專利名稱：機械爐排焚燒爐燃燒控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種垃圾焚燒技術領域，特別是涉及一種城市生活垃圾焚燒發電用的機械爐排焚燒爐的燃燒控制系統及控制方法。
背景技術：
我國經濟發展及城市化進程使得城市生活垃圾量大幅增加，垃圾焚燒發電是將垃圾無害化、減量化、資源化處置的有效途徑，垃圾焚燒處理不僅能取到環保效果，同時垃圾焚燒的余熱可產生蒸汽用于發電、供熱，節約能源，是較好的資源回收利用方式。國內目前垃圾焚燒發電廠的關鍵主設備——機械爐排焚燒爐。機械爐排焚燒爐的主要特征是將垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆表面及內層傳播，形成一層一層燃燒的過程；在爐排上，沿料堆進行方向，分為預熱干燥區，主燃區和燃盡區三個溫度不等的區段；在爐膛內，由不同區段的氣體在爐排上方形成不同的溫區， 這些都是此類爐型共有的特點。其中，機械爐排焚燒爐燃燒控制系統又是機械爐排焚燒爐的核心部分，該控制系統運行的好壞將直接影響焚燒爐的運行狀況和蒸汽產量，進而影響環保排放指標、發電機組的發電量等，現有的控制系統運行效果都不太理想，不能達到環保、發電機組發電量的要求，甚至產生很多的有害氣體，如二惡英等，對大氣和人體造成危害。
發明內容
本發明的目的在于提供一種機械爐排焚燒爐燃燒控制系統及控制方法，該控制系統和方法燃燒控制效果優于現有技術，既能達到環保、發電要求，又能減少成本開支。為實現本發明目的而提供的一種機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，包括給料爐排控制系統，焚燒爐排控制系統，風量控制系統和溫度控制系統；所述給料爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進行調節控制；所述焚燒爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數；所述風量控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量；所述溫度控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制。 較優地，所述機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，還包括輔助燃燒控制系統，用于通過 PID控制器調節后，對所述機械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進行控制。灰渣出渣機控制系統，用于控制將燃燒后的灰渣持續地從所述機械爐排焚燒爐的出渣機推送至所述機械爐排焚燒爐的灰渣儲坑。連鎖保護系統，用于對焚燒爐設備及工藝生產過程進行連鎖保護。
為實現本發明目的還提供一種機械爐排焚燒爐燃燒控制方法，包括下列步驟對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用 PID控制器進行調節控制的步驟；對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數的步驟；在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量的步驟；在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制的步
馬聚ο較優地，所述機械爐排焚燒爐燃燒控制方法，還包括以下步驟通過PID控制器調節后，對所述機械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進行控制的步驟。為實現本發明目的，還提供一種機械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統，包括多個與所述機械爐排焚燒爐的給料爐排相應的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥；通過所述位置傳感器連續測量每個給料爐排的實際位置，將每個給料爐排的實際位置輸入到相應的所述位置PID控制器；通過所述位置PID控制器調節后，輸出相應控制給所述給料爐排速度控制閥，調節閥位開度以調節實際的給料速度。為實現本發明目的，還提供一種機械爐排焚燒爐的給料爐排控制方法，包括如下步驟步驟S11，機械爐排焚燒爐的給料爐排向前運動至一固定位置；步驟S12，當所述給料爐排達到所述位置時，所述給料爐排持續向前運動，位置傳感器測定所述給料爐排的實際位置，并將位置數據傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將所述給料爐排的設定位置輸入到所述位置PID控制器；步驟S14，通過所述實際位置和設定位置，利用位置PID控制器調節后，輸出相應控制給給料速度控制閥，調節閥位開度以調節實際的給料速度。為實現本發明目的，還提供一種機械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統，包括滑動爐瓦控制器和翻轉爐瓦控制器，所述滑動爐瓦控制器和所述翻轉爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個相應的滑動爐瓦和翻轉爐瓦在每個控制周期內滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時合理分配一次助燃風。為實現本發明目的，還進一步提供一種機械爐排焚燒爐的風量控制系統，包括一次風量控制系統和二次風量控制系統；所述一次風量控制系統，包括一次風機變頻器，PID控制器；所述PID控制器按照一次風量設定值，計算輸出控制值給各單元一次風機變頻器，由變頻器控制一次風機轉速及風量，實現垃圾焚燒一次風量控制；所述二次風量控制系統，氧量控制器和流量控制器，二次風機變頻器，以及與所述氧量控制器和流量控制器相對應的PID控制器；所述氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標，通過所述PID控制器調節后輸出作為所述流量控制器的設定值，所述流量控制器通過PID控制器調節后輸出控制所述二次風機變頻器，由所述二次風機變頻器控制所述機械爐排焚燒爐的二次風機的轉速及風量。