CN113701160A - 垃圾焚烧厂acc自动燃烧控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，包含垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算、垃圾低位热值估算、垃圾需求量演算、总风量需求推演、一次风量控制、氧量、炉膛温度控制、料层厚度控制、燃烧控制、推料器控制、三段炉排控制、热灼减率控制、主蒸汽流量控制、主蒸汽压力控制、一次风温控制、二次风温控制、燃烧图检测、炉膛火焰分析系统、主汽流量预测系统、主汽温度预测系统、炉膛温度预测系统、烟气净化控制系统。本发明实现了垃圾焚烧厂的垃圾低位热值的估算和垃圾实际处理量的计算，炉排的料层厚度得到准确的控制，使得垃圾充分燃烧，提高了热效率，自动投入率得到充分提高，同时降低人工的操作强度。

Description

垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧厂燃烧控制方法，特别是一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，属于固废处理领域。

背景技术

随着国内垃圾焚烧发电行业激烈的发展趋势，其中对垃圾焚烧发电项目的环保要求和对垃圾自动燃烧控制的自动化程度越来越高，其是评判垃圾焚烧发电项目品质的重要标准之一。目前国内垃圾焚烧厂对垃圾ACC自动燃烧控制的投入率较低，生产运营过程中许多工艺系统需要大量的人工操作与干预，因此增加了人工的工作强度，而且导致经济效益低。其中典型的工艺系统如：垃圾给料系统，料层厚度控制系统，燃烧炉排燃烧系统以及烟气净化系统等。

同时考虑到国内城市生活垃圾的特点：混合收集、成分复杂多变、密度不稳定、含水率较高、低位热值LHV不稳定等。导致了国内垃圾焚烧项目自动燃烧系统的控制效果不佳，进而使得环保指标不易达标。

目前国内现有的垃圾焚烧厂自动燃烧控制主要存在以下问题：

1、入炉垃圾的低位热值难以确定和密度不稳定，滞后时间长，难以控制，导致自动燃烧控制效果较差；

2、推料器动作频率和焚烧炉排动作频率配合度不完整，运行中时长出现焚烧炉排垃圾偏料、偏烧的情况；

3、炉排的料层厚度控制不均匀，不稳定，导致燃烧炉排的动作频率不一，影响垃圾的燃烧状况；

4、垃圾焚烧炉的自动燃烧控制效果较差，导致锅炉主蒸汽流量和主汽压力波动较大，机组运行不经济；

5、炉渣热灼减率的控制较高，垃圾燃烧不充分，垃圾残渣量增加，且降低燃烧的热效率；

6、垃圾焚烧厂许多工艺系统控制不稳定，多处工艺系统在手动控制运行，增加工人的工作强度，且效率低下；

7、烟气净化系统的自动控制不稳定，导致环保指标数据波动较大，甚至出现指标超标现象。

因此，垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制的有效投入率需要得到充分提高，所以当前为止迫切需要研发一种适用于垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制的技术方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，解决现有技术的至少一项不足。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于包含以下步骤：

垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算：通过料仓尺寸及投料垃圾体积变化计算垃圾实际处理量及入炉垃圾密度；

垃圾低位热值估算：根据热平衡原理反演算出垃圾的低位热值的实际值；

垃圾需求量演算：利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度、主蒸汽压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾低位热值，通过NCV公式反算计算出垃圾需求量；

总风量需求推演：使垃圾充分燃烧所需的总风量包括一次风量、二次风量和炉墙冷却风量；

一次风量控制：一次风需求量由总风量需求量减去二次风量所得；

氧量、炉膛温度控制：以省煤器出口氧量为测量值、炉膛3个温度测量值进行调整，既要满足第一烟道温度在890℃-1050℃范围内保持2s需求，又要控制氧量在5.5%-8.5%之间，以省煤器出口氧量为控制目标，采用PID调节控制二次风机输出值的变化，同时第一烟道温度参与辅助控制，抑制二次风机输出值的变化；

料层厚度控制：料层厚度实际值ha由各段炉排一次风温、一次风量、垃圾料层上下面的差压通过复杂的计算函数得出；

燃烧控制：燃烧控制主要参与推料器控制，干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排的控制，计算出入炉垃圾需求量和垃圾前进基准速度，以此基准速度控制推料器、干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排，其计算值是由垃圾实际处理量、垃圾需求量、主蒸汽压力修正系数，演算出的入炉垃圾需求量，同时再由入炉垃圾密度、推料器截面积，经过函数关系计算所得；

推料器控制：根据垃圾前进基准速度、推料器的理论行程、压缩系数、后退速度、停留时间、平衡系数，通过函数关系计算出推料器的给料频率、推料器前进速度以及前进时间，从而控制推料器动作频率；

三段炉排控制：根据垃圾前进基准速度、炉排的理论行程、压缩系数、移动时间、料层厚度修正系数、热灼减率修正系数、平衡系数，通过函数关系计算出各段炉排的给料频率、各段炉排的等待时间，从而控制各段炉排动作频率；

热灼减率控制：以燃烬段炉排上部温度为控制对象，燃烬段上部温度高于设定值时，启动热灼减率控制程序；

主蒸汽流量控制：利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾热值，通过NCV公式反算出垃圾需求量；

主蒸汽压力控制：保证主蒸汽压力在额定工况内；

一次风温控制：通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与一次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整一次风蒸预器调门开度大小，维持一次风蒸预器出口风温在工况范围内；

