CN113266833B - 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置 - Google Patents

一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113266833B
CN113266833B CN202110406437.5A CN202110406437A CN113266833B CN 113266833 B CN113266833 B CN 113266833B CN 202110406437 A CN202110406437 A CN 202110406437A CN 113266833 B CN113266833 B CN 113266833B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concentration
tail
value
real
optimization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110406437.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113266833A (zh
Inventor
苏胜
王中辉
向军
胡松
汪一
江龙
徐俊
任强强
吴运凯
舒淘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202110406437.5A priority Critical patent/CN113266833B/zh
Publication of CN113266833A publication Critical patent/CN113266833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113266833B publication Critical patent/CN113266833B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50—Control or safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
    • F23G2207/101—Arrangement of sensing devices for temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
    • F23G2207/104—Arrangement of sensing devices for CO or CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
    • F23G2207/105—Arrangement of sensing devices for NOx
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2207/00—Control
    • F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
    • F23G2207/114—Arrangement of sensing devices for combustion bed level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
    • F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
    • F23G2900/55005—Sensing ash or slag properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

本发明公开一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置，垃圾焚烧炉的燃烧优化方法包括以下步骤：步骤1、采集不同基本运行工况下垃圾焚烧炉的历史运行数据，并建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数之间的关联模型；步骤2、确定垃圾焚烧炉的实时运行工况并采集垃圾焚烧炉的实时燃烧特征参数，确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值；步骤3、根据O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时确定一、二次风配比；步骤4、根据确定的一、二次风配比调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度。本申请基于尾部CO浓度建立了垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置，提升了垃圾电站运行的经济性和环保性。

Description

一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及垃圾焚烧处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置。
背景技术
随着人们生活水平不断提高，城市化进程加快，城市垃圾数量急剧增加，对环境造成严重污染，因此亟需对垃圾进行有效、安全处理。垃圾焚烧作为一种无害化、资源化和减量化的处理方式，正获得越来越多的重视，垃圾焚烧可以大量消耗城市垃圾，减少对环境的污染，但也存在诸多问题。
垃圾焚烧炉在运行过程中经常会出现炉内配风不均，导致炉内垃圾燃烧不完全，会出现垃圾焚烧炉的燃烧不稳定、炉膛出口CO、NOX和二噁英排放浓度升高；或者垃圾焚烧炉内的氧量过剩，导致尾部O2浓度升高，排烟热损失增大，锅炉效率降低等问题。
