CN102235676B - 机械炉排焚烧炉燃烧控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机械炉排焚烧炉燃烧控制系统和控制方法。该系统包括给料炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制；焚烧炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数；风量控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量；温度控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度进行控制。其既能达到环保、发电要求，又能减少成本开支。

Description

机械炉排焚烧炉燃烧控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧技术领域，特别是涉及一种城市生活垃圾焚烧发电用的机械炉排焚烧炉的燃烧控制系统及控制方法。

背景技术

我国经济发展及城市化进程使得城市生活垃圾量大幅增加，垃圾焚烧发电是将垃圾无害化、减量化、资源化处置的有效途径，垃圾焚烧处理不仅能取到环保效果，同时垃圾焚烧的余热可产生蒸汽用于发电、供热，节约能源，是较好的资源回收利用方式。

国内目前垃圾焚烧发电厂的关键主设备——机械炉排焚烧炉。机械炉排焚烧炉的主要特征是将垃圾堆放在炉排上，焚烧火焰从垃圾堆料层的着火面向未着火的料堆表面及内层传播，形成一层一层燃烧的过程；在炉排上，沿料堆进行方向，分为预热干燥区，主燃区和燃尽区三个温度不等的区段；在炉膛内，由不同区段的气体在炉排上方形成不同的温区，这些都是此类炉型共有的特点。

其中，机械炉排焚烧炉燃烧控制系统又是机械炉排焚烧炉的核心部分，该控制系统运行的好坏将直接影响焚烧炉的运行状况和蒸汽产量，进而影响环保排放指标、发电机组的发电量等，现有的控制系统运行效果都不太理想，不能达到环保、发电机组发电量的要求，甚至产生很多的有害气体，如二恶英等，对大气和人体造成危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械炉排焚烧炉燃烧控制系统及控制方法，该控制系统和方法燃烧控制效果优于现有技术，既能达到环保、发电要求，又能减少成本开支。

为实现本发明目的而提供的一种机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，包括给料炉排控制系统，焚烧炉排控制系统，风量控制系统和温度控制系统；

所述给料炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制；

所述焚烧炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数；

所述风量控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和 二次风机的转速和风量；

所述温度控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度进行控制。

较优地，所述机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，还包括辅助燃烧控制系统，用于通过PID控制器调节后，对所述机械炉排焚烧炉的辅助燃烧器的温度进行控制。

灰渣出渣机控制系统，用于控制将燃烧后的灰渣持续地从所述机械炉排焚烧炉的出渣机推送至所述机械炉排焚烧炉的灰渣储坑。

连锁保护系统，用于对焚烧炉设备及工艺生产过程进行连锁保护。

为实现本发明目的还提供一种机械炉排焚烧炉燃烧控制方法，包括下列步骤：

对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制的步骤；

对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数的步骤；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量的步骤；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度进行控制的步骤。

较优地，所述机械炉排焚烧炉燃烧控制方法，还包括以下步骤：

通过PID控制器调节后，对所述机械炉排焚烧炉的辅助燃烧器的温度进行控制的步骤。

为实现本发明目的，还提供一种机械炉排焚烧炉的给料炉排控制系统，包括多个与所述机械炉排焚烧炉的给料炉排相应的位置传感器和位置PID控制器，以及给料炉排速度控制阀；

通过所述位置传感器连续测量每个给料炉排的实际位置，将每个给料炉排的实际位置输入到相应的所述位置PID控制器；通过所述位置PID控制器调节后，输出相应控制给所述给料炉排速度控制阀，调节阀位开度以调节实际的给料速度。

为实现本发明目的，还提供一种机械炉排焚烧炉的给料炉排控制方法，包括如下步骤：

步骤S11，机械炉排焚烧炉的给料炉排向前运动至一固定位置；

步骤S12，当所述给料炉排达到所述位置时，所述给料炉排持续向前运动，位置传感器测定所述给料炉排的实际位置，并将位置数据传输给位置PID控制器；

步骤S13，将所述给料炉排的设定位置输入到所述位置PID控制器；

步骤S14，通过所述实际位置和设定位置，利用位置PID控制器调节后，输出相应控制给给料速度控制阀，调节阀位开度以调节实际的给料速度。

为实现本发明目的，还提供一种机械炉排焚烧炉的焚烧炉排控制系统，包括滑动炉瓦控制器和翻转炉瓦控制器，所述滑动炉瓦控制器和所述翻转炉瓦控制器控制焚烧炉排的各个相应的滑动炉瓦和翻转炉瓦在每个控制周期内滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数，以确保燃烧垃圾的传输及燃烧垃圾的均匀分布，同时合理分配一次助燃风。

为实现本发明目的，还进一步提供一种机械炉排焚烧炉的风量控制系统，包括一次风量控制系统和二次风量控制系统；

所述一次风量控制系统，包括一次风机变频器，PID控制器；

所述PID控制器按照一次风量设定值，计算输出控制值给各单元一次风机变频器，由变频器控制一次风机转速及风量，实现垃圾焚烧一次风量控制；

所述二次风量控制系统，氧量控制器和流量控制器，二次风机变频器，以及与所述氧量控制器和流量控制器相对应的PID控制器；

所述氧量控制器以烟气出口氧含量为控制目标，通过所述PID控制器调节后输出作为所述流量控制器的设定值，所述流量控制器通过PID控制器调节后输出控制所述二次风机变频器，由所述二次风机变频器控制所述机械炉排焚烧炉的二次风机的转速及风量。

为实现本发明目的，更进一步提供一种机械炉排焚烧炉的温度控制系统，包括一次风温度控制系统和炉墙温度控制系统，其中：

所述一次风温度控制系统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机械炉排焚烧炉的一次风汇总管的温度及高压和低压蒸汽控制阀；

当分程控制回路输出低程值时打开低压蒸汽控制阀，低压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设温度；

当分程控制回路输出高程值时打开高压蒸汽控制阀，高压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设温度；

预热后的一次风与来自冷却侧墙的热空气进行混合；

炉墙温度控制系统通过侧墙冷却风对所述机械炉排焚烧炉的焚烧炉耐火墙进行冷却，包括温度控制器和流量控制器，侧墙冷却风机变频器，以及与温度控制器和流量控制器相应的PID控制器；

