CN1017745B - 流化床焚烧炉的燃烧控制方法 - Google Patents

Abstract

流化床焚烧炉的燃烧控制方法。把空气从流化床下部送入，使流动介质流动，并使投入炉内的焚烧物燃烧，用燃烧量检测装置测量焚烧物的燃烧量，当超过规定量时，减少从流化床下部送入的空气量，并增加喷入流化床上部空间的空气量，控制并保持焚烧物的燃烧量在规定量里，并抑制燃烧室气量、排气量、排气中的氧浓度及未燃气体量的变动。还可在炉的下部设有多个气室，用焚烧物掉落点的气室来调节送入的空气量，以控制焚烧物的燃烧量。

Description

本发明是有关流化床焚烧炉的良好燃烧控制方法。即，由于从炉床下部送入使砂等介质流动的空气，故一面流动一面焚烧焚烧物的流化床焚烧炉，控制其投入炉内的焚烧物的燃烧量，即单位时间里的燃烧量，并且不改变燃烧空气量和排气量，防止未燃气体排出。这里所说的流化床焚烧炉，包括以热回收为目的的流化床锅炉。

以前，流化床焚烧炉应用于焚烧城市垃圾等。在用流化床焚烧炉焚烧城市垃圾时，垃圾连续投入，但城市垃圾常相互缠绕，形成很大的块，造成瞬间大量投入。流化床焚烧炉燃烧速度极快，具有燃烧很好的优点，但有时这又恰成为缺点。即因燃烧性能良好，焚烧物一投入流化床，立即燃烧，快者，仅数秒内就烧尽了。因此，供给炉子焚烧物的送料器定量性差的话，焚烧物投入量的变动，就照样导致燃烧气体中氧浓度的变动。

排出的燃烧气中的氧浓度因流化床焚烧炉型式不同而异，但排出的燃烧气中的氧浓度约近于5%以下时，一氧化碳、甲烷、乙烯、丙烯、乙炔、苯等的碳化氢未充分燃烧就排出。还产生氯化铵、氢氧化铵，所以烟囱冒白烟。

还有，流化床焚烧炉燃烧性能好，吹进流动介质用的空气，即使在理论空气比等于1以下，流动介质只要具有能流动的空筒速度，就能燃烧，但如上所述，为防止产生一氧化碳等未燃气体，将空气比增大。有时还假定送料器的定量性受损，预先喷入剩余空气，燃烧物的供给量即使增多，也不降低氧浓度。

喷入炉内的空气量因送料器的定量性能不同而异，但一般用量较多， 多者，要使用理论空气量的2倍。即使在这种时候，特别是处理城市垃圾时，垃圾相互缠绕形成大块，就有“卡拉”一下子掉落的状态，也会造成瞬间氧不足，一氧化碳等未燃气体从烟囱排出。

以前，防止这些未燃气体排出的方法，是改进送料器，即提高供给炉内燃烧物的送料器的定量性，如特愿昭59-223198号（特开昭61-100612号公报）所示，设置测量燃烧物投入量的计量装置，若燃烧物供入多了，就降低送料器的转速，以减少投入量。

还采用检测投入燃烧物增加或氧不足时，重新喷入二次空气的方法等。

但是在上述先有的防止未燃气体排出的方法之一-送料器的应用中，改进其定量性是有限度的，结果就会倾向于使用成本过高的送料器。

上述特愿昭59-223198号所示，使用投入量测量装置，但其结果是掉入炉内的焚烧物立即烧尽，造成氧不足，为了弥补，再次喷入二次空气。由于急剧燃烧所产生的废气量增加，由于二次空气的进入，废气量更增加，炉内压力成正压。这个压力使抽风机入口挡板打开，要使炉内压成为正常值，所以，在投入较多焚烧物时，就有下述问题：炉内压力变动，又因正压，排出气体就从废气通道的凸缘处和排灰的旋转阀处喷出，而废气中的粉尘飞散，造成工厂内有尘土。

还有保持废气中氧浓度在某个值，控制二次空气的方法。因为流化床焚烧炉的燃烧速度极快，所以，燃烧物供给量的变动就表现为排气的变动，故不仅会有上述同样的问题，此外还有下列问题：燃烧用的空气量较多，使燃烧风扇、排气抽风机等必须加大，使其驱动动力也必须加大;更因排气量变动，为适应排气量多的情况，就必须大容量的废气道、气体冷却器、电集尘器的排气处理设备，造成燃烧设备大型化，增加了整个建设的成本。

