CN106032901A - 垃圾焚烧炉自动化控制方法和垃圾焚烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焚烧炉，公开了一种垃圾焚烧炉自动化控制方法和应用该方法的垃圾焚烧炉。在本发明所设计的垃圾焚烧炉自动化控制方法包含：压块、碎片化、一次给料、预送风、点燃、续燃、二次给料、循环二次给料、燃尽、停机等一系列步骤，通过对垃圾焚烧炉自动化工艺流程的合理设置，实现了垃圾焚烧炉的高度自动化控制。

Description

垃圾焚烧炉自动化控制方法和垃圾焚烧炉

技术领域

本发明涉及一种焚烧炉，特别涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法和应用该方法的垃圾焚烧炉。

背景技术

垃圾焚烧法已成为目前城市垃圾处理的主要方法之一，是实现垃圾减量化、无害化和资源化处理的重要途径。

当前，由于我国垃圾分类的现状较为严峻，到达焚烧厂的垃圾成分复杂，即便经过分拣，其热值也并不均一，导致垃圾焚烧炉的焚烧工况十分不稳定。针对现状，通常采用两种做法：

其一是采用人工操作，针对每台焚烧炉分配专职操作人员。焚烧炉的运行通过手动操作控制，其运行稳定程度全凭操作人员的个人经验；其二是采用自动燃烧控制系统，以期实现在垃圾热值变化时能够自动调节焚烧炉的运行状态。

本发明的发明人发现，上述的现有技术具有下述缺点：

1、采用人工操作时，对操作人员的个人经验过于依赖，不利于产业化推广。

2、采用自动燃烧控制系统时，目前缺乏一种全面的、能够统筹控制垃圾焚烧炉各个参数的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧炉自动化控制方法和应用该方法的垃圾焚烧炉，从而实现垃圾焚烧炉的自动化控制。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种垃圾焚烧炉自动化控制方法，包含如下步骤：

(1)压块：将待焚烧的垃圾压成方块状，通过传送装置传送至下一道工序；

(2)碎片化：将方块状垃圾碎片化，成为小块状的垃圾，通过传送装置传送至下一道工序；

(3)一次给料：根据焚烧炉的设计参数预设出所述焚烧炉一次焚烧能够放入的焚烧料的总重量G₁，通过传送装置将总重量为G₂的所述小块垃圾倒入焚烧炉炉膛中，其中G₂≤G₁；

(4)预送风：在炉膛内通入富氧气体，使炉膛内气氛变为富氧状态；

(5)点燃：通过燃烧器喷入高热值燃料，在一次风的作用下点燃处于所述富氧状态的所述小块状垃圾；

(6)续燃：通过预设于所述炉膛的烟气出口处的氧含量探测仪测量排出烟气的氧含量X，在氧含量低于预设值U后开启二次风，使炉膛进入续燃状态；

(7)二次给料：利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测火焰状态，在判断到火焰逐渐减小，同时所述排出烟气的氧含量X高于预设值V时，往炉内投入重量为G₃的垃圾，所述G₃≤G₁，每两次投放垃圾之间设置有时间间隔t；

(8)循环所述二次给料的步骤，直至所有垃圾投入完毕，此时传送装置上测出的重量为0；

(9)燃尽：当火焰燃烧状态实时监测传感器监测到的火焰接近熄火状态时，系统判定焚烧的垃圾基本燃烧完毕，则进一步向炉内通入富氧气体，从而将垃圾燃尽；

(10)停机：垃圾燃尽后，往炉内通入过量的空气，然后停机。

相对于现有技术而言，本发明提供了一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。通过本方法可以对垃圾焚烧炉的整个焚烧工艺过程进行全面的、统筹兼顾的控制。

接下来将对上述方法的每个步骤的意义，以及据此扩展出的更为优选的方案进行介绍：

(1)压块：在压块步骤中，将垃圾压成方块可以挤压出垃圾中所含的水分，从而降低维持垃圾燃烧所需的热值，同时还可以便于后续处理。垃圾不宜压得过于紧实，以免影响后续的切割工艺，同时，过高的压力也将导致建立压块设备的高成本，因此，优选的，通常建议将压力控制在28Mpa范围以内为宜。