二次风温控制：通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与二次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整二次风蒸预器调门开度大小，维持蒸预器出口风温在工况范围内；

燃烧图检测：根据垃圾焚烧厂的燃烧图，将其分三大区域，分别为连续运行区、投油稳燃区、短时间超负荷区；计算出实际垃圾的热容量，根据实际垃圾的热容量占额定热容量的百分比和实际垃圾的处理量占额定处理量的百分比，判断此时锅炉燃烧检测点处于何种状态，并提醒运行人员注意；

炉膛火焰分析系统：通过摄像机观察炉膛内的火焰燃烧状况，将信号传输至计算机进行图像处理，分析出火焰特征，进而计算出各区域特征比例，转化成控制指令，对给料器炉排、一次风机和左右风门进行动作修正；

主汽流量预测系统：通过读取主蒸汽流量相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽流量的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对垃圾前进基准速度进行修正；

主汽温度预测系统：通过读取主蒸汽温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对减温水调节阀的开度指令进行修正；

炉膛温度预测系统：通过读取炉膛温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出炉膛温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对推料器频率和三段一次风机转速指令进行修正；

烟气净化控制系统：通过读取烟气成分含量相关的特征数值，使用XGboost算法，预测出烟气中的NO_X、HCL、SO₂的提前值，与CEMS来的数值进行计算，控制脱硝液氨流量调节阀、石灰石浆液调阀、活性炭给料器、消石灰给料器的频率，以达到控制烟气排放各成分含量的目的。

进一步地，所述垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算具体为：根据垃圾焚烧发电厂垃圾料斗仓的尺寸结构图，由垃圾仓料位测量值与垃圾仓容积的折线f(x)函数，求出垃圾仓的实时体积；当垃圾吊车在炉口位置投料前到垃圾投料后一设定时间内采集数据中，求出垃圾体积变化的最大值和最小值，计算出本次投料增加的垃圾体积量；在垃圾吊投料时采集垃圾吊车每次抓取的垃圾重量，由ρ=M/V公式，求出本次投料垃圾仓垃圾的密度，然后累计多次密度值，取其平均值；同时考虑垃圾仓内存在垃圾堆积形成的垃圾压实系数，求出入炉垃圾密度；垃圾吊两次投料的体积差乘以密度平均值得到两次投料间重量变化量，垃圾吊本次称重数据加上重量变化量后再除以两次投料时间间隔得到实时垃圾处理量。

进一步地，所述垃圾实时低位热值估算具体为：

根据锅炉的热平衡原理，首先确定焚烧炉的输入热量总和=输出热量总和

(Q_i=Qo)； （1）

其中，输入热量总和Q_i包括如下：Q_m :垃圾带入热量，Q_CI:焚烧炉输入热量，Q_PA:一次风带入热量，Q_SA:二次风带入热量；输出热量总和Qo包括如下：Q_ST:蒸汽输出热量，Q_SE:抽汽输出热量，Q_FW:给水输入热量；

空气介质热量计算公式

(Q=C*(T_o-T_A)*F*ρ)， （2）

其中，Q:热量，C:空气比热，F：体积流量，ρ空气密度，T_O:风温，T_A:环境温度；

汽水介质热量计算公式

(Q=F*h)， （3）

其中：Q:热量，F:质量流量，h:焓值；

根据热平衡原理由（1）（2）（3）公式，反演算推出垃圾的低位热值LHV实际值。

进一步地，所述垃圾需求量演算具体为：

根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出垃圾需求量

m=((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst) （5）

其中，m:垃圾需求量； m´st:主蒸汽流量设定值；m´f:补充燃料量；Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温。

进一步地，所述总风量需求推演具体为：

1）根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出主蒸汽流量计算值的公式如下：

m´st=(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst)*m+(m´f/(∆hst/Ncv´f))* ´b（6）

其中，m´st:主蒸汽流量计算值，m:垃圾需求量，m´f:补充燃料量，Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温；

2）由风量需求公式

Y₂ = F_S * CI * C6； （7）

其中，F_S:蒸汽流量计算值；CI:产生每吨蒸汽需要的热量；C6:产生单位热量需要的助燃的空气量；Y₂:需要的理论空气量；

产生单位热量需要的助燃的空气量

C6=Y2"/(FS"*CI") （8）

其中，Y₂"：MCR点理论空气量；F_S"：MCR点额定蒸汽流量；CI"：MCR点产生每吨蒸汽需要的热量；

3）由理论空气量乘以过量空气系数λ得到总风量需求。

进一步地，所述氧量、炉膛温度控制具体为

当氧量在5.5%-8.5%范围之外时，调整氧量对一次风需求量计算回路进行修正：

1）当氧量小于5.5%，则增大氧量修正系数,增大各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

2）当氧量大于8.5%，则减小氧量修正系数，减小各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

当第一烟道下部温度范围在890℃-1050℃之外时，闭锁二次风机输出值的变化：

1）其温度变化速率、数值高于预设值时，闭锁减二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再降低，但可以增加输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求；

2）其温度变化速率、数值低于预设值时，闭锁增二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再增加，但可以减低输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求。

进一步地，所述料层厚度控制具体为：

料层厚度实际值计算公式如下：

h_a=C_pr*(KL*(1+(a*μ*(T/M)^0.5/(0.9*(KL/ø)^0.5))/P)*△P/(μ*v)) （9）

其中，h_a:垃圾料层厚度实际值；C_pr:焚烧炉特性系数；KL:液体渗透率；△P：料层差压；μ:空气粘度；v:空气渗流速度；b:Klinkenberg系数；P:平均压力；a:常数7.32；T:绝对温度K；M:气体分子量；r:通流孔道半径；Ø:多孔介质孔隙率0.75；

