CN106247348B - 一种用于焚烧炉给料的自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，对焚烧炉的进料推杆进行往复自动控制，控制进料的多少。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧技术领域，尤其是涉及一种用于水泥窑协同处置生活垃圾焚烧炉进料的自动控制方法。
背景技术
随着城市化进程的推进，大量人口进入城市生活，生活垃圾的产生也与日俱增。传统填埋处理不但要占用大量耕地，同时还容易污染水源和空气。如何实现垃圾的无害化、资源化处理是我国当前面临的一项紧迫任务。水泥生产是一种高耗能、高污染的过程，目前我国水泥产量稳居世界第一，产能约占全球的40%。大大小小的水泥厂遍布全国各地，资源消耗量巨大。
利用水泥窑协同处理城市垃圾技术将垃圾变成水泥原料，综合利用水泥窑高温、碱性环境、停留时间长的技术特点，集成应用多功能齿辊式垃圾破碎机、垃圾焚烧炉等关键装备，为实现生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”处置提供了一条重要的技术途径。
由于生活垃圾成分复杂，焚烧热源来自水泥窑余热和垃圾燃烧，热源不稳定，易堵料，水泥生产工艺波动和意外停机会影响垃圾焚烧，甚至造成垃圾炉外燃烧、引起火灾等意外事故。如何保证垃圾焚烧炉安全、稳定、连续给料是利用水泥窑协同处理城市垃圾的一项关键技术。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，对焚烧炉的进料推杆进行往复自动控制，控制进料的多少。
为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，包括进料推杆控制系统和进料闸阀控制系统，当进料闸阀控制系统控制进料闸阀打开，进料推杆控制系统控制进料推杆往复推料，根据焚烧炉进料口来料的多少和焚烧炉的温度压力情况调节进料推杆的往复运行时间间隔，设进料推杆动作的时间间隔t，进料皮带运行速度V，焚烧炉温度为T，压力为P，k1,K2为比例系数，推杆运动间隔时间可以用公式（1）表示：
（1）。
本发明所述的进料闸阀为双重闸板，由电机驱动的电动闸板和压缩空气驱动的气动闸板组成，电动闸阀的电机与水泥窑窑尾风机联锁，只有当水泥窑窑尾风机运行的时候，进料闸阀打开，水泥窑窑尾风机运行信号丢失联锁关闭电机闸阀，并且启动闸板必须在有电并且有驱动信号的时候才能打开，当系统意外停电或驱动指令丢失时，气动闸板自动关闭。
本发明所述的水泥窑窑尾风机还联锁有放散阀电机，放散阀在工作过程中一直处于关闭状态，当水泥窑窑尾风机运行信号丢失，立即打开放散阀泄压。
本发明有益效果是：
解决了垃圾焚烧炉进料堆积和炉外燃烧问题，保证垃圾能在焚烧炉内连续、稳定燃烧。
提高了系统安全性，保证设备运行时处于安全状态，防止意外情况发生对设备及人身造成伤害。
降低了系统风险，提前预设了设备失控时的状态，当意外不可避免的发生时，将损失降低到可控的范围之内。
附图说明
图1为本发明推杆装置示意图。
图2为本发明进料闸板阀结构示意图。
图3为本发明的控制系统构成图。
图4为本发明焚烧炉进料部设备流程简图。
图示标记：1、焚烧炉；2、进料推杆；201、移动方向；202、竖炉壳体；203、推头轨道；204、推杆；205、液压缸；206、推头；3、进料闸阀；4、进料皮带；5、进料皮带灭火系统；6、放散阀；7、窑尾风机；8、多边导流仓；9、气动插板阀；10、电动插板阀。
具体实施方式
一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，包括进料推杆控制系统和进料闸阀控制系统，当进料闸阀控制系统控制进料闸阀打开，进料推杆控制系统控制进料推杆往复推料，根据焚烧炉进料口来料的多少和焚烧炉的温度压力情况调节进料推杆的往复运行时间间隔，设进料推杆动作的时间间隔t，进料皮带运行速度V，焚烧炉温度为T，压力为P，k1,K2为比例系数，推杆运动间隔时间可以用公式（1）表示：
（1）
结合图1，进料推杆由推杆、液压缸、推头、推头导轨组成，工作时液压缸驱动推杆连接推头在固定轨道上循环往复运动，目的是将上方来料推入焚烧炉，防止来料在进料口堆积。推杆的状态信号，备妥、运行、故障、限位信号接入到PLC数字量输入模块（进料推杆控制系统），推杆的控制指令信号通过PLC数字量输出模块发出。
如图2所示，进料闸阀采用电动、气动双重闸板的结构和控制方案，即同一个阀有两个闸板，一个由电机驱动，一个由压缩空气驱动。闸阀备妥、开关运行、开关限位信号接到PLC（进料闸阀控制系统）输入，开关指令由PLC给出。其特点是电动闸阀与水泥窑窑尾风机联锁，只有当水泥窑窑尾风机运行的时候，才可以打开进料闸阀，水泥窑窑尾风机运行信号丢失联锁关闭闸阀。并且启动进料闸板必须在有电并且有驱动信号的时候才能打开，当系统意外停电或驱动指令丢失时，气动闸板自动关闭。