(2)碎片化：将垃圾碎片化可以提高其与氧气的接触面积，使得燃烧变得更加充分。更为重要的是，在本发明中，由于需要较为精确地控制每次投入垃圾的量，因此，将垃圾经过碎片化之后可以提高对垃圾投入量的控制精准度。

(3)一次给料：在一次给料的过程中，明显的，第一次焚烧放入炉膛中的垃圾不宜超过炉膛的设计承载重量G₁。，因此G₂≤G₁。但是，在本发明中，优选的G₂重量范围可以为：当G₂处于该范围内时，由于给予氧气的空间更多，点火将更容易成功，而且可以有效防止二次给料时给料过量，超出炉膛承受能力而造成突发性熄火。

(4)预送风：虽然，在预送风阶段采取富氧燃烧并非新技术，但是应用在本发明中具有独特的意义。这是因为，对于普通的焚烧炉而言，由于具有人工干预，在炉膛火焰熄灭，或者点火不成功等情况时，可以及时采用行动进行干预或纠正。而对于自动控制的焚烧炉而言，为了保证在特殊情况下的点火及持续燃烧的成功，而使炉膛在需要时进入富氧状态，是很有必要的。而由于富氧气体的成本比空气要高许多，因此在本发明中，在预送风阶段通入富氧气体后，一旦经过点火，后续的燃烧依然采用空气作为主要的供氧手段。优选地，富氧气体的氧含量H越高越好，最好的取值范围为H≥80％。

(5)点燃：在本步骤中，小块垃圾将在富氧状态下迅速而猛烈地燃烧起来，大量消耗炉膛内的氧气。

(6)续燃：由于炉膛内氧气被剧烈消耗，因此预设于烟气出口处的氧量探测仪也将迅速得到反映。就此，可以通过预设于炉膛的烟气出口处的氧含量探测仪来测量排出烟气的氧含量X，在氧含量低于预设值U后开启二次风，使炉膛进入续燃状态。之所以利用所测量的排出烟气的氧含量来判断通入二次风的时机，是因为：如果一经点燃就立刻通入二次风，则富氧气体与垃圾完全反应之前就可能被二次风吹走，达不到富氧气体的助燃效果。而如果设定一定的时间后通入二次风的话，由于不同的垃圾燃烧速率不同，很难有针对性地进行时间上的匹配。

由于检测排出烟气的氧含量也具有一定的滞后性，如果等到排出的烟气不含氧之后再通入二次风，则炉膛内很可能已经处于欠氧状态，甚至炉火可能已经熄灭。因此，作为优选，在富氧气体的氧含量H≥80％时，排出烟气的氧含量的预设值范围为U≤60％。

进一步地，富氧气体的氧含量H与排出烟气氧含量的预设值U之间可以近似地用如下公式计算：U＝0.7H²+0.92H，式中，H≥21％。该公式为经验公式，利用非线性算法相对于线性算法而言，通入二次风的时机能够把握得更加精准。

另外，通常，由于烟气存在不均匀的问题，因此氧含量探测仪的数量可能为多个。因此，设氧含量的探测仪有C个时；可以取这些氧含量探测仪所测出的平均值，也就是：

在续燃及之后的焚烧过程中，二次风的风量Q可以根据排出烟气的氧含量X实时调整，其调整公式为：△Q＝A(B-X)，式中，△Q为需调整的风量，B为预设的炉体处于完全燃烧状态时，排出烟气的氧含量值，根据炉体结构决定，通常为3.5％左右，A为正调整参数，根据炉体和二次进风设备决定。如此一来，处理器可以动态化地根据燃烧的实时情况来控制炉内气氛，在保障完全燃烧的前提下也防止了炉内发生过氧或欠氧。

(7)二次给料：利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测火焰状态，在判断到火焰逐渐减小，同时排出烟气的氧含量X高于预设值V时，往炉内投入重量为G₃的垃圾。显然，放入炉膛中的垃圾依然不宜超过炉膛的设计承载重量G₁，因此G₃≤G₁。