为了保持垃圾焚烧炉安全、稳定燃烧，亟需对锅炉配风进行调整。目前，绝大多数垃圾焚烧炉采用尾部氧气浓度来判断炉内燃烧情况好坏，进而做出相应的风量调整。但由于烟道漏风影响，以氧量作为炉内燃烧状况判定指标误差较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可基于能准确地反映炉内燃烧状况的参数来建立垃圾焚烧炉燃烧优化方法、系统及装置。
一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，包括以下步骤：
步骤1、采集不同基本运行工况下垃圾焚烧炉的历史运行数据，并建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数之间的关联模型；
步骤2、确定垃圾焚烧炉的实时运行工况并采集垃圾焚烧炉的实时燃烧特征参数，根据所述步骤1确定的实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，并根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与O2浓度之间的关联模型确定实时运行工况下的O2浓度优化值；
步骤3、根据所述步骤2中计算出的O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时炉膛温度、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定一、二次风配比；
步骤4、根据所述步骤3中确定的一、二次风配比调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致；
其中，所述燃烧特征参数包括锅炉效率、NOX浓度、二噁英浓度和O2浓度。
优选地，每个所述基本运行工况对应一个垃圾热值区间和一个典型锅炉负荷，多个垃圾热值区间在垃圾焚烧炉处理的垃圾热值范围之内均匀分布，多个典型锅炉负荷在垃圾焚烧炉的负荷范围内间隔分布。
优选地，所述步骤2中，确定垃圾焚烧炉的实时运行工况是否属于基本运行工况，若属于，则继续进行优化，若不属于，则不进行优化。
优选地，所述步骤2中确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值的方法为：若计算得到的尾部CO浓度优化值小于等于50mg/m3，则继续执行步骤2，若计算得到的尾部CO浓度优化值大于50mg/m3，则根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型重新计算实时运行工况下尾部CO浓度优化值。
优选地，所述步骤2中，确定实时运行工况下尾部CO浓度优化值的方法为：根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，将尾部CO浓度优化值分别代入尾部CO浓度与NOX浓度的关联模型和尾部CO浓度与二噁英浓度的关联模型中得到NOX浓度优化值和二噁英浓度优化值，计算NOX浓度实时值与NOX浓度优化值的NOX浓度差值百分比，计算二噁英浓度实时值与二噁英浓度优化值的二噁英浓度差值百分比；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用计算得到尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个不属于-20％～+5％范围内，则确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，并在优化区间内调整尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度优化值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用调整后的尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度实时值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个仍不属于-20％～+5％的范围，则不进行优化处理。
优选地，所述步骤2中确定实时运行工况下的O2浓度优化值的方法为：将实时运行工况下的尾部CO浓度优化值代入尾部CO浓度与O2浓度的关联模型中计算得到O2浓度优化值，若O2浓度优化值属于5％～8％的范围内，则采用计算得到的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值，若O2浓度优化值不属于5％～8％的范围，则根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，在优化区间内重新确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，至重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值属于5％～8％的范围，并将重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值。
优选地，所述步骤3中调整垃圾焚烧炉的总风量的方法为：比较O2浓度优化值与O2浓度实时值的大小，若O2浓度实时值大于O2浓度优化值，则调小一、二次风风机频率或风门开度，若O2浓度实时值小于O2浓度优化值，则调大一、二次风风机频率或风门开度。
优选地，还包括步骤5：完成步骤4后，判断炉膛温度是否高于850℃、炉膛最高温度低于1050℃且烟气停留时间超过2s，若是，则完成垃圾焚烧炉的优化，若否，则重新执行步骤3和步骤4。
一种垃圾焚烧炉的燃烧优化系统，包括：
运行数据采集模块，用以采集垃圾焚烧炉在不同运行工况下的运行数据；
关联模型建立模块，用以根据垃圾焚烧炉的历史运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度，；
