CN110966611A - 一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统 - Google Patents

一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统 Download PDF

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CN110966611A CN201911251009.9A CN201911251009A CN110966611A CN 110966611 A CN110966611 A CN 110966611A CN 201911251009 A CN201911251009 A CN 201911251009A CN 110966611 A CN110966611 A CN 110966611A
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Abstract

本发明涉及污染物排放领域，具体涉及一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统，所述炉排炉在其烟气排放口设置有CEMS系统，所述全流程监管系统包括设置在炉排炉各个装置中的监控模块以及中央控制器，所述监控模块以及CEMS系统将其取得的监控数据反馈给中央控制器，中央控制器对监控数据进行核算，并根据核算结果输出警报。所述中央控制器在输出警报的同时或之后，还可以输出操作提示。本工艺模型监管方案开创性的实现了基于垃圾焚烧工艺模型结合实际操作参数以定性核算烟气是否达标排放方案，能够及时发现CEMS仪表是否发生故障或者被人为修改，提高监测有效性。一旦出现警报，所述全流程监管系统可追溯原因并提供操作提示，从而快速消除违规排放的现象。

Description

一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统
技术领域
本发明涉及污染物排放领域，具体涉及一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统。
背景技术
生活垃圾焚烧产生各种有害气体，需要经过合规的净化工序才能排入大气。现有技术的焚烧气体净化通常基于选择性非催化还原SNCR(selective non-catalyticreduction)工艺，主要工序如图1所示包括脱硫，脱硝，活性炭吸附及布袋除尘。由图1易知，为了保证最终烟气能够合格排放，从燃烧过程到排放的全流程环保处理都应该合格达标，具体包括：1、炉排炉内燃烧过程必须符合国标GB/T18750-2008，6.2.5节之标准；2、炉内尿素或氨水喷射量符合处理负荷要求；3、除酸反应塔处理环节符合酸气处理负荷要求，即石灰水流量符合负荷需求；4、活性炭喷射量符合处理负荷要求；5、布袋除尘符合处理符合要求。但是目前的烟气排放检测的技术方案只是通过CEMS(烟气在线检测系统)烟气成分测量仪表对净化后的烟气进行检测，根本无法顾及焚烧的全流程。这就导致了以下四个核心问题，1、如果CEMS烟气成分测量仪表被非法篡改，则无法确定烟气排放各污染物是否真实达标；2、即使通过CEMS烟气成分测量仪表发现烟气存在超标情况，也无法溯源到具体的问题处理环节；3、没有办法对即将超标的情况发出预警，4、不能根据超标情况对工作人员提供操作提示。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述缺点，本发明提出了一种新的炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统，通过对垃圾焚烧排放的全流程进行监控，可以对CEMS的检测结果进行核实，并对即将超标的情况进行提醒并提供操作提示。
本发明的具体技术方案如下：
一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统，所述炉排炉在其烟气排放口设置有CEMS系统，所述全流程监管系统包括设置在炉排炉各个装置中的监控模块以及中央控制器，所述监控模块以及CEMS系统将其取得的监控数据反馈给中央控制器，中央控制器对监控数据进行核算，并根据核算结果输出警报。
其中，所述监控模块为脱硝喷枪监控模块、除酸反应塔监控模块、活性炭投料监控模块、布袋除尘监控模块、焚烧炉温度监控模块、过氧量监控模块、湍流强度监控模块、停留时间监控模块。
其中，所述监控模块包括监控装置，所述监控装置设置在炉排炉各个装置中，并获取监控数据。
其中，当所述监控模块为脱硝喷枪监控模块时，所述监控装置为设置于脱硝喷枪管路上的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息，以及CEMS系统提供的烟气中NOX值；所述中央控制器进行如下核算：
1)、
Figure BDA0002309041010000011
2)、比较Vlv.L1与第一开度设定值的大小关系；
3)、比较T1与第一时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第一NOx设定值的大小关系；
其中，n为脱硝喷枪调节阀的个数，Vlv(x).L1为第x个脱硝喷枪调节阀的实际开度，所述每个脱硝喷枪都对应一个调节阀，Vlv.L1为所有脱硝喷枪调节阀的实际开度之和；T1为Vlv.L1＜第一开度设定值的时间；NOx(0)为正常工况下24小时CEMS测量的NOx平均值，NOx(1)为CEMS测量的NOx的实时值；
当Vlv.L1≥第一开度设定值时，所述中央控制器不输出警报；
当Vlv.L1＜第一开度设定值，T1＞第一时间设定值，且|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第一NOx设定值，则中央控制器输出关于NOx传感器存在故障或修改的警报；
否则，所述中央控制器输出关于关于脱硝喷枪系统停工的警报。
其中，当所述监控模块为脱硝喷枪监控模块时，所述监控装置为设置于脱硝喷枪管路上的流量计，所述监控数据为脱硝药剂的总流量，焚烧炉的垃圾处理量，以及CEMS系统提供的烟气中NOX值；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q11＝Q10*(W/W0)，
2)、比较Q11/Q1与第一流量设定值的大小，
3)、比较T2与第二时间设定值以及第三时间设定值之间的大小关系，
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第二NOx设定值以及第三NOx设定值的大小关系；
其中，Q1为脱硝药剂的总流量，Q11为按生产负荷核算的脱硝药剂安全总流量，Q10为正常运行时脱硝药剂总流量设计值，W为实际运行时每小时垃圾处理量，W0为正常运行时每小时垃圾处理量设计值；T2为Q11/Q1＞第一流量设定值时的持续时间；
如果Q11/Q1≤第一流量设定值，中央控制器不输出警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2＜第二时间设定值，中央控制器输出脱硝药剂流量不足的警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且第二时间设定值≤T2＜第三时间设定值，如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第二NOx设定值，则中央控制器输出关于NOx传感器存在故障的警报；否则，中央控制器输出脱硝药剂流量不足的警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2≥第三时间设定值，如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第三NOx设定值，则中央控制器输出NOx传感器被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为除酸反应塔监控模块时，所述监控装置为设置于石灰水管路上的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息，以及CEMS系统提供的烟气中NOx数据、SO2数据、HCl数据；所述中央控制器进行如下核算：
1)、比较Vlv.L2与第二开度设定值的大小关系；
3)、比较T3与第四时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第四NOx设定值的大小关系；
计算并比较|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)与第一SO2设定值的大小关系；
计算并比较|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)与第一HCl设定值的大小关系；
其中，Vlv.L2为石灰水管路上的调节阀的开度信息，T3为Vlv.L2＜第二开度设定值的持续时间，SO2(0)为正常工况下24小时CEMS测量的SO2平均值，SO2(1)为CEMS测量的SO2的实时值，HCl(0)为正常工况下24小时CEMS测量的HCl平均值，HCl(1)为CEMS测量的HCl的实时值；
当Vlv.L2≥第二开度设定值时，中央控制器不输出警报，
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3≤第四时间设定值时，中央控制器输出除酸反应塔停工的警报，
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3>第四时间设定值时，分别计算|NOx(1)-NOx(0)|/NOx