所述温度控制器的设定值是侧墙热的一面要求保持的温度值，通过所述PID控制器调节后输出作为所述流量控制器的设定值，所述流量控制器通过PID控制器调节后，输出控制所述侧墙冷却风机变频器，由所述侧墙冷却风机变频器控制侧墙冷却风机转速及冷却风量。

本发明的有益效果是：本发明的机械炉排焚烧炉的燃烧控制系统及控制方法，为实现机械炉排焚烧炉燃烧控制系统的环保、发电量达标要求，本发明采用优化的控制系统和方法，该控制系统和方法燃烧控制效果优于现有技术，既能达到环保、发电要求，又能减少成本开支。

附图说明

图1是机械炉排焚烧炉结构示意图；

图2是机械炉排焚烧炉的给料炉排控制系统的控制流程示意图；

图3是机械炉排焚烧炉的焚烧炉排控制系统的控制流程示意图；

图4是机械炉排焚烧炉的一次风总量设定值的计算流程示意图；

图5是机械炉排焚烧炉的每个单元的一次风量控制流程示意图；

图6是机械炉排焚烧炉的二次风量控制流程示意图；

图7是机械炉排焚烧炉的每个单元的一次风温控制流程示意图；

图8是机械炉排焚烧炉的助燃控制的流程示意图；

图9是机械炉排焚烧炉的灰渣出渣机控制的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的机械炉排焚烧炉的燃烧控制系统及控制方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，机械炉排焚烧炉包括给料部分1，焚烧部分2，炉渣排放部分3，进风部分4和烟气处理部分5。

给料部分1包括给料料斗11、给料溜槽12和给料炉排13；

焚烧部分2包括焚烧炉排21(分为5个单元)和焚烧炉膛22；

炉渣排放部分3包括漏渣输送机31和灰渣出渣机32。

来自垃圾储坑(图中未示出)的垃圾经给料料斗11进入给料溜槽12，由给料溜槽12 下面的给料炉排13送入焚烧炉排21，进入焚烧炉膛22；垃圾在焚烧炉排21上通过干燥、燃烧、燃烬三个区域后可燃成分已完全燃烧，燃烧后产生的灰渣落入灰渣出渣机32，由灰渣出渣机32将灰渣推送至灰渣储坑(图中未示出)。同时，漏渣输送机将炉排缝隙中泄漏的未燃烧垃圾输送到垃圾储坑。

进风部分4包括一次风机，风室41，二次风机42。垃圾燃烧所需要的助燃空气因其作用不同分为一次风与二次风，一次风经预热后(采用蒸汽-空气预热器进行预热)与侧墙冷却风(其作用在于对焚烧炉耐火墙进行冷却)混合，由不同的一次风机分别送入焚烧炉排21的5个单元底部的风室41，每个单元所需要的一次风量可通过调节一次风机来实现合理配风。二次风经二次风机42加压后送入焚烧炉膛，使焚烧炉膛22内的烟气产生湍流实现完全燃烧的目的。

烟气处理部分5包括烟气出口51，烟气通道52，余热锅炉53，烟气反应器54，烟气除尘器55和引风机56。焚烧炉膛22内垃圾燃烧产生的高温烟气，从烟气出口51经余热锅炉53冷却至185℃后进入烟气反应器54与烟气除尘器55，对烟气进行净化处理，净化后的烟气由引风机56引入烟囱排出。余热锅炉53内的除氧水经热交换后产生高温、高压蒸汽，供汽轮发电机组发电。

机械炉排焚烧炉还配置有启动燃烧器与辅助燃烧器，启动燃烧器供点火升温用，辅助燃烧器用于维持焚烧炉膛出口烟气温度850℃以上；机械炉排焚烧炉还配置有液压系统，给料炉排、焚烧炉排、灰渣出渣机的运行由液压系统的液压缸驱动。

机械炉排焚烧炉燃烧控制系统包括给料炉排控制系统，焚烧炉排控制系统，风量控制系统，温度控制系统。

所述给料炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制；

所述焚烧炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数；

所述风量控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量；

所述温度控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度进行控制。

本发明实施例同时还公开一种机械炉排焚烧炉燃烧控制方法，包括下列步骤：

对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制的步骤；

对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数的步骤；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量的步骤；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度进行控制的步骤。

下面分别详细描述本发明实施例的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统和方法：

1)所述给料炉排控制系统，包括多个与给料炉排相应的位置传感器和位置PID控制器，以及给料炉排速度控制阀。

作为一种可实施方式，本发明实施例的机械炉排焚烧炉的给料炉排13由左、中、右三个炉排组成，给料炉排控制系统包括左、中、右三个位置传感器。

给料炉排控制中，是通过两个参数决定垃圾的给料，即给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度。其中，给料行程是个初始值可调的参数。

给料炉排控制系统控制给料炉排13的给料速度及给料行程，以确保左、中、右三个给料炉排同步运行并持续均匀向焚烧炉内给料而不致间断。

通过位置传感器连续测量左中右三个给料炉排中的每个给料炉排的实际位置，将每个给料炉排的实际位置输入到相应的位置PID控制器；通过位置PID控制器调节后，输出控制相应的给料炉排速度控制阀，然后调节阀位开度以调节实际的给料速度，以使相应得给料炉排的实际位置与设定位置一致。

作为一种可实施方式，所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。)

下面具体说明给料炉排控制系统的控制方法：

控制按周期进行，每个周期中：

步骤S11，给料炉排向前运动至一固定位置；

较佳地，在给料行程的第一阶段，垃圾在给料平台上进行挤压，而不是传送，在这个压缩过程期间，给料炉排在给料平台上的运动速度设定为最大值，并不考虑位置控制回路的控制输出。

给料行程是一个给料周期内给料炉排需要向前推进的距离；给料炉排推进完一个给料行程后回退到初始位置时才完成一个给料周期；给料行程设定后，给料速度块则给料周期短，反之亦然；给料行程及给料速度都是设定值，只要设定在工艺参数范围内即可。