燃烧优化模型：用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值，并根据O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时炉膛温度、实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定垃圾焚烧炉的一、二次风配比，还用以调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致。
一种垃圾焚烧炉的燃烧优化装置，包括控制器、尾部CO浓度在线监测装置和DCS系统，所述尾部CO浓度在线监测装置和所述DCS系统分别与所述控制器通信连接，所述尾部CO浓度在线监测装置安装在垃圾焚烧炉的锅炉上，其用以在线监测垃圾焚烧炉中的尾部CO浓度并发送至所述控制器，所述DCS系统与垃圾焚烧炉连接，其用以确定垃圾焚烧炉的运行工况且采集运行数据并发送至所述控制器，所述控制器用以根据垃圾焚烧炉的运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度，还用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值并确定一、二次风配比，所述控制器发送信号至所述DCS系统，所述DCS系统接收信号并调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度。
因尾部CO浓度受炉内漏风影响因素较小且能准确地反映炉内燃烧状况，本申请建立基于尾部CO浓度的垃圾焚烧炉燃烧优化方法、系统及装置，在实现锅炉效率提升的同时，又有效地控制了NOX和二噁英的生成，提升了垃圾电站运行的经济性和环保性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述垃圾焚烧炉的燃烧优化方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例所述垃圾焚烧炉的燃烧优化系统的框图；
图3为本发明实施例所述垃圾焚烧炉的燃烧优化装置的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以国内某垃圾电厂为例，该厂垃圾焚烧炉采用德国马丁公司SITY2000炉型，整个炉排由左至右分成四列，炉排由下至上采用24°前倾式设计，每列炉排分成上下两组，上炉排为垃圾燃烧提供干燥与燃烧功能，下炉排为垃圾提供燃尽和灰渣输送功能，垃圾焚烧炉的正上方为余热锅炉，以上述垃圾焚烧炉为例提出本申请的以下实施例。
实施例1
参照图1，提出本发明的一实施例，本实施例所述垃圾焚烧炉的燃烧优化方法包括以下步骤：
步骤1、采集不同基本运行工况下垃圾焚烧炉的历史运行数据，并建立不同基本运行工况下历史尾部CO浓度与不同燃烧特征参数之间的关联模型；
步骤2、确定垃圾焚烧炉的实时运行工况并采集垃圾焚烧炉的实时燃烧特征参数，根据所述步骤1确定的实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，并根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与O2浓度之间的关联模型确定实时运行工况下的O2浓度优化值；
步骤3、根据所述步骤2中计算出的O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时炉膛温度、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定一、二次风配比；
步骤4、根据所述步骤3中确定的一、二次风配比调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致；
其中，所述燃烧特征参数包括锅炉效率、NOX浓度、二噁英浓度和O2浓度。
所述步骤1中，不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型包括尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型、尾部CO浓度与NOX浓度的关联模型、尾部CO浓度与二噁英浓度的关联模型和尾部CO浓度与O2浓度的模型。
每个所述基本运行工况对应垃圾热值的常见范围和一个典型锅炉负荷，多个垃圾热值的常见范围在垃圾焚烧炉处理的垃圾热值范围之内均匀分布，多个典型锅炉负荷在垃圾焚烧炉的负荷范围内间隔分布。
由于垃圾焚烧炉入炉的垃圾成分时刻发生变化，垃圾热值波动较大，故以垃圾热值作为垃圾特性指标，本实施例所述垃圾焚烧炉处理的垃圾热值范围为4500-8500kJ/kg，本实施例所述垃圾热值区间包括以下四个：4500-5500kJ/kg、5500-6500kJ/kg、6500-7500kJ/kg和7500-8500kJ/kg；本实施例所述垃圾焚烧炉典型锅炉负荷包括以下三个：锅炉负荷60％、锅炉负荷80％和锅炉负荷100％，本实施例中四个垃圾热值区间和三个典型锅炉负荷组合成十二个垃圾焚烧炉的基本运行工况。
所述步骤1中，所述二噁英浓度为二噁英毒性当量浓度，由于现场并不具备二噁英在线监测功能，二噁英浓度可由环保部门认可的第三方机构现场测量得到。
所述锅炉效率的计算方法为：
ηgl＝1-(q2+q3+q4+q5+q6)，其中q2为排烟热损失率，q3为气体未完全燃烧热损失率，q4为固体未完全燃烧热损失率，q5为散热损失率，q6为灰渣物理热损失率，由于排烟热损失率和固体未完全燃烧热损失率对锅炉效率影响较大，而气体未完全燃烧热损失率、散热损失率、灰渣物理热损失率对锅炉效率影响较小，在计算时可将q3、q5、q6看作定值；
且
Figure GDA0003699670980000081
Figure GDA0003699670980000082
Figure GDA0003699670980000083
hpy和αpy分别为排烟焓和空预器出口过量空气系数，hlk 0为理论冷空气的焓；Aar为收到基灰分含量；Cfh、Clz分别为飞灰含碳量、炉渣含碳量，单位为％；αfh、αlz分别为飞灰、炉渣占燃料灰分的比例。