还有，先有的流化床锅炉，特别是发电用的流化床锅炉，如特开昭 59-1912号公报所载，随着负荷的变化，煤等燃料的供给量也改变，所采用的控制方法是，当燃料的供给量增加时，控制从流化床下部送入的流动空气量，使流化床的流动介质的温度不超过规定温度，同时控制燃烧。但即使用这种燃烧控制方法，在处理城市垃圾类的东西时，因包括了不同体积、形状、易燃度及发热量的各种东西，它们在流化床焚烧炉里，特别是投入炉内的燃烧物量变化时，不抑制燃烧的急刷变化，不改变燃烧用的空气量及废气量，要防止未燃气体排出是不可能的。

这里，所谓燃烧量是指发热量（Kcal/kg）X燃烧物的量（kg/时）。

特开昭55-33510公开了一种流化床焚烧炉的燃烧控制方法，在流化床焚烧炉里，把空气从流化床下部送入，用此空气使流动介质流动，并使投入炉内的焚烧物燃烧。

本发明以解决上述问题为目的，不使用成本高的定量性好的送料器，而是提供控制燃烧方法的流化床焚烧炉。它对于以发热量不同、易燃度等不同的各种形状、各种体积的燃烧物，如煤、城市垃圾、产业废料或它们的混合物作为燃物时，即使投入流化床焚烧炉内的量有变化，也不增加燃烧用的空气量和废气量，并能防止未燃气体排出。

为达到上述目的，本发明的流化床焚烧炉的燃烧控制方法的特点是：在用流化床下部送入的空气，使流动介质流动，使投入炉内的焚烧物燃烧的流化床内，控制焚烧物的燃烧量，燃烧量超过规定量时，减少从流化床下部送入的空气量，同时增加喷入流化床上部空间的空气量，控制焚烧物的燃烧量一定。

还用从流化床焚烧炉在下部的多个气室送入空气，使流动介质流动的结构，在这样结构的流化床焚烧炉里，若投入的焚烧物量超过规定量时，按焚烧物投入量之需，减少焚烧物掉落点的气室所送入的空气量，同时增加从其它气室送入的空气量，送入流化床上部空间等;按焚烧物投入量之需，减慢焚烧物掉落点的流动介质的流动，同时加快其四周的 流动介质的流动，来控制焚烧物的燃烧量。

图面简单说明如下：

图1的（A）、（B）、（C）分别表示流化床焚烧炉内的亮度、废气中的氧浓度和炉内压力变化的实测结果;

图2表示实施本发明的燃烧控制方法的流化焚烧炉的简略结构;

图3表示采用先有的燃烧控制方法的流化床焚烧炉内，燃烧量、废气中的氧浓度、废气量、一次空气量、二次空气量和炉内温度随焚烧物投入量的变化的情形;

图4表示用本发明的燃烧控制方法的流化床焚烧炉内，燃烧量、废气中的氧浓度、废气量、一次空气量、二次空气量和炉内温度随焚烧物投入量的变化而变化的情形;

图5（A）、（B）、（C）分别表示本发明用炉内亮度进行燃烧控制的  次空气量、炉内亮度和废气中的氧浓度的实测结果;

图6表示废气中氧浓度的实测结果，图6（A）表示用先有的燃烧控制方法的情况，图6（B）表示用本发明的燃烧控制方法的情况;

图7表示流化床焚烧炉里的流化倍率G（V/Vmf）和传热系数

图8表示流化倍率G（V/Vmf）和压力损失P的

图9（A）、（B）分别表示流化床焚烧炉内，用不同流动空气量焚烧城市垃圾时，废气中氧浓度变化的实测结果;

图10表示采用本发明的燃烧控制方法的其他

结构;

图11（A）、（B）、（C）分别表示本发明用炉内压力进行燃烧控制的一次空气量、炉内压力、废气中氧浓度变化的实测结果

图12表示采用本发明的燃烧控制方法的其他的流化床焚烧炉的简略结构;

图13表示采用本发明的燃烧控制方法的其他的流化床焚烧炉的简略 结构;

图14表示本发明的燃烧控制方法的控制流程图;

图15表示采用本发明的燃烧控制方法的其他的流化床焚烧炉的简略结构;

图16表示在图15所示结构的流化床焚烧炉里，用先有的燃烧控制方法时，废气量、一次空气量、二次空气量和废气中的氧浓度随焚烧物投入量的变化所产生的变化;

图17表示在图15所示结构的流化床焚烧炉里，用本发明的燃烧控制方法时，废气量、一次空气量、二次空气量和废气中的氧浓度随焚烧物投入量的变化所产生的变化。

以下参阅图纸，说明本发明的最佳实施形式。

在流化焚烧炉里，直接测量焚烧物的燃烧量极为困难，而是间接地从炉内亮度、废气中的氧浓度、炉内压力、炉内温度和投入炉内的焚烧物的量或体积、性质等来测量。

图1（A）、（B）、（C）表示炉内亮度L、废气中的氧浓度E和炉内压力P的实测结果，它们代表了上述流化床焚烧炉里的燃烧量，图中横座标表示时间t（1个刻度为5秒）。如图所示，流化床焚烧炉里，随燃烧量的变化，炉内亮度L、废气中的氧浓度E和炉内压力P也变化。因此，本发明根据炉内亮度L、废气中的氧浓度E和炉内压力P，来推测燃烧量，控制从流化床下部送入的流动空气量，炉内投入的焚烧物的量即使变化，也能抑制燃烧量的急剧变化，控制燃烧量一定。

