摘要：隨著我國城市化進(jìn)程的加快，使得城市的固體垃圾廢物越來越多，而且生產(chǎn)垃圾的時間在不斷縮短，這就給垃圾在迅速處理時，帶來了非常大的麻煩。對此，目前我國主要采用的是燃燒的方法來處理垃圾。由于垃圾在燃燒時會產(chǎn)生巨大的能量，而這些能量可以用來發(fā)電。對此，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送到垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾儲坑，通常垃圾在儲坑里存放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，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。

焚燒爐運行時，首先是由燃燒器燃油或燃?xì)猓瑢t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、燃燒以及燃燼三個階段。燃燼后的爐渣通過出渣機冷卻后排出送至渣坑儲存。經(jīng)過高溫燃燒后的爐渣屬于無害品，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個非常關(guān)鍵的操作參數(shù)和設(shè)計元素。其中煙氣停留時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會對燃燒室中的流場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，若停留的時間較長，那么其焚燒的溫度則應(yīng)當(dāng)相對較低，而停留時間相對較短的情況時，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

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

每個推料器有一個速度調(diào)節(jié)器，每個推料器的計算速度作為相應(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。

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

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

進(jìn)料沖程：是推料器向前移動的第二個階段，在這個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。

返回沖程：在這個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)定點來自主蒸汽流量設(shè)定點的換算值，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，推料器速度調(diào)節(jié)器輸出跟蹤為最小值0，00。

2.2自動燃燒控制

自動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)焚燒處于正常運行狀態(tài)下，通常采取蒸汽流量控制，而在對鍋爐停止或者啟動的過程中，則通常采取爐膛溫度控制模式，即在對鍋爐進(jìn)行啟動或者停止時，其階段控制會根據(jù)設(shè)定的參數(shù)提供一定的爐膛溫度，當(dāng)鍋爐達(dá)到正常運行狀態(tài)后，此時給定值則會轉(zhuǎn)變?yōu)橹髡羝髁俊?/p>

操作人員在對燃燒進(jìn)行自動化控制的過程中，可通過操作面板來對控制模式進(jìn)行相互切換。若操作人員選取流量方式，此時蒸汽流量調(diào)節(jié)器則會保持在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，通過這種方式對焚燒爐的投料量進(jìn)行合理的確定。

3.垃圾焚燒量計算、偏差演算及控制

3.1焚燒量計算

焚燒量演算是根據(jù)對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)定的時間內(nèi)對所保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次分析，計算出單位時間內(nèi)垃圾的焚燒量。同時依據(jù)這些數(shù)據(jù)還可計算出所焚燒垃圾的體積，因此可計算出垃圾的密度。以上計算在每次垃圾投料時進(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，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，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，當(dāng)前焚燒量適當(dāng)。

3.3焚燒控制

為了實現(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、燃盡段的周期時間來進(jìn)行控制。其中主要的控制對象是垃圾給料器、干燥段、燃燒段、燃盡段。在焚燒控制時要在操作監(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)值小的時候周期減少，比目標(biāo)值大的時候周期增加的效果。

4.垃圾層厚演算及控制

4.1垃圾層厚演算

垃圾層厚的計算較為特殊，需在指定條件下測試干燥段風(fēng)壓值，在焚燒爐運行時根據(jù)實際的干燥段風(fēng)壓和風(fēng)溫，計算出的層厚結(jié)果是一個無量綱的值，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間來進(jìn)行控制?？刂茖ο蟀ǜ稍锒巍⑷紵?。控制過程中在操作監(jiān)視畫面上將干燥段、燃燒段打到自動模式并按下ACC ON按鈕。最終達(dá)到比垃圾層厚設(shè)定值厚的時候周期減少，比設(shè)定值薄的時候周期增加的效果。由于垃圾質(zhì)量的變動，爐內(nèi)垃圾量發(fā)生劇烈變化的時候請通過手動控制進(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濃度低時稍微增加空氣量。相反，爐膛溫度低，O2濃度較高時則減少空氣量。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，爐壁會附著形成燒結(jié)塊，將會阻礙燃燒損壞耐火材料，且易產(chǎn)生NOx。由于垃圾質(zhì)量原因會有暫時超過1000℃的情況發(fā)生，但最好盡量保持在1000℃以下。對燃燒空氣進(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，無法在焚燒爐爐膛設(shè)置氧量計，只能在省煤器出口設(shè)置，因此這里所說的焚燒爐膛煙氣含氧量是根據(jù)省煤器出口氧量計的值推算出來的計算值。

參考文獻(xiàn)

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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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