作为优选，G3的范围在G₂为宜。这个重量范围可以同时既保障垃圾的数量，又保障炉内足够的通风空间。

在每两次投放垃圾之间设置有时间间隔t。这是由于，每次新加入垃圾时，火焰因垃圾的埋盖将导致暂时性的减小，然后再次增大。此时，若按照二次给料的初始触发要求，极有可能会出现连续性地倾倒过量的垃圾进入炉膛而导致熄火的现象。二次给料的时间间隔优选t≥2分钟，这是因为，通常，在倒入新的垃圾2分钟之后，火焰就可以回复至正常状态。但是，在遇到某些较难点燃的垃圾时，也可以适当地延长时间间隔t。

同样的，之所以要求同时达到两个条件，即利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰逐渐减小，同时排出烟气的氧含量X高于预设值V时，才触发加料，是因为火焰在燃烧的过程中可能受不同垃圾的影响而不够稳定。此时，如果贸然触发二次给料，可能会导致垃圾过量。虽然可以通过设定传感器监测到的火焰减小程度来作精确控制，但是如果火焰变得过小，此时，再采取进料操作，将可能导致熄火。因此，本发明的实施方式要求排出烟气的氧含量X高于预设值V时，也就是火焰的确因燃烧物减少而导致氧含量X升高时，才触发二次给料。作为优选，预设值V≥7％时触发二次给料，效果较好。

在续燃阶段时，氧含量值X取氧含量探测仪所测出的平均值，也就是：这是没有问题的。但是，在持续焚烧的过程中，若氧含量值依然取平均数，则这个取值结果是不够精确的。这是因为，在多种垃圾持续混合燃烧的过程中，由于燃烧情形复杂，烟气的成分的不均匀程度被进一步扩大了。此时，若某个氧含量探测仪测到的值异常地高或异常地低，则该平均值可能也会受到较大影响。因此，可以对探测结果作如下判断：

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2\≤C*E^2$

时(式中，E为判断参数)，说明各个氧含量探测仪的取值相近，此时式中，i和j表示各个氧含量探测仪的编号，X_i和X_j则分别表示第i点和第j点探测出的氧含量；

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2>C*E^2$

时，去除所探测到的X的最大值X_MAX和最小值X_MIN，利用剩下的值重新判断，当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2\≤(C-2)*E^2$

时， $X=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2};$

当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2>(C-2)*E^2$

时，此时，说明烟气在至少3个探测点测量出的氧含量数值都与平均数值之间具有较大差异，则说明炉内燃烧的情形十分异常，可以开启报警装置。通常建议E≤10％，E的取值范围在2％≤E≤8％内时，判断更为准确。显然，X直接取值为也是可以的，并不影响本发明功能的基本实现。在续燃阶段中同样也可以使用这一判断方法。

(8)循环上述的二次给料的步骤，直至所有垃圾投入完毕，此时传送装置上测出的重量为0。

(9)燃尽：在即将结束燃烧时通入富氧气体，可以使得燃烧更加充分，燃烧余烬更少。

(10)停机：通入过量空气可以平衡炉体内外气体结构，减少打开炉膛时的残留烟气污染。

另外，在续燃之后，燃尽之前的焚烧过程中，若火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰逐渐减小，二次风的风量Q已经达到最大，且排出烟气的氧含量X低于预设值W时，说明二次风的风量不足以支持炉内的燃烧状态，此时，作为优选，可以往炉内通入富氧气体。进一步地，W的取值可以以V为基准，也可以另外设置。当以V为基准时，显然，W≤V。

而如果火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰非正常熄灭时，作为优选，则可以开启一次风，再次通过燃烧器喷入高热值燃料，从而再次执行点燃操作。此时的一次风也可用富氧气体代替。

另外，本发明的实施方式还提供了一种应用上述的垃圾焚烧炉自动化控制方法的垃圾焚烧炉，包含：压块室、碎片化室、炉膛、传送装置、中央处理器；传送装置连接压块室、切片室和炉膛，在传送装置靠近炉膛的端部设有用于称量待焚烧垃圾重量的称量装置。其中，炉膛包含一次进风口和二次进风口，一次进风口和二次进风口连接助燃气体供给装置。炉膛的烟气出口处设有氧含量探测仪，炉膛内设有火焰燃烧状态实时监测传感器。其中，传送装置、称量装置、氧含量探测仪、火焰燃烧状态实时监测传感器和助燃气体供给装置都与所述中央处理器电连接，由中央处理器统筹安排各个装置的运行。