(0)，|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第四NOx设定值，中央控制器则输出NOx传感器故障或被修改的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第一SO2设定值，中央控制器则输出SO2传感器故障或被修改的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第一HCl设定值，中央控制器则输出HCl传感器故障或被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为除酸反应塔监控模块时，所述监控装置为设置于石灰水管路上的流量计，所述监控数据为石灰水的总流量，焚烧炉的垃圾处理量，以及CEMS系统提供的烟气中NOX数据、SO2数据、HCl数据；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q21＝Q20*(W/W0)，
2)、比较Q21/Q2与第二流量设定值的大小，
3)、比较T4与第五时间设定值或者第六时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第五NOx设定值大小关系，
计算并比较|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)与第二SO2设定值的大小关系，
计算并比较|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)与第二HCl设定值的大小关系，
其中，Q21为按生产负荷计算的石灰水总流量，Q20为正常运行时石灰水总流量的设计值或长期运行平均值，Q2为石灰水的总流量，所述T4为Q21/Q2＞第二流量设定值的持续时间；
当Q21/Q2≤第二流量设定值，中央控制器不输出警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4＜第五时间设定值时，所述中央控制器输出石灰水流量不足的警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且第五时间设定值时＜T4＜第六时间设定值时，分别计算|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第五NOx设定值，中央控制器输出NOx传感器故障的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第二SO2设定值，中央控制器输出SO2传感器故障的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第二HCl设定值，中央控制器输出HCl测量仪表故障的警报；否则，中央控制器输出石灰水流量不足的警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4≥第六时间设定值时，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第六NOx设定值，中央控制器输出NOx传感器故障或被修改的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第三SO2设定值，中央控制器输出SO2传感器故障或被修改的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第三HCl设定值，中央控制器输出HCl传感器故障或被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为活性炭投料监控模块时，所述监控装置为设置于活性炭投料装置中的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息与开度信息对应的时间；
所述中央控制器进行如下核算：
1)、计算
Figure BDA0002309041010000041
2)、比较Vlv.L3与第三开度设定值的大小关系；
其中，Vlv(x).L3为活性炭投料装置中的第x个调节阀的实际开度，所述活性炭投料装置中的调节阀个数为m，Vlv.L3为所有活性炭投料装置的调节阀的实际开度之和；
当Vlv.L3＜第三开度设定值时，所述中央控制器输出活性炭投料装置停工的警报，否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为活性炭投料监控模块时，所述监控装置为设置于活性炭投料管路上的流量计，所述监控数据为活性炭的总流量，以及焚烧炉的垃圾处理量；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q31＝Q30*(W/W0)，
2)、比较Q3/Q31与第三流量设定值的大小，
其中，Q3为活性炭的总流量，Q31为按生产负荷计算的所需活性炭总流量，Q30为正常运行时活性炭总流量的设计值或长期运行平均值；
如果Q3/Q31＜第三流量设定值，中央控制器输出活性炭流量不足的警报，否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为布袋除尘监控模块时，所述监控装置为设置于切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流检测装置，所述监控数据为切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的工作电流，以及CEMS系统提供的烟尘值，
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、分别计算I11＝I10*(W/W0)，
I21＝I20*(W/W0)，
I31＝I30*(W/W0)，
2)、计算并比较I1/I11、I2/I21、I3/I31与电流设定值的大小关系，
3)、比较T5与第七时间设定值或第八时间设定值之间的大小关系；
4)、计算并比较|SM(1)-SM(0)|/SM(0)与第一烟尘设定值或第二烟尘设定值的大小关系，
其中，I1为切出螺旋输送机的实时电流，I2为布袋螺旋输送机的实时电流，I3为刮板机的实时电流，I10为切出螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I11为按生产负荷计算的切出螺旋输送机的电流，I20为布袋螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I21为按生产负荷计算的布袋螺旋输送机的电流，I30为刮板机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I31为按生产负荷计算的刮板机的电流，
所述T5为I1/I11＜电流设定值的持续时间，或者I2/I21＜电流设定值的持续时间，或者I3/I31＜电流设定值的持续时间，所述第七时间设定值小于第八时间设定值；SM(0)正常工况24小时CEMS测量的烟尘值，SM(1)为CEMS测量的实时的烟尘值；
当I1/I11≥电流设定值，并且I2/I21≥电流设定值，并且I3/I31≥电流设定值，中央控制器不输出警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且T5＜第七时间设定值，所述中央控制器输出布袋除尘设备运行功率过小的警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且第七时间设定值＜T5＜第八时间设定值，计算|SM(1)-SM(0)|/SM(0)，如果|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第一烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置故障的警报；否则，中央控制器输出布袋除尘设备运行功率过小的警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，T5≥第八时间设定值，如果|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第二烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为焚烧炉温度监控模块时，所述监控装置为设置于焚烧炉上段、中段、下段的多个温度传感器，所述监控数据为焚烧炉对应部位的温度，所述中央控制器进行如下步骤核算：
比较焚烧炉对应部位的温度与国标要求的温度之间的大小关系，
当对应部位温度＜国标要求的温度，则中央控制器输出将对应段的燃烧温度过低的警报；否则，不输出警报。
其中，当所述监控模块为过氧量监控模块时，所述监控装置为CEMS系统中的过氧量传感器，所述监控数据为过氧量数据，
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、比较过氧量数据O21与国标要求的过氧量的大小；
2)、计算过氧量的变化率dO21/dt，
3)、比较dO21/dt与变化率设计值的大小关系，
当O21＜国标要求的过氧量时，中央控制器输出过氧量不足的警报，
当O21≥国标要求的过氧量时，如果dO21/dt＜变化率设计值，则中央控制器输出过氧量即将不足的警报；否则，不输出警报；
其中，所述O21为过氧量的实时值，t为时间。
其中，当所述监控模块为湍流强度监控模块，所述监控装置为一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述监控数据为一次风质量流量、二次风质量流量、炉内平均温度以及环境绝对温度，
