垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统设计与实现

垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统设计与实现

发表时间：2019-09-11T10:04:56.703Z 来源：《中国电业》2019年第10期作者：李玉军

[导读] 通常采用机跟炉的调节方式，锅炉负责调节负荷，汽机随锅炉负荷的变化而保持进汽的压力基本保持不变。。

天津滨海环保产业发展有限公司天津 300457

摘要：国内垃圾具有不分拣、低热值、多组分和高水分等特点，导致垃圾焚烧热值变化大，所以垃圾焚烧电厂负荷控制思路与常规电厂有较大的区别，通常采用机跟炉的调节方式，锅炉负责调节负荷，汽机随锅炉负荷的变化而保持进汽的压力基本保持不变。由于垃圾的热值不固定，运行人员可根据经验，先人为选择相应的垃圾种类，从而先假定垃圾低位发热值为低低、低、中和高值或计算热值中的一种，这样先根据主汽流量的设定值和垃圾热值，可求出初步的垃圾需求量。其后根据天然气／燃油辅助燃烧器燃料消耗量及天然气、燃油热值折算辅助燃烧器产生的蒸汽量与主汽流量之差就是垃圾燃烧所产生的蒸汽量，此值与主汽流量的设定值的偏差做PID运算，其输出作为垃圾需求量的修正加到原计算得出初步的垃圾需求量，从而得出最终的垃圾给料量的需求，控制方案见图1。

关键词：垃圾焚烧炉；自动燃烧；控制系统；设计；实现

1自动燃烧控制系统的设计

ACC系统是针对多变的垃圾成分及不稳定的垃圾热值特点，为从余热锅炉取得对应垃圾处理量的稳定蒸汽量，而对垃圾焚烧炉的运行工况进行自动燃烧控制。

1.1系统特点及难点

1)由于国内垃圾成份复杂，无分拣工艺，热值变化大，这样导致进入炉内的热量不断变化，进而引起锅炉负荷的频繁波动。2)燃烧过程时间长，从垃圾生料到垃圾燃尽出渣需要2〜3h。3)炉排料层厚度不均匀，炉排共由5段炉排片组成，垃圾自髙向低依次下滑，需要经历干燥段、燃烧段、燃尽段3个燃烧工艺。退料及炉排动作的不同步极易造成偏料、空料情况发生。4)燃烧状况无直接参数确定，只能靠炉排片温度、风压及人工检查相结合的手段来间接判断。5)炉排料层厚度的确定无直接的参数。综上所述，炉排式垃圾炉的燃烧特性具有多变量、大滞后、参考测点不足的特点。采用其他煤粉炉的控制策略不能取得好的控制效果。

1.2系统控制策略

ACC系统中主要控制目标为蒸发量，主要的控制条件为垃圾热值。在此基础上，ACC系统涵盖燃烧助燃风量控制焚烧炉炉内温度控制、给料炉排给料速度控制、烟气含氧量及炉渣热灼率控制，形成了对整个焚烧炉燃烧炉排的自动控制M。在ACC系统中，垃圾情况作为最重要的控制条件却具有不稳定性及不可预知性的特点。所以本文在ACC系统中引入垃圾热值估算和垃圾层厚度估算的模糊控制。图1为ACC系统结构。

2自动燃烧控制系统的实现

2.1蒸发量控制模块

控制系统可根据垃圾入炉的热值估算值计算目标蒸发量在不断进料燃烧过程中，将蒸发量的实际值与目标值的偏差作为控制依据，来调节助燃空气进气总量。总助燃空气量为

式中，C3为垃圾单位热值，为垃圾给料量。根据式(2)—式(4)，可以得到垃圾给料量、垃圾热值及蒸发量之间的比例关系。

2.1.2蒸发量控制模块的实现

式中，A为垃圾层厚度参考值，P2为一次风压力，P3为炉膛负压，为炉排片面积，PN为一次风密度，F为一次风流量，/为一次风温度，尤为经验补偿系数。

2.3焚烧炉炉内温度控制模块