步骤S12，当所述给料炉排达到所述位置时，所述给料炉排持续向前运动，位置传感器测定所述给料炉排的实际位置，并将位置数据传输给位置PID控制器；

步骤S13，将给料炉排的设定位置输入到左中右三个位置PID(Proportional-Integral-Derivative，即比例-积分-微分)控制器。

具体的，给料炉排的设定位置的确定如图2所示，从设定的给料速度(即图2中设定基准速度)开始，给料炉排的设定位置通过上一次设定位置和设定的给料速度与时间积分后计算而定：

SP＝SP_上+∑Speed*Δt

其中：SP：设定位置， 

SP_上：上一个控制周期的设定位置，

Speed：设定的给料速度，

Δt：时间段；

在图2中，每100ms执行一次求和计算，即Δt＝100ms。给料速度的设定值时间是以mm/秒为单位，位置PID控制器是100ms执行一次，累计1秒内位置PID控制器要运行10次，因此需要将速度设定值换算为mm/100ms单位进行控制。每个控制周期都要读取上一个控制周期的设定位置，然后计算出最新的设定位置。

步骤S14，通过所述实际位置和设定位置，利用位置PID控制器调节后，输出相应控制给给料速度控制阀，调节阀位开度以调节实际的给料速度，以使相应得给料炉排的实际位置与设定位置一致。

所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。)

步骤S15，达到规定的给料行程后回到后退位置开始下一个周期，这样做是为了持续向焚烧炉内给料而不致间断。

这样，虽然实际的给料速度不一定等于设定的给料速度，但是实际的给料效果与设定的给料速度的给料效果相同。

2)所述焚烧炉排控制系统，包括滑动炉瓦控制器和翻转炉瓦控制器。

作为一种可实施方式，所述机械炉排焚烧炉的焚烧炉排由五个标准单元组成，每个单元包括2块翻转炉瓦、2块滑动炉瓦、2块固定炉瓦共六块炉瓦。焚烧炉排控制系统通过滑动炉瓦控制器和所述翻转炉瓦控制器控制焚烧炉排的各个相应的滑动炉瓦和翻转炉瓦在每个控制周期内滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数，以确保燃烧垃圾的传输及燃烧垃圾的均匀分布，同时合理分配一次助燃风。

焚烧炉排21的每个标准单元各自独立，按周期进行控制。

在各个单元的控制周期内，控制滑动炉瓦前后运动及翻转炉瓦的上下运动，完成一个焚烧炉排控制周期。

在每个单元的控制周期内，按照以下方式控制：A)滑动炉瓦滑动一次；B)等待一 次延迟时间；C)翻转炉瓦翻转一次；D)等待一次延迟时间；E)翻转炉瓦翻转一次；F)等待一次延迟时间；G)继续重复，直到一个控制周期设定的滑动次数与翻转次数全部实现，完成一个焚烧炉排控制周期。

对于每一个炉排单元，设置其翻转和滑动次数。

较佳地，滑动炉瓦在每个控制周期的前后运动次数为0-3次，向前运动是相对慢而连续的运动，而向后运动则较快，滑动炉瓦运行期间，翻转炉瓦不运动；

较佳地，翻转炉瓦在每个控制周期的上下运动次数为0-3次，翻转炉瓦上、下方向的运动都较快，翻转炉瓦运行期间，滑动炉瓦不能运动；

较佳地，滑动炉瓦与翻转炉瓦的运行是交替进行的，每个周期从滑动炉瓦运行开始，当设定的滑动次数及翻转次数完成时，一个控制周期完成。

步骤S20，根据所想要达到的垃圾燃烧的效果，选择设定的焚烧炉排运行速度，每个运行周期中滑动炉瓦的滑动次数和翻转炉瓦翻转次数；设定的焚烧炉排运行速度一般设定2.0mm/s(焚烧炉排运行速度范围1-6mm/s)，设定的焚烧炉排每个运行周期中滑动炉瓦滑动次数1(范围0-1)、翻转炉瓦翻转次数3(范围0-3)，设定每个焚烧炉排单元速度分配系数，单元1系数C1(50％)、单元2系数C2(45％-60％)、单元3系数C3(35％-40％)、单元4系数C4(20％-25％)、单元5系数C5(10％-15％)。如图3所示。

步骤S21，

每个单元的控制周期以设定的焚烧炉排运行速度(1-6mm/s)为基础，按照焚烧炉排5个单元的滑动速度分配系数Cx，确定每个单元的分配速度：

Vx＝V*Cx

其中：Vx-各个单元的分配速度，用于确定控制周期；

V-设定的焚烧炉排运行速度，

Cx-各个单元的滑动速度分配系数，C1＝50％、C2＝45-60％、C3＝35-40％、C4＝20-25％、C5＝10-15％)，

T＝Ssx/Vx

其中，T-控制周期时间 

Ssx-滑动行程；(单次滑动时间及滑动行程是固定值，由滑动炉瓦控制器决定)

Vx-单元分配速度。

每个单元的控制周期时间＝滑动时间+翻转时间+延迟时间； 

其中：

控制周期时间＝滑动行程/单元分配速度；

滑动时间＝滑动次数×单次滑动时间；

翻转时间＝翻转次数×单次翻转时间；

单次翻转时间是常量，翻转次数是设定的；

控制周期时间-滑动时间＝总延迟时间+翻转时间，即滑动炉瓦两次滑动之间的总延迟时间(用Tpx表示)，控制周期时间(用T表示)，滑动时间(用Tsx表示)；换言之，Tpx＝T-Tsx＝Ssx/Vx-Tsx，滑动炉瓦每经过Tpx时间就滑动一次。

滑动炉瓦实际的滑动速度＝滑动行程/滑动时间。 

通过对滑动炉瓦控制器实现对滑动炉瓦实际的滑动速度和滑动炉瓦两次滑动之间的总延迟时间的控制。总延迟时间＝控制周期时间-滑动时间-翻转时间；

每次延迟时间＝总延迟时间/(滑动次数+翻转次数))，即可以计算出每次延迟时间。

较佳地，同一炉排单元的滑动炉排与翻转炉排不能在同一时间操作，以免造成机械损坏。

更佳地，由于焚烧炉排单元的炉瓦温度太高会缩短炉瓦使用寿命，为了降低炉瓦温度，炉排控制系统通过增加一次风流量或增加垃圾层厚度或降低一次风预热温度来实现炉瓦温度的控制；