為實現本發明目的，更進一步提供一種機械爐排焚燒爐的溫度控制系統，包括一次風溫度控制系統和爐墻溫度控制系統，其中所述一次風溫度控制系統由分程控制回路控制，所述分程控制回路按照分程值控制所述機械爐排焚燒爐的一次風匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥；當分程控制回路輸出低程值時打開低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設溫度；當分程控制回路輸出高程值時打開高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設溫度；預熱后的一次風與來自冷卻側墻的熱空氣進行混合；爐墻溫度控制系統通過側墻冷卻風對所述機械爐排焚燒爐的焚燒爐耐火墻進行冷卻，包括溫度控制器和流量控制器，側墻冷卻風機變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應的PID控制器；所述溫度控制器的設定值是側墻熱的一面要求保持的溫度值，通過所述PID控制器調節后輸出作為所述流量控制器的設定值，所述流量控制器通過PID控制器調節后，輸出控制所述側墻冷卻風機變頻器，由所述側墻冷卻風機變頻器控制側墻冷卻風機轉速及冷
卻風量。本發明的有益效果是本發明的機械爐排焚燒爐的燃燒控制系統及控制方法，為實現機械爐排焚燒爐燃燒控制系統的環保、發電量達標要求，本發明采用優化的控制系統和方法，該控制系統和方法燃燒控制效果優于現有技術，既能達到環保、發電要求，又能減少成本開支。
圖1是機械爐排焚燒爐結構示意圖；圖2是機械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統的控制流程示意圖；圖3是機械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統的控制流程示意圖；圖4是機械爐排焚燒爐的一次風總量設定值的計算流程示意圖；圖5是機械爐排焚燒爐的每個單元的一次風量控制流程示意圖；圖6是機械爐排焚燒爐的二次風量控制流程示意圖；圖7是機械爐排焚燒爐的每個單元的一次風溫控制流程示意圖；圖8是機械爐排焚燒爐的助燃控制的流程示意圖；圖9是機械爐排焚燒爐的灰渣出渣機控制的流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明的機械爐排焚燒爐的燃燒控制系統及控制方法進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖1所示，機械爐排焚燒爐包括給料部分1，焚燒部分2，爐渣排放部分3，進風部分4和煙氣處理部分5。
給料部分1包括給料料斗11、給料溜槽12和給料爐排13 ；焚燒部分2包括焚燒爐排21 (分為5個單元)和焚燒爐膛22 ；爐渣排放部分3包括漏渣輸送機31和灰渣出渣機32。來自垃圾儲坑(圖中未示出)的垃圾經給料料斗11進入給料溜槽12，由給料溜槽 12下面的給料爐排13送入焚燒爐排21，進入焚燒爐膛22 ；垃圾在焚燒爐排21上通過干燥、 燃燒、燃燼三個區域后可燃成分已完全燃燒，燃燒后產生的灰渣落入灰渣出渣機32，由灰渣出渣機32將灰渣推送至灰渣儲坑(圖中未示出)。同時，漏渣輸送機將爐排縫隙中泄漏的未燃燒垃圾輸送到垃圾儲坑。進風部分4包括一次風機，風室41，二次風機42。垃圾燃燒所需要的助燃空氣因其作用不同分為一次風與二次風，一次風經預熱后(采用蒸汽-空氣預熱器進行預熱)與側墻冷卻風(其作用在于對焚燒爐耐火墻進行冷卻)混合，由不同的一次風機分別送入焚燒爐排21的5個單元底部的風室41，每個單元所需要的一次風量可通過調節一次風機來實現合理配風。二次風經二次風機42加壓后送入焚燒爐膛，使焚燒爐膛22內的煙氣產生湍流實現完全燃燒的目的。煙氣處理部分5包括煙氣出口 51，煙氣通道52，余熱鍋爐53，煙氣反應器M，煙氣除塵器55和引風機56。焚燒爐膛22內垃圾燃燒產生的高溫煙氣，從煙氣出口 51經余熱鍋爐53冷卻至185°C后進入煙氣反應器M與煙氣除塵器55，對煙氣進行凈化處理，凈化后的煙氣由引風機56引入煙囪排出。余熱鍋爐53內的除氧水經熱交換后產生高溫、高壓蒸汽， 供汽輪發電機組發電。機械爐排焚燒爐還配置有啟動燃燒器與輔助燃燒器，啟動燃燒器供點火升溫用， 輔助燃燒器用于維持焚燒爐膛出口煙氣溫度850°C以上；機械爐排焚燒爐還配置有液壓系統，給料爐排、焚燒爐排、灰渣出渣機的運行由液壓系統的液壓缸驅動。機械爐排焚燒爐燃燒控制系統包括給料爐排控制系統，焚燒爐排控制系統，風量控制系統，溫度控制系統。所述給料爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進行調節控制；所述焚燒爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數；所述風量控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量；所述溫度控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制。本發明實施例同時還公開一種機械爐排焚燒爐燃燒控制方法，包括下列步驟對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用 PID控制器進行調節控制的步驟；對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數的步驟；在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量的步驟；
在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制的步