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算
ρ＝1.29/(TB/TA)，
V＝(QA+QB)/ρ，
Re＝ρVL/μ，
2)、比较Re与第一湍流强度设定值或第二湍流强度设定值的大小关系，
其中，QA为一次风质量流量，QB为二次风质量流量，TA为炉内平均绝对温度，TB为环境绝对温度，ρ为炉内平均温度校正后的密度；V为流场的特征速度，L为流场的特征长度，μ为燃烧气体流体动力粘性系数，Re为湍流强度，所述第一湍流强度设定值小于第二湍流强度设定值；
当Re＜第一湍流强度设定值，则中央控制器输出焚烧炉内涡流强度严重不足的警报；
当第一湍流强度设定值≤Re＜第二湍流强度设定值，则中央控制器输出焚烧炉内涡流强度不足的警报；
否则，中央控制器不输出警报。
其中，当所述监控模块为烟气停留时间监控模块时，所述监控装置为一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述监控数据为一次风量、二次风量、炉内温度以及环境温度，
所述中央控制器作如下核算：
1)、T0＝V0/((QA+QB)*(TA/TB))，
2)、比较T0与停留时间设定值的大小关系，
其中，T0为停留时间，V0为焚烧炉体积，
当T0<停留时间设定值，中央控制器向显示装置输出停留时间不足的警报；否则，则中央控制器不输出警报。
其中，所述中央控制器在输出警报的同时或之后，输出操作提示。
有益效果
本工艺模型监管方案开创性的实现了基于垃圾焚烧工艺模型结合实际操作参数以定性核算烟气是否达标排放方案，有以下几个主要优点：
1.及时发现CEMS仪表是否发生故障(如漂移或者定值故障)，如发生故障则能及时报警，将提高监测有效性；
2.能甄别虚假CEMS仪表数据，彻底防止虚假数据，保障环保部门监测有效性。
3.通过检测脱销工段设备是否工作而实时监管脱销工段的工作状态。
4.通过对脱销工段的氨水或尿素的流量核算，从而实时有效监管脱销工段是否符合工艺运行要求。
5.通过对除酸反应塔的石灰水的流量核算，对不合格的操作发出预警，避免烟气的酸气(NOX,SO2,HCl)含量超标。
6.通过检测活性炭投料设备是否工作而实时监管HCl及除尘工段的工作状态。
7.通过对活性炭投料的流量核算，从而实时有效HCl及除尘工艺运行要求。
8.通过检测布袋除尘工段设备是否工作而实时监管除尘工段的工作状态。
9.通过对布袋除尘工段设备的功率核算，从而实时有效监管布袋除尘工段是否符合工艺运行要求。
10.一旦发生超标排放，可溯源到不符合工艺运行要求的具体环节(焚烧炉、脱销、脱硫、布袋除尘及活性炭投料)，垃圾焚烧操作部门可根据溯源而迅速调节操作到正常，从而消除违规排放。
11.对即将超标的排放发出预警，且提示是哪个环节出现问题，并提示如何操作以消除潜在违法排放情形，使垃圾焚烧企业避免违法排放。
附图说明
图1为现有技术的示意图
图2为实施例1的流程图
图3为实施例2的流程图
图4为实施例3的流程图
图5为实施例4的流程图
图6为实施例5的流程图
图7为实施例6的流程图
图8为实施例7的流程图
图9为实施例8的流程图
图10为实施例9的流程图
图11为实施例10的流程图
图12为实施例11的流程图
具体实施方式
本发明所述的炉排炉垃圾焚烧排放系统，其烟气出口已经设置有CEMS烟气成分测量仪表。为了进一步加强炉排炉垃圾焚烧系统的全流程环保处理，在现有的所述炉排炉垃圾焚烧系统的基础上，进一步增加本发明的炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统。
本发明所述的全流程监管系统，包括脱硝喷枪监控模块、除酸反应塔监控模块、活性炭投料监控模块、布袋除尘监控模块、焚烧炉温度监控模块、过氧量监控模块、湍流强度监控模块、停留时间监控模块以及中央控制器，所述中央控制器从脱硝喷枪监控模块、除酸反应塔监控模块、活性炭投料监控模块、布袋除尘监控模块、焚烧炉温度监控模块、过氧量监控模块、湍流强度监控模块、停留时间监控模块以及CEMS烟气成分测量仪表获取监控数据后核算，将核算结果匹配的警报输出。输出警报之后，还可以输出相关操作提示。
为了便于说明，以下实施例中，焚烧系统所处理的垃圾都是相同的。
实施例1
在本实施例中，所述脱硝喷枪监控模块包括设置于每个脱硝喷枪管路上的调节阀，所述调节阀通过调节其开度可以控制脱硝喷枪的流量。所述调节阀将其开度信息发送给中央控制器。在所述脱硝喷枪监控模块中，所述中央控制器还接受来自CEMS系统中的NOx传感器提供的烟气中NOx数据，中央控制器对开度信息以及NOx数据计算后，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，在脱硝喷枪监控模块中，中央控制器在获取各个调节阀的开度信息及时间后进行如下运算：
1)、计算
Figure BDA0002309041010000071
其中，Vlv(x).L1为第x个脱硝喷枪调节阀的实际开度，n为脱硝喷枪的个数，所述每个脱硝喷枪都对应一个调节阀，Vlv.L1为所有脱硝喷枪阀门的实际开度之和。
2)、比较Vlv.L1与第一开度设定值的大小关系；
当Vlv.L1≥第一开度设定值时，所述中央控制器不输出警报。
由于Vlv.L1的值跟脱硝流量紧密相关，不同的系统其满足脱硝流量时的开度之和都不同，在本实施例中，所述第一开度设定值为5％-20％，具体来说，优选为10％。
3)、当Vlv.L1＜第一开度设定值时，比较T1与第一时间设定值的大小，所述T1为Vlv.L1小于第一开度设定值的时间，
当Vlv.L1＜第一开度设定值时，如果T1≤第一时间设定值，所述中央控制器输出“脱硝喷枪处于停工状态”的警报。
当Vlv.L1＜第一开度设定值，且T1＞第一时间设定值时，
计算NOx变化率：|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，
其中，NOx(0)为正常工况下24小时CEMS测量的NOx平均值，NOx(1)为CEMS测量的NOx的实时值。
若|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第一NOx设定值，中央控制器则输出“CEMS系统中NOx传感器处于故障或人为修改数据状态”的警报。
若|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第一NOx设定值，中央控制器输出“脱硝喷枪处于停工状态”的警报。
其中，NOx(0)为正常工况下24小时CEMS测量的NOx平均值，NOx(1)为CEMS测量的NOx的实时值。
设定脱硝喷枪阀门的开度处于能够满足脱硝要求的临界时的Vlv.L1为第一开度设定值。
设定第一开度设定值对应的脱硝药剂的量耗尽的时间，与后续处理环节烟气停留时间之和为第一时间设定值。
设定NOx传感器在脱硝药剂满足要求正常工作时NOx值变化率的误差值为第一NOx设定值。
当Vlv.L1＜第一开度设定值，说明各阀的开度之和很小，NOx值显然会在经过第一时间设定值后，因为脱硝药剂流量不足而大幅上升，但是|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第一NOx设定值，说明NOx值的变化并没有超过设定的误差，说明NOx值没有出现明显变化，NOx值没有产生与开度相符的变化，那么NOx传感器可能处于故障或人为修改数据状态。因此，中央控制器则输出“CEMS系统中NOx传感器处于故障或人为修改数据状态”的警报，相反，如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第一NOx设定值，则证明NOx值确实产生了与开度相符的变化，NOx传感器工作正常，是脱硝喷枪出现了问题，因此，输出“脱硝喷枪处于停工状态”的警报。
一般来说，所述第一时间设定值视实际焚烧炉及后续处理环节烟气停留时间的具体情况为1-20分钟。本实施例中，所述第一时间设定值本实施例中优选为5分钟。
至于第一NOx设定值，具体来说，根据精度要求，所述第一NOx设定值为0.02-0.3。本实施例中所述第一NOx设定值为0.1。
实施例2
在本实施例中，所述脱硝喷枪监控模块包括设置于脱硝喷枪管路上的流量计，所述流量计可以将脱硝喷枪的脱硝药剂的总流量Q1反馈给中央控制器，在本实施例中所述中央控制器还接受来自CEMS系统中的NOx传感器提供的烟气中NOx数据，中央控制器通过对总流量Q1以及NOx数据进行核算，从而可以知道目前流量是否满足脱硝要求，以及CEMS系统是否存在故障或作假。
具体来说，在所述脱硝喷枪监控模块中，所述中央控制器进行如下核算步骤：
1)、计算Q11＝Q10*(W/W0)，
其中，Q11为按生产负荷核算的脱硝药剂安全总流量，Q10为正常运行时脱硝药剂总流量设计值，W为实际运行时每小时垃圾处理量，W0为正常运行时每小时垃圾处理量设计值。
2)、比较Q11/Q1与第一流量设定值的大小，
当Q11/Q1≤第一流量设定值，中央控制器不输出警报。
3)、当Q11/Q1＞第一流量设定值，比较T2与第二时间设定值以及第三时间设定值之间的大小关系；所述T2为Q11/Q1＞第一流量设定值时的持续时间，所述第二时间设定值小于第三时间设定值。
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2＜第二时间设定值，中央控制器输出“脱硝流量过小”的警报，并同时输出“请增大脱硝药剂流量至Q1”的提示。
4)、当Q11/Q1＞第一流量设定值，且第二时间设定值≤T2＜第三时间设定值，
计算NOx变化率：|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)；