料层厚度计算值h_C由垃圾需求量、入炉垃圾需求量、垃圾密度、垃圾前进基准速度、炉渣出渣率、各段炉排宽度，根据V=M/ρ和hc=V/v计算得到；

其中，hc:垃圾料层厚度计算值，V:垃圾体积，M:垃圾重量,ρ:垃圾密度，v:垃圾前进速度；

将料层厚度实际值h_a与计算值h_c的比值，作为料层修正系数KH，使其对各段炉排的动作频率进行修正，进而完成各段炉排频率的调整。

进一步地，所述燃烧图检测具体为：

根据垃圾焚烧厂的燃烧图，将其分三大区域，分别为连续运行区、投油稳燃区、短时间超负荷区；根据公式MW=Q*m/3600得出实际垃圾的热容量，由垃圾低位热值和垃圾处理量计算出实际垃圾的热容量；根据实际垃圾的热容量占额定热容量的百分比和实际垃圾的处理量占额定处理量的百分比，判断此时锅炉燃烧检测点处于何种状态，并提醒运行人员注意；

如若燃烧检测点位于投油稳燃区，则提醒运行人员进行投入燃油，确保机组正常运行；如若燃烧检测点位于短时间超负荷区，则提醒运行人员不要连续运行超过2小时；如若燃烧检测点位于连续运行区，则提醒运行人员继续保持，且密切观察燃烧状态。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本发明实现了垃圾焚烧厂的垃圾低位热值的估算和垃圾实际处理量的计算；

2、本发明垃圾焚烧厂炉排的料层厚度得到准确的控制，使得垃圾充分燃烧，提高了热效率；

3、本发明针对垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制系统的自动投入率得到充分提高，同时降低人工的操作强度；

4、本发明针对焚烧炉的推料器给料控制，三段炉排的频率控制得到准确的控制，避免了垃圾的偏料、偏烧的情况；

5、本发明针对垃圾焚烧厂的炉膛温度及氧量控制，使垃圾的充分分解和燃烧，降低烟气污染物的排放量，同时精准的控制出口排烟温度，减少后续烟气净化系统的处理压力。

附图说明

图1是本发明的垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法的流程图。

图2是本发明的垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法的控制系统示意图。

图3是本发明的实施例的燃烧图检测示意图。

图4是本发明的实施例的炉膛火焰分析系统框架图。

图5是本发明的实施例的炉膛火焰分析系统界面示意图。

图6是本发明的实施例的脱硫XGboost算法示意图。

图7是本发明的实施例的脱硫BP神经网络算法示意图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明为基于中国天楹Waterleau往复式机械炉排焚烧炉800t/d的燃烧特性进行的垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制系统，其中设计的MCR点：主蒸汽流量：65.8t/h、主蒸汽压力：4.0MPa、主蒸汽温度：400℃、垃圾处理量：33.333t/h、垃圾热值：6200kj/kg。本发明的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，具体包含以下步骤：

S1、垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算

根据垃圾焚烧发电厂垃圾料斗仓的尺寸结构图，由垃圾仓料位测量值与垃圾仓容积的折线f(x)函数，求出垃圾仓的实时体积；当垃圾吊车在炉口位置投料前6秒到垃圾投料后72秒的采集数据中，求出垃圾体积变化的最大值和最小值，计算出本次投料增加的垃圾体积量；在垃圾吊投料时采集垃圾吊车每次抓取的垃圾重量，由ρ=M/V公式，求出本次投料垃圾仓垃圾的密度，然后累计15次密度值，取其平均值；同时考虑垃圾仓内存在垃圾堆积形成的垃圾压实系数，求出入炉垃圾密度；垃圾吊两次投料的体积差乘以密度平均值得到两次投料间重量变化量，垃圾吊本次称重数据加上重量变化量后再除以两次投料时间间隔得到实时垃圾处理量。

测量垃圾料斗仓的尺寸结构，将各段的长、宽、高以及倾斜角度输入到相应参数设定里，同时压实系数、2段炉排间距、每段炉排的距离、燃烬段出口垃圾密度等参数，计算出垃圾的入炉密度以及垃圾实际处理量。

S2、垃圾低位热值估算

根据锅炉的热平衡原理，首先确定焚烧炉的输入热量总和=输出热量总和

(Q_i=Qo)； （1）

其中，输入热量总和Q_i包括如下：Q_m :垃圾带入热量，Q_CI:焚烧炉输入热量，Q_PA:一次风带入热量，Q_SA:二次风带入热量；输出热量总和Qo包括如下：Q_ST:蒸汽输出热量，Q_SE:抽汽输出热量，Q_FW:给水输入热量；

空气介质热量计算公式

(Q=C*(T_o-T_A)*F*ρ)， （2）

其中，Q:热量，C:空气比热，F：体积流量，ρ空气密度，T_O:风温，T_A:环境温度；

汽水介质热量计算公式

(Q=F*h)， （3）

其中：Q:热量，F:质量流量，h:焓值；

根据热平衡原理由（1）（2）（3）公式，反演算推出垃圾的低位热值LHV实际值。

S3、垃圾需求量演算

利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度、主蒸汽压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾低位热值，通过NCV公式反算计算出垃圾需求量。