馬聚ο下面分別詳細描述本發明實施例的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統和方法1)所述給料爐排控制系統，包括多個與給料爐排相應的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥。作為一種可實施方式，本發明實施例的機械爐排焚燒爐的給料爐排13由左、中、 右三個爐排組成，給料爐排控制系統包括左、中、右三個位置傳感器。給料爐排控制中，是通過兩個參數決定垃圾的給料，即給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度。其中，給料行程是個初始值可調的參數。給料爐排控制系統控制給料爐排13的給料速度及給料行程，以確保左、中、右三個給料爐排同步運行并持續均勻向焚燒爐內給料而不致間斷。通過位置傳感器連續測量左中右三個給料爐排中的每個給料爐排的實際位置，將每個給料爐排的實際位置輸入到相應的位置PID控制器；通過位置PID控制器調節后，輸出控制相應的給料爐排速度控制閥，然后調節閥位開度以調節實際的給料速度，以使相應得給料爐排的實際位置與設定位置一致。作為一種可實施方式，所述PID控制器調節過程為U (η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti+KP*Td*(Ε(η)-E(η_1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)下面具體說明給料爐排控制系統的控制方法控制按周期進行，每個周期中步驟S11，給料爐排向前運動至一固定位置；較佳地，在給料行程的第一階段，垃圾在給料平臺上進行擠壓，而不是傳送，在這個壓縮過程期間，給料爐排在給料平臺上的運動速度設定為最大值，并不考慮位置控制回路的控制輸出。給料行程是一個給料周期內給料爐排需要向前推進的距離；給料爐排推進完一個給料行程后回退到初始位置時才完成一個給料周期；給料行程設定后，給料速度塊則給料周期短，反之亦然；給料行程及給料速度都是設定值，只要設定在工藝參數范圍內即可。步驟S12，當所述給料爐排達到所述位置時，所述給料爐排持續向前運動，位置傳感器測定所述給料爐排的實際位置，并將位置數據傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將給料爐排的設定位置輸入到左中右三個位置PID (Proportional-Int egral-Derivative,即比例-積分-微分)控制器。
具體的，給料爐排的設定位置的確定如圖2所示，從設定的給料速度(即圖2中設定基準速度)開始，給料爐排的設定位置通過上一次設定位置和設定的給料速度與時間積分后計算而定SP = SP 上 + Σ Speed* Δ t其中SP 設定位置，SP上上一個控制周期的設定位置，Speed 設定的給料速度，At:時間段；在圖2中，每IOOms執行一次求和計算，即Δ t = IOOms0給料速度的設定值時間是以mm/秒為單位，位置PID控制器是IOOms執行一次，累計1秒內位置PID控制器要運行 10次，因此需要將速度設定值換算為mm/lOOms單位進行控制。每個控制周期都要讀取上一個控制周期的設定位置，然后計算出最新的設定位置。步驟S14，通過所述實際位置和設定位置，利用位置PID控制器調節后，輸出相應控制給給料速度控制閥，調節閥位開度以調節實際的給料速度，以使相應得給料爐排的實際位置與設定位置一致。所述PID控制器調節過程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為O。)步驟S15，達到規定的給料行程后回到后退位置開始下一個周期，這樣做是為了持續向焚燒爐內給料而不致間斷。這樣，雖然實際的給料速度不一定等于設定的給料速度，但是實際的給料效果與設定的給料速度的給料效果相同。2)所述焚燒爐排控制系統，包括滑動爐瓦控制器和翻轉爐瓦控制器。作為一種可實施方式，所述機械爐排焚燒爐的焚燒爐排由五個標準單元組成，每個單元包括2塊翻轉爐瓦、2塊滑動爐瓦、2塊固定爐瓦共六塊爐瓦。焚燒爐排控制系統通過滑動爐瓦控制器和所述翻轉爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個相應的滑動爐瓦和翻轉爐瓦在每個控制周期內滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時合理分配一次助燃風。焚燒爐排21的每個標準單元各自獨立，按周期進行控制。在各個單元的控制周期內，控制滑動爐瓦前后運動及翻轉爐瓦的上下運動，完成一個焚燒爐排控制周期。
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在每個單元的控制周期內，按照以下方式控制A)滑動爐瓦滑動一次；B)等待一次延遲時間；C)翻轉爐瓦翻轉一次；D)等待一次延遲時間；E)翻轉爐瓦翻轉一次；F)等待一次延遲時間；G)繼續重復，直到一個控制周期設定的滑動次數與翻轉次數全部實現，完成一個焚燒爐排控制周期。對于每一個爐排單元，設置其翻轉和滑動次數。較佳地，滑動爐瓦在每個控制周期的前后運動次數為0-3次，向前運動是相對慢而連續的運動，而向后運動則較快，滑動爐瓦運行期間，翻轉爐瓦不運動；較佳地，翻轉爐瓦在每個控制周期的上下運動次數為0-3次，翻轉爐瓦上、下方向的運動都較快，翻轉爐瓦運行期間，滑動爐瓦不能運動；較佳地，滑動爐瓦與翻轉爐瓦的運行是交替進行的，每個周期從滑動爐瓦運行開始，當設定的滑動次數及翻轉次數完成時，一個控制周期完成。步驟S20，根據所想要達到的垃圾燃燒的效果，選擇設定的焚燒爐排運行速度，每個運行周期中滑動爐瓦的滑動次數和翻轉爐瓦翻轉次數；設定的焚燒爐排運行速度一般設定2. Omm/s (焚燒爐排運行速度范圍l-6mm/s)，設定的焚燒爐排每個運行周期中滑動爐瓦滑動次數1 (范圍0-1)、翻轉爐瓦翻轉次數3 (范圍0-3)，設定每個焚燒爐排單元速度分配系數，單元1系數Cl (50% )、單元2系數C2 (45% -60% )、單元3系數C3 (；35% -40% )、單元4系數C4(20% -25% )、單元5系數C5(10% -15% )0如圖3所示。步驟S21，每個單元的控制周期以設定的焚燒爐排運行速度(l-6mm/S)為基礎，按照焚燒爐排5個單元的滑動速度分配系數Cx，確定每個單元的分配速度Vx = V*Cx其中Vx-各個單元的分配速度，用于確定控制周期；V-設定的焚燒爐排運行速度，Cx-各個單元的滑動速度分配系數，Cl = 50%, C2 = 45-60%、C3 = 35-40%、C4 =20-25%, C5 = 10-15% )，T = Ssx/Vx其中，T-控制周期時間Ssx-滑動行程；(單次滑動時間及滑動行程是固定值，由滑動爐瓦控制器決定)Vx-單元分配速度。每個單元的控制周期時間=滑動時間+翻轉時間+延遲時間；其中控制周期時間=滑動行程/單元分配速度；滑動時間=滑動次數X單次滑動時間；翻轉時間=翻轉次數X單次翻轉時間；單次翻轉時間是常量，翻轉次數是設定的；控制周期時間-滑動時間=總延遲時間+翻轉時間，即滑動爐瓦兩次滑動之間的總延遲時間(用Tpx表示)，控制周期時間(用T表示)，滑動時間(用Tsx表示)；換言之， Tpx = T-Tsx = Ssx/Vx-Tsx，滑動爐瓦每經過Tpx時間就滑動一次。滑動爐瓦實際的滑動速度=滑動行程/滑動時間。CN 102235676 A