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第二NOx设定值，则中央控制器输出“CEMS的NOx测量仪表测量故障”的警报。
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第二NOx设定值，则中央控制器输出“NOx含量超标溯源为脱硝剂流量过小”的警报，并同时输出“请增大脱硝药剂流量至Q1”的提示。
5)、当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2≥第三时间设定值，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第三NOx设定值，则中央控制器输出“NOx测量仪表数据虚假，请纠正”的警报。
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第三NOx设定值，则中央控制器不输出警报。
所述第一流量设定值根据实际情况可以为1.0-1.3，本实施例中，所述第一流量设定值优选为1.1，所述第二时间设定值可以为3-15分钟，优选为10分钟，所述第三时间设定值优选为24h，所述第二NOx设定值根据精度要求为0.1-0.9，本实施例中优选为0.2，所述第三NOx设定值根据精度要求为0.1-0.9，本实施例中优选为0.2。
以下将对本实施例的原理进行解析：
垃圾焚烧系统内采用氨水作为还原剂时脱硝的主要化学反应为：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
采用尿素作为还原剂时脱硝的的主要化学反应为：
2CO(NH2)2+4NO+O2→4N2+2CO2+4H2O
6CO(NH2)2+8NO2+O2→10N2+6CO2+12H2O
从以上氨水或尿素的脱硝反应方程式可得氨水或尿素的需求量：
a.当脱硝剂为氨水时,还原1molNO需要1molNH3，
b.当脱硝剂为尿素时,还原1molNO需要0.5mol尿素，
从以上分析可以看出，无论是氨水还是尿素，其都与烟气中NOx含量线性相关，由于垃圾种类均相同，因此焚烧产生的烟气中的NOx含量与垃圾处理量同样线性相关，因此都满足Q11＝Q10*(W/W0)，
设定脱硝药剂总流量处于能够满足脱硝要求的临界值时，Q11/Q1的值为第一流量设定值。由于设计值Q10相比实际消耗量通常有不超过30％的富余量，因此通过计算得到的理论值Q11同样相比实际消耗量有着不超过30％的富余量，而设计值显然再少也不应少于实际消耗量，因此所述第一流量设计值为1-1.3。
因此，当投料流量Q11/Q1＞第一流量设定值，脱硝药剂的NH3总量将降低到所需还原量的临界值之下，脱硝剂的流量需求不能被满足，此时将不能完全还原NOx，因此中央控制器输出警报。
设定脱硝药剂尿素或氨水耗尽及烟气停留时间之和为第二时间设定值。
因此，当投料流量Q11/Q1＞第一流量设定值，在经过第二时间设定值以后，脱硝药剂消耗完毕，并且因为脱硝药剂不足，烟气中NOx值应该相比脱硝药剂充足时上升。此时计算NOx变化率，如果NOx变化率＜第二NOx设定值，说明NOx值的变化情况并没有超过设定的误差值，说明NOx值没有出现明显变化，那么NOx测量仪与计算应该出现的情况不相符，那么可以证明NOx测量仪出现了故障，不能正确读数。
若在经过第二时间设定值以后，|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第二NOx设定值，说明NOx值的变化情况已经超出了允许的误差值，证明NOx测量仪读数情况与计算的脱硝情况相符合，NOx测量仪正常工作，确实是脱硝药剂流量过小，因此此时应输出脱硝药剂流量小的警报，并给出提示。
但假如经过第三时间设定值以后，在已提示测量仪表故障的情况下，如果计算|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)仍然小于第三NOx设定值，说明NOx值的变化情况仍然没有超过允许的误差，NOx的实时值依然不能与脱硝情况相符合，则说明NOx测量仪表不仅仅是存在故障了，其更可能存在作假嫌疑，才导致测量仪表始终不变化，因此输出数据虚假的警报。
实施例3
在本实施例中，所述除酸反应塔监控模块包括设置于石灰水管路上的调节阀，所述调节阀可以调节开度控制石灰水的流量。所述石灰水管路调节阀将其开度信息Vlv.L2发送给中央控制器。在除酸反应塔监控模块中，所述中央控制器还接受来自CEMS系统中的NOx传感器提供的烟气中NOx数据，SO2传感器提供的烟气中SO2数据，HCl传感器提供的烟气中HCl数据，中央控制器对开度Vlv.L2以及NOx数据、SO2数据、HCl数据计算后，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，在除酸反应塔监控模块中，中央控制器进行如下核算：
1)、比较Vlv.L2与第二开度设定值的大小关系；
2)、比较T3与第四时间设定值的大小关系；
3)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第四NOx设定值的大小关系；
计算并比较|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)与第一SO2设定值的大小关系；
计算并比较|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)与第一HCl设定值的大小关系；
其中，所述T3为Vlv.L2＜第二开度设定值的持续时间，SO2(0)为正常工况24小时CEMS测量的SO2平均值，SO2(1)为CEMS测量的SO2实时值，HCl(0)为正常工况24小时CEMS测量的HCl平均值，HCl(1)为CEMS测量的HCl实时值。
当Vlv.L2≥第二开度设定值时，中央控制器不输出警报。
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3≤第四时间设定值时，中央控制器输出“除酸反应塔处于停工状态”的警报。
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3>第四时间设定值时，
分别计算NOx变化率：|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，
SO2变化率：|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，
HCl变化率：|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第四NOx设定值，中央控制器则输出“CEMS系统中NOx传感器处于故障或人为修改数据状态”的警报。
如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第一SO2设定值，中央控制器则输出“CEMS系统中SO2传感器处于故障或人为修改数据状态”的警报。
如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第一HCl设定值，中央控制器则输出CEMS系统中HCl传感器处于故障或人为修改数据状态的警报。
否则，中央控制器不输出警报。
所述第二开度设定值为0.01-0.1，本实施例中优选为0.01，所述第四时间设定值为2-20分钟，本实施例中为5分钟，第一SO2设定值根据精度要求可以为0.02-0.2，本实施例中为0.1，第一HCl设定值根据精度要求可以为0.02-0.2，本实施例中为0.1，第四NOx设定值根据精度要求可以为0.02-0.2，本实施例中为0.1。
设定石灰水调节阀的开度处于能够完全处理烟气中的酸的临界值时的Vlv.L2为第二开度设定值。当除酸反应塔正常工作的情况下，石灰水调节阀的开度应在0.1以上，倘若开度不足0.1，则说明石灰水调节阀处于停工状态。
设定反应塔中石灰水流量处于临界值时，反应塔烟气及后续处理环节的停留时间之和为第四时间设定值。
因此，当Vlv.L2≥第二开度设定值，一切正常，故不输出警报；而当Vlv.L2＜第二开度设定值，说明本监控模块已经发现石灰水不足，所以中央控制器输出石灰水控制阀处于停工状态的警报。
如果此状态维持了超过第四时间设定值，那么与石灰水流量挂钩的SO2实时值、HCl实时值以及NOx实时值都应该相应的增大，如果计算出此时NOx变化率、SO2变化率、HCl变化率小于设定的误差值即第四NOx设定值、第一SO2设定值、第一HCl设定值，则说明NOx传感器、SO2传感器、HCl传感器没有读取到与石灰水流量相符的结果，则可能是传感器出现了故障，或者被人为修改过，因此中央控制器输出相应警报。
实施例4
在本实施例中，所述除酸反应塔监控模块包括设置于石灰水管路上的流量计，所述流量计可以将石灰水的总流量Q2反馈给中央控制器，在本实施例中所述中央控制器还接受来自CEMS系统中的NOx传感器提供的烟气中NOx数据、SO2传感器提供的烟气中SO2数据、HCl传感器提供的烟气中HCl数据，中央控制器通过对总流量Q2以及NOx、SO2、HCl数据进行核算，从而可以知道目前流量是否满足除酸的要求，以及CEMS系统是否存在故障或作假。
具体来说，在本实施例的除酸反应塔监控模块中，中央控制器进行如下核算：
1)、计算Q21＝Q20*(W/W0)，
其中，Q21为按生产负荷计算的石灰水总流量，Q20为正常运行时石灰水总流量的设计值或长期运行平均值，W为实际运行时每小时垃圾处理量，W0为正常运行时每小时垃圾处理量设计值。
2)、比较Q21/Q2与第二流量设定值的大小，
当Q21/Q2≤第二流量设定值，中央控制器不输出警报。
