摘要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，使得城市的固體垃圾廢物越來(lái)越多，而且生產(chǎn)垃圾的時(shí)間在不斷縮短，這就給垃圾在迅速處理時(shí)，帶來(lái)了非常大的麻煩。對(duì)此，目前我國(guó)主要采用的是燃燒的方法來(lái)處理垃圾。由于垃圾在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的能量，而這些能量可以用來(lái)發(fā)電。對(duì)此，本文主要探討了垃圾焚燒發(fā)電廠的燃燒控制。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電廠；燃燒控制

1.垃圾焚燒爐燃燒控制

1.1垃圾焚燒過程

首先由垃圾車將收集到的垃圾運(yùn)送到垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾儲(chǔ)坑，通常垃圾在儲(chǔ)坑里存放5～7天進(jìn)行發(fā)酵，之后通過垃圾吊車將垃圾送至焚燒爐的料斗。當(dāng)給料擋板打開時(shí)，料斗中的垃圾充滿進(jìn)料斜槽，進(jìn)料斜槽的底部是推料器。

焚燒爐運(yùn)行時(shí)，首先是由燃燒器燃油或燃?xì)?，將爐膛溫度加熱至850℃以上，然后通過推料器源源不斷地將垃圾送入焚燒爐，在爐排上垃圾依次經(jīng)過干燥、燃燒以及燃燼三個(gè)階段。燃燼后的爐渣通過出渣機(jī)冷卻后排出送至渣坑儲(chǔ)存。經(jīng)過高溫燃燒后的爐渣屬于無(wú)害品，可以作為建筑材料進(jìn)行綜合利用。垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣溫度高達(dá)1000℃以上，高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐進(jìn)行熱交換后溫度降至200℃左右，然后通過尾氣處理系統(tǒng)對(duì)有害氣體進(jìn)行去除，達(dá)標(biāo)后排入大氣。

在焚燒系統(tǒng)中，爐排上料層布置均均勻、焚燒溫度、過量空氣系統(tǒng)以及煙氣850℃以上停留2S以上是4個(gè)非常關(guān)鍵的操作參數(shù)和設(shè)計(jì)元素。其中煙氣停留時(shí)間主要受燃燒空氣速率、燃燒室?guī)缀涡螤钜约盁煔饬魉俚闹苯佑绊?；一、二次量配比以及壓力大小又?huì)對(duì)燃燒室中的流場(chǎng)混合程度和溫度造成影響，從而致使垃圾焚燒的效率因此發(fā)生相應(yīng)的改變；過量空氣系數(shù)與爐排運(yùn)行速度、燃燒空氣流速、垃圾成份多種因素的影響。

爐排上料層布置均均勻、焚燒溫度、過量空氣系統(tǒng)以及煙氣850℃以上停留2S以上等4大焚燒控制參數(shù)之間相互影響，生活垃圾在爐內(nèi)所停留的時(shí)間與其焚燒溫度、煙氣流速存在著密切的關(guān)系，若停留的時(shí)間較長(zhǎng)，那么其焚燒的溫度則應(yīng)當(dāng)相對(duì)較低，而停留時(shí)間相對(duì)較短的情況時(shí)，則需要將焚燒溫度保持在較高狀態(tài)下。

2.垃圾焚燒策略

2.1推料器控制

推料器的位置信號(hào)經(jīng)過微分功能塊和低通濾波器計(jì)算得出推料器的運(yùn)行速度。僅在進(jìn)料沖程時(shí)進(jìn)行速度值計(jì)算，而在壓縮沖程和返回沖程時(shí)速度值將保持。

每個(gè)推料器有一個(gè)速度調(diào)節(jié)器，每個(gè)推料器的計(jì)算速度作為相應(yīng)推料器速度調(diào)節(jié)器的過程值。調(diào)節(jié)器輸出范圍是0-100，0%，控制液壓比例閥在推料器前進(jìn)過程中為相應(yīng)液壓缸提供液壓油。