图2表示实施本发明的燃烧控制方法的流化床焚烧炉的简略结构。图中1是炉，砂等流动介质在炉1内部流动，形成流化床2。在流化床2的下部设置气室6，通过管道5和该气室6，从鼓风机里（图中未表示）将流动空气送入炉1内，使流动介质流动。该鼓风机，如离心鼓风机，最好能在运转中控制排风量一定。11是投入城市垃圾等焚烧物的料斗。 为供给炉1焚烧物，在料斗11的下部设有送料器12。14-1是检测炉1亮度的亮度传感器。13是根据炉1内的亮度测量值调节阀门开度的调节器。在炉1的壁上设有空气喷嘴8，它将空气喷入流化床2的上部空间，控制阀7通过管道16，连接在空气喷嘴8上。控制阀7装在管道5或16上都可以;不把管道16作为管道5的旁通管道，而把管道16和5分别另接鼓风机也可以。还有，图中9是熔化室，18是二次空气送入管。亮度传感器14-1安装在比二次空气送入口高得多的位置上，并可环顾整个炉的横断面之处，可不受流动介质和炉壁等的亮度影响，测出由焚烧物A的燃烧形成的炉1内的亮度。图中EG表示从废气出口排出的废气，AS表示从出灰口排出的灰。

在上述结构的流化床焚烧炉里，从送料器12投入炉1内的焚烧物A，掉在流化床2的一定部位上，即中心部位上。此时，可以用推开器将焚烧物A分散开（图中未表示）。投入炉1内的焚烧物A的量，比通常多时，焚烧物的燃烧量（单位时间里）就增大，炉1内变亮，亮度传感器14-1的输出加大。炉1的亮度一大，调节器13就打开调节阀7，通过管道16，从空气喷嘴8，将从气室6喷入的空气的减少量喷入流化床2的上部空间。因此，从气室6送入的空气量减少了，流化床2的流动介质的流动缓慢了，流动介质给焚烧物A的传热量减少，焚烧物A的气化速度减慢，即燃烧速度减慢。此时，因减少气室6的供气量，流化床2的氧量减少，其未燃气体增加，但因从空气喷嘴8喷入的空气量增大，所以这些未燃气体在熔化室9等流化床2的上部空间燃烧。

还有，从气室6进入的空气的减少量，也可以从空气喷嘴8和二次空气送入口中任选一处喷入，或者分别分配到这两处喷入，目的是喷入能让未燃气体在空筒内烧尽的空气。

图3表示用先有的燃烧控制方法，在流化床焚烧炉内，燃烧量、废气中的氧浓度、废气量、流动用的空气量（一次空气量）、二次空气量 及炉内温度随焚烧物投入量的变化而变化的状况。图4表示应用本发明的燃烧控制方法，在流化床焚烧炉内，燃烧量、废气中的氧浓度、废气量、流动用的空气（一次空气）量、二次空气量及炉内温度随焚烧物投入量的变化而变化的状况。图中横座标表示时间t。

如图3所示，以前，通过气室6，从流化床2的下部供给一次空气量C是一定的，在时间t投入焚烧物A，立即气化，数秒后开始燃烧，燃烧量Q增大，废气中的氧浓度E急剧减少。此时未燃气体排出，因废气中氧浓度E降低，二次空气量D增加，废气量B也增大。还有，炉内温度T也随燃烧量Q的增加而升高。燃烧继续进行，炉1中的未燃烧物减少由于废气中氧浓度增加，二次空气量D被节流，废气量B也减少，炉内温度也下降。

而应用本发明的燃烧控制方法时，如图4所示，在时间t₁投入焚烧物A，燃烧量Q增加，炉1内亮度增大，亮度传感器14-1的输出加大，调节器13打开控制阀7，作为一次空气量C₂，喷入流化床2的上部空间，所以从气室6供给的一次空气量C₁减少了。由于气室6供给的一次空气量C₁减少，燃烧量Q的增加比例减少，即燃烧速度减慢，所以排气中的氧浓度E也不会急剧下降，而是缓慢减少，并且，与排气中氧浓度E的减少相应，二次空气量D增加，所以废气中的氧浓度E几乎不变。还因燃烧量Q的增加比例减少，炉内温度T的上升比例也小。燃烧量Q减少了，使关闭控制阀7，减少从空气喷嘴8进入的一次空气量C₂，增加从气室6进入的一次空气量C₁。由于该一次空气量C₁的增加，流化床2的流动介质的流动加快，回复到通常的运转。

