CN112728554A - 一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，包括机械炉排炉、混合垃圾输送装置、原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾破碎装置、控制中心；原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置均与控制中心相连；陈腐垃圾进料装置用于将陈腐垃圾运输至所述原生垃圾进料装置上；原生垃圾进料装置位于陈腐垃圾进料装置与混合垃圾输送装置之间；所述混合垃圾破碎装置用于将垃圾切碎并输入至机械炉排炉；机械炉排炉内设有若干温度传感器，所述若干温度传感器与所述控制中心相连，所述若干温度传感器采集机械炉排炉工作参数，并传回控制中心，控制中心将反馈信号传递至各装置，从而实现对掺烧比例的控制与调节。
Description
技术领域
本发明涉及固废焚烧装置技术领域，具体涉及一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置。
背景技术
随着大量的垃圾填埋场容量即将告罄，将陆续进入封场整治阶段，许多城市即将陷入“垃圾围城”困境。陈腐垃圾的减量处置成为了城市生活垃圾填埋处理发展过程中亟需处理的问题。将陈腐垃圾的可燃组分能源化是解决此问题的一个理想方案。即利用现有的原生垃圾焚烧炉的处理能力，并做出相应改进，共同实现原生\陈腐垃圾的减量化、无害化、资源化的处理，有望成为我国大规模工业推广应用的技术路线之一。
原生垃圾来源复杂，热值不稳定，受季节、气候以及来源地等因素影响。填埋后经历一个长期的矿化过程，垃圾中的各类组分停留、累积和转化，因此陈腐垃圾的组分、热值与原生垃圾相差较大，且受填埋年份与填埋方式的影响。如果仅按原生垃圾焚烧炉设计工况或是运行经验来设置原生垃圾和陈腐垃圾的掺烧比例，将很容易导致陈腐垃圾的掺烧比例与锅炉的设计工况不匹配。尤其是当生活垃圾的比例过低时，热值过高会使得燃料提前燃尽，炉排面暴露进而会给炉膛带来严重的高温腐蚀，对设备安全造成极大的威胁。进一步的，燃料在掺烧过程中如果混合不均，也会使炉内的温度场分布偏离设计工况，对锅炉效率产生不利影响。
综上，不合理的混烧比例和掺混方式将会对锅炉设备的安全运行带来威胁，也会对垃圾焚烧发电厂的发电效率带来不利影响。因此，针对原生垃圾与陈腐垃圾的混烧工况，有必要研发相应的能够自动调节掺混比例的装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料调节装置，用于解决使用垃圾焚烧炉排炉掺烧陈腐垃圾时，由于进料比例设置不合理，而可能出现的燃烧不稳定问题，其能够依据实际的燃烧工况，合理的确定原生\陈腐垃圾的掺混比例，保证两种燃料的充分混合。在达到设备安全稳定运行的同时，尽可能的提高陈腐垃圾的单位处理量。
本发明至少通过如下技术方案之一实现。
一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，包括位于机械炉排炉的进料口上方的混合垃圾输送装置，其特征在于：还包括原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾破碎装置、控制中心；所述原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置、混合垃圾破碎装置均与控制中心相连；
所述陈腐垃圾进料装置位于所述混合垃圾输送装置上放，将陈腐垃圾输送至混合垃圾输送装置上；
所述原生垃圾进料装置位于陈腐垃圾进料装置与混合垃圾输送装置之间，用于将原生垃圾放置于所述混合垃圾输送装置上；
所述混合垃圾破碎装置位于所述混合垃圾输送装置末端，用于将所述混合垃圾输送装置上的陈腐垃圾与原生垃圾切碎并均匀混合，切碎混合后的垃圾输入至机械炉排炉；
所述机械炉排炉内设有若干温度传感器，所述若干温度传感器与所述控制中心相连，所述若干温度传感器采集机械炉排炉各部分的工作参数，并转化为相应信号传回控制中心，通过控制中心的处理，将反馈信号传递至所述原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置，调节各装置的运行频率，从而实现对掺烧比例的控制与调节。
优选的，所述原生垃圾进料装置包括原生垃圾料池和位于原生垃圾料池上方的垃圾抓斗；所述垃圾抓斗从所述原生垃圾料池中取料直接放置于混合垃圾输送装置之上。
