CN108006665A - 一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，是由监视摄像机、安装有影像数据分析系统软件的影像数据计算机、ACC自动燃烧控制系统和ACC控制柜实现；所述监视摄像机安装在焚烧炉后拱水管壁上，视角辐射燃烧炉排及燃烬炉排全范围，实时监视炉膛内部燃烧火焰状况，并将焚烧炉火焰影像实时传输至安装有影像数据分析系统软件的影像数据分析计算机，根据燃烧区域情况进行分割分析后，分析结果传送至ACC自动燃烧控制系统，由ACC自动燃烧控制系统的程序进行运算判断，根据相关区域燃烧状况性进行针对性调整，由ACC控制柜进行命令输出，驱动相关区域的一次风室调节挡板，从而控制相关区域一次风量，达到控制垃圾焚烧炉内的燃烧。
Description
技术领域
本方法涉及生活垃圾焚烧领域，尤其是针对机械炉排式生活垃圾焚烧炉自动燃烧控制相关的方法，具体涉及焚烧炉炉膛燃烧状况的判断及控制的方法。
背景技术
我国垃圾焚烧系统，尤其是机械炉排式垃圾焚烧炉，燃烧状况随着垃圾热值的变化而波动，故此自动燃烧控制被各垃圾焚烧电厂提上日程，均在研究发明自动燃烧控制的方法，促使炉膛稳定燃烧，保证蒸发量的稳定产出以及保证污染物的减量产出。但燃烧状态是一直复杂的变化着，传统ACC控制系统对于炉内状况是模糊的判断，往往造成控制滞后，直接影响燃烧状况和热量的损失以及环保指标等相关生产指标。因此一种炉膛内部火焰自动识别系统的技术迫在眉睫，成为自动燃烧控制系统的重要环节，更是炉膛稳定运行的第一控制要素。
国内外大多数垃圾电厂及炉排生产商都致力于自动燃烧控制的研究，将自动燃烧控制ACC作为重要发展事项。焚烧炉运行中，为了对炉内燃烧状况进行判断设置垃圾层厚差压以及炉膛温度测点，但这两项监控点均是在炉膛两侧设置，对于复杂的燃烧状况监测片面性较大，属于模糊控制的一种，不能够及时的判断及反馈实际燃烧状况。
故此急需一种炉内燃烧状况的判定系统，能够精准的，及时的，有效的控制炉膛燃烧状况，完善自动燃烧控制系统，以便是焚烧炉机组更安全、更具有经济效率，同时保证环保指标达标。
发明内容
本发明的目的在于能够提供一种垃圾焚烧炉炉膛内部燃烧状况判定及控制的方法，该方法主要以燃烧位置控制以及燃烧状况为主，把炉内监视摄像头画面作为基础控制，合并到自动燃烧控制中，使燃烧状况及各项经济指标稳定的控制在合适的范围内。
本发明提供的技术方案为：一种垃圾焚烧炉炉膛内部燃烧状况判定及控制的方法。在焚烧炉膛设置监视摄像机（耐高温防爆型）及数据分析系统，并继续沿用两侧垃圾层厚测点及温度测点。监视摄像机将炉内实际的燃烧状况进行系统成像，传输至数据分析系统。数据分析系统将摄像机传输过来的燃烧状况图像进行分析，将炉膛内部焚烧状况转化成火焰状况以及温度（将燃烧影像进行数据转为温度值）分布图，即根据一次风风室的分布情况将焚烧炉整体的燃烧状况区域分块。将相关分析结果与ACC自动燃烧控制系统（专利号ZL 201210495704.1）相结合，区域性进行独立的相关燃烧调整，使焚烧炉燃烧更稳定，更精准。
本发明的垃圾焚烧炉炉膛内部燃烧状况判定及控制的方法，有益效果是：实时监拍炉膛燃烧状况影像，把相关影像进行系统分析，将焚烧炉膛燃烧状况具体数字化、区域化；结合自动燃烧控制系统稳定的，有效的，及时的调整燃烧状况，保证焚烧炉稳定运行。
附图说明
图1垃圾焚烧炉炉膛内部燃烧状况判定方法硬件布置示意图。
图2本发明垃圾焚烧炉影像数据分析的示意图。
图3垃圾焚烧炉炉膛内部燃烧状况判定及控制的方法系统示意图。
具体实施方式
如图1、如图2和如图3所示，为垃圾焚烧炉炉膛燃烧状况判定及控制燃烧的方法（火焰监测硬件布置、影像数据分析、ACC自动燃烧控制系统）。包括由监视摄像机1、影像数据计算机2、分析系统软件、ACC自动燃烧控制系统、ACC控制柜构成。
本方法的工作过程：
1.在焚烧炉水管壁后拱设置一台或两台（根据焚烧炉处理能力即实际炉膛面积确认）监视摄像机（耐高温防爆型）实时监视炉膛内部焚烧火焰状况，监测面积覆盖整个燃烧主火床，一般设置覆盖燃烧段与燃烬段炉排。将影像传输至数据分析计算机进行数据验算。
2.设置一台影像数据分析计算机包含相关验算软件，由于实时接收监视摄像机拍摄的炉内火焰影像，并进行实时数据分析。