說明書
8/17 頁通過對滑動爐瓦控制器實現對滑動爐瓦實際的滑動速度和滑動爐瓦兩次滑動之間的總延遲時間的控制。總延遲時間=控制周期時間-滑動時間-翻轉時間；每次延遲時間=總延遲時間/(滑動次數+翻轉次數))，即可以計算出每次延遲時間。較佳地，同一爐排單元的滑動爐排與翻轉爐排不能在同一時間操作，以免造成機械損壞。更佳地，由于焚燒爐排單元的爐瓦溫度太高會縮短爐瓦使用壽命，為了降低爐瓦溫度，爐排控制系統通過增加一次風流量或增加垃圾層厚度或降低一次風預熱溫度來實現爐瓦溫度的控制；更佳地，對于難處理垃圾(燃燒熱值很低或密度很高的垃圾)，進行撥火操作，在撥火期間，正常的爐瓦操作周期被中斷，給料爐排停止給料，按照爐排單元順序及時間間隔，對爐排單元上的翻轉爐瓦挨個進行翻轉控制。3)風量控制系統風量控制系統包括一次風量控制系統和二次風量控制系統。垃圾的完全燃燒分兩個階段，完成整個燃燒過程需要逐步從外界加入燃燒所需的氧氣。燃燒的第一階段包括在焚燒爐排不同區域對垃圾進行干燥、氣化和部分氧化；第二階段則繼續進行氧化并完成氧化過程，該階段發生在后燃燒區域。一次風量控制系統用于為第一階段燃燒提供氧氣、對焚燒爐排瓦片及焚燒爐排尾端的灰渣進行冷卻。31) 一次風量控制系統包括一次風機變頻器，PID控制器。所述PID控制器按照一次風量設定值，計算輸出控制值給各單元一次風機變頻器，由變頻器控制一次風機轉速及風量，實現垃圾焚燒一次風量控制。一次風量控制方法，如圖4、5所示，包括如下步驟步驟S311，按照分配的一次風量設定值，通過比例-積分-微分(ftOportional-I ntegral-Derivative, PID) i周節；作為一種可實施方式，所述PID控制器調節過程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)步驟S312，PID控制器輸出控制值給各單元一次風機變頻器，由變頻器控制一次風機轉速及風量，實現垃圾焚燒一次風量控制。一次風量控制為燃燒的第一階段在焚燒爐排不同區域對垃圾進行干燥、氣化和部分氧化。具體的，一次風總量設定值的計算方法，如圖5所示首先，計算垃圾焚燒需要的空氣總量，空氣總量由余熱鍋爐蒸汽產量決定Q = Kl 氺 SPsteam+Qo其中Q-燃燒空氣總量，Kl-校正系數，(該系數因焚燒爐的不同特性而異，需要經過多次試驗后確定)Shteam-余熱鍋爐蒸汽產量(控制系統設定值0_31t/h)，Qo-燃燒空氣修正值燃燒空氣修正值(該數值因焚燒爐的不同特性而異，需要經過多次試驗后確定)；其次，計算一次風總量；燃燒空氣總量=一次風總量+ 二次風量；即一次風總量=燃燒空氣總量-二次風量；(二次風量的確定在下文有詳細描述)；然后，計算一次風總量設定值一次風總量經校正系數(80-120% )校正后作為一次風總量設定值，一次風總量設定值=一次風總量*校正系數；如圖5所示，首先，計算各個單元設定的一次風量和確定每個單元的實際一次風量一次風量控制系統包括一次風控制回路，一次風流量感應器，風量PID控制器，一次風機變頻器，一次風機。一次風由不同的風機分別送到5個焚燒爐排單元下的風室，5個焚燒爐排單元的一次風分別由各自的一次風控制回路控制；按照不同的分配系數分配給5個焚燒爐排單元的一次風控制回路Qspx = Lx 氺 Qsp其中QSpx-各個單元設定的一次風量，Qsp- 一次風總量設定值(即校正后的一次風總量)，Lx-各單元一次風分配系數，其中 Ll = 10-15%, L2 = 30-35%, L3 = 30-35%, L5 = 10%, L4 = 1-L1-L2-L3-L5。每個單元的實際一次風量通過一次風流量感應器確定；將一次風控制回路計算出的每個單元設定的一次風量輸入到風量PID控制器，將每個單元實際的一次風量輸入到風量PID控制器；通過風量PID控制器調節后，風量PID控制器的輸出控制相應的一次風機變頻器， 然后調節一次風機變頻器以調節一次風機的實際風量，以使相應的一次風機的實際風量與設定的一次風置一致。32) 二次風量控制系統垃圾完全燃燒的第二階段或后燃燒階段需要繼續進行氧化并完成氧化過程，該階段發生在后燃燒區域，該區域也是燃燒規范強調的指標考核區域，包括煙道氣停留時間、氧含量及煙道氣溫度的建立(煙道氣在850<時的停留時間至少2秒)；二次風量控制系統主要給最后燃燒階段提供氧氣(繼續完成氧化)、通過冷卻煙氣來控制焚燒爐出口溫度、加強
12空氣和煙氣的混合，以達到完全燃燒的目的(即CO和未燃燒的碳氫化合物含量低)。二次風經二次風機加壓后，由煙氣第一通道的前后墻噴嘴送入焚燒爐膛。二次風主要給最后燃燒階段提供氧氣(繼續完成氧化)，并通過冷卻煙氣來控制焚燒爐出口溫度， 同時加強空氣和煙氣的混合，以達到完全燃燒的目的。二次風量控制是一個主-從控制回路，包括主氧量控制器和從流量控制器，以及二次風機變頻器。如圖6所示，氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標(氧含量設定值 5-10% )，通過比例-積分-微分(ProportionaHntegral-Derivative，PID)控制器調節后輸出作為流量控制器的設定值，流量控制器通過比例-積分-微分(Proportional-hte gral-Derivative,PID)控制器調節后輸出控制二次風機變頻器，由二次風機變頻器控制二次風機的轉速及風量，其中，二次風量控制是單回路控制，不需要如一次風量進行風量分配控制。實現垃圾焚燒二次風量控制。作為一種可實施方式，所述PID控制器調節過程為U (η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti+KP*Td*(Ε(η)-E(η_1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。4)溫度控制系統41) 一次風溫度控制系統垃圾的完全燃燒過程分為干燥、氣化、燃燒、燃盡、冷卻等幾個階段；一次風溫度控制系統包括蒸汽-空氣加熱器，低壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽控制閥。一次風溫度控制系統通過蒸汽-空氣加熱器，將一次風溫度加熱至180°C，目的是加速垃圾的干燥過程，保證高水分、低熱值的垃圾很好燃燒。如圖7所示，一次風溫度由分程控制回路控制，該分程控制回路按照分程值控制一次風匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥。當分程控制回路輸出低程值(從0%到分程值)時打開低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設(接近150°C )溫度；當分程控制回路輸出高程值(從分程值到100%)時打開高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設(接近165°C )溫度；預熱后的一次風與來自冷卻側墻的熱空氣進行混合(該混合氣體溫度可達到 180°C的全部一次風)。分程控制器的分程值可以調節，同時一次風的總風量也用作該控制回路的前饋值參與控制。