优选的，所述陈腐垃圾进料装置包括第一变频电机、第一传送带、陈腐垃圾料池；所述第一传送带位于所述陈腐垃圾料池的下方，陈腐垃圾从所述第一传送带末端掉落后，将覆盖于所述混合垃圾输送装置上的原生垃圾上方，所述第一变频电机与所述第一传送带相连，第一变频电机根据接收控制中心的信号，控制第一传送带的运动。
优选的，所述混合垃圾输送装置包括第二变频电机以及位于所述垃圾抓斗和第一传送带下方的第二传送带；所述第二变频电机与所述控制中心相连，根据接收控制中心的信号，控制第二传送带的运动；所述第二传送带末端位于所述混合垃圾破碎装置上方；在所述第二传送带上，通过第二传送带将陈腐垃圾与原生垃圾输入至混合垃圾破碎装置。
优选的，所述混合垃圾破碎装置包括数组转刀和控制转刀的第三变频电机，所述数组转刀位于所述传送带的末端；所述第三变频电机依据控制中心的信号，控制数组转刀的转速。
优选的，所述数组转刀包括平行转刀和齿转刀。
优选的，所述机械炉排炉包括排渣口、炉排、前拱、烟道、后拱、过热器，所述后拱位于炉膛后部，所述前拱通过烟道与所述后拱分别相连；所述过热器布置在烟道内，所述炉排和排渣口相连。
优选的，所述若干温度传感器分别布置在机械炉排炉内的靠后方的炉排上、烟道上以及过热器中。
优选的，控制中心包括基于AT89S51型单片机，所述AT89S51单片机根据各位置布置的温度传感器采集到的温度信息，控制相应变频电机的转速。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明以自动调节陈腐垃圾掺烧比例并提高垃圾焚烧炉对混合燃料的适应性为目的。当热值高于设计热值的垃圾入炉之后，将导致炉排温度升高，温度传感器将会检测到相应变化并输出相应信号，通过减小变频电机的转速，降低陈腐垃圾的进料速度，降低入炉混合燃料的平均热值，使炉温下降，避免了垃圾过早燃尽将机械炉排暴露在高温辐射下遭到高温腐蚀。同时在炉排炉运行状况允许的情况下，尽可能提高陈腐垃圾的掺混比例。既保证了一个较高的陈腐垃圾处理效率，也保证了机组安全稳定运行，延长了机械炉排的寿命。
(2)由于混烧燃料是由两种热值相差较大的垃圾组分组成，故引入的垃圾破碎搅拌装置可以起到将这两者混合均匀的作用。避免出现燃烧不稳定、不均匀的现象，保证燃料的稳定燃烧。
(3)由于不同季节和来源地域的垃圾种类和热值相差很大，温度传感器可以实时检测到炉内烟气温度和过热器的运行状况，适当增加或降低变频电机的转速，使进料量与锅炉设计工况相匹配。在保证较高锅炉效率的同时，防止剧烈的高温腐蚀，保证机组的安全稳定运行，延长机械设备的使用寿命。
综合以上，本发明技术简便易行，燃烧原生垃圾和陈腐垃圾效率高、可调性好、成本低，可广泛地适用于城市生活垃圾与陈腐垃圾联合处理领域，应用前景较广。
附图说明
图1是本实施例一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置结构示意图；
附图中：11-炉排；12-烟道；13-过热器；21-原生垃圾料池；22-垃圾抓斗；31-第一变频电机；32-第一传送带；33-陈腐垃圾料池；41-第二变频电机；42-第二传送带；51-第三变频电机；61-控制中心；62-第一温度传感器；63-第二温度传感器；64-第三温度传感器。
具体实施方式
在下面的描述中所述仅为本发明的较佳实施例。凡依据本发明构思所述的构造特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本领域普通技术人员可以理解实现下述实施例的全部或部分流程，并以本发明权利要求所作的等同变化，并在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，仍属于本发明所涵盖的范围。
如图1所示，本实施例提供一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料调节装置，包括机械炉排炉、原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置、混合垃圾破碎装置、控制中心61。
所述机械炉排炉包括排渣口、炉排11、前拱、烟道12、后拱、过热器13，所述过热器13布置在烟道12内。所述烟道12位于机械炉排炉的上部，所述烟道12具有一烟道出口，烟道进口设有第二温度传感器63，所述炉膛位于机械炉排炉的中心，所述后拱位于炉膛的后部，所述前拱和所述后拱分别和所述烟道12相连，所述排渣口和炉排11位于炉膛下部，所述炉排11和排渣口相连。所述机械炉排炉在靠后方的炉排上设有第一温度传感器62、所述过热器13内设置第三温度传感器64，各温度传感器均与所述控制中心61相连。
所各温度传感器每隔一个时间周期就会采集炉排炉各部分的工作参数，用于监测炉排炉的工作情况，并转化为相应信号传回控制中心61，在控制中心61内形成对应决策信号传给进料装置以及输送装置，反馈调节炉内的燃烧工况。监测时间周期的长短则可以通过实际需要自行调节。
具体来说，控制中心61包括基于AT89S51型单片机的主控部分、电机驱动部分、与电源的连接部分、变频电动机部分，测点处可以采用DS18220温度传感器。在AT89S51单片机根据各位置布置的DS18220温度传感器采集到的温度信息，控制相应变频电机的转速。当后方炉排的温度正常时(800℃～900℃)，第一变频电机31的转速将维持正常水平；当后方炉排的温度较高时(>900℃)，第一变频电机31的转速将会放缓；当后方炉排的温度超过垃圾炉排炉的设计温度时(>950℃)，第一变频电机31将停止。
所述原生垃圾进料装置包括原生垃圾料池21和位于原生垃圾料池21上方的垃圾抓斗22；所述垃圾抓斗22从所述原生垃圾料池21中取料直接放置于所述混合垃圾输送装置之上。工作人员将按所述混合垃圾输送装置的运行档位，确定放置在混合垃圾输送装置之上的原生垃圾进料量，即可以通过对混合垃圾输送装置的不同档位列出控制规则表，以此确定操作垃圾抓斗的频率。
所述陈腐垃圾进料装置包括第一变频电机31、第一传送带32、陈腐垃圾料池33；所述第一传送带32位于所述陈腐垃圾料池33的下方，陈腐垃圾从所述第一传送带32末端掉落后，将覆盖于所述混合垃圾输送装置上的原生垃圾上方，所述第一变频电机31与所述第一传送带32相连，所述控制中心61后方炉排上分布的第一温度传感器62的监测数据和单片机中预编写的程序来控制第一变频电机31的转速。以此方式来控制陈腐垃圾的进料速度，单位时间内陈腐垃圾掺混质量与第一变频电机31的转速呈线性关系，第一变频电机31的转速越高，陈腐垃圾的掺混质量就越大，反之则越小。
所述混合垃圾输送装置包括第二变频电机41以及位于所述垃圾抓斗22和第一传送带32下方的第二传送带42；所述第二变频电机41与所述控制中心61相连。所述第二传送带42末端位于所述混合垃圾破碎装置上方。在所述第二传送带42上，原生垃圾在下层，陈腐垃圾在上层，通过第二传送带42将陈腐垃圾与原生垃圾输入至混合垃圾破碎装置E。陈腐垃圾和原生垃圾的混合物在混合垃圾输送装置上即可实现初步混合。控制中心61对第二变频电机41发出的控制信号，则由布置在烟道和过热器中的温度传感器(63、64)监测到的数据确定，即构成一个模糊控制系统，此模糊控制系统以烟道入口位置烟气的温度和过热器中产生蒸汽的温度为两个控制输入参数，第一变频电机31和第二变频电机41的转速为两个控制输出量，每经过一个用户自定义的监测时间周期便输出一个控制信号，将第二变频电机41确定在一个工作档位上，调整进料总量。具体的，此模糊控制系统需要控制烟气温度低于320℃，把高温酸性废气对余热回收部分的锅炉受热面造成的高温腐蚀控制在较低的水平上；同时控制蒸汽温度控制在次中温或低温区间(3.5/2.5MPa，400/280℃左右)，以此避免对管壁产生急剧的高温腐蚀，影响全场运行的可靠性、安全性和经济性。此确定的工作档位还将回传至原生垃圾进料装置处，作为工作人员控制原生垃圾进料量的参考。
所述混合垃圾破碎装置包括第三变频电机51和数组转刀，所述数组转刀包括平行转刀和24齿转刀。混合垃圾破碎装置位于锅炉的进料口前，数组转刀被第三变频电机51带动旋转，通过混合垃圾破碎装置的粉碎过程可以有效的强制性的使陈腐垃圾与原生垃圾均匀混合，并一定程度上控制进料的粒径，保证进料的均匀性。第三变频电机51也将受到模糊控制系统的控制，依据烟道入口位置烟气的温度和过热器中产生蒸汽的温度来确定粉碎刀具的转速，进一步充分混合，保证在炉排11上的稳定燃烧。
本发明通过混合垃圾破碎装置将进料垃圾的粒径控制在一定范围内，并通过破碎装置的运动，强制性地使两种垃圾燃料进行有效混合，避免因物料混合不均而造成的不稳定燃烧情况。同时，可以自动调节陈腐垃圾的掺混比例、原生垃圾和陈腐垃圾总进料量，用户可以根据具体的设计工况，对后方炉排、烟道入口、主蒸汽传感器和变频电机的相应工作档位进行设置。通过本发明合理设置进料总量，可以提高整体的实际运行工况分别与原生垃圾焚烧炉和余热锅炉设计工况的匹配度。本发明技术简便易行，燃烧原生垃圾和陈腐垃圾效率高、可调性好、成本低，可广泛地适用于城市生活垃圾与陈腐垃圾联合处理领域，应用前景较广。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，包括位于机械炉排炉的进料口上方的混合垃圾输送装置，其特征在于：还包括原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾破碎装置、控制中心；所述原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置、混合垃圾破碎装置均与控制中心相连；
所述陈腐垃圾进料装置位于所述混合垃圾输送装置上放，将陈腐垃圾输送至混合垃圾输送装置上；
所述原生垃圾进料装置位于陈腐垃圾进料装置与混合垃圾输送装置之间，用于将原生垃圾放置于所述混合垃圾输送装置上；
所述混合垃圾破碎装置位于所述混合垃圾输送装置末端，用于将所述混合垃圾输送装置上的陈腐垃圾与原生垃圾切碎并均匀混合，切碎混合后的垃圾输入至机械炉排炉；
所述机械炉排炉内设有若干温度传感器，所述若干温度传感器与所述控制中心相连，所述若干温度传感器采集机械炉排炉各部分的工作参数，并转化为相应信号传回控制中心，通过控制中心的处理，将反馈信号传递至所述原生垃圾进料装置、陈腐垃圾进料装置、混合垃圾输送装置，调节各装置的运行频率，从而实现对掺烧比例的控制与调节。
2.根据权利要求1所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述原生垃圾进料装置包括原生垃圾料池(21)和位于原生垃圾料池(21)上方的垃圾抓斗(22)；所述垃圾抓斗(22)从所述原生垃圾料池(21)中取料直接放置于混合垃圾输送装置之上。
3.根据权利要求2所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述陈腐垃圾进料装置包括第一变频电机(31)、第一传送带(32)、陈腐垃圾料池(33)；所述第一传送带(32)位于所述陈腐垃圾料池(33)的下方，陈腐垃圾从所述第一传送带(32)末端掉落后，将覆盖于所述混合垃圾输送装置上的原生垃圾上方，所述第一变频电机(31)与所述第一传送带(32)相连，第一变频电机(31)根据接收控制中心的信号，控制第一传送带(32)的运动。
4.根据权利要求3所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述混合垃圾输送装置包括第二变频电机(41)以及位于所述垃圾抓斗(22)和第一传送带(32)下方的第二传送带(42)；所述第二变频电机(41)与所述控制中心相连，根据接收控制中心的信号，控制第二传送带(42)的运动；所述第二传送带(42)末端位于所述混合垃圾破碎装置上方；在所述第二传送带(42)上，通过第二传送带(42)将陈腐垃圾与原生垃圾输入至混合垃圾破碎装置。
5.根据权利要求4所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述混合垃圾破碎装置包括数组转刀和控制转刀的第三变频电机(51)，所述数组转刀位于所述传送带的末端；所述第三变频电机(51)依据控制中心的信号，控制数组转刀的转速。
6.根据权利要求5所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述数组转刀包括平行转刀和(24)齿转刀。
7.根据权利要求6所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述机械炉排炉包括排渣口、炉排(11)、前拱、烟道(12)、后拱、过热器(13)，所述后拱位于炉膛后部，所述前拱通过烟道(12)与所述后拱分别相连；所述过热器(13)布置在烟道(12)内，所述炉排(11)和排渣口相连。
8.根据权利要求7所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：所述若干温度传感器分别布置在机械炉排炉内的靠后方的炉排上、烟道上以及过热器中。
9.根据权利要求8所述的自动调节陈腐垃圾掺烧量的混合进料装置，其特征在于：控制中心包括基于AT89S51型单片机，所述AT89S51单片机根据各位置布置的温度传感器采集到的温度信息，控制相应变频电机的转速。
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