所述步骤1中采集垃圾焚烧炉大量的历史运行数据，建立不同基本运行工况下的尾部CO浓度与燃烧特征参数之间的特征曲线，根据关联模型可以拟合得到尾部CO浓度与燃烧特征参数之间的函数关系式。
本实施例中，不同基本工况下尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型为ηgl＝f(CO)，即ηgl＝a0+a1CO+a2CO2+a3CO3+……，其中ηgl由锅炉效率计算模型得到，各系数可以根据历史数据和特征曲线计算拟合得到；
不同基本工况下尾部CO浓度与NOX浓度的关联模型为CNOX＝f(CO)，即CNOX＝b0+b1CO+b2CO2+b3CO3+……，各系数可以根据历史数据和特征曲线计算拟合得到；
不同基本工况下尾部CO浓度与二噁英毒性当量浓度的关联模型为C二噁英＝f(CO)，即C二噁英＝c0+c1CO+c2CO2+c3CO3+……，各系数可以根据历史数据和特征曲线计算拟合得到；
不同基本工况下尾部CO浓度与O2浓度的关联模型为CO2＝f(CO)，即CO2＝-kCO+d，各系数可以根据历史数据和特征曲线计算拟合得到。
所述步骤2中确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值的方法为：若计算得到的尾部CO浓度优化值小于等于50mg/m3，则继续执行步骤2，若计算得到的尾部CO浓度优化值大于50mg/m3，则根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型重新计算实时运行工况下尾部CO浓度优化值。
根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，将尾部CO浓度优化值分别代入实时运行工况对应的尾部CO浓度与NOX浓度的关联模型和实时运行工况对应的尾部CO浓度与二噁英浓度的关联模型中得到NOX浓度优化值和二噁英浓度优化值，计算NOX浓度实时值与NOX浓度优化值的NOX浓度差值百分比，计算二噁英浓度实时值与二噁英浓度优化值的二噁英浓度差值百分比；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用计算得到尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个不属于-20％～+5％范围内，则确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，并在优化区间内调整尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度优化值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用调整后的尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度实时值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个仍不属于-20％～+5％的范围，则不进行优化处理。
所述步骤2中，采用上述步骤确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值后，再利用尾部CO浓度与O2之间的关联模型计算出实时运行工况下的O2浓度优化值。
为了有效降低炉内二噁英的生成，同时保证炉内垃圾稳定、充分燃烧，O2浓度优化值应限定在5％-8％范围内，若O2浓度优化值属于5％～8％的范围内，则采用计算得到的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值，若O2浓度优化值不属于5％～8％的范围，则根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，在优化区间内重新确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，至重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值属于5％～8％的范围，并将重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值。
本领域技术人员应当知晓O2浓度优化值具体为炉膛内O2的体积浓度，且重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值也需要满足对应的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围。
所述步骤3中，首先根据O2浓度优化值确定总风量，然后根据垃圾厚度、炉渣含碳量确定一次风量，具体的：若垃圾厚度过高，应适当降低炉排速度并增大一次风量，保证垃圾充分干燥、燃烧和燃尽；若炉渣含碳量过高，应适当增加燃烧段和燃尽段配风并降低炉排速度，保证垃圾充分干燥和燃烧；
最后根据炉膛温度、尾部CO浓度和炉膛内NOX浓度确定二次风量，具体的：若炉膛温度过高，应适当减少二次风量；若尾部CO浓度过高，应适当增加二次风量，同时确保NOX浓度满足国家排放标准。
所述步骤4中根据一、二次风配比调节炉排速度及一、二次风风机频率/风门开度的方法为：根据O2浓度优化值与O2浓度实时值的大小关系，通过调节炉排速度保证垃圾厚度在合适的范围内，设置一个风机频率系数来提高/降低风机频率或设置一个风门开度系数来扩大/缩小各风门开度，调节一、二次风风机频率/风门开度时，根据风机频率系数/风门开度系数来多次调节风机频率大小/风门开度大小，以将O2浓度实时值经多次调节调至O2浓度优化值。
系数具体大小根据O2浓度实时值来确定，例如风机频率系数为0.9～1.1，风门开度系数为-10％～+10％。
若O2浓度实时值大于O2浓度优化值，则可通过调小一次风风机频率和二次风风机频率，或调小风门开度来实现将O2浓度实时值调至O2浓度优化值；
若O2浓度实时值小于O2浓度优化值，则可通过调大一次风风机频率和二次风风机频率，或调大风门开度来实现将O2浓度实时值调至O2浓度优化值。