更佳地，对于难处理垃圾(燃烧热值很低或密度很高的垃圾)，进行拨火操作，在拨火期间，正常的炉瓦操作周期被中断，给料炉排停止给料，按照炉排单元顺序及时间间隔，对炉排单元上的翻转炉瓦挨个进行翻转控制。

3)风量控制系统：

风量控制系统包括一次风量控制系统和二次风量控制系统。

垃圾的完全燃烧分两个阶段，完成整个燃烧过程需要逐步从外界加入燃烧所需的氧气。燃烧的第一阶段包括在焚烧炉排不同区域对垃圾进行干燥、气化和部分氧化；第二阶段则继续进行氧化并完成氧化过程，该阶段发生在后燃烧区域。

一次风量控制系统用于为第一阶段燃烧提供氧气、对焚烧炉排瓦片及焚烧炉排尾端的灰渣进行冷却。

31)一次风量控制系统包括一次风机变频器，PID控制器。

所述PID控制器按照一次风量设定值，计算输出控制值给各单元一次风机变频器，由变频器控制一次风机转速及风量，实现垃圾焚烧一次风量控制。

一次风量控制方法，如图4、5所示，包括如下步骤：

步骤S311，按照分配的一次风量设定值，通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)调节；

作为一种可实施方式，所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。)

步骤S312，PID控制器输出控制值给各单元一次风机变频器，由变频器控制一次风机转速及风量，实现垃圾焚烧一次风量控制。

一次风量控制为燃烧的第一阶段在焚烧炉排不同区域对垃圾进行干燥、气化和部分氧化。

具体的，一次风总量设定值的计算方法，如图5所示：

首先，计算垃圾焚烧需要的空气总量，空气总量由余热锅炉蒸汽产量决定：

Q＝K1*SPsteam+Qo

其中：Q-燃烧空气总量，

K1-校正系数，(该系数因焚烧炉的不同特性而异，需要经过多次试验后确定)

SPsteam-余热锅炉蒸汽产量(控制系统设定值0-31t/h)，

Qo-燃烧空气修正值燃烧空气修正值(该数值因焚烧炉的不同特性而异，需要经过多次试验后确定)；

其次，计算一次风总量；

燃烧空气总量＝一次风总量+二次风量； 

即一次风总量＝燃烧空气总量-二次风量；(二次风量的确定在下文有详细描述)；

然后，计算一次风总量设定值：

一次风总量经校正系数(80-120％)校正后作为一次风总量设定值，

一次风总量设定值＝一次风总量*校正系数； 

如图5所示，

首先，计算各个单元设定的一次风量和确定每个单元的实际一次风量：

一次风量控制系统包括一次风控制回路，一次风流量感应器，风量PID控制器，一次风机变频器，一次风机。

一次风由不同的风机分别送到5个焚烧炉排单元下的风室，5个焚烧炉排单元的一次风分别由各自的一次风控制回路控制；按照不同的分配系数分配给5个焚烧炉排单元的一次风控制回路：

Qspx＝Lx*Qsp

其中：Qspx-各个单元设定的一次风量，

Qsp-一次风总量设定值(即校正后的一次风总量)，

Lx-各单元一次风分配系数，其中L1＝10-15％，L2＝30-35％，L3＝30-35％，L5＝10％，L4＝1-L1-L2-L3-L5。

每个单元的实际一次风量通过一次风流量感应器确定；

将一次风控制回路计算出的每个单元设定的一次风量输入到风量PID控制器，将每个单元实际的一次风量输入到风量PID控制器；

通过风量PID控制器调节后，风量PID控制器的输出控制相应的一次风机变频器，然后调节一次风机变频器以调节一次风机的实际风量，以使相应的一次风机的实际风量与设定的一次风置一致。

32)二次风量控制系统：

垃圾完全燃烧的第二阶段或后燃烧阶段需要继续进行氧化并完成氧化过程，该阶段发生在后燃烧区域，该区域也是燃烧规范强调的指标考核区域，包括烟道气停留时间、氧含量及烟道气温度的建立(烟道气在850_iC时的停留时间至少2秒)；二次风量控制系统主要给最后燃烧阶段提供氧气(继续完成氧化)、通过冷却烟气来控制焚烧炉出口温 度、加强空气和烟气的混合，以达到完全燃烧的目的(即CO和未燃烧的碳氢化合物含量低)。

二次风经二次风机加压后，由烟气第一通道的前后墙喷嘴送入焚烧炉膛。二次风主要给最后燃烧阶段提供氧气(继续完成氧化)，并通过冷却烟气来控制焚烧炉出口温度，同时加强空气和烟气的混合，以达到完全燃烧的目的。

二次风量控制是一个主-从控制回路，包括主氧量控制器和从流量控制器，以及二次风机变频器。

如图6所示，氧量控制器以烟气出口氧含量为控制目标(氧含量设定值：5-10％)，通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器调节后输出作为流量控制器的设定值，流量控制器通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器调节后输出控制二次风机变频器，由二次风机变频器控制二次风机的转速及风量，其中，二次风量控制是单回路控制，不需要如一次风量进行风量分配控制。实现垃圾焚烧二次风量控制。

作为一种可实施方式，所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。

4)温度控制系统 

41)一次风温度控制系统：

垃圾的完全燃烧过程分为干燥、气化、燃烧、燃尽、冷却等几个阶段；一次风温度控制系统包括蒸汽-空气加热器，低压蒸汽控制阀，高压蒸汽控制阀。

一次风温度控制系统通过蒸汽-空气加热器，将一次风温度加热至180℃，目的是 加速垃圾的干燥过程，保证高水分、低热值的垃圾很好燃烧。

如图7所示，一次风温度由分程控制回路控制，该分程控制回路按照分程值控制一次风汇总管的温度及高压和低压蒸汽控制阀。

当分程控制回路输出低程值(从0％到分程值)时打开低压蒸汽控制阀，低压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设(接近150℃)温度；

当分程控制回路输出高程值(从分程值到100％)时打开高压蒸汽控制阀，高压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设(接近165℃)温度；