作为优选，助燃气体供给装置可以是空气进气装置或者富氧气体供给装置。

作为优选，压块室的可施加压力最大不超过28Mpa。

作为优选，碎片化室可以为切片室或粉碎室，当碎片化室为切片室时，传送装置设有旋转机构，从而使得垃圾可以在三维方向上被切成小块。

作为优选，氧含量探测仪为多个，从而可以使得探测结果更为精准。

附图说明

图1是本发明中垃圾焚烧炉自动化控制方法的工艺流程图；

图2是本发明中垃圾焚烧炉的各部分结构和连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1，本发明的第一实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法，包含如下步骤：

(1)压块：将待焚烧的垃圾压成方块状，通过传送装置传送至下一道工序。将垃圾压成方块可以挤压出垃圾中所含的水分，从而降低维持垃圾燃烧所需的热值，同时还可以便于后续处理。垃圾不宜压得过于紧实，以免影响后续的切割工艺，同时，过高的压力也将导致建立压块设备的高成本。

在本实施方式中，压力范围在28Mpa范围以内。当然，压力超出该范围也能够基本实现本发明的技术方案。

(2)碎片化：将方块状垃圾碎片化，通过传送装置传送至下一道工序。

将垃圾碎片化可以提高其与氧气的接触面积，使得燃烧变得更加充分。更为重要的是，在本实施方式中，由于需要较为精确地控制每次投入垃圾的量，因此，将垃圾经过碎片化之后可以提高对垃圾投入量的控制精准度。

碎片化的具体方法可以为切割、粉碎等。通常而言，即将进入焚烧炉的垃圾都已经经过了前置处理，特别是分类处理的工作，已经不含有高硬度、高致密性且难以燃烧的金属、陶瓷、玻璃等物质。因此，其碎片化难度并不大。

在本实施方式中，选用的是大型垃圾粉碎装置来进行粉碎，当然，也可以采用切割方式，例如采用外圆锯切割，或者较粗的金刚线进行切割。当选用切割方式时，在传送装置中可以包含旋转装置，从而使得大块状的垃圾经过旋转后，可以在长、宽、高三个方向都得到切割，成为小块状的垃圾。

(3)一次给料：根据焚烧炉的设计参数预设出所述焚烧炉一次焚烧能够放入的焚烧料的总重量G₁，通过传送装置将总重量为G₂的所述小块垃圾倒入焚烧炉炉膛中。显然，一次焚烧放入炉膛中的垃圾不宜超过炉膛的设计承载重量G₁，因此在本实施方式中，G₂≤G₁。

(4)预送风：在炉膛内通入富氧气体，使炉膛内气氛变为富氧状态。虽然富氧燃烧并非新技术，但是应用在本发明中具有独特的意义。这是因为，对于普通的焚烧炉而言，由于具有人工干预，在炉膛火焰熄灭，或者点火不成功等情况时，可以及时采用行动进行干预或纠正。而对于自动控制的焚烧炉而言，为了保证在特殊情况下的点火及持续燃烧的成功，而使炉膛在需要时进入富氧状态，是很有必要的。而由于富氧气体的成本比空气要高许多，因此在本发明中，在预送风阶段通入富氧气体后，一旦经过点火，后续的燃烧依然采用空气作为主要的供氧手段。优选地，富氧气体的氧含量H越高越好，在本实施方式中，氧含量H的取值范围为H≥80％。

(5)点燃：通过燃烧器喷入高热值燃料，在一次风的作用下点燃处于富氧状态的小块状垃圾。小块垃圾将迅速而猛烈地燃烧起来，大量消耗炉膛内的氧气。

(6)续燃：由于炉膛内氧气被剧烈消耗，因此预设于烟气出口处的氧量探测仪也将迅速得到反映。就此，可以通过预设于炉膛的烟气出口处的氧含量探测仪来测量排出烟气的氧含量X，在氧含量低于预设值U后开启二次风，使炉膛进入续燃状态。

之所以利用所测量的排出烟气的氧含量来判断通入二次风的时机，是因为：如果一经点燃就立刻通入二次风，则富氧气体与垃圾完全反应之前就可能被二次风吹走，达不到富氧气体的助燃效果。而如果设定一定的时间后通入二次风的话，由于不同的垃圾燃烧速率不同，很难有针对性地进行时间上的匹配。

由于检测排出烟气的氧含量也具有一定的滞后性，如果等到排出的烟气不含氧之后再通入二次风，则炉膛内很可能已经处于欠氧状态，甚至炉火可能已经熄灭。在本实施方式中，由于富氧气体的氧含量H≥80％，因此排出烟气的氧含量的预设值范围为U≤60％。

另外，通常，由于烟气存在不均匀的问题，因此在本实施方式中，氧含量探测仪的数量为C个；探测出的氧含量为

在续燃及之后的焚烧过程中，二次风的风量Q可以根据排出烟气的氧含量X实时调整，其调整公式为：△Q＝A(B-X)，式中，B为预设的炉体处于完全燃烧状态时，排出烟气的氧含量值，根据炉体结构决定，通常为3.5％左右，A为正调整参数，根据炉体和二次进风设备决定。如此一来，处理器可以动态化地根据燃烧的实时情况来控制炉内气氛，在保障完全燃烧的前提下也防止了炉内发生过氧或欠氧。

(7)二次给料：利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测火焰状态，在判断到火焰逐渐减小，同时排出烟气的氧含量X高于预设值V时，往炉内投入重量为G₃的垃圾。显然，放入炉膛中的垃圾依然不宜超过炉膛的设计承载重量G₁，因此在本实施方式中，G₃≤G₁。

在每两次投放垃圾之间设置时间间隔t，是由于，每次新加入垃圾时，火焰因垃圾的埋盖将导致暂时性的减小，然后再次增大。此时，若按照二次给料的初始触发要求，极有可能会出现连续性地倾倒过量的垃圾进入炉膛而导致熄火的现象。在本实施方式中，二次给料的时间间隔t≥2分钟，这是因为，通常，在倒入新的垃圾2分钟之后，火焰就可以回复至正常状态。但是，在遇到某些较难点燃的垃圾时，也可以适当地延长时间间隔t。

同样的，之所以要求同时达到两个条件，即利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰逐渐减小，同时排出烟气的氧含量X高于预设值V时，才触发加料，是因为火焰在燃烧的过程中可能受不同垃圾的影响而不够稳定。此时，如果贸然触发二次给料，可能会导致垃圾过量。虽然可以通过设定传感器监测到的火焰减小程度来作精确控制，但是如果火焰变得过小，此时，再采取进料操作，将可能导致熄火。因此，本发明的实施方式要求排出烟气的氧含量X高于预设值V时，也就是火焰的确因燃烧物减少而导致氧含量X升高时，才触发二次给料。

(8)循环上述的二次给料的步骤，直至所有垃圾投入完毕，此时传送装置上测出的重量为0。

(9)燃尽：当火焰燃烧状态实时监测传感器监测到的火焰接近熄火状态时，系统判定焚烧的垃圾基本燃烧完毕，则进一步向炉内通入富氧气体，从而将垃圾燃尽。在即将结束燃烧时通入富氧气体，可以使得燃烧更加充分，燃烧余烬更少。

(10)停机：垃圾燃尽后，往炉内通入过量的空气，然后停机。通入过量空气可以平衡炉体内外气体结构，减少打开炉膛时的残留烟气污染。

本发明的第二实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明的第二实施方式中，G₂的重量范围为：当G₂处于该范围内时，由于给予氧气的空间更多，点火将更容易成功，而且可以有效防止二次给料时给料过量，超出炉膛承受能力而造成突发性熄火。

本发明的第三实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第三实施方式是第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第三实施方式中，G3的范围在这个重量范围可以同时既保障垃圾的数量，又保障炉内足够的通风空间。

本发明的第四实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第四实施方式是第三实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，富氧气体的氧含量H不限于大于80％的情况，而排出烟气氧含量的预设值U之间近似地用如下公式计算：U＝0.7H²+0.92H，式中，H≥21％。该公式为经验公式，利用非线性算法相对于线性算法而言，通入二次风的时机能够把握得更加精准。