42)爐墻溫度控制系統為避免焚燒爐爐墻結焦，垃圾焚燒爐上的耐火墻需要用空氣進行冷卻。爐墻溫度控制系統通過側墻冷卻風對焚燒爐耐火墻進行冷卻，確保爐墻不結焦， 包括溫度控制器(主)和流量控制器(從)，側墻冷卻風機變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應的PID控制器。爐墻溫度控制通過側墻冷卻風對焚燒爐耐火墻進行冷卻而實現，目的是為了避免焚燒爐爐墻結焦，并最大限度地由一次風回收利用側墻冷卻風的熱量以提高能源效率。爐墻溫度控制系統通過一個主-從控制回路控制側墻熱的一面溫度保持不變。 主-從控制回路包括一個溫度控制器(主)和流量控制器(從)，溫度控制器的設定值是側墻熱的一面要求保持的溫度值，通過比例-積分-微分(Proportional-htegral-Deriv ative,PID)控制器調節后輸出作為流量控制器的設定值，流量控制器通過比例-積分-微分(Proportional-htegral-Derivative，PID)控制器調節后輸出控制側墻冷卻風機變頻器，由側墻冷卻風機變頻器控制側墻冷卻風機轉速及冷卻風量，其中，冷卻風量控制是單回路控制，不需要如一次風量進行風量分配控制。實現爐墻溫度控制。其中，作為一種可實施方式，所述PID控制器調節過程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)較佳地，本發明的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統還包括輔助燃燒控制系統和灰渣出渣機控制系統。輔助燃燒控制系統對輔助燃燒器進行控制，輔助燃燒器的目的是隨時滿足燃燒煙氣必須在850°C以上滯留時間不少于2秒的規定要求，輔助燃燒器也用于焚燒爐的停爐階段維持850°C煙氣溫度直到爐排上的垃圾被燒盡。輔助燃燒器是一個獨立的系統，本身預編程好二條不同的燃/空比曲線用于燃燒器運行時操作及燃燒器啟動/停止期間的操作。如圖8所示，輔助燃燒控制系統以第一煙氣通道頂部溫度為控制目標，輔助燃燒器的熱容量基于該煙氣溫度進行控制，當溫度低于其L(低850°C)臨界值時啟動輔助燃燒器而溫度處于其H(高950°C以下)臨界值時停止輔助燃燒器；輔助燃燒控制系統通過比例-積分-微分(Proportional-htegral-DeriVatiVe，PID)控制器調節后，控制回路輸出一個4-20mA信號用于控制輔助燃燒器的熱容量，同時也輸出一個開關量信號用于確定輔助燃燒器本身二條預編程好的燃/空比曲線中的一條(“啟動模式”或“輔助模式”)，通過輔助燃燒器實現輔助燃燒控制。其中，作為一種可實施方式，所述PID控制器調節過程為
U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調節控制閥開度；Kp是PID控制器的P參數值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調工藝參數之間的差值；T是PID控制器調節周期時間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數值；Td是PID控制器的D參數值；E(n-l)是PID控制器的上一個調節周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)垃圾燃燼后產生的灰渣落入灰渣出渣機，由出渣機將灰渣推送至灰渣儲坑，灰渣出渣機控制系統是控制出渣機持續將灰渣推送至灰渣儲坑，如圖10所示，灰渣出渣機將垃圾燃盡后產生的灰渣推送至灰渣儲坑，灰渣出渣機的運行由出渣機推桿完成，出渣機推桿由液壓缸驅動，液壓缸由液壓系統中的推出電磁閥及回退電磁閥控制，推桿的前進與后退位置由二個限位開關檢測。如圖9所示，灰渣出渣機控制方法包括如下步驟步驟S51，灰渣出渣機相對低速前行直至抵達前進位置開關抵達后即回退，開始步驟 S52 ；步驟S52，灰渣出渣機相對快速后退直至抵達后退位置開關，，延遲一段時間，開始下一個控制周期。步驟S53，當出渣機推桿已驅動而對應的限位開關在規定時間內未觸及時，則產生報警信號，如果報警信號是在前進狀態出現，推桿將退回。進一步地，本發明的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，還包括連鎖保護系統，用于對焚燒爐設備及工藝生產過程進行連鎖保護。連鎖保護系統設置3個級別的連鎖保護，包括緊急燃燒停止級別3、緊急燃燒停止級別2、連鎖級別1。其中，緊急燃燒停止級別3用于順序控制系統連鎖保護及單個設備開、關或啟、停連鎖。滿足以下條件之一時，產生緊急燃燒停止級別3信號。緊急燃燒停止級別2用于順序控制系統連鎖保護及單個設備開、關或啟、停連鎖，連鎖級別1用于對單個設備進行開、關或啟、停連鎖。單個設備的連鎖條件由焚燒爐工藝生產過程設定。較佳地，本發明的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，還包括數據采集系統，用于采集、管理焚燒爐生產過程中的模擬量數值、模擬量報警、各控制系統操作、開關狀態、閥門狀態、電機狀態，并將上述狀態顯示在控制系統的人機界面上(HMI)。其包括模擬量處理模塊用于采集、管理模擬量工藝參數，包括溫度、壓力、流量、料位、位移、轉速、閥位反饋。系統采集AI (Analog hput-模擬輸入)卡的數值后，經過工程量量程轉換后得到實際的工藝參數值，實現模擬量信號處理功能。模擬量報警處理模塊用于采集、管理模擬量工藝參數的報警信息。系統采集到經過工程量處理后的實際工藝參數后，設置不同級別的報警閥值，當工藝參數值達到或超過設置的閥值時，系統產生該級別的報警信號，實現模擬量報警處理功能。開關處理模塊用于采集、管理開關工藝狀態，包括開狀態、關狀態。控制系統采集 DKDigital hput-數字輸入)卡的數值后，經過邏輯轉換后得到實際的開、關狀態，實現開關信號處理功能。