放散阀是为了防止焚烧炉工作过程中出现窑尾风机意外停机，管道内产生正压且无处释放，造成设备和人身伤害。放散阀在工作过程中一直处于关闭状态，控制也与窑尾风机联锁，自动状态时，窑尾风机运行信号丢失，立即打开放散阀泄压。并且放散阀也设置有弹簧储能装置，保证停电时放散阀打开。
进料皮带的状态信号，备妥、运行、故障引入PLC输入，驱动由PLC输出给出，控制与进料闸阀联锁，自动状态下闸阀停止联锁停止皮带。
为进一步提高运行安全性，进料部分还设计了进料皮带灭火系统，灭火系统主要由温度和烟雾检测系统和自动喷淋水组成。当其他安全措施失效，引起垃圾在进料皮带上燃烧时，皮带上方的红外温度和烟雾报警器检测到温度升高或者烟雾浓度过高，将信号发送给控制系统，控制系统收到温度或者烟雾浓度高信号以后发出声光报警报警信号，同时自动打开喷淋水控制水阀，开始灭火。
一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，其控制方案是采用西门子S7-315-2DP PLC为核心，配以相应的电源模块、以太网通讯模块、数字量输入模块、数字量输出模块，来实现对控制对象的状态信号的采集、处理和通讯传输。
该方案控制的对象有进料推杆、进料闸阀、放散阀、进料皮带、进料皮带灭火系统。除上述控制对象的状态信号如备妥、运行、故障和驱动信号均接入PLC输出输出模块以外，系统还同时采集水泥窑窑尾风机运行信号，焚烧炉运行信号、温度、压力信号。
现场控制柜配备西门子MP277系列触摸屏，触摸屏与PLC之间采用MPI（MessagePassing Interface）通讯方式与PLC连接，触摸屏上显示PLC采集到的设备状态信息，报警记录，故障记录等信息，实现现场的人机交互功能。
PLC通过通讯模块实现与位于中控室的工控机通讯，与工控机之间的通讯采用工业以太网方式。工业以太网通讯方式具有速率高，通用性强的特点。在工控机上不但能实现对设备当前状态的监控和操作，还可将设备状态、温度、压力信号、操作记录归档保存到硬盘上，以备查询。
结合图4，焚烧炉进料流程为: 由进料皮带4输送过来的垃圾首先落到进料闸阀3之上，进料闸阀3打开之后垃圾落到焚烧炉1进料口，一部分直接进入焚烧炉1被焚烧，一部分堆积在进口，靠进料推杆2推入焚烧炉1。窑尾风机7是水泥生产线原有设备，窑尾风机7将水泥烧成部分的热量引入焚烧炉1，同时保证焚烧炉1内维持一定的负压。放散阀5和进料皮带灭火系统6是为预防故障时垃圾炉外燃烧而设的设备，分别负责泄压和灭火。
控制对象状态信号，如备妥，运行，故障，限位接入到PLC数字量输入模块，压力、温度信号接入到PLC模拟量输入模块，控制对象驱动信号由PLC数字量输出模块给出。数字量输入输出信号通过中间继电器中转，保证PLC与外界联系的输入输出信号均为无源接点，模拟量输入通过隔离器以后进入PLC模块，提高抗干扰能力，避免了外部故障引起PLC损坏。
PLC程序编制在满足工艺生产要求、设备安全联锁的前提下，采用模块化，标准化、通用化的编程方式。提高了程序的可读性和可维护性。程序中对不同状态和操作区分优先级，实现进料设备按预定顺序启停，故障时防止误操作和事故扩大。
触摸屏和工控机上运行的人机界面突出关键设备和主要参数，画面布置人性化，画面上有可能引起风险的操作弹出确认框，确认后才能执行，避免误操作。
焚烧炉1，进料推杆2，进料闸阀3，进料皮带4，进料皮带灭火系统5，放散阀6均设置就地操作按钮，操作模式可以在就地手动，远控自动之间切换。
Claims (2)
1.一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，其特征在于：包括进料推杆控制系统和进料闸阀控制系统，当进料闸阀控制系统控制进料闸阀打开，进料推杆控制系统控制进料推杆往复推料，根据焚烧炉进料口来料的多少和焚烧炉的温度压力情况调节进料推杆的往复运行时间间隔，设进料推杆动作的时间间隔t，进料皮带运行速度V，焚烧炉温度为T，压力为P，k1,K2为比例系数，推杆运动间隔时间用公式（1）表示：
（1）
所述的进料闸阀为双重闸板，由电机驱动的电动闸板和压缩空气驱动的气动闸板组成，电动闸阀的电机与水泥窑窑尾风机联锁，只有当水泥窑窑尾风机运行的时候，进料闸阀打开，水泥窑窑尾风机运行信号丢失联锁关闭电机闸阀，并且启动闸板必须在有电并且有驱动信号的时候才能打开，当系统意外停电或驱动指令丢失时，气动闸板自动关闭。
2.如权利要求1所述的一种用于焚烧炉进料的自动控制方法，其特征在于：所述的水泥窑窑尾风机还联锁有放散阀电机，放散阀在工作过程中一直处于关闭状态，当水泥窑窑尾风机运行信号丢失，立即打开放散阀泄压。
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