚烧炉排上进行燃烧，由于垃圾多样性，焚烧炉在进料过程中很难保证均匀，同时，焚烧炉排采用斜向下输送方式，垃圾在焚烧炉排上的分布很难控制，往往导致焚烧炉排上的各个单元的料层厚薄不均匀。这使得垃圾在焚烧炉内的燃烧状况无法控制，燃烧效率无法保证。

为此，有必要提出一种垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统和垃圾焚烧炉，用以解决现有技术中的问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型提供了一种垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统，包括：

检测装置和安装装置，

所述检测装置用以采集与焚烧炉炉膛内料层厚度有关的信号，

所述安装装置用以将检测装置安装在焚烧炉膛外部，并使检测装置能够通过所述安装装置收集信号。

示例性的，所述检测装置包括雷达传感器，所述安装装置包括连通到所述焚烧炉炉膛内部的连通管道。

示例性的，还包括散热装置，所述散热装置对所述检测装置进行散热。

示例性的，所述散热装置包括散热法兰和冷却介质供给装置，所述散热法兰的一侧连接有冷却介质输入管道，所述散热法兰的与所述冷却介质输入管道相对的一侧连接有冷却介质输出管道，所述冷却介质供给装置提供冷却介质从所述冷却介质输入管道输入到所述散热法兰内部对所述散热法兰进行冷却后从所述冷却介质输出管道输出。

示例性的，所述冷却介质包括压缩空气。

示例性的，所述散热装置还包括设置在所述散热法兰与所述检测装置之间的隔热垫片。

示例性的，还包括处理装置，用以根据所述检测装置采集的所述与焚烧炉炉膛内料层厚度有关的信号计算出料层厚度数据。

示例性的，所述处理装置还对所述焚烧炉的与垃圾焚烧工况相关的参数进行控制。

示例性的，所述雷达传感器的检测信号的频率范围为6～20ghz。

本实用新型还提供了一种垃圾焚烧炉，包括上任意一项所述的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统，其中，所述垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统安装在所述垃圾焚烧炉的前拱上。

根据本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统和垃圾焚烧炉，实现了焚烧炉炉膛内料层的实时在线监控，为垃圾焚烧生产的控制决策提供了准确可靠的料层厚度数据，从而使焚烧炉内的燃烧状况可控，提高了焚烧炉内的垃圾焚烧效率。根据本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的检测装置安装焚烧炉外部，能够避免受焚烧炉内部燃烧环境的影响，提升检测准确度的同时延长了垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的使用寿命。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的一个实施例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统安装在垃圾焚烧炉上的示意性；

图2为根据本实用新型的一个实施例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型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，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统和垃圾焚烧炉。显然，本实用新型的施行并不限于垃圾处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，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。

垃圾焚烧发电处理中，垃圾焚烧炉焚烧垃圾产生高温烟气，利用高温烟气产生的热量进行发电，其中，为了使垃圾在焚烧炉的焚烧炉排上充分燃烧，往往需要根据焚烧炉排上的垃圾的量向焚烧炉内通入一次风和/或二次风，同时，为了保证燃烧效率，也需要保证焚烧炉排上垃圾的厚度，避免厚薄不均匀导致燃烧不充分或者燃烧效率下降。

现有垃圾焚烧炉，采用给料炉排给料的形式将垃圾输送到焚烧炉排上进行燃烧，由于垃圾多样性，焚烧炉在进料过程中很难保证均匀，同时，焚烧炉排采用斜向下输送方式，垃圾在焚烧炉排上的分布很难控制，往往导致焚烧炉排上的各个单元的料层厚薄不均匀。这使得垃圾在焚烧炉内的燃烧状况无法控制，燃烧效率无法保证。