閥門處理模塊用于采集、管理閥門工藝狀態，包括開狀態、關狀態、開延時及延時報警、關延時及延時報警。系統在發出開閥或關閥指令后，采集閥門開或關位置反饋信號， 經過開延時或關延時處理，得到實際的開狀態或關狀態、開延時報警或關延時報警，實現閥門狀態處理功能。電機處理模塊用于采集、管理電機工藝狀態，包括運行狀態、停止狀態、啟動延時及延時報警、停止延時及延時報警。系統在發出啟動或停止電機指令后，采集電機啟動或停止反饋信號，經過啟動或延時處理，得到實際的啟動狀態或延時狀態、啟動延時報警或停止延時報警，實現電機狀態處理功能。控制回路操作模塊用于采集、管理模擬量控制系統的操作顯示，包括測量值、給定值、輸出值、PID調節參數值、自動操作及狀態、手動操作及狀態、手動輸出值。順序控制操作模塊用于采集、管理工藝各個功能子組的順序控制系統的操作顯示，包括啟動、停止、啟動條件、啟動步驟、停止條件、停止步驟、連鎖條件。更佳地，本發明的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，還包括數據通訊系統，用于與其他通信系統之間的數據交換，與其他控制系統之間的數據交換。作為一種可實施方式，該數據通訊系統包括硬件通訊系統，通過配置標準通訊卡， 提供開放的工業以態網接口、Modbus接口、Profibus DP接口，需要進行交換的數據存儲在控制系統的固定地址區域，其他控制系統可通過上述硬件接口對該地址區域的數據進行訪問，實現數據通訊的目的。以及數據通訊系統，其以軟件OPC Server方式。OPC(OLE for Process Control，用于過程控制的OLE)是用于過程控制的一個通用標準接口軟件，燃燒控制系統提供標準的OPC Server軟件通訊接口，并通過該接口與其他控制系統實現數據通訊目的。下面詳細說明在機械爐排焚燒爐燃燒控制系統的控制下，機械爐排焚燒爐的工作過程首先，給料爐排在液壓缸驅動下運行，液壓缸由液壓系統中的給料平臺電磁閥及速度調節閥控制，控制給料平臺電磁閥的開關以及啟停給料爐排控制系統，實現給料爐排持續給料的功能，速度調節閥由給料爐排控制系統進行控制；包括下列步驟步驟All 輸出“準予”指令給液壓系統、準予液壓系統對給料爐排進行控制，開啟給料平臺電磁閥開始給料；步驟A12 延遲2分鐘，啟動模擬量控制系統中的給料爐排控制系統，給料爐排控制系統開始周期性的控制給料爐排持續向焚燒爐內給料。當同時滿足停止條件時，給料爐排順序控制系統可以正常停止，或出現連鎖條件時，給料爐排順序控制系統將連鎖保護停止.
給料爐排順序控制系統按照以下步驟停止，步驟A21 停止模擬量控制系統中的給料爐排控制系統；步驟A22 停止液壓系統對給料爐排控制，關閉給料平臺電磁閥，給料爐排回到回退位置，停止向焚燒爐給料。然后，焚燒爐排中的滑動爐瓦與翻轉爐瓦運行，滑動爐瓦與翻轉爐瓦的運行由液壓缸驅動，液壓缸由液壓系統中的滑動爐瓦電磁閥與翻轉爐瓦電磁閥控制，通過控制滑動爐瓦電磁閥的開關來控制滑動爐瓦的前后滑動、通過控制翻轉爐瓦電磁閥來控制翻轉爐瓦的上下翻轉；焚燒爐排的運行周期及滑、翻次數則由焚燒爐排控制系統來完成。包括如下步驟步驟Bll 輸出“準予”指令給液壓系統、準予液壓系統對焚燒爐排進行控制；步驟B12:啟動模擬量控制系統中的焚燒爐排控制系統，焚燒爐排控制系統開始周期性的控制每個焚燒爐排單元的滑動與翻轉。當同時滿足停止條件時，焚燒爐排順序控制系統可以正常停止，或出現連鎖條件時，焚燒爐排順序控制系統將連鎖保護停止。焚燒爐排順序控制系統按照以下步驟停止，步驟B21 停止模擬量控制系統中的焚燒爐排控制系統；步驟B22 停止液壓系統對焚燒爐排控制，關閉滑動爐瓦電磁閥與翻轉爐瓦電磁閥，滑動爐瓦與翻轉爐瓦回到回退位置。同時，進行一次風機控制，一次風機的運行由風機變頻器控制，通過控制風機變頻器的啟停來控制風機的啟停；一次風機的轉速一次風量控制系統來完成。包括以下步驟步驟Cll 啟動焚燒爐排1單元一次風機；步驟C12 延遲至焚燒爐排1單元一次風機啟動后，啟動焚燒爐排2單元一次風機；步驟C13 延遲至焚燒爐排2單元一次風機啟動后，啟動焚燒爐排3單元一次風機；步驟C14 延遲至焚燒爐排3單元一次風機啟動后，啟動焚燒爐排4單元一次風機；步驟C15 延遲至焚燒爐排3單元一次風機啟動后，啟動焚燒爐排5單元一次風機；步驟C16 延遲至焚燒爐排5單元一次風機啟動后，啟動側墻冷卻風機；步驟C17 延遲至側墻冷卻風機啟動后，啟動模擬量控制系統中的一次風流量控制、一次風溫度控制及爐墻溫度控制。當同時滿足停止條件時，一次風機順序控制系統可以正常停止，或出現連鎖條件時，一次風機順序控制系統將連鎖保護停止。一次風機順序控制系統按照以下步驟停止，步驟C21 停止所有一次風機，停止側墻冷卻風機；步驟C22 停止模擬量控制系統中的一次風流量控制、一次風溫度控制及爐墻溫度控制。在一次風機控制完成后，進行二次風機控制，二次風機的運行由風機變頻器控制， 順序控制通過控制風機變頻器的啟停來控制風機的啟停；二次風機的轉速則由二次風量控制系統來完成。包括以下步驟步驟Dll 啟動二次風機；步驟D12 延遲至二次風機啟動后，啟動模擬量控制系統中的二次風流量控制。當同時滿足停止條件時，二次風機順序控制系統可以正常停止，或出現連鎖條件時，二次風機順序控制系統將連鎖保護停止。步驟D21 停止二次風機；步驟D22 停止模擬量控制系統中的二次風流量控制。其后，進行灰渣出渣機控制，灰渣出渣機的運行由出渣推桿完成，出渣推桿由液壓缸驅動，液壓缸由液壓系統中的推出電磁閥及回退電磁閥控制，通過控制出渣機推出電磁閥及回退電磁閥來控制出渣機的推出與回退，實現焚燒爐的出渣功能。包括以下步驟步驟Ell 開啟灰渣出渣機城市供水電磁閥；步驟E12 延遲至灰渣出渣機無低水位信號，啟動灰渣出渣機控制系統；步驟13 開啟漏渣輸送機城市供水電磁閥；步驟14 延遲至漏渣輸送機無低水位信號，啟動漏渣輸送機。當同時滿足停止條件時，灰渣出渣機控制可以正常停止，或出現連鎖條件時，灰渣出渣機控制將連鎖保護停止。灰渣出渣機控制按照以下步驟停止步驟E21 停止漏渣輸送機；步驟E22 關閉漏渣輸送機城市供水電磁閥；步驟E23 停止灰渣出渣機控制，灰渣出渣機推桿回到回退位置；步驟E24 關閉灰渣出渣機城市供水電磁閥。下面以焚燒爐點火啟動至燃燒運行正常為例，說明本發明的機械爐排焚燒爐控制方法，包括以下步驟步驟Sl 鍋爐進水就緒、垃圾給料系統準備就緒；步驟S2 開始爐膛吹掃，啟動一次風機，一次風機控制系統投入運行并切換至手動模式，手動調節一次風機轉速，使風量符合啟動點火要求；步驟S3:鍋爐點火，啟動燃燒器，燃燒器按啟動預編程序自動升溫；點火時啟動焚燒爐排及給料爐排，此時焚燒爐排上的垃圾應盡可能鋪得薄一些，以便垃圾更容易干燥著火；步驟S4 當爐膛溫度達到650°C時，啟動爐墻冷卻風機，爐墻溫度控制系統投入運行并切換至手動模式，手動控制冷卻風機以最低風量投入運行，保證爐墻不超溫即可；步驟S5 當焚燒爐第一煙道溫度達到850°C以上時，一次風量已不能滿足要求，且鍋爐煙氣出口氧量低于4%時，啟動二次風機運行，二次風機控制系統投入運行并切換至手動模式，手動調節二次風機轉速以保證氧量大于4% ；CN 102235676 A