预热后的一次风与来自冷却侧墙的热空气进行混合(该混合气体温度可达到180℃的全部一次风)。

分程控制器的分程值可以调节，同时一次风的总风量也用作该控制回路的前馈值参与控制。

42)炉墙温度控制系统：

为避免焚烧炉炉墙结焦，垃圾焚烧炉上的耐火墙需要用空气进行冷却。

炉墙温度控制系统通过侧墙冷却风对焚烧炉耐火墙进行冷却，确保炉墙不结焦，包括温度控制器(主)和流量控制器(从)，侧墙冷却风机变频器，以及与温度控制器和流量控制器相应的PID控制器。

炉墙温度控制通过侧墙冷却风对焚烧炉耐火墙进行冷却而实现，目的是为了避免焚烧炉炉墙结焦，并最大限度地由一次风回收利用侧墙冷却风的热量以提高能源效率。

炉墙温度控制系统通过一个主-从控制回路控制侧墙热的一面温度保持不变。主-从控制回路包括一个温度控制器(主)和流量控制器(从)，温度控制器的设定值是侧墙热的一面要求保持的温度值，通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器调节后输出作为流量控制器的设定值，流量控制器通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器调节后输出控制侧墙冷却风机变频器，由侧墙冷却风机变频器控制侧墙冷却风机转速及冷却风量，其中，冷却风量控制是单回路控制，不需要如一次风量进行风量分配控制。实现炉墙温度控制。

其中，作为一种可实施方式，所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。)

较佳地，本发明的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统还包括辅助燃烧控制系统和灰渣出渣机控制系统。

辅助燃烧控制系统对辅助燃烧器进行控制，辅助燃烧器的目的是随时满足燃烧烟气必须在850℃以上滞留时间不少于2秒的规定要求，辅助燃烧器也用于焚烧炉的停炉阶段维持850℃烟气温度直到炉排上的垃圾被烧尽。辅助燃烧器是一个独立的系统，本身预编程好二条不同的燃/空比曲线用于燃烧器运行时操作及燃烧器启动/停止期间的操作。

如图8所示，辅助燃烧控制系统以第一烟气通道顶部温度为控制目标，辅助燃烧器的热容量基于该烟气温度进行控制，当温度低于其L(低：850℃)临界值时启动辅助燃烧器而温度处于其H(高：950℃以下)临界值时停止辅助燃烧器；辅助燃烧控制系统通过比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)控制器调节后，控制回路输出一个4-20mA信号用于控制辅助燃烧器的热容量，同时也输出一个开关量信号用于确定辅助燃烧器本身二条预编程好的燃/空比曲线中的一条(“启动模式”或“辅助模式”)，通过辅助燃烧器实现辅助燃烧控制。

其中，作为一种可实施方式，所述PID控制器调节过程为：

U(n)＝Kp*E(n)+Kp*T*∑E(i)/Ti+KP*Td*(E(n)-E(n-1))/T+U0

其中：

U(n)是PID控制器的输出值，即调节控制阀开度；

Kp是PID控制器的P参数值；E(n)是偏差值，即PID控制器的给定值与被调工艺参数之间的差值；

T是PID控制器调节周期时间；

∑E(i)是PID控制器的偏差累积值；

Ti是PID控制器的I参数值；Td是PID控制器的D参数值；

E(n-1)是PID控制器的上一个调节周期的偏差；

U0是PID控制器的初始输出值，一般为0。)

垃圾燃烬后产生的灰渣落入灰渣出渣机，由出渣机将灰渣推送至灰渣储坑，灰渣出渣机控制系统是控制出渣机持续将灰渣推送至灰渣储坑， 灰渣出渣机将垃圾燃尽后产生的灰渣推送至灰渣储坑，灰渣出渣机的运行由出渣机推杆完成，出渣机推杆由液压缸驱动，液压缸由液压系统中的推出电磁阀及回退电磁阀控制，推杆的前进与后退位置由二个限位开关检测。

如图9所示，灰渣出渣机控制方法包括如下步骤：

步骤S51，灰渣出渣机相对低速前行直至抵达前进位置开关抵达后即回退，开始步骤S52；

步骤S52，灰渣出渣机相对快速后退直至抵达后退位置开关，，延迟一段时间，开始下一个控制周期。

步骤S53，当出渣机推杆已驱动而对应的限位开关在规定时间内未触及时，则产生报警信号，如果报警信号是在前进状态出现，推杆将退回。

进一步地，本发明的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，还包括连锁保护系统，用于对焚烧炉设备及工艺生产过程进行连锁保护。

连锁保护系统设置3个级别的连锁保护，包括：紧急燃烧停止级别3、紧急燃烧停止级别2、连锁级别1。

其中，紧急燃烧停止级别3用于顺序控制系统连锁保护及单个设备开、关或启、停连锁。满足以下条件之一时，产生紧急燃烧停止级别3信号。

紧急燃烧停止级别2用于顺序控制系统连锁保护及单个设备开、关或启、停连锁，

连锁级别1用于对单个设备进行开、关或启、停连锁。单个设备的连锁条件由焚烧炉工艺生产过程设定。

较佳地，本发明的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，还包括数据采集系统，用于采集、管理焚烧炉生产过程中的模拟量数值、模拟量报警、各控制系统操作、开关状态、阀门状态、电机状态，并将上述状态显示在控制系统的人机界面上(HMI)。

其包括：

模拟量处理模块：用于采集、管理模拟量工艺参数，包括温度、压力、流量、料位、位移、转速、阀位反馈。系统采集AI(Analog Input-模拟输入)卡的数值后，经过工程量量程转换后得到实际的工艺参数值，实现模拟量信号处理功能。

模拟量报警处理模块：用于采集、管理模拟量工艺参数的报警信息。系统采集到经过工程量处理后的实际工艺参数后，设置不同级别的报警阀值，当工艺参数值达到或超过设置的阀值时，系统产生该级别的报警信号，实现模拟量报警处理功能。

开关处理模块：用于采集、管理开关工艺状态，包括开状态、关状态。控制系统采集DI(Digital Input-数字输入)卡的数值后，经过逻辑转换后得到实际的开、关状态，实现开关信号处理功能。

阀门处理模块：用于采集、管理阀门工艺状态，包括开状态、关状态、开延时及延时报警、关延时及延时报警。系统在发出开阀或关阀指令后，采集阀门开或关位置反馈信号，经过开延时或关延时处理，得到实际的开状态或关状态、开延时报警或关延时报警，实现阀门状态处理功能。