3.沿用焚烧炉自动燃烧控制系统ACC，炉膛两侧的垃圾层厚测点及温度测点。
如图1所示，图中监视摄像机安装在焚烧炉后拱水管壁上，视角辐射燃烧炉排及燃烬炉排全范围，用于实时监视炉膛内部燃烧火焰状况，并将焚烧炉火焰影像实时传输至数据分析计算机。
如图2所示，数据分析计算机实时接收炉膛内部燃烧影像并进行分析，具有双重功能。其一：将火焰状况根据焚烧炉内部焚烧面积进行区域分块（由于一次风风室布局整个炉排下部，故此根据一次风布风风室进行区域分块）；其二：数据分析系统根据焚烧炉内部不同区域的燃烧状况的火焰热进行温度转化，并同样按照区域进行分块，如图2 所示按照750t/d的焚烧炉燃烧段3行3列、燃烬段2行3列燃烧主火床进行分区。双重分析功能将炉膛燃烧面积实际分割成小块的火焰场及温度场。
如图3火焰成像系统与ACC自动燃烧控制系统的示意图所示，炉膛火焰监视摄像机实时监测炉膛内部燃烧火焰状况，并将焚烧炉火焰影像实时传输至数据分析计算机；数据分析计算机实时接收炉膛内部燃烧影像并进行分析，根据区域情况进行分割，并将相关结果传送至ACC自动燃烧控制系统，由ACC自动燃烧控制系统内部的相关程序进行运算判断，根据相关区域燃烧状况性进行针对性调整，最终由ACC控制柜进行命令输出，直接驱动相关区域一次风室调节挡板，从而控制相关区域一次风量。如按照火焰成像系统实时监测的焚烧炉火焰监测情况，将焚烧炉实时火焰状况进行区域分块，如图2分为15区域（按照750t/d的焚烧炉燃烧段3行3列、燃烬段2行3列燃烧主火床进行分区）；根据火焰成像系统选取火焰区域1与温度区域1（火焰区域与温度区域一一对应，都是以炉排下部一次风室为区分块），将区域1的火焰及温度数据传输至ACC自动燃烧控制系统，对照ACC自动燃烧控制系统设定值，若是区域温度1低于设定值，火焰情况较正常火焰不足，则通过PID进行闭环控制（以设定值为PID的SV值，火焰成像系统反馈的数值为PID的PV值），调整增大区域1炉排下部的一次风风门开度，增加相关区域入炉一次风量，加快相关区域的燃烧；反之若是区域温度高于设定值，火焰情况好于正常火焰，则通过PID进行闭环控制，调整减少区域1炉排下部一次风风门开度，减少相关区域入炉一次风量，压制区域1的燃烧，同时将一次风量补充到较弱相关区域，促进区域内均衡燃烧，稳定燃烧。
Claims (5)
1.一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，该方法是由监视摄像机、安装有影像数据分析系统软件的影像数据计算机、ACC自动燃烧控制系统和ACC控制柜实现；所述监视摄像机安装在焚烧炉后拱水管壁上，视角辐射燃烧炉排及燃烬炉排全范围，实时监视炉膛内部燃烧火焰状况，并将焚烧炉火焰影像实时传输至安装有影像数据分析系统软件的影像数据分析计算机，根据燃烧区域情况进行分割分析后，分析结果传送至ACC自动燃烧控制系统，由ACC自动燃烧控制系统的程序进行运算判断，根据相关区域燃烧状况性进行针对性调整，由ACC控制柜进行命令输出，驱动相关区域的一次风室调节挡板，从而控制相关区域一次风量，达到控制垃圾焚烧炉内的燃烧。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，其特征在于，所述的在焚烧炉后拱水管墙设置的是高温防爆型监视摄像机，摄像机安装角度可根据实时控制区域进行调整为5~20°。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，其特征在于，根据主火床可设置三个角度：1）覆盖燃烧炉排；2）覆盖燃烬炉排；3）覆盖燃烧炉排以及燃烬炉排。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，其特征在于，所述火焰成像系统通过视频电缆实时接收监视摄像机发送的焚烧炉火焰影像。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧炉火焰状况判定及控制燃烧的方法，其特征在于，所述数据分析系统将摄像机传输过来的燃烧状况图像进行分析，将炉膛内部焚烧状况转化成火焰状况以及温度分布图，根据一次风风室的分布情况将焚烧炉整体的燃烧状况区域分块。
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