根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出垃圾需求量

m=((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst) （5）

其中，m:垃圾需求量； m´st:主蒸汽流量设定值；m´f:补充燃料量；Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温。

其中，NCV计算公式引自：“Technology of Waste Incineration in Theory andPractice”，1995 ed. by Reimann,VDI “Steam Tables”, 1968 ed. by Schmidt。

S4、总风量需求推演

使垃圾充分燃烧所需的总风量包括一次风量、二次风量和炉墙冷却风量；其推演过程如下：

1）根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出主蒸汽流量计算值的公式如下：

m´st=(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst)*m+(m´f/(∆hst/Ncv´f))* ´b（6）

其中，m´st:主蒸汽流量计算值，m:垃圾需求量，m´f:补充燃料量，Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温；

2）由风量需求公式

Y₂ = F_S * CI * C6； （7）

其中，F_S:蒸汽流量计算值；CI:产生每吨蒸汽需要的热量；C6:产生单位热量需要的助燃的空气量；Y₂:需要的理论空气量；

产生单位热量需要的助燃的空气量

C6=Y2"/(FS"*CI") （8）

其中，Y₂"：MCR点理论空气量；F_S"：MCR点额定蒸汽流量；CI"：MCR点产生每吨蒸汽需要的热量；

3）由理论空气量乘以过量空气系数λ得到总风量需求。

其中，公式（7）（8）引自文章《一种生活垃圾焚烧炉自动燃烧热灼减率控制系统的制作方法》一文）。

S5、一次风量控制

一次风需求量由总风量需求量减去二次风量所得。其控制原理根据垃圾的低位热值与干燥段一次风机风量，燃烧段一次风机风量，燃烬段一次风机风量的折线f(x)函数关系，得到3个配风比，且这3个配风比之和为100%，将一次风需求量按照各段一次风机对应配风比进行分配，从而使其满足垃圾燃烧的风量需求，同时将焚烧垃圾的火线控制在燃烧段炉排上，其他炉排上有少量火线。

当机组工况运行，分别将干燥段一次风机风量控制，燃烧段一次风机风量控制，燃烬段一次风机风量控制投入C模式，则整套系统按照ACC自动燃烧控制模式运行，根据实际设定值自动调节相关参数值，使其满足自动燃烧控制。其中总风量需求（S4环节所得）、垃圾低位热值（S2环节所得）、二次风量测量值，计算出一次风需求量为89246 Nm3/h。同时由低位热值与干燥段一次风机风量，燃烧段一次风机风量，燃烬段一次风机风量的折线f(x)函数配风比分别为：35.125%，44.875%，20%。将一次风需求量按照各段一次风机对应配风比进行分配，从而控制三段一次风机，使其满足垃圾燃烧的风量需求。

S6、氧量、炉膛温度控制

以省煤器出口氧量为测量值、炉膛3个温度测量值进行调整，既要满足第一烟道温度在890℃-1050℃范围内保持2s需求，又要控制氧量在5.5%-8.5%之间，以省煤器出口氧量为控制目标，采用PID调节控制二次风机输出值的变化，同时第一烟道温度参与辅助控制，抑制二次风机输出值的变化。

当氧量在5.5%-8.5%范围之外时，调整氧量对一次风需求量计算回路进行修正：

1）当氧量小于5.5%，则增大氧量修正系数,增大各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

2）当氧量大于8.5%，则减小氧量修正系数，减小各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

当第一烟道下部温度范围在890℃-1050℃之外时，闭锁二次风机输出值的变化：

1）其温度变化速率、数值高于预设值时，闭锁减二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再降低，但可以增加输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求；

2）其温度变化速率、数值低于预设值时，闭锁增二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再增加，但可以减低输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求。

当机组工况运行，分别将二次风机控制投入自动模式、干燥段一次风量控制、燃烧段一次风量控制、燃烬段一次风量控制投入C模式。此时测量的炉膛下部温度分别为：1085℃，1082℃，1086℃，省煤器出口氧含量分别为：5.38%，5.38%。此时第一烟道下部温度平均值1084.3℃高于预设值1050℃时闭锁减二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再降低，但可以增加输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内。

同时测量的省煤器出口氧含量分别为：5.38%，5.38%，氧量平均值为5.388%在5.5%-8.5%范围之外时，调整氧量对一次风需求量计算回路进行修正。此时氧量平均值为5.388%小于5.5%，因此增大氧量修正系数，增大干燥段一次风量控制、燃烧段一次风量控制、燃烬段一次风量控制，从而保持省煤器出口氧含量的工况范围。

S7、料层厚度控制

炉排片的垃圾料层厚度不能准确的测量与观察，通常运行人员间接地监视各段一次风机出口风压大小，以及观察垃圾焚烧的火焰，或者到现场通过观火孔检查火焰的燃烧情况。本发明的料层厚度实际值ha由各段炉排一次风温、一次风量、垃圾料层上下面的差压通过复杂的计算函数得出；一般情况下：干燥段料层厚度控制在800-1000mm,燃烧段料层厚度控制在500-600mm,燃烬段料层厚度控制在200-300mm。