电机处理模块：用于采集、管理电机工艺状态，包括运行状态、停止状态、启动延时及延时报警、停止延时及延时报警。系统在发出启动或停止电机指令后，采集电机启动或停止反馈信号，经过启动或延时处理，得到实际的启动状态或延时状态、启动延时报警或停止延时报警，实现电机状态处理功能。

控制回路操作模块：用于采集、管理模拟量控制系统的操作显示，包括测量值、给定值、输出值、PID调节参数值、自动操作及状态、手动操作及状态、手动输出值。

顺序控制操作模块：用于采集、管理工艺各个功能子组的顺序控制系统的操作显示，包括启动、停止、启动条件、启动步骤、停止条件、停止步骤、连锁条件。

更佳地，本发明的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，还包括数据通讯系统，用于与其他通信系统之间的数据交换，与其他控制系统之间的数据交换。

作为一种可实施方式，该数据通讯系统包括硬件通讯系统，通过配置标准通讯卡，提供开放的工业以态网接口、Modbus接口、Profibus DP接口，需要进行交换的数据存储在控制系统的固定地址区域，其他控制系统可通过上述硬件接口对该地址区域的数据进行访问，实现数据通讯的目的。

以及

数据通讯系统，其以软件OPC Server方式。OPC(OLE for Process Control，用于过 程控制的OLE)是用于过程控制的一个通用标准接口软件，燃烧控制系统提供标准的OPC Server软件通讯接口，并通过该接口与其他控制系统实现数据通讯目的。

下面详细说明在机械炉排焚烧炉燃烧控制系统的控制下，机械炉排焚烧炉的工作过程：

首先，给料炉排在液压缸驱动下运行，液压缸由液压系统中的给料平台电磁阀及速度调节阀控制，控制给料平台电磁阀的开关以及启停给料炉排控制系统，实现给料炉排持续给料的功能，速度调节阀由给料炉排控制系统进行控制；

包括下列步骤：

步骤A11：输出“准予”指令给液压系统、准予液压系统对给料炉排进行控制，开启给料平台电磁阀开始给料；

步骤A12：延迟2分钟，启动模拟量控制系统中的给料炉排控制系统，给料炉排控制系统开始周期性的控制给料炉排持续向焚烧炉内给料。

当同时满足停止条件时，给料炉排顺序控制系统可以正常停止，或出现连锁条件时，给料炉排顺序控制系统将连锁保护停止.

给料炉排顺序控制系统按照以下步骤停止，

步骤A21：停止模拟量控制系统中的给料炉排控制系统；

步骤A22：停止液压系统对给料炉排控制，关闭给料平台电磁阀，给料炉排回到回退位置，停止向焚烧炉给料。

然后，焚烧炉排中的滑动炉瓦与翻转炉瓦运行，滑动炉瓦与翻转炉瓦的运行由液压缸驱动，液压缸由液压系统中的滑动炉瓦电磁阀与翻转炉瓦电磁阀控制，通过控制滑动炉瓦电磁阀的开关来控制滑动炉瓦的前后滑动、通过控制翻转炉瓦电磁阀来控制翻转炉瓦的上下翻转；

焚烧炉排的运行周期及滑、翻次数则由焚烧炉排控制系统来完成。

包括如下步骤：

步骤B11：输出“准予”指令给液压系统、准予液压系统对焚烧炉排进行控制；

步骤B12：启动模拟量控制系统中的焚烧炉排控制系统，焚烧炉排控制系统开始周期性的控制每个焚烧炉排单元的滑动与翻转。

当同时满足停止条件时，焚烧炉排顺序控制系统可以正常停止，或出现连锁条件时， 焚烧炉排顺序控制系统将连锁保护停止。

焚烧炉排顺序控制系统按照以下步骤停止，

步骤B21：停止模拟量控制系统中的焚烧炉排控制系统；

步骤B22：停止液压系统对焚烧炉排控制，关闭滑动炉瓦电磁阀与翻转炉瓦电磁阀，滑动炉瓦与翻转炉瓦回到回退位置。

同时，进行一次风机控制，一次风机的运行由风机变频器控制，通过控制风机变频器的启停来控制风机的启停；一次风机的转速一次风量控制系统来完成。

包括以下步骤：

步骤C11：启动焚烧炉排1单元一次风机；

步骤C12：延迟至焚烧炉排1单元一次风机启动后，启动焚烧炉排2单元一次风机；

步骤C13：延迟至焚烧炉排2单元一次风机启动后，启动焚烧炉排3单元一次风机；

步骤C14：延迟至焚烧炉排3单元一次风机启动后，启动焚烧炉排4单元一次风机；

步骤C15：延迟至焚烧炉排3单元一次风机启动后，启动焚烧炉排5单元一次风机；

步骤C16：延迟至焚烧炉排5单元一次风机启动后，启动侧墙冷却风机；

步骤C17：延迟至侧墙冷却风机启动后，启动模拟量控制系统中的一次风流量控制、一次风温度控制及炉墙温度控制。

当同时满足停止条件时，一次风机顺序控制系统可以正常停止，或出现连锁条件时，一次风机顺序控制系统将连锁保护停止。

一次风机顺序控制系统按照以下步骤停止，

步骤C21：停止所有一次风机，停止侧墙冷却风机；

步骤C22：停止模拟量控制系统中的一次风流量控制、一次风温度控制及炉墙温度控制。

在一次风机控制完成后，进行二次风机控制，二次风机的运行由风机变频器控制，顺序控制通过控制风机变频器的启停来控制风机的启停；

二次风机的转速则由二次风量控制系统来完成。

包括以下步骤：

步骤D11：启动二次风机；

步骤D12：延迟至二次风机启动后，启动模拟量控制系统中的二次风流量控制。

当同时满足停止条件时，二次风机顺序控制系统可以正常停止，或出现连锁条件时， 二次风机顺序控制系统将连锁保护停止。

步骤D21：停止二次风机；

步骤D22：停止模拟量控制系统中的二次风流量控制。

其后，进行灰渣出渣机控制，灰渣出渣机的运行由出渣推杆完成，出渣推杆由液压缸驱动，液压缸由液压系统中的推出电磁阀及回退电磁阀控制，通过控制出渣机推出电磁阀及回退电磁阀来控制出渣机的推出与回退，实现焚烧炉的出渣功能。