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步驟S6 就地啟動灰渣處理系統；步驟S7 當鍋爐煙氣溫度符合要求時，啟動煙氣處理系統；步驟S8 當焚燒爐溫度達到850°C時，給料爐排繼續向焚燒爐排上送入垃圾；步驟S9 主蒸汽流量達到60%額定值后，鍋爐給水和汽包加熱調節投自動控制；步驟SlO 灰渣出渣機投入自動運行位置，啟動灰渣出渣機控制，檢查啟動條件， 確認已正常啟動，設定灰渣出渣機控制周期延遲時間為1分鐘，灰渣出渣機控制系統自動運行；步驟Sll 仔細觀察垃圾的著火情況，當著火良好后，啟動焚燒爐排控制系統，檢查控制系統啟動條件，確認控制系統已正常啟動，給料爐排控制系統及焚燒爐排控制系統運行，整定控制系統調節參數初始值P = 8、I = 10、D = 0 ；然后根據垃圾燃燒情況設定爐排運行速度，焚燒爐排速度一般設定2. Omm/s、給料爐排速度一般設定0. 5mm/s (焚燒爐排速度范圍l-6mm/s，給料爐排速度范圍0. 2-2. Omm/s)，設定給料爐排給料行程900mm(范圍 0-2000mm)，設定焚燒爐排每個運行周期中滑動爐瓦滑動次數1 (范圍0_1)、翻轉爐瓦翻轉次數3 (范圍0-3)，設定每個焚燒爐排單元速度分配系數，單元1系數Cl (50% )、單元2系數C2 (45% -60% )、單元3系數C3C35% -40% )、單元4系數C4 (20% -25% )、單元5系數 C5(10% -15% )；步驟S12 啟動二次風機控制系統，檢查啟動條件，確認二次風機控制系統已正常啟動，二次風機控制系統運行，整定控制系統調節參數初始值P = 0. 5、I = UD = O,Td-Iag =10 ；調節二次風量，控制煙氣出口氧量在6-10%左右；步驟S13 啟動一次風機控制系統，檢查啟動條件，確認一次風機控制系統已正常啟動，一次風機控制系統自動運行，整定控制系統調節參數初始值P = 0.5、I = UD =O、Td-Iag= 10;用一次風量控制系統的設定值(0-31t/h)控制負荷和燃燒空氣，燃燒空氣總量按以下公式由控制系統自動計算確定Q = Kl*SI^team+Q0，其中Q_燃燒空氣總量，Kl-校正系數(該系數因焚燒爐的不同特性而異，需要經過多次試驗后確定)， SPsteam-余熱鍋爐蒸汽產量(控制系統設定值0_31t/h)，Q0-燃燒空氣修正值，設定每個單元一次風分配系數，單元1系數Ll (10-15% )、單元2系數L2 (30% -35% )、單元3系數 L3(30% -35% )、單元 4 系數 L4(L4 = 1-L1-L2-L3-L5)、單元 5 系數 L5 (10% )；步驟S14 逐漸增加焚燒爐排和給料爐排的速度，隨著垃圾量的增加，啟動燃燒器的負荷逐漸減少，爐膛熱負荷不變，當鍋爐飽和蒸汽至空氣預熱器壓力正常時，啟動空氣預熱功能組，一次風溫度控制系統投入自動運行，整定控制系統調節參數初始值P = 0. 5、I = UD = O、Td-Iag = 10 ；步驟S15 隨著進爐垃圾量增加，爐膛內垃圾燃燒穩定，爐膛溫度穩定并有上升的趨勢，此時可以將啟動燃燒器負荷逐步調整到最低，直至停止啟動燃燒器；步驟S16 根據燃燒的情況，逐步將蒸汽流量負荷加到額定值31t/h，用一次風量控制系統的設定值(0-31t/h)控制負荷和燃燒空氣，燃燒空氣總量按以下公式由控制系統自動計算確定Q = KNSI^steam+Qo，其中Q_燃燒空氣總量，Kl-校正系數，SPsteam-余熱鍋爐蒸汽產量(控制系統設定值0_31t/h)，Qo-燃燒空氣修正值；步驟S17 啟動輔助燃燒控制系統，控制輔助燃燒器的啟動與停止，以保證在垃圾熱值較低時，煙氣溫度在850°C以上停留2s ；
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步驟S18 燃燒的控制和調整。焚燒爐運行正常后，燃燒煙氣在850°C以上滯留時間不少于2秒，保證垃圾在焚燒過程中產生的二惡英等有毒害氣體能得到徹底的分解，減少有害氣體的產生，從而可以減輕后部的工藝處理負荷和對周圍環境的污染。燃燒控制系統可以通過調節焚燒爐排的速度來調節垃圾在爐排上的停留時間；通過控制焚燒爐排的運行周期和給料爐排的給料速度來調節垃圾的厚度；爐膛熱負荷是通過一次風量控制系統的蒸發量設定值而定，應盡量保持高負荷；經常檢查爐排上垃圾燃燒情況，及時調節給料爐排控制系統參數和焚燒爐排控制系統參數；正常運行時，鍋爐煙氣出口氧量保持在6-10%。本發明的機械爐排焚燒爐的燃燒控制系統及控制方法，為實現機械爐排焚燒爐燃燒控制系統的環保、發電量達標要求，本發明采用優化的控制系統和方法，該控制系統和方法燃燒控制效果優于現有技術，既能達到環保、發電要求，又能減少成本開支。最后應當說明的是，很顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。
權利要求
1.一種機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，其特征在于，包括給料爐排控制系統，焚燒爐排控制系統，風量控制系統和溫度控制系統；所述給料爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進行調節控制；所述焚燒爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數；所述風量控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量；所述溫度控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制。
2.根據權利要求1所述的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，其特征在于，還包括輔助燃燒控制系統，用于通過PID控制器調節后，對所述機械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進行控制。