料层厚度实际值计算公式如下：

h_a=C_pr*(KL*(1+(a*μ*(T/M)^0.5/(0.9*(KL/ø)^0.5))/P)*△P/(μ*v)) （9）

其中，h_a:垃圾料层厚度实际值；C_pr:焚烧炉特性系数；KL:液体渗透率(MD)；△P：料层差压；μ:空气粘度(Mpa·s)；v:空气渗流速度；b:Klinkenberg系数(MPa)；P:平均压力(MPa)；a:常数7.32；T:绝对温度K；M:气体分子量；r:通流孔道半径(μm)；Ø:多孔介质孔隙率0.75；

公式（9）引自文章《机械炉排式焚烧炉床面垃圾层厚计算及运行分析》胡洪铭一文。

料层厚度计算值h_C由垃圾需求量（S3环节所得）、入炉垃圾需求量(S7环节所得)、垃圾密度(S1环节所得)、垃圾前进基准速度（S7环节所得）、炉渣出渣率、各段炉排宽度等参数，根据V=M/ρ和hc=V/v计算得到；

其中，hc:垃圾料层厚度计算值，V:垃圾体积，M:垃圾重量,ρ:垃圾密度，v:垃圾前进速度；

将料层厚度实际值h_a与计算值h_c的比值，作为料层修正系数KH，使其对各段炉排的动作频率进行修正，进而完成各段炉排频率的调整。当料层修正系数KH大于1时，三段炉排动作频率增大，从而增加给料速度。反之，当料层修正系数KH小于1时，三段炉排动作频率减小，从而降低给料速度。

S8、燃烧控制

燃烧控制主要参与推料器控制，干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排的控制，计算出入炉垃圾需求量和垃圾前进基准速度，以此基准速度控制推料器、干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排，其计算值是由垃圾实际处理量（S1环节所得）、垃圾需求量（S3环节所得）、主蒸汽压力修正系数（S13环节所得），演算出的入炉垃圾需求量，同时再由入炉垃圾密度（S1环节所得），推料器截面积（宽度、高度）等参数，经过函数关系计算所得。其的大小直接影响后面推料器动作频率以及三段炉排动作频率，对垃圾的给料量起着决定性的作用。

S9、推料器控制

推料器控制是根据垃圾前进基准速度（S7环节所得）、推料器的理论行程、压缩系数、后退速度、停留时间、平衡系数等参数，通过函数关系计算出推料器的给料频率、推料器前进速度、以及前进时间，从而控制推料器动作频率，保证各个推料器同步给料，也可以根据平衡系数进行异步给料。当某个推料器出现故障，撤出自动，其他推料器可以继续同步运行。也可以单周期运行，用来检修故障的推料器。当给料不均匀时，通过平衡系数，调整推料器异步运行，慢慢纠正给料平衡，使其达到给料均匀。

S10、三段炉排控制

三段炉排频率控制是根据垃圾前进基准速度（S7环节所得）、炉排的理论行程、压缩系数、等待时间、料层厚度修正系数（S8环节所得）、热灼减率修正系数（S11环节所得）、平衡系数等参数，通过函数关系计算出各段炉排的给料频率、各段炉排的等待时间，从而控制各段炉排动作频率，保证各个推料器同步给料。也可根据料层偏料情况，调整平衡系数来控制各段炉排的动作频率，使其保持同步给料。当某个炉排出现故障，撤出自动，其他炉排可以继续同步运行。也可以单周期运行，用来检修故障的炉排。当给料不均匀时，通过平衡系数，调整推料器异步运行，慢慢纠正给料平衡，使其达到给料均匀。

S11、热灼减率控制

热灼减率控制是以燃烬段炉排上部温度为控制对象，燃烬段上部温度高于设定值时，启动热灼减率控制程序。热灼减率的控制主要让垃圾在各段炉排上充分燃烧，提高垃圾焚烧热值的回收利用，从而提高垃圾热效率。热灼减率控制程序包括：燃烬段一次风机热灼修正、燃烧段炉排热灼修正、燃烬段炉排热灼修正。热灼减率控制通过PID输出值后经系数函数关系转化，使其值转为0~2之间，其值为1，则不作修正。若其值为0~1和1~2之间，分别做相应的调整。

如当机组工况运行,将热灼减率控制投入自动模式，燃烬段炉排上部温度测量值470℃大于燃烬段炉排上部温度设置值450℃，启动热灼减率控制程序，使燃烬段一次风机热灼修正系数增大至1.103、燃烧段炉排热灼修正系数减小至0.897、燃烬段炉排热灼修正系数减小至0.897，进而调整这3个设备输出变化。反之。则燃烬段炉排上部温度测量值430℃小于燃烬段炉排上部温度设置值450℃，启动热灼减率控制程序，使燃烬段一次风机热灼修正系数减小、燃烧段炉排热灼修正系数增大、燃烬段炉排热灼修正系数增大。

S12、主蒸汽流量控制

利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾热值，通过NCV公式反算出垃圾需求量。

S13、主蒸汽压力控制

保证主蒸汽压力在额定工况内。采用以主蒸汽压力为目标参数，同时监测汽包压力，(因为汽包压力优于主蒸汽压力更能反应锅炉燃烧状况)；以主蒸汽流量作为前馈补偿（主蒸汽流量优于主蒸汽压力更能反应外界热负荷需求），计算出主蒸汽压力修正系数，对锅炉燃烧及一次风风量进行修正，以保持主蒸汽压力在目标范围。

S14、一次风温控制

通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与一次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整一次风蒸预器调门开度大小，维持一次风蒸预器出口风温在工况范围内。当机组工况运行,将一次风温控制投入C模式,此时垃圾低位热值（S2环节所得）与一次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，此时的温度设定值为：226.3℃，自动控制一次蒸预器调阀开度变化，使风温维持在设定值范围内。垃圾热值越高，一次风温越低。反之，垃圾热值越低，一次风温越高。

S15、二次风温控制

通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与二次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整二次风蒸预器调门开度大小，维持蒸预器出口风温在工况范围内。当机组工况运行,将二次风温控制投入C模式,此时垃圾低位热值（S2环节所得）与二次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，此时的温度设定值为：168.5℃，自动控制二次蒸预器调阀开度变化，使风温维持在设定值范围内。垃圾热值越高，二次风温越低。反之，垃圾热值越低，二次风温越高。

S16、燃烧图检测

如图3所示，根据垃圾焚烧厂的燃烧图，将其分三大区域，分别为连续运行区(abcdf'e'a区)，投油稳燃区（gg'e'f'feg区），短时间超负荷区(iba e'g'hi区)；根据公式MW=Q*m/3600得出实际垃圾的热容量，由垃圾低位热值和垃圾处理量计算出实际垃圾的热容量；根据实际垃圾的热容量占额定热容量的百分比和实际垃圾的处理量占额定处理量的百分比，判断此时锅炉燃烧检测点处于何种状态，并提醒运行人员注意；

如若燃烧检测点位于投油稳燃区，则提醒运行人员进行投入燃油，确保机组正常运行；如若燃烧检测点位于短时间超负荷区，则提醒运行人员不要连续运行超过2小时；如若燃烧检测点位于连续运行区，则提醒运行人员继续保持，且密切观察燃烧状态。

S17、炉膛火焰分析系统

如图4和图5所示，通过摄像机观察炉膛内的火焰燃烧状况，将信号传输至计算机进行图像处理，分析出火焰特征，进而计算出各区域特征比例，转化成控制指令，对给料器炉排、一次风机和左右风门进行动作修正。

主要分为图像采集传输模块、图像处理模块、火焰特征分析模块、区域火焰特征比例计算模块、区域火焰特征比例转换控制模块等五部分，实施过程如下：

图像采集传输模块：根据焚烧炉实际炉膛面积，在焚烧炉后拱设置一台（燃烧区域面积过大时在前拱增加一台）耐高温监视摄像机，实时监视炉膛内部焚烧火焰状况，监测面积覆盖整个炉排区域，将影像传输至计算机图像处理模块进行处理。

图像处理模块：将采集来的视频经过视频模拟信号转数字信号（采样、像素量化、压缩编码）、格式转换、数据提取、特征标签写入等步骤，输出含有火焰亮度特征标签的图像数据集。

图像处理模块包含以下功能：

a）模拟视频转数字视频（采样、像素量化、压缩编码）

采样将图像在空间上离散化，就是定义要用多少点来描述一幅图像，采样点是用空间上部分点的灰度值代表图像，采样结果质量的高低就是用图像分辨率来衡量。简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构的微小方格即像素点，一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。

把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的进行转换即量化。量化后，图像就被表示成一个整数矩阵。每个像素具有两个属性：位置和灰度。位置由行、列表示。灰度表示该像素位置上亮暗程度的整数，灰度级一般为0－255（8bit量化）。

数字化后得到的图像数据量十分巨大，因此采用编码技术来压缩其信息量。

接下来使用中值滤波方法降低图像的噪声，中值滤波法是一种非线性平滑技术，它将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值。原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

b）格式转换

数字化后的视频图像为RGB格式，即每种颜色都可以使用红绿蓝三种颜色的比例来表示，然而RGB格式的图像无法表示图像亮度及色差的变化，不适合计算机处理火焰图像，因此将RGB格式图像转换为可以表示亮度、色差的YCrCb格式。

依据ITU-R BT.601标准（601-4:1994.7. / 601-5:1995.10），RGB格式与YCrCb格式的转换算法如下：

Y’ = 0.257*R' + 0.504*G' + 0.098*B' + 16

Cb' = -0.148*R' - 0.291*G' + 0.439*B' + 128

Cr' = 0.439*R' - 0.368*G' - 0.071*B' + 128

c）亮度特征数据提取

在YCrCb格式视频中，“Y”表示明亮度，也就是灰阶值，而色调与饱和度分别用Cr和Cb来表示其中Cr反映了RGB输入信号红色部分与RGB信号亮度值之间的差异而Cb反映的是RGB输入信号蓝色部分与RGB信号亮度值之间的差异此即所谓的色差信号。

d）亮度特征数据标签写入

将每个像素点以坐标表示，固定其相对位置，将每个像素点的YCrCb数据以标签形式写入，得到以含有标签的像素点组成的整帧图像的数据集合。

图像处理模块对具体步骤如下：

a）摄像机采集炉膛火焰视频，输出PAL格式模拟视频信号；

b）通过视频采集卡将摄像机输出的PAL格式视频信号转化为数字视频信号；

c）将分辨率800*600，每秒30帧，RGB格式的数字视频信号，进行降噪处理；

d）将降噪后的RGB格式图像转化为YCrCb格式；

e）将每个像素点以坐标表示，固定其相对位置；

f）将每个像素点的YCrCb数据以标签形式写入，标记位置；

g）输出带位置信息和YCrCb信息的图像数据。

火焰特征分析模块，火焰特征分析模块将图像处理模块输出的带位置信息和YCrCb信息的图像数据，根据亮度数据“Y”，将火焰亮度进行分级，

亮度100-75为高亮火焰，用红色展示；

亮度75-50为中亮火焰，用橙色展示；

亮度50-25为低亮火焰，用黄色展示；

亮度25-0为无火，用黑色展示。

并按所在的亮度区间进行判断分类，分为高亮火焰、中亮火焰、低亮火焰和无火状态，并标注相应的颜色输出。

区域火焰特征比例计算模块，区域火焰特征比例计算模块是将火焰特征分析模块输出的图像亮度特征分段数据经过区域网格化、分区、颜色占比计算、单位区域权重比例计算等过程，输出火焰图像区域权重比例数据的过程。