完成上述步骤后，判断炉膛温度是否高于850℃、炉膛最高温度低于1050℃且烟气停留时间超过2s，若满足上述两个条件，则完成垃圾焚烧炉的优化，若不满足上述任意一个条件，则重新执行步骤3和步骤4。
实施例2
实施例2提出了一种垃圾焚烧炉的燃烧优化系统，包括：
运行数据采集模块，用以采集垃圾焚烧炉在不同运行工况下的运行数据；
关联模型建立模块，用以根据垃圾焚烧炉的历史运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度，；
燃烧优化模型：用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值，并根据O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时炉膛温度、实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定垃圾焚烧炉的一、二次风配比，还用以调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致。
实施例3
根据实施例2所述的一种垃圾焚烧炉的燃烧优化系统，提出一种垃圾焚烧炉的燃烧优化装置，包括：包括控制器、尾部CO浓度在线监测装置和DCS系统，所述尾部CO浓度在线监测装置和所述DCS系统分别与所述控制器通信连接，所述尾部CO浓度在线监测装置安装在垃圾焚烧炉的锅炉上，其用以在线监测垃圾焚烧炉中的尾部CO浓度并发送至所述控制器，所述DCS系统与垃圾焚烧炉连接，其用以确定垃圾焚烧炉的运行工况且采集运行数据并发送至所述控制器，所述控制器用以根据垃圾焚烧炉的运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度，还用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值并确定一、二次风配比，所述控制器发送信号至所述DCS系统，所述DCS系统接收信号并调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度。
本实施例中，两个尾部CO浓度在线监测装置安装在垃圾焚烧炉尾部烟道省煤器出口的左右两侧，并位于靠近空预器出口的位置。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、采集不同基本运行工况下垃圾焚烧炉的历史运行数据，并建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数之间的关联模型；
步骤2、确定垃圾焚烧炉的实时运行工况并采集垃圾焚烧炉的实时燃烧特征参数，根据所述步骤1确定的实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，并根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与O2浓度之间的关联模型确定实时运行工况下的O2浓度优化值；
步骤3、根据所述步骤2中计算出的O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时炉膛温度、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定一、二次风配比；
步骤4、根据所述步骤3中确定的一、二次风配比调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致；
其中，所述燃烧特征参数包括锅炉效率、NOX浓度、二噁英浓度和O2浓度。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，每个所述基本运行工况对应一个垃圾热值区间和一个典型锅炉负荷，多个垃圾热值区间在垃圾焚烧炉处理的垃圾热值范围之内均匀分布，多个典型锅炉负荷在垃圾焚烧炉的负荷范围内间隔分布。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，所述步骤2中，确定垃圾焚烧炉的实时运行工况是否属于基本运行工况，若属于，则继续进行优化，若不属于，则不进行优化。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，所述步骤2中确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值的方法为：若计算得到的尾部CO浓度优化值小于等于50mg/m3，则继续执行步骤2，若计算得到的尾部CO浓度优化值大于50mg/m3，则根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型重新计算实时运行工况下尾部CO浓度优化值。
5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，所述步骤2中，确定实时运行工况下尾部CO浓度优化值的方法为：根据实时运行工况对应的尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，将尾部CO浓度优化值分别代入尾部CO浓度与NOX浓度的关联模型和尾部CO浓度与二噁英浓度的关联模型中得到NOX浓度优化值和二噁英浓度优化值，计算NOX浓度实时值与NOX浓度优化值的NOX浓度差值百分比，计算二噁英浓度实时值与二噁英浓度优化值的二噁英浓度差值百分比；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用计算得到尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值；
若NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个不属于-20％～+5％范围内，则确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，并在优化区间内调整尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度优化值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比均属于-20％～+5％的范围内，则采用调整后的尾部CO浓度优化值作为实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，若调整后的尾部CO浓度实时值下的NOX浓度差值百分比和二噁英浓度差值百分比中的至少一个仍不属于-20％～+5％的范围，则不进行优化处理。
6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，所述步骤2中确定实时运行工况下的O2浓度优化值的方法为：将实时运行工况下的尾部CO浓度优化值代入尾部CO浓度与O2浓度的关联模型中计算得到O2浓度优化值，若O2浓度优化值属于5％～8％的范围内，则采用计算得到的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值，若O2浓度优化值不属于5％～8％的范围，则根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出尾部CO浓度优化值，确认以尾部CO浓度实时值和尾部CO浓度优化值为端点的优化区间，在优化区间内重新确定实时运行工况下的尾部CO浓度优化值，至重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值属于5％～8％的范围，并将重新确定的实时运行工况下的尾部CO浓度优化值对应的O2浓度优化值作为实时运行工况下的O2浓度优化值。
7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，所述步骤3中调整垃圾焚烧炉的总风量的方法为：比较O2浓度优化值与O2浓度实时值的大小，若O2浓度实时值大于O2浓度优化值，则调大一、二次风风机频率或风门开度，若O2浓度实时值小于O2浓度优化值，则调小一、二次风风机频率或风门开度。
8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉的燃烧优化方法，其特征在于，还包括步骤5：完成步骤4后，判断炉膛温度是否高于850℃、炉膛最高温度低于1050℃且烟气停留时间超过2s，若是，则完成垃圾焚烧炉的优化，若否，则重新执行步骤3和步骤4。
9.一种垃圾焚烧炉的燃烧优化系统，其特征在于，包括：
运行数据采集模块，用以采集垃圾焚烧炉在不同运行工况下的运行数据；
关联模型建立模块，用以根据垃圾焚烧炉的历史运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度；
燃烧优化模型：用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值，并根据O2浓度优化值确定垃圾焚烧炉的总风量，同时根据实时炉膛温度、实时垃圾厚度、实时炉渣含碳量、实时尾部CO浓度和NOX浓度实时值确定垃圾焚烧炉的一、二次风配比，还用以调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度，至O2浓度实时值与O2浓度优化值一致。
10.一种垃圾焚烧炉的燃烧优化装置，其特征在于，包括控制器、尾部CO浓度在线监测装置和DCS系统，所述尾部CO浓度在线监测装置和所述DCS系统分别与所述控制器通信连接，所述尾部CO浓度在线监测装置安装在垃圾焚烧炉的锅炉上，其用以在线监测垃圾焚烧炉中的尾部CO浓度并发送至所述控制器，所述DCS系统与垃圾焚烧炉连接，其用以确定垃圾焚烧炉的运行工况且采集运行数据并发送至所述控制器，所述控制器用以根据垃圾焚烧炉的运行数据建立不同基本运行工况下尾部CO浓度与不同燃烧特征参数的关联模型，所述不同燃烧特征参数包括锅炉效率，NOX浓度，二噁英浓度和O2浓度，还用以根据尾部CO浓度与锅炉效率的关联模型计算出实时运行工况下的尾部CO浓度优化值和O2浓度优化值并确定一、二次风配比，所述控制器发送信号至所述DCS系统，所述DCS系统接收信号并调节炉排速度及一、二次风风机频率和各风门开度。
CN202110406437.5A 2021-04-15 2021-04-15 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置 Active CN113266833B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110406437.5A CN113266833B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110406437.5A CN113266833B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113266833A CN113266833A (zh) 2021-08-17
CN113266833B true CN113266833B (zh) 2022-08-23

Family

ID=77228928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110406437.5A Active CN113266833B (zh) 2021-04-15 2021-04-15 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113266833B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117167749B (zh) * 2022-09-02 2024-05-31 洛阳瑞昌环境工程有限公司 一种含氮废物的焚烧系统、焚烧控制方法
