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垃圾焚燒爐自動燃燒控制系統設計與實現

 對于城市發展而言如何處理城市生活垃圾是一個需要予以著重關注的問題。有關城市生活垃圾處理的方法多以填埋、焚燒及堆肥為主。其中垃圾焚燒的處理效果十分顯著借助垃圾焚燒發電還能體現出綠色、環保、高效的優點。垃圾焚燒爐由于垃圾成分復雜及熱值不穩定導致其燃燒控制滯后時間長焚燒爐燃燒系統多處需要手動控制運行。本文提出適合垃圾焚燒爐運行工況的自動燃燒控制（ACC）系統該控制系統包括蒸發量控制模塊、垃圾料層控制模塊、焚燒爐爐內溫度控制模塊、爐渣熱灼率控制模塊、氧量控制模塊通過給料速度、爐排速度、燃燒用風量及垃圾層厚度計算等實現了垃圾焚燒爐的自動燃燒控制。將該ACC系統應用于某垃圾焚燒發電廠實際運行結果表明ACC系統能夠實現垃圾焚燒爐穩定燃燒環保參數無波動生產指標符合要求。

自動燃燒控制系統的設計

 ACC系統應對焚燒爐的燃燒系統進行穩定控制避免人為操作不當造成垃圾焚燒爐停爐。因此焚燒爐的燃燒控制目標設定為：維持穩定的燃燒、穩定的蒸汽流量及爐內的持續高溫空氣污染物排放在限值以下達到熱灼率的設計值。針對上述控制目標結合垃圾焚燒爐的燃燒特點ACC系統由蒸發量控制模塊、垃圾料層控制模塊、焚燒爐爐內溫度控制模塊、爐渣熱灼率控制模塊、氧量控制模塊5個控制模塊組成其中整個ACC系統的核心是蒸發量控制模塊和垃圾料層控制模塊。

自動燃燒控制策略

自動燃燒控制敏感度分析

焚燒系統運行過程中因垃圾成分復雜從進料到燃料燃燒需要較長時間當系統變量發生改變，ACC系統發出相應操作指令后測量變量難以迅速回復到目標值如果ACC系統因此繼續發出調節指令勢必會導致連續單向調節超出合理調節區間。因此在ACC系統中會對各測量變量設定非調節區間和調節反應趨勢判斷邏輯。即當目標變量的測量值與設定值偏差范圍在設定的合理區間時不進行相應的調節操作；當ACC系統發出調節指令后跟蹤判斷目標變量的變化趨勢如果朝設定值靠攏則不做進一步的調節。從而使ACC系統的變量調節具有一定的自由度更符合垃圾焚燒的特點既減輕了系統的操作頻次、設備調節負荷又提高了爐排燃燒的穩定性。此外因ACC在運行過程中自動作出的調整均是根據儀表測量進行計算和判斷因此儀表計量的準確性和可靠性直接影響ACC的正常運行。為此需要對ACC相關各變量的測量儀表進行重點維護和保養提高標定的頻次確保儀表工作狀態正常。ACC主要儀表包括主蒸汽流量表、過熱蒸汽流量表、爐膛溫度熱電偶、爐排上方溫度熱電偶、給料溫度熱電偶、側墻溫度熱電偶、爐膛出口氧氣含量分析儀、風室壓力儀表。

垃圾推送控制

 燃燒自動控制系統根據蒸汽流量為依據通過熱值計算投料量并通過對液壓系統的控制實現準確的送料在送料的過程中熱值計算是保障燃燒穩定的重要影響因素；同時燃燒自動控制系統會對推送量進行記錄確保送料的準確性。在此過程中要確保垃圾在爐排上均勻鋪放和有效翻動實現連續充分的燃燒。

爐排爐垃圾焚燒是一種垃圾焚燒處理的技術爐排型焚燒形式多樣化、使用范圍廣泛占世界垃圾焚燒發電、供熱市場的80%以上。最顯著的優勢是技術成熟運行穩定、安全、可靠有害氣體排放量少適應性高有利于大規模集中處理垃圾在焚燒之前大部分垃圾不需要進行預處理，可以直接進行焚燒操作便捷。但是爐排爐垃圾焚燒也存在產生含水率高的污泥、大件生活垃圾不能直接焚燒等弊端。燃燒自動控制系統的原理：燃燒自動控制系統是針對傳統燃燒方式中人工點火操作過程中生產條件差勞動強度大安全性低，人身傷亡事故發生頻繁的現況；以及缺乏事故檢測預警、實時監測燃燒狀況、判斷處理異常現象能力的現狀研究和設計出的一套全自動化的燃燒控制系統可以有效提高焚燒和發電的可靠性和安全性、實現產品質量和經濟效益。燃燒自動控制系統的主要目的是保證垃圾的穩定燃燒對垃圾燃燒的給料、進風、翻動頻率等變量實施自動化的控制及操作；蒸汽流量是反映燃燒自動控制系統運轉狀況的重要參數。