在推料器在每個(gè)運(yùn)行周期中有三個(gè)過程：壓縮過程、進(jìn)料過程和返回過程，每個(gè)過程的控制要求如下：

壓縮過程：是推料器向前移動(dòng)的第一個(gè)階段，推料器以高速向前移動(dòng)，由液壓比例閥控制。

進(jìn)料沖程：是推料器向前移動(dòng)的第二個(gè)階段，在這個(gè)階段速度控制器的指令控制液壓比例閥，使得推料器向前移動(dòng)。

返回沖程：在這個(gè)階段推料器以高速返回，由液壓開/關(guān)閥控制。

推料器速度調(diào)節(jié)器的速度設(shè)定點(diǎn)來(lái)自主蒸汽流量設(shè)定點(diǎn)的換算值，經(jīng)過氧量調(diào)節(jié)器調(diào)整后，再由爐排垃圾床層調(diào)節(jié)器做進(jìn)一步調(diào)整得到。當(dāng)所有推料器停止時(shí)，推料器速度調(diào)節(jié)器輸出跟蹤為最小值0，00。

2.2自動(dòng)燃燒控制

自動(dòng)燃燒控制可分為蒸汽流量控制與爐膛溫度控制兩種控制模式，當(dāng)焚燒處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，通常采取蒸汽流量控制，而在對(duì)鍋爐停止或者啟動(dòng)的過程中，則通常采取爐膛溫度控制模式，即在對(duì)鍋爐進(jìn)行啟動(dòng)或者停止時(shí)，其階段控制會(huì)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)提供一定的爐膛溫度，當(dāng)鍋爐達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)后，此時(shí)給定值則會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹髡羝髁俊?/p>

操作人員在對(duì)燃燒進(jìn)行自動(dòng)化控制的過程中，可通過操作面板來(lái)對(duì)控制模式進(jìn)行相互切換。若操作人員選取流量方式，此時(shí)蒸汽流量調(diào)節(jié)器則會(huì)保持在AUTO的模式下，操作人員即可根據(jù)需要確定相應(yīng)的設(shè)定值，通過這種方式對(duì)焚燒爐的投料量進(jìn)行合理的確定。

3.垃圾焚燒量計(jì)算、偏差演算及控制

3.1焚燒量計(jì)算

焚燒量演算是根據(jù)對(duì)垃圾料斗和垃圾吊車投入垃圾的重量和次數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣并保存，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)所保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次分析，計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)垃圾的焚燒量。同時(shí)依據(jù)這些數(shù)據(jù)還可計(jì)算出所焚燒垃圾的體積，因此可計(jì)算出垃圾的密度。以上計(jì)算在每次垃圾投料時(shí)進(jìn)行一次。

3.2焚燒偏差演算

通過垃圾焚燒量偏差演算可以判斷當(dāng)前的焚燒量跟焚燒目標(biāo)之間的偏差，其判斷結(jié)果將指導(dǎo)爐排進(jìn)行速度調(diào)節(jié)以保證實(shí)現(xiàn)每日的焚燒量目標(biāo)。焚燒量與目標(biāo)焚燒量的偏差高于垃圾焚燒量的允許偏差（正偏差）時(shí)，當(dāng)前焚燒量過多；焚燒量與目標(biāo)焚燒量的偏差低于垃圾焚燒量的允許偏差（負(fù)偏差）時(shí)，當(dāng)前焚燒量過少；焚燒量與目標(biāo)焚燒量的偏差介于垃圾焚燒量的允許偏差之內(nèi)（正負(fù)偏差之間）時(shí)，當(dāng)前焚燒量適當(dāng)。