CN117847537B (zh) * 2023-12-15 2024-10-01 光大环保（中国）有限公司 一种垃圾焚烧电厂燃烧和烟气排放一体化控制方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109539301A (zh) * 2018-11-29 2019-03-29 华中科技大学 一种基于尾部co在线检测的锅炉燃烧优化方法及系统
CN110486749A (zh) * 2019-08-29 2019-11-22 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种火电机组锅炉燃烧优化控制方法及系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07174316A (ja) * 1993-12-17 1995-07-14 Kubota Corp 焼却炉
JP3351323B2 (ja) * 1997-06-26 2002-11-25 日本鋼管株式会社 ダイオキシン類の発生を抑制するごみ焼却装置および方法
JP2006132902A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Yamatake Corp 燃焼条件推定装置および方法
US7607913B2 (en) * 2005-10-27 2009-10-27 Osisoft, Inc. CO controller for a boiler
CN103697494B (zh) * 2013-12-30 2016-01-06 广东电网公司电力科学研究院 锅炉风量控制方法及系统
CN106322416B (zh) * 2016-08-17 2018-08-28 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种π型煤粉锅炉尾部烟道NOx和CO催化脱除装置
JP6673799B2 (ja) * 2016-10-21 2020-03-25 株式会社神戸製鋼所 ガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置及び排ガス制御方法
CN109237510B (zh) * 2018-10-09 2023-10-13 沃森能源技术（廊坊）有限公司 一种基于co在线监测的锅炉燃烧优化系统
CN109519959B (zh) * 2018-10-09 2019-10-01 华中科技大学 一种基于co检测的锅炉燃烧优化方法、系统和数据库
CN110410782A (zh) * 2019-08-08 2019-11-05 艾俊清 保证电站锅炉低氮燃烧降低炉膛出口NOx值的方法与系统
CN112325329B (zh) * 2020-10-13 2021-11-02 华中科技大学 一种防高温腐蚀的锅炉风门开度控制方法及系统
CN112524637B (zh) * 2020-12-11 2021-11-19 华中科技大学 一种基于风粉和co在线监测的锅炉燃烧优化方法和系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109539301A (zh) * 2018-11-29 2019-03-29 华中科技大学 一种基于尾部co在线检测的锅炉燃烧优化方法及系统
CN110486749A (zh) * 2019-08-29 2019-11-22 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种火电机组锅炉燃烧优化控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113266833A (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113266843B (zh) 一种燃煤锅炉燃烧优化方法、系统及装置
CN113266833B (zh) 一种垃圾焚烧炉的燃烧优化方法、系统及装置
WO2022142264A1 (zh) 垃圾焚烧热值在线快速计算的方法
CN110263452B (zh) 一种烟道内烟气时间分布特性分析方法、系统及脱硝系统
KR100304244B1 (ko) 쓰레기소각로의연소제어방법및그장치
CN112524637B (zh) 一种基于风粉和co在线监测的锅炉燃烧优化方法和系统
CN109539301B (zh) 一种基于尾部co在线检测的锅炉燃烧优化方法及系统
CN110991756A (zh) 基于ts模糊神经网络的mswi炉膛温度预测方法
CN104613468A (zh) 基于模糊自适应推理的循环流化床锅炉燃烧优化控制方法
CN111306572B (zh) 一种锅炉智能优化燃烧节能控制系统
CN108332213A (zh) 一种垃圾焚烧炉控制系统
CN112555896A (zh) 一种火力发电厂锅炉燃烧效率智能化分析系统及方法
CN111780127B (zh) 一种垃圾焚烧炉燃烧管理系统
CN115685743A (zh) 一种智能控制燃煤锅炉及其智能预测调控烟气排放方法
CN111239360B (zh) 一种基于煤粉燃烧全过程烟气成分监测配风系统
CN115755599A (zh) 垃圾焚烧炉防腐蚀自动控制方法、系统、设备及介质
CN110298502A (zh) 基于能效最优的锅炉最佳氧量计算方法
CN108488831B (zh) 锅炉燃烧控制系统和方法
CN217843879U (zh) 一种煤粉炉掺烧污泥燃烧系统
CN108926986A (zh) 一种sncr氨水与水的喷入量控制方法和控制系统
CN116702593A (zh) 一种计算分析污泥掺烧对锅炉效率影响程度的方法
CN115657466A (zh) 一种智能控制氨气输入量的锅炉系统
CN105972609B (zh) 一种带负荷校正的垃圾炉焚烧自动控制方法及系统
CN218599730U (zh) 垃圾焚烧炉装置及垃圾焚烧炉防腐蚀自动控制系统
CN116146983B (zh) 用于燃煤锅炉掺烧负荷调变的固废自适应热解系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant