垃圾焚燒爐燃燒控制方案設計探討
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【摘要】根據國產大型垃圾焚燒爐的工藝特點，提出了以垃圾實時熱值為核心的垃圾爐燃燒控制方案，并在國產700t/d大型垃圾焚燒爐項目中得到成功應用，取得了較好的控制效果。
【關鍵詞】熱值計算;垃圾爐;控制方案
前言
隨著我國社會經濟發展，城市化越來越高，城市生活垃圾產量暴發式增長。城鎮生活垃圾處理成為城鎮化管理和環境保護的重要內容，也是社會文明程度的重要標志，關系人民群眾的切身利益。目前，城市生活垃圾焚燒發電是實現生活垃圾無害化、減量化、資源化的最佳方法。國內已經建成超過100座垃圾焚燒發電廠，但是垃圾焚燒爐的燃燒自動控制一直是沒有很好的解決，是困擾行業內的難點。其中一個重要原因是城市生活垃圾的熱值變化大，并且不可能直接實時測量。本文提出種城市生活垃圾熱值的軟件測量方法，并將垃圾熱值引入到垃圾焚燒爐的給料機控制、爐排運動控制、一次風二次的控制方案中，實現垃圾焚燒爐的燃燒自動控制。
1城市生活垃圾熱值實時計算方案
由于垃圾熱值成分不穩定，熱值變化大，很難直接實時測量。采用軟件測量的方法對垃圾熱值HVL進行實時估算成為一種有效方法。在本文的算法中采用垃圾焚燒爐熱平衡的方法實現入爐垃圾熱值估算。FLwaste為2~3小時內焚燒的垃圾量。可以由垃圾吊的實際投料量來統計，也可以由給料爐排速度來計算。HVwaste為2~3小時內垃圾焚燒產生的熱量；HVwaste根據垃圾焚燒爐熱平衡原理計算得到.HVwaste=∑HVsteam+∑HVfluegas+∑HVDwater+∑HVslag-∑HVair-∑HVwater+∑HVoil其中：∑HVwaste為累積生產主蒸汽的熱量；∑HVfluegas為累積煙氣帶走的熱量；∑HVDwater為累積排污帶走的熱量；∑HVslag為累積灰渣帶走的熱量；∑HVair為累積一次風二次風輸入的熱量；∑HVwater為累積給水輸入的熱量；∑HVoil為累積燃油輸入的熱量。HVsteam=∑FLSteam+Hsteam其中：FLSteam為鍋爐出口蒸汽流量，Hsteam為蒸汽的焓值。
2基于垃圾熱值的燃燒策略
垃圾焚燒爐的燃燒自動控制回路主要包括給料機控制、爐排控制、一次風與二次風的控制。四個控制回路協調配合才能實現焚燒爐的穩定、經濟可靠的運行。這四個控制回路的核心思想是保證焚燒爐的能量動態平衡，保證這個平衡的最關鍵點是入爐垃圾熱值的量化。本文以垃圾熱值為中心提了這四個關鍵控制回路的控制方案。
2.1垃圾給料機控制
垃圾給料機控制是垃圾焚燒爐關鍵控制回路之一，垃圾給料機控制方案原理圖。根據主蒸汽的需求量計算出所需要的能量，通過垃圾的熱值折算成垃圾需求量，最終體現到給料機的平均速度，通過給料機的平均速度計算出給料機每走一步之間的等待時間，送到給料機液壓控制系統來控制給料機的運行、停止。
2.2爐排控制方案
爐排控制是垃圾焚燒爐另一個關鍵控制回路，爐排控制方案原理圖。根據主蒸汽需求量計算爐排運行速度的基礎值，通過2小時修正及料層厚度的修正得到爐排的最終速度，并計算爐排在每次循環完成后的等待時間，送到爐排液壓控制系統控制爐排的啟停。
2.3一次風控制方案
垃圾焚燒爐一次風為垃圾焚燒提供主要的所需氧量，同時兼顧料層厚度的調節及爐排冷卻功能。一次風控制方案原理圖。一次風來自垃圾坑的上部，由主蒸汽氣的設定值或是需求值計算而來，通過爐層厚度的修正后送到一次風機的控制模塊。
2.4二次風控制方案
垃圾焚燒爐二次風為垃圾焚燒提供補充氧量，兼顧控制爐膛溫度的功能，二次風控制方案原理圖。二次風也來自垃圾坑的上部，由主蒸汽的設定值或是需求值計算而來，通過氧量修正及爐膛溫度修正后送到一次風機的控制模塊。氧量的設定值由主蒸汽流量經函數發生器后給出。爐膛溫度修正是以調整爐膛溫度在850℃以上為目標。
3結束語
以上控制方案在浙江中控技術股份有限公司ECS-700DCS平臺上實現，應用到國產700t/d級垃圾焚燒爐的控制中，目前已經在現場正式投運。結果表明，此方案與ECS-700DCS平臺相結合，提高了焚燒爐控制的穩定性和自動化投入率，為焚燒爐的安全穩定運行奠定了良好的基礎。
參考文獻
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作者:陳亮 郭峰 李學平 許潤 劉金剛 單位:浙江中控技術股份有限公司