3.3焚燒控制

為了實(shí)現(xiàn)每天的焚燒目標(biāo)，根據(jù)當(dāng)前的焚燒量以及垃圾熱值和垃圾層厚的偏差進(jìn)行綜合判斷，通過調(diào)節(jié)垃圾給料器、干燥段、燃燒段、燃盡段的周期時(shí)間來(lái)進(jìn)行控制。其中主要的控制對(duì)象是垃圾給料器、干燥段、燃燒段、燃盡段。在焚燒控制時(shí)要在操作監(jiān)視畫面上將垃圾給料器、干燥段、燃燒段、燃盡段切換到自動(dòng)模式并按下ACC ON按鈕。最終達(dá)到比垃圾焚燒量目標(biāo)值小的時(shí)候周期減少，比目標(biāo)值大的時(shí)候周期增加的效果。

4.垃圾層厚演算及控制

4.1垃圾層厚演算

垃圾層厚的計(jì)算較為特殊，需在指定條件下測(cè)試干燥段風(fēng)壓值，在焚燒爐運(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際的干燥段風(fēng)壓和風(fēng)溫，計(jì)算出的層厚結(jié)果是一個(gè)無(wú)量綱的值，它不能直接指示垃圾的層厚。要根據(jù)爐底風(fēng)壓、一次風(fēng)流量、爐內(nèi)壓力等計(jì)算出干燥帶的垃圾層厚，并判斷其厚度是否合適。

4.2垃圾層厚控制

為了保證爐排干燥段上面的垃圾層厚的穩(wěn)定，根據(jù)當(dāng)前的垃圾層厚以及垃圾熱值和焚燒量的偏差進(jìn)行綜合判斷，通過調(diào)節(jié)爐排干燥段和燃燒段的周期時(shí)間來(lái)進(jìn)行控制?？刂茖?duì)象包括干燥段、燃燒段?？刂七^程中在操作監(jiān)視畫面上將干燥段、燃燒段打到自動(dòng)模式并按下ACC ON按鈕。最終達(dá)到比垃圾層厚設(shè)定值厚的時(shí)候周期減少，比設(shè)定值薄的時(shí)候周期增加的效果。由于垃圾質(zhì)量的變動(dòng)，爐內(nèi)垃圾量發(fā)生劇烈變化的時(shí)候請(qǐng)通過手動(dòng)控制進(jìn)行干預(yù)。

5.一次燃燒空氣的概述及其控制

垃圾在燃盡段未燃盡的情況下，稍微增加空氣量。爐膛溫度較高，O2濃度低時(shí)稍微增加空氣量。相反，爐膛溫度低，O2濃度較高時(shí)則減少空氣量。一次燃燒空氣爐膛溫度管理值為850～1000℃。為了抑制二呃英的生成，需保持爐膛溫度達(dá)到850℃以上。如果爐膛溫度達(dá)到1000℃以上并持續(xù)燃燒，爐壁會(huì)附著形成燒結(jié)塊，將會(huì)阻礙燃燒損壞耐火材料，且易產(chǎn)生NOx。由于垃圾質(zhì)量原因會(huì)有暫時(shí)超過1000℃的情況發(fā)生，但最好盡量保持在1000℃以下。對(duì)燃燒空氣進(jìn)行控制一次空氣量是按照焚燒爐膛煙氣含O2量來(lái)控制的，但是由于受焚燒爐膛區(qū)域的溫度和粉塵濃度的影響，無(wú)法在焚燒爐爐膛設(shè)置氧量計(jì)，只能在省煤器出口設(shè)置，因此這里所說(shuō)的焚燒爐膛煙氣含氧量是根據(jù)省煤器出口氧量計(jì)的值推算出來(lái)的計(jì)算值。

參考文獻(xiàn)

[1]滕剛,司朝陽(yáng).垃圾焚燒發(fā)電廠自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)分析[J].黑龍江科技信息,2015(18):68-69.

[2]胡興武.垃圾焚燒發(fā)電廠燃燒智能控制系統(tǒng)的研究[D].華北電力大學(xué)(北京),2011.

原標(biāo)題:淺析垃圾焚燒發(fā)電廠的燃燒控制方案

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