包括以下步骤：

步骤E11：开启灰渣出渣机城市供水电磁阀；

步骤E12：延迟至灰渣出渣机无低水位信号，启动灰渣出渣机控制系统；

步骤13：开启漏渣输送机城市供水电磁阀；

步骤14：延迟至漏渣输送机无低水位信号，启动漏渣输送机。

当同时满足停止条件时，灰渣出渣机控制可以正常停止，或出现连锁条件时，灰渣出渣机控制将连锁保护停止。

灰渣出渣机控制按照以下步骤停止：

步骤E21：停止漏渣输送机；

步骤E22：关闭漏渣输送机城市供水电磁阀；

步骤E23：停止灰渣出渣机控制，灰渣出渣机推杆回到回退位置；

步骤E24：关闭灰渣出渣机城市供水电磁阀。

下面以焚烧炉点火启动至燃烧运行正常为例，说明本发明的机械炉排焚烧炉控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：锅炉进水就绪、垃圾给料系统准备就绪；

步骤S2：开始炉膛吹扫，启动一次风机，一次风机控制系统投入运行并切换至手动模式，手动调节一次风机转速，使风量符合启动点火要求；

步骤S3：锅炉点火，启动燃烧器，燃烧器按启动预编程序自动升温；点火时启动焚烧炉排及给料炉排，此时焚烧炉排上的垃圾应尽可能铺得薄一些，以便垃圾更容易干燥着火；

步骤S4：当炉膛温度达到650℃时，启动炉墙冷却风机，炉墙温度控制系统投入运行并切换至手动模式，手动控制冷却风机以最低风量投入运行，保证炉墙不超温即可；

步骤S5：当焚烧炉第一烟道温度达到850℃以上时，一次风量已不能满足要求，且 锅炉烟气出口氧量低于4％时，启动二次风机运行，二次风机控制系统投入运行并切换至手动模式，手动调节二次风机转速以保证氧量大于4％；

步骤S6：就地启动灰渣处理系统；

步骤S7：当锅炉烟气温度符合要求时，启动烟气处理系统；

步骤S8：当焚烧炉温度达到850℃时，给料炉排继续向焚烧炉排上送入垃圾；

步骤S9：主蒸汽流量达到60％额定值后，锅炉给水和汽包加热调节投自动控制；

步骤S10：灰渣出渣机投入自动运行位置，启动灰渣出渣机控制，检查启动条件，确认已正常启动，设定灰渣出渣机控制周期延迟时间为1分钟，灰渣出渣机控制系统自动运行；

步骤S11：仔细观察垃圾的着火情况，当着火良好后，启动焚烧炉排控制系统，检查控制系统启动条件，确认控制系统已正常启动，给料炉排控制系统及焚烧炉排控制系统运行，整定控制系统调节参数初始值P＝8、I＝10、D＝0；然后根据垃圾燃烧情况设定炉排运行速度，焚烧炉排速度一般设定2.0mm/s、给料炉排速度一般设定0.5mm/s(焚烧炉排速度范围1-6mm/s，给料炉排速度范围0.2-2.0mm/s)，设定给料炉排给料行程900mm(范围0-2000mm)，设定焚烧炉排每个运行周期中滑动炉瓦滑动次数1(范围0-1)、翻转炉瓦翻转次数3(范围0-3)，设定每个焚烧炉排单元速度分配系数，单元1系数C1(50％)、单元2系数C2(45％-60％)、单元3系数C3(35％-40％)、单元4系数C4(20％-25％)、单元5系数C5(10％-15％)；

步骤S12：启动二次风机控制系统，检查启动条件，确认二次风机控制系统已正常启动，二次风机控制系统运行，整定控制系统调节参数初始值P＝0.5、I＝1、D＝0、Td-1ag＝10；调节二次风量，控制烟气出口氧量在6-10％左右；

步骤S13：启动一次风机控制系统，检查启动条件，确认一次风机控制系统已正常启动，一次风机控制系统自动运行，整定控制系统调节参数初始值P＝0.5、I＝1、D＝0、Td-lag＝10；用一次风量控制系统的设定值(0-31t/h)控制负荷和燃烧空气，燃烧空气总量按以下公式由控制系统自动计算确定：Q＝K1*SPsteam+Qo，其中：Q-燃烧空气总量，K1-校正系数(该系数因焚烧炉的不同特性而异，需要经过多次试验后确定)，SPsteam-余热锅炉蒸汽产量(控制系统设定值0-31t/h)，Qo-燃烧空气修正值，设定每个单元一次风分配系数，单元1系数L1(10-15％)、单元2系数L2(30％-35％)、单元3系数L3(30％-35％)、单元4系数L4(L4＝1-L1-L2-L3-L5)、单元5系数L5(10％)；

步骤S14：逐渐增加焚烧炉排和给料炉排的速度，随着垃圾量的增加，启动燃烧器 的负荷逐渐减少，炉膛热负荷不变，当锅炉饱和蒸汽至空气预热器压力正常时，启动空气预热功能组，一次风温度控制系统投入自动运行，整定控制系统调节参数初始值P＝0.5、I＝1、D＝0、Td-lag＝10；

步骤S15：随着进炉垃圾量增加，炉膛内垃圾燃烧稳定，炉膛温度稳定并有上升的趋势，此时可以将启动燃烧器负荷逐步调整到最低，直至停止启动燃烧器；

步骤S16：根据燃烧的情况，逐步将蒸汽流量负荷加到额定值31t/h，用一次风量控制系统的设定值(0-31t/h)控制负荷和燃烧空气，燃烧空气总量按以下公式由控制系统自动计算确定：Q＝K1*SPsteam+Qo，其中：Q-燃烧空气总量，K1-校正系数，SPsteam-余热锅炉蒸汽产量(控制系统设定值0-31t/h)，Qo-燃烧空气修正值；