区域火焰特征比例计算模块的处理过程如下：

炉膛火焰区域精细网格化：将炉膛按燃烧区域、左右等物理位置划分成若干单元，准确对应火焰图像的区域。

单元区域颜色面积占比计算：火焰特征图像的单元区域内，以像素为单元，分别求出红色、橙色、黄色所占的面积，计算出对应整个单元面积的比例；

单元区域权重比例计算：首先定义三种颜色在炉膛火焰中的权重，将计算得出的单位区域颜色面积占比分别乘以所占的权重，再求和即可得出单元区域的火焰权重值，如计算公式

WV=(Sr/Su)*90%+(So/Su)*60%+(Sy/Su)*30%

式中，WV:单元区域权重值；Su:单元区域面积总值；Sr:单元区域红色面积值；So:单元区域橙色面积值；Sy:单元区域黄色面积值；

火焰分区权重比例值：依据单元区域权重比例计算方法，分别求出炉膛燃烧区域所有分区（A1、B1……G4）的权重比例值，并携带区域位置标签输出。

区域火焰特征比例转换控制模块，将携带位置标签的火焰权重比例值按所在燃烧区域进行分区，将燃烧区域的火焰权重值相加，将燃烧区域的火焰权重值进行比较，分别计算出左右侧风门，炉排、一次风机的修正指令。

由于理想工况下炉排各段的火焰分布应该是：干燥段无火，燃烧段满火，燃烬段无火；

因此，对应各部分的比较应该是：

干燥段与燃烧段比较为：干燥段加燃烧段理想工况的权重值与燃烧段的权重值相比；

燃烧段与燃烬段比较为：燃烧段的权重值与燃烬段加燃烧段理想工况的权重值相比。

在系统投入时，首先在人机界面设置参数，包括火焰区域、火焰亮度阈值、颜色权重值和区域权重偏置数值；

当机组运行时，炉膛火焰分析系统通过摄像机观察炉膛内的火焰燃烧状况，将信号传输至计算机进行图像处理，分析出火焰特征，进而计算出各区域特征比例，转化成控制指令，在系统稳定后，逐步投入给料器、炉排、一次风机和左右风门的修正，同时可以在人机界面实时观察炉膛火焰的区域位置。

S18、主汽流量预测系统

通过读取主蒸汽流量相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽流量的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对垃圾前进基准速度进行修正。机组运行时，投入主汽流量预测控制系统，当主蒸汽流量预测值下降时，经过与实际值进行偏差比例运算，再经CEMS测量信号进行限幅处理，提前增加推料器、炉排的速度和一次风量；当主蒸汽流量预测值增加时，经过与实际值进行偏差比例运算，再经CEMS测量信号进行限幅处理，提前减小推料器、炉排的速度和一次风量；通过预测到的数值对系统进行提前干预，消除主汽流量控制响应的滞后问题。

S19、主汽温度预测系统

通过读取主蒸汽温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对减温水调节阀的开度指令进行修正。机组运行时，投入主汽温度预测控制系统，当主蒸汽温度预测值下降时，经过与实际值进行偏差比例运算，提前减小过热器减温水阀的开度；当主蒸汽流量预测值增加时，经过与实际值进行偏差比例运算，提前增加过热器减温水阀的开度；通过预测到的数值对系统进行提前干预，消除主汽温度控制响应的滞后问题。

S20、炉膛温度预测系统

通过读取炉膛温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出炉膛温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对推料器频率和三段一次风机转速指令进行修正；机组运行时，投入炉膛温度预测系统，当炉膛温度预测值下降时，经过与实际值进行偏差比例运算，提前增加三台一次风机的开度，提前增加推料器的运行速度；当炉膛温度预测值增加时，经过与实际值进行偏差比例运算，提前减小三台一次风机的开度，提前降低推料器的运行速度；通过预测到的数值对系统进行提前干预，消除炉膛温度控制响应的滞后问题。

S21、烟气净化控制系统

通过读取烟气成分含量相关的特征数值，使用XGboost算法，预测出烟气中的NO_X、HCL、SO₂的提前值，与CEMS来的数值进行计算，控制脱硝液氨流量调节阀、石灰石浆液调阀、活性炭给料器、消石灰给料器的频率，以达到控制烟气排放各成分含量的目的。

1）脱硫FGD控制方案

如图6所示，烟气净化中脱硫FGD控制方案,通过读取炉膛烟温、烟气压力、氧量、一、二次风压力流量经过XGboost算法筛选重要参数因子，通过OPC通讯方式读取DCS系统炉膛烟温、烟气压力、氧量、一、二次风压力流量等参数，输入值算法模块，经过算法计算排序出前12个相关重要参数输出至BP神经网络算法。