3.根據權利要求1或2所述的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，其特征在于，還包括灰渣出渣機控制系統，用于控制將燃燒后的灰渣持續地從所述機械爐排焚燒爐的出渣機推送至所述機械爐排焚燒爐的灰渣儲坑。
4.根據權利要求3所述的機械爐排焚燒爐燃燒控制系統，其特征在于，還包括連鎖保護系統，用于對焚燒爐設備及工藝生產過程進行連鎖保護。
5.一種機械爐排焚燒爐燃燒控制方法，其特征在于，包括下列步驟對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進行調節控制的步驟；對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數的步驟；在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量的步驟；在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制的步驟。
6.根據權利要求5所述的機械爐排焚燒爐燃燒控制方法，其特征在于，還包括以下步驟通過PID控制器調節后，對所述機械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進行控制的步馬聚ο
7.一種機械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統，其特征在于，包括多個與所述機械爐排焚燒爐的給料爐排相應的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥；通過所述位置傳感器連續測量每個給料爐排的實際位置，將每個給料爐排的實際位置輸入到相應的所述位置PID控制器；通過所述位置PID控制器調節后，輸出相應控制給所述給料爐排速度控制閥，調節閥位開度以調節實際的給料速度。
8.一種機械爐排焚燒爐的給料爐排控制方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟S11，機械爐排焚燒爐的給料爐排向前運動至一固定位置；步驟S12，當所述給料爐排達到所述位置時，所述給料爐排持續向前運動，位置傳感器測定所述給料爐排的實際位置，并將位置數據傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將所述給料爐排的設定位置輸入到所述位置PID控制器；步驟S14，通過所述實際位置和設定位置，利用位置PID控制器調節后，輸出相應控制給給料速度控制閥，調節閥位開度以調節實際的給料速度。
9.一種機械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統，其特征在于，包括滑動爐瓦控制器和翻轉爐瓦控制器，所述滑動爐瓦控制器和所述翻轉爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個相應的滑動爐瓦和翻轉爐瓦在每個控制周期內滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時合理分配一次助燃風。
10.一種機械爐排焚燒爐的風量控制系統，其特征在于，包括一次風量控制系統和二次風量控制系統；所述一次風量控制系統，包括一次風機變頻器，PID控制器；所述PID控制器按照一次風量設定值，計算輸出控制值給各單元一次風機變頻器，由變頻器控制一次風機轉速及風量，實現垃圾焚燒一次風量控制；所述二次風量控制系統，氧量控制器和流量控制器，二次風機變頻器，以及與所述氧量控制器和流量控制器相對應的PID控制器；所述氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標，通過所述PID控制器調節后輸出作為所述流量控制器的設定值，所述流量控制器通過PID控制器調節后輸出控制所述二次風機變頻器，由所述二次風機變頻器控制所述機械爐排焚燒爐的二次風機的轉速及風量。
11.一種機械爐排焚燒爐的溫度控制系統，其特征在于，包括一次風溫度控制系統和爐墻溫度控制系統，其中所述一次風溫度控制系統由分程控制回路控制，所述分程控制回路按照分程值控制所述機械爐排焚燒爐的一次風匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥；當分程控制回路輸出低程值時打開低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設溫度；當分程控制回路輸出高程值時打開高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風在管壁式預熱器里預熱至預設溫度；預熱后的一次風與來自冷卻側墻的熱空氣進行混合；爐墻溫度控制系統通過側墻冷卻風對所述機械爐排焚燒爐的焚燒爐耐火墻進行冷卻， 包括溫度控制器和流量控制器，側墻冷卻風機變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應的PID控制器；所述溫度控制器的設定值是側墻熱的一面要求保持的溫度值，通過所述PID控制器調節后輸出作為所述流量控制器的設定值，所述流量控制器通過PID控制器調節后，輸出控制所述側墻冷卻風機變頻器，由所述側墻冷卻風機變頻器控制側墻冷卻風機轉速及冷卻風量。
全文摘要
本發明公開一種機械爐排焚燒爐燃燒控制系統和控制方法。該系統包括給料爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進行調節控制；焚燒爐排控制系統，用于對機械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉爐瓦和滑動爐瓦在每個控制周期內控制滑動爐瓦的滑動次數及翻轉爐瓦的翻轉次數；風量控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風機和二次風機的轉速和風量；溫度控制系統，用于在整個燃燒過程中，利用PID控制器調節控制一次風和爐墻溫度進行控制。其既能達到環保、發電要求，又能減少成本開支。
文檔編號F23G5/50GK102235676SQ201010160298
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者朱福剛, 王健生, 王立中, 蘇小江, 郭若軍, 陳濤 申請人:光大環保科技發展(北京)有限公司