实施例一

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统，包括：

检测装置和安装装置，

所述检测装置用以采集与焚烧炉炉膛内料层厚度有关的信号，

所述安装装置用以将检测装置安装在焚烧炉膛外部，并使检测装置能够通过所述安装装置收集信号。

下面参考图1和图2对本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统进行示意性说明，其中图1为根据本实用新型的一个实施例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统安装在垃圾焚烧炉上的示意性；图2为根据本实用新型的一个实施例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的结构示意图。

首先参看图1，根据本实用新型的一个示例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200安装在垃圾焚烧炉的炉膛侧墙上。

垃圾焚烧炉包括炉膛100、进料系统101、给料炉排102、焚烧炉排103以及用以构成炉膛侧墙的前拱104和后拱105。

垃圾由进料系统101输入到给料炉排102上，给料炉排102将垃圾不断推送到焚烧炉排103上，并在焚烧炉排103上焚烧。焚烧炉排往往包括四个标准单元和一个加长的末端燃烬单元组成，其中四个标准单元中的每一个标准单元均由两排翻动炉排片，两排滑动炉排片和两排固定炉排片组成，加长的末端燃烬单元由一排翻动炉排片主城。在焚烧炉排103下方设置有一次风口(未示出)用以向焚烧炉炉膛100内通入空气以辅助燃烧。垃圾焚烧过程中往往在四个标准单元上具有逐步增加的燃烧效率，其对应于前拱位置的温度小于后拱位置的温度。

在根据本发明的一个示例中，如图1所示，将垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200设置在焚烧炉炉膛100的前拱104上。在垃圾焚烧炉正常燃烧时，炉膛100的环境温度往往在1000度以上，为了避免炉膛内燃烧过程中的火焰高温区对在线监测系统200的影响，将在线监测装置200安装在焚烧炉炉膛100的前拱104上，使测量结果更加准确，同时安装在前拱上也符合检测、和料层控制需求。

下面参看图2对根据本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200的结构进行示例性说明。

如图1所示，垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200包括检测装置201和安装装置202。

检测装置201用以采集与焚烧炉炉膛100内料层厚度有关的信号。

安装装置202用以将检测装置安装在焚烧炉膛外部，并使检测装置201能够通过所述安装装置收集信号。

示例性的，检测装置201包括雷达传感器，红外探测仪等。

示例性的，安装装置202包括信号传输线路和/或管道等在此并不限定。

根据本实用新型的一个示例，检测装置201包括雷达传感器，安装装置202包括连通到焚烧炉炉膛内部的管道。

雷达传感器通过向焚烧炉炉膛100内发送一定频率的检测信号(如数字信号)，当检测信号在焚烧炉炉膛100内的料层的反射之下返回到雷达传感器时，通过统计从发送数字信号到接收到数字信号的时间，进而计算出料层距离雷达传感器的距离，通过进一步处理(如对比传感器距离焚烧炉排的距离)获得料层的厚度。

管道具有根据需要检测的料层的范围设置的第一直径。比如，需要检测直径为50mm范围内的料层的厚度，设置管道的直径不小于50mm，使雷达传感器发射的检测信号能够通过管道到达焚烧炉炉膛内相应的50mm直径范围内的料层表面。

采用雷达传感器和管道的设置，一方面雷达传感器发射的检测信号受环境干扰小，使检测结果准确可靠，另一方面管道安装使检测装置的安装简单方便，易于安装，便于拆卸。需要理解的是，上述设置仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要设计其他的形式的安装装置，例如红外检测和光线等的组合等，在此并不限定

示例性的，雷达传感器发射信号的频率的范围为6～20ghz。

在此频率范围内，雷达传感器的波束角小(最小5度)，能量集中，具有更强抗干扰能力，大大提高了测量精度和可靠性；探头尺寸小，便于安装和加装散热、防尘罩等防护装置；测量盲区更小；波长可调，对小颗粒物质的料位测量更适合；采用了数字信号回波处理技术，雷达物位计可以应用于各种复杂工况；采用脉冲工作方式，雷达物位计发射功率极低。

在根据本实用新型的一个示例中，垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200还包括处理装置(未示出)，用以对检测装置采集的与焚烧炉炉膛内料层厚度有关的信号进行处理，以获得料层厚度数据。

示例性的，处理装置包括存储器和处理器，存储器用以存储可执行的程序执行，处理器用以执行所述可执行的程序指令，使处理装置根据检测装置采集的与焚烧炉炉膛内料层厚度有关的信号计算出料层厚度数据。

在根据本实用新型的一个示例中，处理装置还包括对焚烧炉进行控制的控制装置。通过计算出的料层厚度数据，操作人员通过处理装置或者处理装置自行对焚烧炉的进料速度、一次风供给量、垃圾输入含水率等进行控制，实现料层监测和焚烧炉的控制的联动控制。

在根据本实用新型的一个示例中，处理装置通过标准主控板与基于tms320c6000处理器核心的扩展板实现，主控板主要用于与外系统的通讯；扩展板主要实现外围io信号采集及控制，以及冗余电源电路、产品状态指示灯显示等。主控板与扩展板之间通过rs485通讯。

处理装置和检测装置通过一个电源实现供电，电源在一块24v冗余电源板上实现，采用1路24vdc同时供电，24vdc处理电路输出单路24vdc电源，该24vdc通过多个接线端子输出，分别供给处理装置、检测装置等。

在根据本实用新型的一个示例中，垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200还包括显示装置(未示出)，用以显示料层厚度数据，使操作人员能够实时接收厚度数据，从而对进料速率、垃圾的含水率、一次风等焚烧工况相关的参数进行调整。

在根据本实用新型的一个示例中，显示装置通过hdmi/vga连接到主控板用于相关信息显示，显示装置中设置触摸屏通过usb接入主控板用于提供触摸点的坐标信息。

继续参看图2对根据本实施例的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200进行示例性介绍。

在根据本实用新型的一个示例中，垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统200还包括冷却装置，用以对检测装置201进行冷却。

示例性的，如图2所示，冷却装置包括冷却法兰203和冷却介质供给装置(未示出)，冷却法兰203的两侧设置有冷却介质输入管道2031和冷却介质输出管道2032，冷却介质供给装置用以提供冷却介质，冷却介质从冷却介质输入管道2031输入冷却法兰203并从冷却介质输出管道2032输出，从而使冷却法兰203起到冷却的效果。

在本实施例中，一方面冷却法兰203对检测装置201和安装装置202起到连接的作用，另一方面对检测装置201起到冷却的效果，延长了检测装置201的寿命。

在根据本实用新型一个示例中，冷却装置还包括设置在冷却法兰203和检测装置202之间的隔热垫片204。采用隔热垫片204设置在冷却法兰203和检测装置202之间，进一步保护检测装置201不受炉膛温度的影响，进一步延长了检测装置201的寿命。

在根据本实用新型一个示例中，冷却介质设置为压缩空气。

示例性的，压缩空气的流量的范围为1.5m³/min-2.5m³/min。优选的，压缩空气的流量为2m³/min。

示例性的，压缩空气的压力范围为0.5-0.7mpa。优选的，压缩空气的压力为0.6mpa。

实施例二

本实用新型还提供了一种垃圾焚烧炉，其包括如实施例一所述的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统。

其中，所述垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统安装在所述焚烧炉的前拱上。

根据本实用新型的垃圾焚烧炉，采用垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统实现了焚烧炉炉膛内料层的实时在线监控，为垃圾焚烧生产的控制决策提供了准确可靠的料层厚度数据，从而使焚烧炉内的燃烧状况可控，提高了焚烧炉内的垃圾焚烧效率。同时，根据本实用新型的垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的检测装置安装焚烧炉的前拱外部，能够避免受焚烧炉内部燃烧环境的影响，提升检测准确度的同时延长了垃圾焚烧炉炉膛内料层在线监测系统的使用寿命；同时安装在前拱上也符合检测、和料层控制需求。

本实用新型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，而非意在将本实用新型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，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型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实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。