3)、当Q21/Q2＞第二流量设定值，比较T4与第五时间设定值以及第六时间设定值的大小关系，所述T4为Q21/Q2＞第二流量设定值的持续时间，所述第五时间设定值小于第六时间设定值。
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4＜第五时间设定值时，所述中央控制器输出“石灰水流量过小”的警报，并输出“请增大石灰水流量至Q2”的提示。
4)、当Q21/Q2＞第二流量设定值，且第五时间设定值时＜T4＜第六时间设定值时，
分别计算NOx变化率：|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，
SO2变化率：|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，
HCl变化率：|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第五NOx设定值，中央控制器输出“CEMS的NOx测量仪表故障”的警报。
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第五NOx设定值，中央控制器输出“石灰水流量过小”的警报，并输出“请增大石灰水流量至Q21”的提示。
如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第二SO2设定值，中央控制器输出“CEMS的SO2测量仪表故障”的警报。
如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)≥第二SO2设定值，中央控制器输出“石灰水流量过小”的警报，并输出“请增大石灰水流量至Q21”的提示。
如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第二HCl设定值，中央控制器输出“CEMS的HCl测量仪表故障”的警报。
如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)≥第二HCl设定值，中央控制器输出“石灰水流量过小”的警报，并输出“请增大石灰水流量至Q21”的提示。
5)、当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4≥第六时间设定值时，所述中央控制器进行如下核算，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第六NOx设定值，中央控制器输出“CEMS的NOx测量仪表仍处于故障或人为修改数据状态”的警报。
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)≥第六NOx设定值，则中央控制器不输出警报。
如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第三SO2设定值，中央控制器输出“CEMS的SO2测量仪表仍处于故障或人为修改数据状态”的警报。
如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)≥第三SO2设定值，则中央控制器不输出警报。
如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第三HCl设定值，中央控制器输出“CEMS的HCl测量仪表仍处于故障或人为修改数据状态”的警报。
如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)≥第三HCl设定值，则中央控制器不输出警报。
所述第二流量设定值为1-1.3，本实施例中，所述第二流量设定值优选为1.2，
所述第五时间设定值为5-60分钟，本实施例中，第五时间设定值优选为30分钟，
所述第六时间设定值为2-24小时，本实施例中，第六时间设定值优选为24h，
所述第五NOx设定值0.1-0.5，本实施例中，所述第五NOx设定值为0.1，
所述第六NOx设定值0.1-0.5，本实施例中，所述第六NOx设定值为0.1，
所述第二SO2设定值0.1-0.5，本实施例中，所述第二SO2设定值优选为0.1，
所述第三SO2设定值0.1-0.5，本实施例中，所述第三SO2设定值优选为0.1，
所述第二HCl设定值0.1-0.5，本实施例中，所述第二HCl设定值优选为0.1，
所述第三HCl设定值根0.1-0.5，本实施例中，所述第三HCl设定值优选为0.1。
以下将对本实施例的原理进行分析：
除酸塔内NO2,SO2,HCl将与石灰水发生除酸反应如下：
3NO2+H2O＝2HNO3
2HNO3+Ca(OH)2＝Ca(NO3)2↓+2H2O
SO2+Ca(OH)2＝CaSO3↓+H2O
2HCl+Ca(OH)2＝CaCl2+2H2O
由反应方程式可知，NO2、SO2、HCl脱除量与石灰水成线性关系。
由于本实施例中焚烧的垃圾种类相同，因此垃圾焚烧产生的NO2、SO2、HCl与垃圾的量也线性相关，因此可得垃圾焚烧的量与石灰水使用量线性相关，所以可以求得Q21＝Q20*(W/W0)。
设定石灰水流量处于能够完全脱除烟气中的酸的临界值时，Q21/Q2的值为第二流量设定值。
设定石灰水流量能够完全脱除烟气中酸时，石灰水有效成分的耗尽时间和除酸塔及后续处理设备的烟气停留时间之和为第五时间设定值。
因此，如果第五时间设定值时＜T4，Q21/Q2＞第二流量设定值，说明石灰水将不足以将全部的酸去除，需要增大石灰水的流量。
但是，如果第五时间设定值时＜T4＜第六时间设定值，说明石灰水流量始终不足，此时需要计算NOx变化率、SO2变化率、HCl变化率的实时值，如果变化率都没有超出所设定的误差值即第五NOx设定值、第二SO2设定值、第二HCl设定值，则可以认为相应的测量仪表出现了故障，造成NOx、SO2、HCl实时值与石灰水流量不匹配，输出对应警报与提示。反之，NOx、SO2、HCl实时值与Q21/Q2相匹配，输出增大石灰水流量的提示。
如果T4≥第六时间设定值后，在已提示测量仪表故障的情况下，如果计算NOx变化率、SO2变化率、HCl变化率都仍然没有超出所设定的误差值，那么说明NOx、SO2、HCl实时值与石灰水流量不匹配的原因可能为测量仪表仍处于故障或人为修改数据状态，中央控制器输出相关提示。
实施例5
在本实施例中，所述活性炭投料监控模块包括设置在活性炭投料装置中的调节阀，所述调节阀可以调节其开度来控制活性炭的投料量。所述调节阀将其开度发送给中央控制器。所述中央控制器通过对调节阀开度的计算，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，在活性炭投料监控模块中，所述中央控制器进行如下运算：
1)、计算
Figure BDA0002309041010000131
其中，Vlv(x).L3为单个调节阀实际开度(取值范围为0-1)，所述活性炭投料装置中的调节阀个数为m，Vlv.L3为所有调节阀的实际开度之和(取值范围为0-1)。
2)、比较Vlv.L3与第三开度设定值的大小关系；
当Vlv.L3＜第三开度设定值时，所述中央控制器输出活性炭投料处于停工状态的警报。
否则，中央控制器不输出警报。
设定活性炭的量在能够完全处理垃圾的临界值时，Vlv.L3的值为第三开度设定值。当活性炭投料装置正常工作的情况下，调节阀的开度应在0.1以上，倘若开度不足0.1，则说明活性炭投料装置处于停工状态。
当Vlv.L3＜第三开度设定值，说明本监控模块已经发现活性炭不足，那么中央控制器即刻输出活性炭投料处于停工状态的警报。反之，活性炭流量充足，不输出警报。
所述第三开度设定值根据精度要求可以为0.01-0.1，本实施例中，设定所述第三开度设定值为0.05。
实施例6
在本实施例中，所述活性炭投料监控模块包括设置在活性炭投料管路上的流量计，所述流量计将活性炭总流量Q3反馈给中央控制器，中央控制器对Q3数据进行核算，并给出活性炭投料流量是否满足需求。
具体来说，本实施例中，所述中央控制器进行如下核算：
1)、计算Q31＝Q30*(W/W0)，
其中，Q31为按生产负荷计算的所需活性炭总流量，Q30为正常运行时活性炭总流量的设计值或长期运行平均值，W为实际运行时每小时垃圾处理量，W0为正常运行时每小时垃圾处理量设计值。
2)、比较Q3/Q31与第三流量设定值的大小，
如果Q3/Q31＜第三流量设定值，中央控制器输出“活性炭流量过小”的警报，并输出“请增大活性炭流量至Q31”的提示。
否则，中央控制器不输出警报。
本实施例中，所焚烧的垃圾种类始终一致，因此活性炭的投料总流量与垃圾的处理量线性相关，因此可以通过Q30*(W/W0)来计算Q31。
设定在实际工作中，活性炭的量在能够完全处理垃圾的临界值时，Q3/Q31的值为第三流量设定值。
由于Q30在设计时通常已经设置了大约实际值的30％的余量，因此Q31同样具有大约30％实际值的余量，所以所述第三流量设定值Q3/Q31可以为0.7-0.99，本实施例中，所述第三流量设定值优选为0.9。
当Q3/Q31＜第三流量设定值，说明活性炭投料总流量不足以完全处理垃圾的量，因此输出所述警报与提示。
实施例7
在本实施例的炉排炉系统中，所述布袋除尘装置包括切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机。所述布袋除尘监控模块包括设置于切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流检测装置，所述电流检测装置将切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的实时电流I1、I2、I3分别反馈给中央控制器。所述中央控制器还与CEMS系统的烟尘检测装置连接，所述烟尘检测装置向中央控制器反馈烟尘值。所述中央控制器对电流以及烟尘值进行核算，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，中央控制器进行如下核算：