步骤S17：启动辅助燃烧控制系统，控制辅助燃烧器的启动与停止，以保证在垃圾热值较低时，烟气温度在850℃以上停留2s；

步骤S18：燃烧的控制和调整。焚烧炉运行正常后，燃烧烟气在850℃以上滞留时间不少于2秒，保证垃圾在焚烧过程中产生的二恶英等有毒害气体能得到彻底的分解，减少有害气体的产生，从而可以减轻后部的工艺处理负荷和对周围环境的污染。燃烧控制系统可以通过调节焚烧炉排的速度来调节垃圾在炉排上的停留时间；通过控制焚烧炉排的运行周期和给料炉排的给料速度来调节垃圾的厚度；炉膛热负荷是通过一次风量控制系统的蒸发量设定值而定，应尽量保持高负荷；经常检查炉排上垃圾燃烧情况，及时调节给料炉排控制系统参数和焚烧炉排控制系统参数；正常运行时，锅炉烟气出口氧量保持在6-10％。

本发明的机械炉排焚烧炉的燃烧控制系统及控制方法，为实现机械炉排焚烧炉燃烧控制系统的环保、发电量达标要求，本发明采用优化的控制系统和方法，该控制系统和方法燃烧控制效果优于现有技术，既能达到环保、发电要求，又能减少成本开支。

最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，包括给料炉排控制系统，焚烧炉排控制系统，风量控制系统和温度控制系统；

所述给料炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制；

所述焚烧炉排控制系统，用于对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数进行调节控制；

所述风量控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量；所述风量控制系统包括一次风量控制系统和二次风量控制系统；所述一次风量控制系统，包括一次风机变频器，PID控制器；所述PID控制器按照一次风总量设定值，计算输出控制值给各单元一次风机变频器，由一次风机变频器控制一次风机的转速及风量，实现垃圾焚烧一次风量控制；

所述温度控制系统，用于在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度。

2.根据权利要求1所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，所述给料炉排控制系统包括多个与所述机械炉排焚烧炉的给料炉排相应的位置传感器和位置PID控制器，以及给料炉排速度控制阀；

通过所述位置传感器连续测量每个给料炉排的实际位置，将每个给料炉排的实际位置输入到相应的所述位置PID控制器；通过所述位置PID控制器调节后，输出相应控制给所述给料炉排速度控制阀，调节阀位开度以调节实际的给料速度。

3.根据权利要求1所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，所述焚烧炉排控制系统包括滑动炉瓦控制器和翻转炉瓦控制器，所述滑动炉瓦控制器和所述翻转炉瓦控制器控制焚烧炉排的各个相应的滑动炉瓦和翻转炉瓦在每个控制周期内滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数，以确保燃烧垃圾的传输及燃烧垃圾的均匀分布，同时合理分配一次助燃风。

4.根据权利要求1所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，

所述二次风量控制系统，包括氧量控制器、流量控制器和二次风机变频器，以及与所述氧量控制器和流量控制器相对应的PID控制器；

所述氧量控制器以烟气出口氧含量为控制目标，通过所述PID控制器调节后输出作为所述流量控制器的设定值，所述流量控制器通过PID控制器调节后输出控制所述二次风机变频器，由所述二次风机变频器控制所述机械炉排焚烧炉的二次风机的转速及风量。

5.根据权利要求1所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，所述温度控制系统包括一次风温度控制系统和炉墙温度控制系统，其中：

所述一次风温度控制系统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机械炉排焚烧炉的一次风汇总管的温度及高压和低压蒸汽控制阀；

当分程控制回路输出低程值时打开低压蒸汽控制阀，低压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设温度；

当分程控制回路输出高程值时打开高压蒸汽控制阀，高压蒸汽将一次风在管壁式预热器里预热至预设温度；

预热后的一次风与来自冷却侧墙的热空气进行混合；

炉墙温度控制系统通过侧墙冷却风对所述机械炉排焚烧炉的焚烧炉耐火墙进行冷却，其包括温度控制器和流量控制器，侧墙冷却风机变频器，以及与温度控制器和流量控制器相应的PID控制器；

所述温度控制器的设定值是侧墙热的一面要求保持的温度值，通过所述PID控制器调节后输出作为所述流量控制器的设定值，所述流量控制器通过PID控制器调节后，输出控制所述侧墙冷却风机变频器，由所述侧墙冷却风机变频器控制侧墙冷却风机转速及冷却风量。

6.根据权利要求1所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，还包括辅助燃烧控制系统，用于通过PID控制器调节后，对所述机械炉排焚烧炉的辅助燃烧器的温度进行控制。

7.根据权利要求1或6所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，还包括灰渣出渣机控制系统，用于控制将燃烧后的灰渣持续地从所述机械炉排焚烧炉的出渣机推送至所述机械炉排焚烧炉的灰渣储坑。

8.根据权利要求7所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，还包括连锁保护系统，用于对焚烧炉设备及工艺生产过程进行连锁保护。

9.一种机械炉排焚烧炉燃烧控制方法，用于权利要求1-8任一项所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制系统，其特征在于，包括下列步骤：

对机械炉排焚烧炉中的给料炉排的给料行程和给料炉排向前的给料速度，利用PID控制器进行调节控制的步骤；

对机械炉排焚烧炉的焚烧炉排中的翻转炉瓦和滑动炉瓦在每个控制周期内控制滑动炉瓦的滑动次数及翻转炉瓦的翻转次数进行调节控制的步骤；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风机和二次风机的转速和风量的步骤；其中，一次风量的控制方法具体包括如下步骤：

步骤S311，按照分配的一次风总量设定值，通过比例－积分－微分(Proportional-Integral-Derivative，PID)调节；

步骤S312，PID控制器输出控制值给各单元一次风机变频器，由变频器控制一次风机转速及风量，实现垃圾焚烧一次风量控制；

在整个燃烧过程中，利用PID控制器调节控制一次风和炉墙温度的步骤。

10.根据权利要求9所述的机械炉排焚烧炉燃烧控制方法，其特征在于，所述给料炉排的控制方法包括如下步骤：

步骤S11，机械炉排焚烧炉的给料炉排向前运动至一固定位置；

步骤S12，当所述给料炉排达到所述位置时，所述给料炉排持续向前运动，位置传感器测定所述给料炉排的实际位置，并将位置数据传输给位置PID控制器；

步骤S13，将所述给料炉排的设定位置输入到所述位置PID控制器；

步骤S14，通过所述实际位置和设定位置，利用位置PID控制器调节后，输出相应控制给给料速度控制阀，调节阀位开度以调节实际的给料速度。