这样，增加燃烧量Q的同时，减少气室6的一次空气量C₁，增大空气喷嘴8的一次空气量C₂，随废气中氧浓度E的缓慢减少量之需，供给二次空气量D，所以，废气量B的增加也极小。

还有，此时与一次空气的减少量（增大量）相应，二次空气的减少 量（增大量）最好与一次空气的相等，也可以是一次空气的减少量（增大量）的±30%。

图5是根据炉内的亮度L，即亮度传感器14-1的输出，分别控制气室6供给的一次空气量C和燃烧量的实测结果。图5（A）表示一次空气量C（Nm³/m².H）的变化状态，图5（B）表示炉内亮度L（%）的变化状态，图5（c）表示废气中的氧浓度E（%）的变化状态。横座标表示时间t（1个刻度为17秒）。

如图所示，由于根据炉内的亮度L来控制气室6供给的一次空气量C，废气中的氧浓度E的变化极缓慢，即证实了燃烧缓和（燃烧速度慢）且稳定。

图6表示在先有的燃烧控制法和本发明的燃烧控制法里，废气中的氧浓度E的实测结果。图6（A）表示用先有燃烧控制法的情况，图6（B）表示用本发明的燃烧控制法的情况。图中，纵座标表示废气中氧浓度E（%），横座标表示时间t（1个刻度为200秒）。如图所示，与先有的燃烧控制法比较，证实了在本发明的燃烧控制法中，废气中的氧浓度E的变化要小。

用图7和图8进一步说明上述本发明的燃烧控制法。图7表示流化床焚烧炉里流化倍率G（V/Vmf）和传热数hk的关系。图8表示流化倍率G（V/Vmf）和压力损失P的关系。V表示空塔速度，Vmf表示流化的最低空塔速度（为使流动介质流动的最低空塔速度）。

在通常的流化床焚烧炉里，流动用的空气的空塔速度V，以流化倍率G在4～10（V/Vmf）（700～1500Nm³/m².H）的范围里运转，所以传热系数h大致为一定值，即使改变流动空气的空塔速度来控制焚烧物的气化，也有限度。因此，采用上述本发明的燃烧控制法的流化床焚烧炉，以比通常低的流化倍率运转，即流化空气的空塔速度以流化倍率在1～4（V/Vmf）（250～700Nm³/m².H）的范围里运转，焚烧物的燃烧 量Q在规定量以上时，流动用空气的空塔速度为流化倍率G略大于1（V/Vmf）的部分，即图7的斜线部分的范围。因此，为能改变传热系数hk，不是仅改变流动空气的空塔速度来控制气化，而是把它作为措施之一加进去，可更好地控制焚烧物的气化速度。

图9表示在流化床焚烧炉里，改变流动空气量，焚烧城市垃圾时，废气中氧浓度E的变化状态，图9（A）表示流动空气量为970（Nm/m.H）的情况，图9（B）表示流动空气量为420（Nm³/m².H）的情况。图中横座标表示时间t（1个刻度为100秒）。如图所示，流动空气量是970（Nm³/m².H）时，即较多时，投入的垃圾一下子气化，投入量的变化照样表现在废气中氧浓度E的变化上。因此，控制燃烧速度时，变化若太大，氧浓度和一氧化碳的变化也大。流动空气量为420（Nm³/m².H）时，燃烧缓和（燃烧速度慢）且稳定，这些变化也小。

在流化床焚烧炉里由于采取上述的燃烧控制，在以发热量不同、易燃度等性质、形状和体积密度都不同的燃烧物-煤、城市垃圾、产业废料或它们的混合物为燃烧对象时，也能使燃烧空气量、废气量、废气中的氧浓度和未燃气体等没有大幅度的变化。还能不将燃烧物破碎而直接投入流化床焚烧炉进行燃烧。

图10是通过检测炉1内的压力，控制炉内焚烧物燃烧量的流化床焚烧炉的简略结构。图10中的标号与图2相同者，表示同样的部分，或相当的部分。如图所示，在流化床2的上部设有检测炉内压力的传感器14-2，将该压力传感器14-2的输出输入调节器13。

由于采用上述燃烧量控制结构，投入1内的焚烧物A的量较多时，焚烧物A的燃烧量（单位时间里）增多，废气的发生量增大，由图1（C）可知，炉1的内压也升高，压力传感器14-2的输出加大。该炉1的内压一升高，压力传感器14-2的输出加大。该炉1的内压一升高，调节器13就打开控制阀7，从空气喷嘴8送入流化床2的上部空间的空气量增大。 因此，从气室6送入的空气量减少，所以流化床的流动介质的流动变缓，流动介质给焚烧物A的传热量减少，焚烧物A的气化速度减慢，即燃烧速度减慢，此时从气室6喷入的空气量减少，流化床2的氧气量减少，未燃气体增加了相应的量，但由于应用空气喷嘴8和二次空气送入口，或用其中的一个，将空气喷入熔化室9等流化床2的上部空间，所以使未燃气体燃烧。