1)、分别计算I11＝I10*(W/W0)，
I21＝I20*(W/W0)，
I31＝I30*(W/W0)，
其中，I10为切出螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I11为按生产负荷计算的切出螺旋输送机的电流，I20为布袋螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I21为按生产负荷计算的布袋螺旋输送机的电流，I30为刮板机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I31为按生产负荷计算的刮板机的电流，W:每小时垃圾处理量质量(t/hr)，W0:正常运行时每小时垃圾处理量质量(t/hr)(设计值或长期运行平均值)。
2)、比较I1/I11、I2/I21、I3/I31与电流设定值的大小关系，
分别计算I1/I11、I2/I21、I3/I31，
当I1/I11≥电流设定值，并且I2/I21≥电流设定值，并且I3/I31≥电流设定值，中央控制器不输出警报。
3)、当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，比较T5与第七时间设定值或第八时间设定值之间的大小关系；所述T5为I1/I11＜电流设定值的持续时间，或者I2/I21＜电流设定值的持续时间，或者I3/I31＜电流设定值的持续时间，所述第七时间设定值小于第八时间设定值。
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且T5＜第七时间设定值，所述中央控制器输出布袋除尘设备运行功率过小的警报。
4)、当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且第七时间设定值＜T5＜第八时间设定值，
计算烟尘值变化率|SM(1)-SM(0)|/SM(0)；
比较|SM(1)-SM(0)|/SM(0)与第一烟尘设定值的大小关系，
当|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第一烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置故障的警报。
当|SM(1)-SM(0)|/SM(0)≥第一烟尘设定值，则中央控制器输出“烟尘超标源布袋除尘功率过小”的警报，并输出“请尽快纠正”的提示。
5)、当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，T5≥第八时间设定值，比较|SM(1)-SM(0)|/SM(0)与第二烟尘设定值的大小关系：
当|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第二烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置数据作假的警报。
当|SM(1)-SM(0)|/SM(0)≥第二烟尘设定值，则中央控制器不输出警报。
其中，SM(0)正常工况24小时CEMS测量的烟尘值，SM(1)为CEMS测量的实时的烟尘值。
所述电流设定值为0.6-0.99，本实施例中，所述电流设定值优选为0.9。
所述第七时间设定值为2-15分钟，本实施例中，所述第七时间设定值优选为10分钟。
所述第八时间设定值为1-24小时，本实施例中，所述第八时间设定值优选为24h。
所述第一烟尘设定值为0.02-0.9，本实施例中所述第一烟尘设定值优选为0.1。
所述第二烟尘设定值为0.02-0.9，本实施例中所述第二烟尘设定值优选为0.1。
由于本实施例中焚烧的垃圾种类相同，所述切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流大小与垃圾处理量线性相关，因此可以通过I11＝I10*(W/W0)，I21＝I20*(W/W0)，I31＝I30*(W/W0)进行计算。
设定切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流处于能够完全满足垃圾处理的临界值时的I1/I11、I2/I21、I3/I31的值为电流设定值。
设定布袋除尘装置正常工作时，布袋除尘收集后的烟尘颗粒物停留时间为第七时间设定值。
当I1/I11≥电流设定值，并且I2/I21≥电流设定值，并且I3/I31≥电流设定值，说明切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流均满足垃圾处理的需求，因此中央控制器不输出警报。
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，说明布袋除尘设备中存在电流不足功率过小的情况，会导致烟尘值升高，如果T5＜第七时间设定值，则输出布袋除尘设备运行功率过小的警报。
如果第七时间设定值＜T5＜第八时间设定值，则需要考虑CEMS系统提供的烟尘值的实时情况，计算烟尘值变化率，如果烟尘值变化率没有超过第一烟尘设定值规定的误差，则说明烟尘检测装置的烟尘值并不能与布袋除尘设备电流不足的情况相符合，CEMS的烟尘检测装置处于故障的状态。反之，烟尘检测装置正常工作，需要提高布袋除尘设备的电流。
如果T5≥第八时间设定值，烟尘值变化率仍然没有超过第二烟尘设定值规定的误差范围，CEMS的烟尘检测装置的监控结果与计算结果严重不相符，说明CEMS的烟尘检测装置极有可能作假，输出相关警报。
实施例8
本实施例中，所述焚烧炉温度监控模块包括设置于焚烧炉上段、中段、下段的多个温度传感器。所述温度传感器均将温度数据反馈给中央控制器，中央控制器对温度数据加以核算并并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，所述焚烧炉上段、中段、下段各设置有5个温度传感器，中央控制器对每一段的温度传感器数据进行核对，如果同一段中的温度数据出现低于国标要求的温度，则中央控制器向显示装置输出“对应段的燃烧温度过低”的警报，并输出“请将对应段的燃烧温度提高”的提示；当对应部位温度高于等于国标要求的温度，则不输出警报。
所述国标为GB/T 18750-2008，所述国标要求的温度为850摄氏度。
实施例9
本实施例中，所述过氧量监控模块包括CEMS的过氧量传感器，所述CEMS的过氧量传感器将过氧量数据O21反馈给中央控制器，中央控制器对过氧量数据进行处理，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，中央控制器对过氧量数据进行如下核算：
1)、比较过氧量数据O21与国标要求的过氧量的大小；
2)、计算过氧量的变化率dO21/dt，
3)、比较dO21/dt与变化率设计值的大小关系，
当O21＜国标要求的过氧量时，中央控制器输出“过氧量过低”的警报，并输出“请增大风量”的提示，
当O21≥国标要求的过氧量时，则比较dO21/dt与变化率设计值的大小关系；当dO21/dt＜变化率设计值，则中央控制器输出“过氧量过低”的警报，并输出“请增大风量”的提示；否则，不输出警报。
其中，所述O21为过氧量的实时值(湿基)，t为时间。
所述变化率设计值根据精度要求可以为-0.2～-2，本实施例中，所述变化率设计值优选为-1。
所述国标为GB/T 18750-2008，所述国标的过氧量为6％。
实施例10
本实施例中，所述湍流强度监控模块包括一次风流量计、二次风流量计，焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器分别将一次风质量流量、二次风质量流量和炉内平均温度以及环境绝对温度传递给中央控制器，中央控制器对其进行核算，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，所述中央控制器作如下核算：
1)、计算ρ＝1.29/(TB/TA)，
V＝(QA+QB)/ρ，
Re＝ρVL/μ，
2)、比较Re与第一湍流强度设定值或第二湍流强度设定值的大小关系，第一湍流强度设定值小于第二湍流强度设定值，
其中，QA为一次风质量流量，QB为二次风质量流量，TA为炉内平均绝对温度，TB为环境绝对温度，ρ为炉内平均温度校正后的密度；V为流场的特征速度，L为流场的特征长度，通过测量获得，μ为燃烧气体流体动力粘性系数，属于常数，Re为雷诺数，所述第一湍流强度设定值小于第二湍流强度设定值。
当Re＜第一湍流强度设定值，则中央控制器输出“焚烧炉内涡流强度严重不足”的警报，并输出“请增大风量”的提示。
当第一湍流强度设定值≤Re＜第二湍流强度设定值，则中央控制器输出“焚烧炉内涡流强度严重不足”的警报，并输出“请增大风量”的提示。
当Re≥第二湍流强度设定值，则中央控制器不输出警报。
一般情况下，烟气的密度与空气密度相当，为1.29千克/立方米，根据理想气体方程PV＝nRT和密度公式ρ＝m/V，质量m又由分子数n决定,可以表达为m＝kn,k为单个气体分子质量，因此可得ρ＝knP/nRT＝kP/RT，所以烟气密度与温度成反比。因此，当环境绝对温度为TB，炉内平均温度为TA时，炉内烟气密度ρ＝1.29/(TB/TA)。而根据流量、密度、速度的公式，可得V＝(QA+QB)/ρ，从而可以计算雷诺数Re。
设定Re能够满足焚烧炉内充分均匀燃烧时的涡流强度临界值为第二湍流强度设定值，设定Re能够满足焚烧炉内部分均匀燃烧时的涡流强度值为第一湍流强度。
所述第一湍流强度设定值根据精度要求可以为2000-5000，本实施例中，所述第一湍流强度设定值优选为4000。所述第二湍流强度设定值根据精度要求可以为7000-10000，本实施例中，第二湍流强度设定值优选为8000。
当雷诺数＜2000-5000时，气相混合处于过渡状态，并不处于湍流状态或者说湍流程度非常小，证明风量严重不足；当雷诺数≥7000-10000，湍流强度随雷诺数增加而加强到气相完全混合，即燃烧完全均匀，即不需要增加风量。
实施例11
本实施例中，所述烟气停留时间监控模块包括一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器分别将一次风质量流量、二次风质量流量、炉内平均绝对温度以及环境绝对温度传递给中央控制器，中央控制器对其进行核算，并根据核算结果输出警报与提示。
具体来说，所述中央控制器作如下核算：
1)、计算T0＝V0/((QA+QB)*(TA/TB))，
2)、比较T0与停留时间设定值的大小关系，
其中，T0为停留时间，V0为焚烧炉体积，通过测量取得，QA为一次风质量流量，QB为二次风质量流量，TA为炉内平均绝对温度，TB为环境绝对温度。
根据停留时间计算公式，烟气停留时间＝焚烧炉体积/单位时间烟气生成的体积，因此T0＝V0/[(QA+QB)*(TA/TB)]。
当T0<停留时间设定值，中央控制器向显示装置输出“停留时间不足”的警报，并输出“请减小一次风量或二次风量”的提示。
当T0≥停留时间设定值，则中央控制器不输出警报。
根据国标GB/T 18750-2008的要求，所述停留时间设定值≥2秒，本实施例中，所述停留时间设定值优选为2秒。

Claims (15)

1.一种炉排炉垃圾焚烧排放全流程监管系统，所述炉排炉在其烟气排放口设置有CEMS系统，其特征在于，包括中央控制器以及设置在炉排炉各个装置中的监控模块，所述监控模块以及CEMS系统将其取得的监控数据反馈给中央控制器，中央控制器对监控数据进行核算，并根据核算结果输出警报。
2.根据权利要求1所述的全流程监管系统，其特征在于，所述监控模块为脱硝喷枪监控模块、除酸反应塔监控模块、活性炭投料监控模块、布袋除尘监控模块、焚烧炉温度监控模块、过氧量监控模块、湍流强度监控模块、停留时间监控模块。
3.根据权利要求1或2所述的全流程监管系统，其特征在于，所述监控模块包括监控装置，所述监控装置设置在炉排炉各个装置中，并获取监控数据。
4.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为脱硝喷枪监控模块时，所述监控装置为设置于脱硝喷枪管路上的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息，以及CEMS系统提供的烟气中NOX值；
所述中央控制器进行如下核算：
Figure FDA0002309040000000011
2)、比较Vlv.L1与第一开度设定值的大小关系；
3)、比较T1与第一时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第一NOx设定值的大小关系；
其中，n为脱硝喷枪调节阀的个数，Vlv(x).L1为第x个脱硝喷枪调节阀的实际开度，所述每个脱硝喷枪都对应一个调节阀，Vlv.L1为所有脱硝喷枪调节阀的实际开度之和；T1为Vlv.L1＜第一开度设定值的时间；NOx(0)为正常工况下24小时CEMS测量的NOx平均值，NOx(1)为CEMS测量的NOx的实时值；
当Vlv.L1≥第一开度设定值时，所述中央控制器不输出警报；
当Vlv.L1＜第一开度设定值，T1＞第一时间设定值，且|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第一NOx设定值，则中央控制器输出关于NOx传感器存在故障或修改的警报；
否则，所述中央控制器输出关于关于脱硝喷枪系统停工的警报。
5.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为脱硝喷枪监控模块时，所述监控装置为设置于脱硝喷枪管路上的流量计，所述监控数据为脱硝药剂的总流量，焚烧炉的垃圾处理量，以及CEMS系统提供的烟气中NOX值；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q11＝Q10*(W/W0)，
2)、比较Q11/Q1与第一流量设定值的大小，
3)、比较T2与第二时间设定值以及第三时间设定值之间的大小关系，
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第二NOx设定值以及第三NOx设定值的大小关系；
其中，Q1为脱硝药剂的总流量，Q11为按生产负荷核算的脱硝药剂安全总流量，Q10为正常运行时脱硝药剂总流量设计值，W为实际运行时每小时垃圾处理量，W0为正常运行时每小时垃圾处理量设计值；T2为Q11/Q1＞第一流量设定值时的持续时间；
如果Q11/Q1≤第一流量设定值，中央控制器不输出警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2＜第二时间设定值，中央控制器输出脱硝药剂流量不足的警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且第二时间设定值≤T2＜第三时间设定值，如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第二NOx设定值，则中央控制器输出关于NOx传感器存在故障的警报；否则，中央控制器输出脱硝药剂流量不足的警报；
当Q11/Q1＞第一流量设定值，且T2≥第三时间设定值，如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第三NOx设定值，则中央控制器输出NOx传感器被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
6.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为除酸反应塔监控模块时，所述监控装置为设置于石灰水管路上的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息，以及CEMS系统提供的烟气中NOx数据、SO2数据、HCl数据；所述中央控制器进行如下核算：
1)、比较Vlv.L2与第二开度设定值的大小关系；
3)、比较T3与第四时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第四NOx设定值的大小关系；
计算并比较|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)与第一SO2设定值的大小关系；
计算并比较|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)与第一HCl设定值的大小关系；
其中，Vlv.L2为石灰水管路上的调节阀的开度信息，T3为Vlv.L2＜第二开度设定值的持续时间，SO2(0)为正常工况下24小时CEMS测量的SO2平均值，SO2(1)为CEMS测量的SO2的实时值，HCl(0)为正常工况下24小时CEMS测量的HCl平均值，HCl(1)为CEMS测量的HCl的实时值；
当Vlv.L2≥第二开度设定值时，中央控制器不输出警报，
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3≤第四时间设定值时，中央控制器输出除酸反应塔停工的警报，
当Vlv.L2＜第二开度设定值且T3>第四时间设定值时，分别计算|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第四NOx设定值，中央控制器则输出NOx传感器故障或被修改的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第一SO2设定值，中央控制器则输出SO2传感器故障或被修改的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第一HCl设定值，中央控制器则输出HCl传感器故障或被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
7.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为除酸反应塔监控模块时，所述监控装置为设置于石灰水管路上的流量计，所述监控数据为石灰水的总流量，焚烧炉的垃圾处理量，以及CEMS系统提供的烟气中NOX数据、SO2数据、HCl数据；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q21＝Q20*(W/W0)，
2)、比较Q21/Q2与第二流量设定值的大小，
3)、比较T4与第五时间设定值或者第六时间设定值的大小关系；
4)、计算并比较|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)与第五NOx设定值大小关系，
计算并比较|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)与第二SO2设定值的大小关系，
计算并比较|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)与第二HCl设定值的大小关系，
其中，Q21为按生产负荷计算的石灰水总流量，Q20为正常运行时石灰水总流量的设计值或长期运行平均值，Q2为石灰水的总流量，所述T4为Q21/Q2＞第二流量设定值的持续时间；
当Q21/Q2≤第二流量设定值，中央控制器不输出警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4＜第五时间设定值时，所述中央控制器输出石灰水流量不足的警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且第五时间设定值时＜T4＜第六时间设定值时，分别计算|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)，|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)，|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第五NOx设定值，中央控制器输出NOx传感器故障的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第二SO2设定值，中央控制器输出SO2传感器故障的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第二HCl设定值，中央控制器输出HCl测量仪表故障的警报；否则，中央控制器输出石灰水流量不足的警报；
当Q21/Q2＞第二流量设定值，且T4≥第六时间设定值时，
如果|NOx(1)-NOx(0)|/NOx(0)＜第六NOx设定值，中央控制器输出NOx传感器故障或被修改的警报；如果|SO2(1)-SO2(0)|/SO2(0)＜第三SO2设定值，中央控制器输出SO2传感器故障或被修改的警报；如果|HCl(1)-HCl(0)|/HCl(0)＜第三HCl设定值，中央控制器输出HCl传感器故障或被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
8.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为活性炭投料监控模块时，所述监控装置为设置于活性炭投料装置中的调节阀，所述监控数据为该调节阀的开度信息与开度信息对应的时间；
所述中央控制器进行如下核算：
1)、计算
Figure FDA0002309040000000041
2)、比较Vlv.L3与第三开度设定值的大小关系；
其中，Vlv(x).L3为活性炭投料装置中的第x个调节阀的实际开度，所述活性炭投料装置中的调节阀个数为m，Vlv.L3为所有活性炭投料装置的调节阀的实际开度之和；
当Vlv.L3＜第三开度设定值时，所述中央控制器输出活性炭投料装置停工的警报，否则，中央控制器不输出警报。
9.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为活性炭投料监控模块时，所述监控装置为设置于活性炭投料管路上的流量计，所述监控数据为活性炭的总流量，以及焚烧炉的垃圾处理量；
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算Q31＝Q30*(W/W0)，
2)、比较Q3/Q31与第三流量设定值的大小，
其中，Q3为活性炭的总流量，Q31为按生产负荷计算的所需活性炭总流量，Q30为正常运行时活性炭总流量的设计值或长期运行平均值；
如果Q3/Q31＜第三流量设定值，中央控制器输出活性炭流量不足的警报，否则，中央控制器不输出警报。
10.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为布袋除尘监控模块时，所述监控装置为设置于切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的电流检测装置，所述监控数据为切出螺旋输送机、布袋螺旋输送机以及刮板机的工作电流，以及CEMS系统提供的烟尘值，
所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、分别计算I11＝I10*(W/W0)，
I21＝I20*(W/W0)，
I31＝I30*(W/W0)，
2)、计算并比较I1/I11、I2/I21、I3/I31与电流设定值的大小关系，
3)、比较T5与第七时间设定值或第八时间设定值之间的大小关系；
4)、计算并比较|SM(1)-SM(0)|/SM(0)与第一烟尘设定值或第二烟尘设定值的大小关系，
其中，I1为切出螺旋输送机的实时电流，I2为布袋螺旋输送机的实时电流，I3为刮板机的实时电流，I10为切出螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I11为按生产负荷计算的切出螺旋输送机的电流，I20为布袋螺旋输送机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I21为按生产负荷计算的布袋螺旋输送机的电流，I30为刮板机正常运行时电流的设计值或长期运行值，I31为按生产负荷计算的刮板机的电流，
所述T5为I1/I11＜电流设定值的持续时间，或者I2/I21＜电流设定值的持续时间，或者I3/I31＜电流设定值的持续时间，所述第七时间设定值小于第八时间设定值；SM(0)正常工况24小时CEMS测量的烟尘值，SM(1)为CEMS测量的实时的烟尘值；
当I1/I11≥电流设定值，并且I2/I21≥电流设定值，并且I3/I31≥电流设定值，中央控制器不输出警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且T5＜第七时间设定值，所述中央控制器输出布袋除尘设备运行功率过小的警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，且第七时间设定值＜T5＜第八时间设定值，计算|SM(1)-SM(0)|/SM(0)，如果|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第一烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置故障的警报；否则，中央控制器输出布袋除尘设备运行功率过小的警报；
当I1/I11＜电流设定值，或者I2/I21＜电流设定值，或者I3/I31＜电流设定值，T5≥第八时间设定值，如果|SM(1)-SM(0)|/SM(0)＜第二烟尘设定值，则中央控制器输出CEMS烟尘检测装置被修改的警报；否则，中央控制器不输出警报。
11.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为焚烧炉温度监控模块时，所述监控装置为设置于焚烧炉上段、中段、下段的多个温度传感器，所述监控数据为焚烧炉对应部位的温度，所述中央控制器进行如下步骤核算：
比较焚烧炉对应部位的温度与国标要求的温度之间的大小关系，
当对应部位温度＜国标要求的温度，则中央控制器输出将对应段的燃烧温度过低的警报；否则，不输出警报。
12.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为过氧量监控模块时，所述监控装置为CEMS系统中的过氧量传感器，所述监控数据为过氧量数据，所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、比较过氧量数据O21与国标要求的过氧量的大小；
2)、计算过氧量的变化率dO21/dt，
3)、比较dO21/dt与变化率设计值的大小关系，
当O21＜国标要求的过氧量时，中央控制器输出过氧量不足的警报，
当O21≥国标要求的过氧量时，如果dO21/dt＜变化率设计值，则中央控制器输出过氧量即将不足的警报；否则，不输出警报；
其中，所述O21为过氧量的实时值，t为时间。
13.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为湍流强度监控模块，所述监控装置为一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述监控数据为一次风质量流量、二次风质量流量、炉内平均温度以及环境绝对温度，所述中央控制器进行如下步骤核算：
1)、计算
ρ＝1.29/(TB/TA)，
V＝(QA+QB)/ρ，
Re＝ρVL/μ，
2)、比较Re与第一湍流强度设定值或第二湍流强度设定值的大小关系，
其中，QA为一次风质量流量，QB为二次风质量流量，TA为炉内平均绝对温度，TB为环境绝对温度，ρ为炉内平均温度校正后的密度；V为流场的特征速度，L为流场的特征长度，μ为燃烧气体流体动力粘性系数，Re为湍流强度，所述第一湍流强度设定值小于第二湍流强度设定值；
当Re＜第一湍流强度设定值，则中央控制器输出焚烧炉内涡流强度严重不足的警报；
当第一湍流强度设定值≤Re＜第二湍流强度设定值，则中央控制器输出焚烧炉内涡流强度不足的警报；
否则，中央控制器不输出警报。
14.根据权利要求3所述的全流程监管系统，其特征在于，当所述监控模块为烟气停留时间监控模块时，所述监控装置为一次风流量计、二次风流量计、焚烧炉内温度传感器以及环境温度传感器，所述监控数据为一次风量、二次风量、炉内温度以及环境温度，
所述中央控制器作如下核算：
1)、T0＝V0/((QA+QB)*(TA/TB))，
2)、比较T0与停留时间设定值的大小关系，
其中，T0为停留时间，V0为焚烧炉体积，
当T0<停留时间设定值，中央控制器向显示装置输出停留时间不足的警报；否则，则中央控制器不输出警报。
15.根据权利要求1所述的全流程监管系统，其特征在于，所述中央控制器在输出警报的同时或之后，输出操作提示。
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