本发明的第五实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第五实施方式是第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第五实施方式中，预设值V≥7％。由于排出烟气的氧含量X会根据燃烧情况而波动，如果将预设值V设定得过小，可能会导致系统产生误判。因此将预设值V设定为V≥7％时触发二次给料，效果较好。

本发明的第六实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第六实施方式是第五实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第六实施方式中，在续燃之后，燃尽之前的焚烧过程中，对C个氧含量探测仪的探测结果作如下判断：

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2\≤C*E^2$

时(式中，E为判断参数)，说明各个氧含量探测仪的取值相近，此时式中，i和j表示各个氧含量探测仪的编号，X_i和X_j则分别表示第i点和第j点探测出的氧含量；

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2>C*E^2$

时，去除所探测到的X的最大值X_MAX和最小值X_MIN，利用剩下的值计算，当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2\≤(C-2)*E^2$

时， $X=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2};$

当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2>(C-2)*E^2$

时，此时，说明烟气在至少3个探测点测量出的氧含量数值都与平均数值之间具有较大差异，则说明炉内燃烧的情形十分异常，可以开启报警装置。在本实施方式中，E≤10％。进一步地，E的取值范围在2％≤E≤8％内时，判断更为准确。

值得指出的是，之所以采用上述的判断方法，是因为：在续燃阶段时，氧含量值X取氧含量探测仪所测出的平均值，也就是：这是没有问题的。但是，在之后持续焚烧的过程中，若氧含量值依然取平均数，则这个取值结果是不够精确的。这是因为，在多种垃圾持续混合燃烧的过程中，由于燃烧情形复杂，烟气的成分的不均匀程度被进一步扩大了。此时，若某个氧含量探测仪测到的值异常地高或异常地低，则该平均值可能也会受到较大影响。

显然，在续燃阶段中同样也可以使用这一判断方法。

本发明的第七实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第七实施方式是第六实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第七实施方式中，增加了如下判断：在续燃之后，燃尽之前的焚烧过程中，若火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰逐渐减小，二次风的风量Q已经达到最大，且排出烟气的氧含量X低于预设值W时，说明二次风的风量不足以支持炉内的燃烧状态，此时，往炉内通入富氧气体。具体地说来，X的取值可以以V为基准，也可以另外设置。当以V为基准时，W≤V。

本发明的第八实施方式涉及一种垃圾焚烧炉自动化控制方法。第八实施方式是第七实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第八实施方式中，增加了如下判断：如果火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰非正常熄灭时，则开启一次风，再次通过燃烧器喷入高热值燃料，从而再次执行点燃操作。此时的一次风也可用富氧气体代替。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的第九实施方式还提供了一种应用上述的垃圾焚烧炉自动化控制方法的垃圾焚烧炉，包含：压块室1、碎片化室2、炉膛3、传送装置4、中央处理器5；传送装置4连接压块室1、碎片化室2和炉膛3，在传送装置4靠近炉膛3的端部设有用于称量待焚烧垃圾重量的称量装置6。其中，炉膛包含一次进风口7和二次进风口8，一次进风口7和二次进风口8连接助燃气体供给装置9。炉膛的烟气出口处设有氧含量探测仪10，炉膛内设有火焰燃烧状态实时监测传感器11。其中，传送装置4、称量装置6、氧含量探测仪10、火焰燃烧状态实时监测传感器11、助燃气体供给装置9都与所述中央处理器5电连接，由中央处理器统筹安排各个装置的运行。

在本实施方式中，压块室1的可施加压力最好不超过28Mpa。另外，该碎片化室2可以为切片室或粉碎室，当碎片化室为切片室时，传送装置设有旋转机构，从而使得垃圾可以在三维方向上被切成小块。

在本实施方式中，助燃气体供给装置9可以是空气进气装置，也可以是富氧气体供给装置。

本发明的第十实施方式涉及一种垃圾焚烧炉，第十实施方式是第九实施方式的进一步改进，主要改进之处在于：氧含量探测仪10为多个，从而使得探测结果更为精准。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)压块：将待焚烧的垃圾压成方块状，通过传送装置传送至下一道工序；