此时也可以把一次空气的减少量，作为一次空气C由喷嘴8供入。

图11表示用炉内压力P，即压力传感器14-2的输出，分别控制气室6供给的一次空气量C和燃烧量的实测结果。图11（A）表示一次空气量C（Nm³/m².H）的变化，图11（B）表示炉内压力P（mmaq）的变化，图11（c）表示废气中氧浓度E（%）的变化。横座标表示时间t（1个刻度为17秒）。

如图所示，用炉内压力来控制气室6供给的一次空气量C，排气中的氧浓度E的变化极缓和，即证实了燃烧缓和（燃烧速度慢）且稳定。

图12是通过检测废气中的氧浓度来控制炉内焚烧物的燃烧量的流化床焚烧炉的简略结构图。图12中和图2中所标标号相同者，表示同样或相当的部分。如图所示，在废气出口处设有检测废气中氧浓度的传感器14-3，将该氧浓度传感器14-3的输出输入调节器13。

用上述结构控制燃烧量，焚烧物A的量比通常多时，由图1可知，焚烧物A的燃烧量（单位时间里）增多，废气的发生量增加，废气中的氧浓度减少，氧浓度传感器14-3的输出减小，氧浓度一小，调节器13就打开控制阀7，增加空气喷嘴8喷入流化床2的上部空间的空气量。因此，从气室6送入的空气量减少，该化床2的流动介质的流动减慢，流动介质给焚烧物A的传热量减少，焚烧物A的气化速度减慢，即燃烧速度减慢。此时，流化床2的氧量减少，未燃气体增加了相应的量，但因应用空气喷嘴8和二次空气送入口，或应用其中的一个，把空气送入熔化室9等流化床2的上部空间，所以，使该未燃烧气体燃烧。

此时，也可以把一次空气量C₁的减少量，作为一次空气量C₂，由空气喷嘴8供入。

图13是通过检测炉内温度来控制炉内焚烧物的燃烧量的流化焚烧炉的简略结构图。图13中与图2中所标标号相同者，表示同样或相当的部分。如图所示，流化床2的上部，设有检测炉1温度的温度传感器14-4，该温度传感器14-4的输出，输入调节器13。

用上述结构控制燃烧量，焚烧物A的量比通常多时，焚烧物A的燃烧量（单位时间里）增大，于是炉内温度升高，温度传感器14-4的输出增大。炉内温度一高，调节器13就打开控制阀7，增加空气喷嘴8送入流化床2的上部空间的空气量。因此，由气室6送入的空气量减少，流化床2的流动介质的流动减慢，流动介质给焚烧物A的传热量就减少，焚烧物A的气化速度减慢，即燃烧速度减慢。此时，由气室6喷入的空气量减少，于是流化床2的氧量减少，增加了相应量的未燃气体，但因应用空气喷嘴8和二次空气送入口，或应用其中的一个，把空气送入熔化室9等流化床2的上部空间，所以，该未燃气体燃烧。

此时，也可以把一次空气量C₁的减少量，作为一次空气量C₂，由空气喷嘴8供入。

上述实例是用亮度传感器14-1、压力传感器14-2、氧浓度传感器14-3和温度传感器14-4，来检测炉1的焚烧物的燃烧量，从而进行控制的。此外，也有图14（A）所示的控制方法，即使用亮度传感器14-1等亮度检测装置。这种方法是用和亮度成正比的输出信号y₀₁。来调节控制阀7的开度，这是由于a运算器Y₀₁把亮度传感器14-1的输出值PV₀₁（如对亮度信号）乘以系数k（0～2.0）之故。

此时，若连续把城市垃圾等焚烧物投入炉内，就不会有问题。但有时城市垃圾由于相互缠绕形成“卡拉”一下子掉落的情况，因此，急剧燃烧，产生烟等，尽管燃烧很旺，但炉内较暗，亮度传感器14-1输出错 误信号-燃烧不旺，以致控制阀7的开度调整不正常。

为解决上述问题，如图（B）所示，采用亮度传感器14-1等亮度检测设施和压力传感器14-2等炉内压力检测设施组合控制的方法。因为燃烧很旺时，炉内压力有升高的倾向。

这种方法输出信号值y₀₂，即与炉内压力相对应的压力传感器14-2的输出信号值PV₀₂在某个设定值以上时，用b运算器Y₀₂输出信号值y₀₂，使原来一直是最小开度的控制阀7的开度打开到一定开度。这里，炉内压力照常被控制着，所以，它立即下降到设定值以下。压力传感器14-2的输出信号值PV降低，如果在规定时间继续在某设定值以下，则向控制阀7输出最小开度的输出信号值y₀₂。用C运算器Y₀₃比较输出信号值y₀₁和y₀₂，把大的信号值作为输出信号值y₀₃输出，由输出信号y₀₃调节控制阀7的开度。

由于采用上述控制，在产生烟，炉内暗的情况下，控制阀7也打开到一定的开度，有效地工作着，所以，这是理想的燃烧控制方法。还有，a运算器也可以使用调节计，控制炉内的亮度一定。控制阀7不仅调节开度，也可以设置流量调节计，控制旁通流量。

同样，由于亮度、炉内压力、废气中的氧浓度、炉内温度等的燃烧量的变化，如果组合变化因素中的任一项，可建立一个完全跟得上燃烧量快速变化的控制系统，则其组合的内容就不限于上述内容。重要的是，平时控制亮度、炉内压力、排气中的氧浓度、炉内温度等的传感器的输出，略去与炉内情况不符合的传感器输出值，以正常的传感器输出进行控制，就能有更理想的控制。

图15表示，采用本发明的燃烧控制法的其他形式的流化床焚烧炉的简略结构。图中21是炉，在炉21的内部形成流化床22，在该流化床22的下部，设有多个气室28和26，从流动用的鼓风机（图中未表示）里，流动空气通过管道25，通过气室28和26，送入炉21中，使流动介质流动。 31是投入垃圾等焚烧物的料斗，在料斗31的下部设有把焚烧物供给炉21的送料器32，在送料器32的头端，设有计量装置33，它计量送料器32投入炉21内的焚烧物A的量。39是空气调节装置。炉21的炉壁上设有空气喷嘴38，它用于把空气喷入流化床22的上部空间，开闭阀35通过管道34连接在空气喷嘴38上。开闭阀36通过管道27连接在中心的气室28上。图中37是送入最小空气量的最小流量阀。

图中29是熔化室，30是废气冷却装置，23和24是不燃物取出口。

在上述结构的流化床焚烧炉里，从送料器32投入炉21的焚烧物A，一般掉落在流化床22的一定部位上，即中心部位上。此时，也可用推开器（图中未表示）将焚烧物A分散开。用焚烧物投入量计量装置33，探测投入炉21内的焚烧物A的量或体积，若比一般多（大）时，或是易燃物时，空气量调节装置39立即关上开闭阀36，同时打开开闭阀35。因此，送入中心部分气室28的空气量，就是由最小流量阀37送入的量，即为防止一部分流动介质漏到炉下的最小空气量，流化床22的这一部分，流动介质的流动减慢，同时，从空气喷嘴38将空气喷入流化床22的上部空间。还有，用焚烧物投入量计量装置33探测的焚烧物A，掉落在流化床22的中心部位上，即流动介质缓慢流动处，因焚烧物A掉落点的流动介质流动缓慢，焚烧物A的气化速度，即燃烧速度就减慢，废气也不急剧增加。还由于减少送入流化床22的空气量，流化床22的氧浓度略减，未燃气体增加相应的量，但由于应用空气喷嘴38和二次空气入口，或应用其中一个，把空气喷入熔化室29等流化床22的上部空间，所以，增加的未燃气体燃烧。

此时，也可以把一次空气量C₁的减少量作为一次空气量C₂，从空气喷嘴38送入。

图16表示，用图15所示结构的流化床焚烧炉，采用先有的燃烧控制方法时，废气量B、一次空气量C、二次空气量D及废气的氧浓度E随 焚烧物A的投入量变化所产生的变化。图17表示采用本发明的燃烧控制方法时，废气量B、一次空气量（C₁、C₂）、二次空气量D及废气中的氧浓度E随焚烧物A的投入量变化所产生的变化。

用先有的燃烧控制法时，在时间t投入焚烧物A，立即开始燃烧，废气中的氧浓度E急剧下降。由于废气中的氧浓度下降，二次室气量D增加，废气量B也增加。燃烧继续进行，炉21内的未燃物减少，废气中的氧浓度E上升，二次空气量D减少，废气量B减少。在时间t再投入焚烧物A，再重复上述动作。即由于焚烧物A的变化，带来了二次空气量D、废气量B及废气中氧浓度E的大幅度变化，废气中的氧浓度E低时，未燃气体排出。

用本发明的燃烧控制法时，在时间t₁、t₂……每次投入焚烧物A的同时，关上开闭阀36，打开开闭阀35，一次空气量分开，分别送入流化床的上下部分（由空气喷嘴38喷入一次空气量C₂，由气室28喷入一次空气量C₁），二次空气量D由废气中氧浓度E形成的反馈进行控制。因此，在时间t₁投入焚烧物A，掉落在流化床22上，从流化床22的下部供给焚烧物掉落处的一次空气量C₁减少，流动介质的流动减慢，流动介质给焚烧物A的传热量减少，焚烧物A的气化被抑制，即燃烧被抑制，燃烧速度减慢。又因燃烧速度减慢，废气中的氧浓度E不会急剧下降。虽有些下降，但由于控制二次空气量，控制废气中氧浓度，所以废气中的氧浓度E几乎不变。经过一定时间后，停止空气喷嘴38喷入一次空气量C₂;一次空气量C₂从流化床22的下部喷入，流化床22的中心部分的流动就加快，于是回复通常的运转。此时炉内的挥发物已烧完，所以燃烧减慢，氧浓度和废气量也没有急剧变动，炉内状况稳定。

还有，图15所示结构的流化床上，也可以在管道25上连接控制阀，当投入炉21内的焚烧物A在规定量以上时，关上开闭阀36的同时，关上上述控制阀，减少通过室26送入的一次空气量C₁，增加由空气喷嘴38喷 入流化床22上部空间的空气量。上述图15所示的流化床焚烧炉中也可以采用和本发明的燃烧控制法相同的燃烧控制法一起并用。更可以把一次空气量C₁的减少量作为一次空气量C₂，由空气喷嘴38供入。采用上述控制方法的流化床焚烧炉的简略结构，不只限于图15所示的型式。

还有，上述实例都是用流化床焚烧炉来说明燃烧控制方法的，但这流化床焚烧炉也可以是以热回收为目的流化床锅炉，所以本发明的流化床焚烧炉包括了流化床锅炉。

如上所述，在流化床焚烧炉里采用本发明的燃烧控制方法，即使以发热量不同、易燃度等性质、形状和体积不同的燃烧物-煤、城市垃圾、产业废料或它们的混合物为燃烧对象，投入流化床焚烧炉里，也能保持燃烧空气量和废气量大致一定，同时废气中的氧浓度也大致保持一定。所以，使用流化床焚烧炉焚烧城市垃圾等的焚烧设备里，一次和二次空气的送风装置、废气处理设备等处围装置，可以小型化，建设费廉宜，同时极力抑制未燃气体排到大气中，有效地防止了大气污染。

如上所述，在流化床焚烧炉里采用本发明的燃烧控制方法，投入流化床焚烧炉里的燃烧量即使变动，也能把废气中的氧浓度和废气量的变动抑制得很小，并能防止未燃气体排出，所以，作为具备流化床焚烧炉的焚烧设备等的燃烧控制方法，很有效。以发热量不同，易燃度等性质、形状和体积不同的焚烧物-煤、城市垃圾、产业废料或它们的混合物作为燃烧对象时，可进行极有效的燃烧控制。适宜作为具备流化床焚烧炉的城市垃圾焚烧设备等的燃烧控制方法。

Claims (14)

1、一种用于使投入炉内的焚烧物燃烧的流化床焚烧炉的燃烧控制方法，该焚烧炉包括：其内形成有流化床(2)的炉；设置在所述炉底部的气室装置(6)，将空气向上鼓入所述炉以形成所述流化床(2)，所述气室装置(6)供以空气，空气量可由流化空气控制装置(13)进行控制；以及通向所述炉的所述流化床上部空间的空气喷嘴装置(8)，所述空气喷嘴装置(8)供以空气，空气量可由空气喷嘴控制装置(7)进行控制；

本发明的特征在于所述燃烧控制方法包括以下步骤：

使用检测装置(14)检测所述炉内焚烧物的燃烧量，该燃烧量是由每单位重量所述焚烧物的发热量与每单位时间内所述流化床中所述焚烧物的燃烧量的乘积所确定的；

将由所述检测装置检测到的燃烧量用调节装置(13)进行处理，以便当检测出的燃烧量超过预定量时，产生出流化空气减少信号和喷嘴空气增加信号，而当检测出的燃烧量降到所述预定量以下，产生出流化空气增加信号和喷嘴空气减少信号，

当检测出的燃烧量超过所述预定量时，将所述流化空气减少信号施加到所述流化空气控制装置(7)上，以减少供入所述气室装置(6)的空气量，并将所述喷嘴空气增加信号施加到所述喷嘴空气控制装置(7)上，以同时增加供给所述空气喷嘴装置的空气量；

当检测出的燃烧量降至所述预定量以下时，将所述流化空气增加信号施加到所述流化空气控制装置(7)上，以增加供入所述气室装置(6)中的空气量至其原始值，并将所述喷嘴空气减少信号施加到所述喷嘴空气控制装置上，以同时减少供给所述空气喷嘴的空气量；

由此，所述燃烧量得以几乎保持在所述预定量上，并且未燃烧气体的排出得以被抑制，不致引起相应的燃烧空气量和排出气体量的波动。

2、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于由鼓风机通过第一管道对所述气室装置（6）供以空气，使所述第一管道和所述空气喷嘴装置（8）通过第二管道（16）与控制阀（7）相连，该控制阀（7）可作为所述流化空气控制装置，也可作为所述喷嘴空气控制装置。

3、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于所述检测装置检测炉内温度、炉内压力、投入所述流化床内的所述焚烧物的数量或性质、炉内亮度或废气中的氧浓度。

4、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于当检测出的燃烧量超过所述预定量时，供给所述空气喷嘴装置（8）的空气增加量，与供入所述气室装置（6）的空气减少量相等，而当所述检测出的燃烧量降到上述预定量以下时，供给所述空气喷嘴装置（8）的空气减少量，与供入所述气室装置（6）的空气增加量相等。

5、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于所述流化床（2）以流化倍率在1～4范围的空塔速度运转。

6、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于检测所述炉内亮度的所述检测装置（14-1）设置在焚烧炉内二次空气喷入处的上方。

7、根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于所述检测装置检测炉内亮度值和炉内压力值，所述调节装置（13）根据检测的炉内亮度值和炉内压力值的较大者产生所述流化空气减少信号和所述喷嘴空气增加信号或产生所述流化空气增加信号和所述喷嘴空气减少信号。

8、一种用于使投入炉内的焚烧物燃烧的流化床焚烧炉的燃烧控制方法，该焚烧炉包括：其内形成有流化床（22）的炉;设置在所述炉底部的第一气室装置（28）和第二气室装置（26），将空气向上鼓入所述炉以形成所述流化床（22），所述第一气室装置（28）设置在所述流化床的掉落有大部分所述焚烧物的部分的下方，所述第二气室装置（26）设置在所述流化床的掉落有少量所述焚烧物的部分的下方，所述第一和第二气室供以空气，空气量可由第一气室装置（28）的第一流化空气控制装置（36）和第二气室装置（26）的第二流化空气控制装置分别进行控制;以及通向所述炉的所述流化床上部空间的空气喷嘴装置（38），所述空气喷嘴装置（28）供以空气，空气量可由空气喷嘴控制装置（35）进行控制;

本发明的特征在于所述燃烧控制方法包括以下步骤：

使用检测装置（33）检测所述炉内焚烧物的燃烧量，该燃烧量是由每单位重量所述焚烧物的发热量与每单位时间内所述流化床中所述焚烧物的燃烧量的乘积所确定的;

将检测到的燃烧量用调节装置（39）进行处理，以便当检测出的燃烧量超过预定量时，产生出第一流化空气减少信号和喷嘴空气增加信号，而当检测出的燃烧量降到所述预定量以下时，产生出第一流化空气增加信号和喷嘴空气减少信号;

当检测出的燃烧量超过所述预定量时，将所述第一流化空气减少信号施加到所述第一流化空气控制装置（36）上，以减少供入所述第一气室装置（28）的空气量，并将所述喷嘴空气增加信号施加到所述喷嘴空气控制装置（35）上，以同时增加供给所述空气喷嘴装置（38）的空气量;

当检测出的燃烧量降至所述预定量以下时，将所述第一流化空气增加信号施加到所述第一流化空气控制装置（36）上，以增加供入所述第一气室（28）中的空气量至其原始值，并将所述喷嘴空气减少信号施加到所述喷嘴空气控制装置（35）上，以同时减少供给所述空气喷嘴装置（38）的空气量;

由此，所述燃烧量得以几乎保持在所述预定量上，并且未燃烧气体的排出得以被抑制，不致引起相应的燃烧空气量和排出气体量的波动。

9、根据权利要求8所述的燃烧控制方法，其特征在于所述检测装置（33）检测投入所述流化床中的所述焚烧物的数量。

10、根据权利要求8所述的燃烧控制方法，其特征在于当检测出的燃烧量超过所述预定量时，供给所述空气喷嘴装置（38）的空气增加量，与供入所述第一气室装置（28）的空气减少量相等，而当所述检测出的燃烧量降到上述预定量以下时，供给所述空气喷嘴装置（38）的空气减少量，与供入所述第一气室装置（28）的空气增加量相等。

11、根据权利要求8所述的燃烧控制方法，其特征在于当检测出的燃烧量超过所述预定量时，增加供给所述第二气室装置（26）的空气量。

12、根据权利要求1至11中任一项所述的燃烧控制方法，其特征在于所述焚烧物是发热量彼此不同的燃烧物，是易燃度、形状和体积等性质不同的燃烧物。

13、根据权利要求1至11中任一项所述的燃烧控制方法，其特征在于所述焚烧物是煤、产业废料、城市垃圾或它们的混合物。

14、根据权利要求1至11中任一项所述的燃烧控制方法，其特征在于上述方法是在流化床焚烧炉中进行的。

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