(2)碎片化：将方块状垃圾碎片化，成为小块状的垃圾，通过传送装置传送至下一道工序；

(3)一次给料：根据焚烧炉的设计参数预设出所述焚烧炉一次焚烧能够放入的焚烧料的总重量G₁，通过传送装置将总重量为G₂的所述小块垃圾倒入焚烧炉炉膛中，其中G₂≤G₁；

(4)预送风：在炉膛内通入富氧气体，使炉膛内气氛变为富氧状态；

(5)点燃：通过燃烧器喷入高热值燃料，在一次风的作用下点燃处于所述富氧状态的所述小块状垃圾；

(6)续燃：通过预设于所述炉膛的烟气出口处的氧含量探测仪测量排出烟气的氧含量X，在氧含量低于预设值U后开启二次风，使炉膛进入续燃状态；

(7)二次给料：利用火焰燃烧状态实时监测传感器监测火焰状态，在判断到火焰逐渐减小，同时所述排出烟气的氧含量X高于预设值V时，往炉内投入重量为G₃的垃圾，所述G₃≤G₁，每两次投放垃圾之间设置有时间间隔t；

(8)循环所述二次给料的步骤，直至所有垃圾投入完毕，此时传送装置上测出的重量为0；

(9)燃尽：当火焰燃烧状态实时监测传感器监测到的火焰接近熄火状态时，系统判定焚烧的垃圾基本燃烧完毕，则进一步向炉内通入富氧气体，从而将垃圾燃尽；

(10)停机：垃圾燃尽后，往炉内通入过量的空气，然后停机。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述 $\frac{1}{2}{G}_1\≤G_2\≤\frac{3}{4}{G}_1,$ 所述 $\frac{1}{3}{G}_2\≤G_3\≤\frac{1}{2}{G}_2.$

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述氧含量探测仪的数量为C个，所述C为自然数；

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2\≤C*E^2$

时，式中，i和j表示各个氧含量探测仪的编号，X_i和X_j则分别表示第i点和第j点探测出的氧含量；

当

$\underset{j=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^C{X}_i}{C}-X_j)}^2>C*E^2$

时，去除所探测到的X的最大值X_MAX和最小值X_MIN，利用剩下的值重新判断，当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2\≤\begin{array}{}\end{array}(C-2)*E^2$

时， $X=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2};$

当

$\underset{j=1}{\overset{C-2}{\mathrm{\Σ}}}{(\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C-2}{X}_i}{C-2}-X_j)}^2>(C-2)*E^2$

时，开启报警；式中，E为预设的判断参数，E≤10％。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述一次风的成分也包含富氧气体，所述富氧气体的氧含量H≥80％，所述排出烟气的氧含量的预设值U≤60％。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述排出烟气的氧含量的预设值V≥7％。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述二次给料的时间间隔t≥2分钟。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：所述二次风的风量Q根据排出烟气的氧含量X实时调整，其调整公式为：△Q＝A(B-X)，式中，△Q为需调整的风量，B为预设的炉体处于完全燃烧状态时，排出烟气的氧含量值，根据炉体结构决定，A为正调整参数，根据炉体和二次进风设备决定。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：在焚烧的过程中，若所述火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰逐渐减小，二次风的风量Q已经达到最大，且排出烟气的氧含量X≤W时，往炉内通入富氧气体，式中，W为排出烟气氧含量的预设值，W≤V。

9.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于：在焚烧的过程中，若所述火焰燃烧状态实时监测传感器监测到火焰非正常熄灭，则再次执行所述点燃操作。

10.一种垃圾焚烧炉，应用权利要求1至9中任意一项所述的垃圾焚烧炉自动化控制方法，其特征在于，包含：压块室、碎片化室、炉膛、传送装置、中央处理器；所述传送装置连接所述压块室、所述碎片化室和所述炉膛，在所述传送装置靠近所述炉膛的端部设有用于称量待焚烧垃圾重量的称量装置；

所述炉膛包含一次进风口和二次进风口，所述一次进风口和所述二次进风口连接助燃气体供给装置；

所述炉膛的烟气出口处设有氧含量探测仪，所述炉膛内设有火焰燃烧状态实时监测传感器；

所述传送装置、所述称量装置、所述氧含量探测仪、所述火焰燃烧状态实时监测传感器、进风设备、所述助燃气体供给装置与所述中央处理器电连接。