经过XGboost算法筛选后数据输入BP神经网络算法，BP神经网络算法结构如附图7所示。通过12个输入点经过隐含层5个神经网络节点传递，计算出SO₂的预测值。

通过DCS系统中预测参数表内参数，通过XGboost和脱硫BP神经网络算法预测出SO₂值，经过钙硫比换算出石灰石浓度预测值，与实际SO₂含量进行PID调节，输出PID调节参数至DCS系统，来反控消石灰给料阀，通过反应塔出口烟温换算饱和温度通过PID调节，控制回路中SO₂预测值与SO₂实测值的差值作为PID的前馈，输出PID调节参数至DCS系统，来反控石灰石给水阀，实现稳控SO₂值目标。

2）脱硝SNCR控制方案

烟气净化中脱硝SNCR控制方案,通过读取炉膛烟温、烟气压力、氧量、一、二次风压力流量及CEMS参数经过XGboost算法筛选重要参数因子，经过XGboost算法筛选后数据输入BP神经网络算法预测出烟气中的NOX的预测值。

脱硝SNCR控制在原有脱硝控制基础上，通过NO_X预测值与NO_X实测值的偏差作为PID调节前馈，提前干预氨水调节阀输出。

氨水设定值公式：氨水流量设定值=氨水流量MAX×(1-(PID输出值×效率/10000))

脱硝SNCR稀释水调节通过设定氨水浓度换算出溶液质量，通过计算得出稀释水流量设定值。通过PID调节控制稀释水调节阀输出。

稀释水设定值公式：溶剂值÷3600

稀释水流量设定值=（1÷氨水浓度设定值-氨水流量*3600)÷3600

具体实施方式：通过DCS系统中预测参数表内参数，通过XGboost和脱硝BP神经网络算法预测出NO_X值，氨水调节阀通过串级控制回路，实测NO_X值和预测NO_X值的偏差值输入主调PID控制器作为前馈，主调PID输出值通过设定公式自动设定为副调设定值与实测氨水流量作PID调节，输出氨水调节阀开度。稀释水调节阀通过氨水浓度设定值通过溶剂公式换算与稀释水实测流量作PID调节，输出稀释水调节阀开度。实现稳控NO_X值目标。

3）干法脱酸控制方案

烟气净化中脱酸控制方案,通过读取炉膛烟温、烟气压力、氧量、一、二次风压力流量、入炉垃圾量及CEMS参数经过XGboost算法筛选重要参数因子，经过XGboost算法筛选后数据输入BP神经网络算法预测出烟气中的HCL的预测值。

脱酸控制通过比较HCL和SO₂实测值和预测值偏差的数值来切换SO₂和HCL控制回路，两套控制回路由两个独立的PID调节控制器控制，消石灰给料阀调节取偏差最大的控制回路。在系统运行过程中，通过DCS输入脱酸参数来预测出HCL值，通过HCL预测值和实测值的偏差与SO₂预测值与实测值的偏差做比较，取偏差最大的一项。通过PID调节器输出调节参数来控制消石灰给料阀。

XGboost算法是由华盛顿大学陈天奇博士发明的GBDT（Gradient BoostingDecision Tree）决策树类开源算法，该算法适用于分类、回归类问题。本发明使用XGboost分类功能筛选影响烟气指标关键参数的重要性，匹配影响因子权重占比高的参数，通过从高到低排序后筛选参数，并把筛选后的参数输入值BP神经网络。BP(back propagation)神经网络算法是一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络，通过自身训练输入参数，利用梯度下降法搜索技术，以期使网络的实际输出值和期望输出值的误差均方差为最小，并且学习规则并在给定的输入值时得到最近期望输出值的输出结果，本项目由XGboost算法筛选后参数进入BP神经网络算法输入端，通过隐藏层经过权重传递及反向计算出烟气关键参数的预测值。

以上所述，仅是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，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于包含以下步骤：

垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算：通过料仓尺寸及投料垃圾体积变化计算垃圾实际处理量及入炉垃圾密度；

垃圾低位热值估算：根据热平衡原理反演算出垃圾的低位热值的实际值；

垃圾需求量演算：利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度、主蒸汽压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾低位热值，通过NCV公式反算计算出垃圾需求量；

总风量需求推演：使垃圾充分燃烧所需的总风量包括一次风量、二次风量和炉墙冷却风量；

一次风量控制：一次风需求量由总风量需求量减去二次风量所得；

氧量、炉膛温度控制：以省煤器出口氧量为测量值、炉膛3个温度测量值进行调整，既要满足第一烟道温度在890℃-1050℃范围内保持2s需求，又要控制氧量在5.5%-8.5%之间，以省煤器出口氧量为控制目标，采用PID调节控制二次风机输出值的变化，同时第一烟道温度参与辅助控制，抑制二次风机输出值的变化；

料层厚度控制：料层厚度实际值ha由各段炉排一次风温、一次风量、垃圾料层上下面的差压通过复杂的计算函数得出；

燃烧控制：燃烧控制主要参与推料器控制，干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排的控制，计算出入炉垃圾需求量和垃圾前进基准速度，以此基准速度控制推料器、干燥段炉排、燃烧段炉排、燃烬段炉排，其计算值是由垃圾实际处理量、垃圾需求量、主蒸汽压力修正系数，演算出的入炉垃圾需求量，同时再由入炉垃圾密度、推料器截面积，经过函数关系计算所得；

推料器控制：根据垃圾前进基准速度、推料器的理论行程、压缩系数、后退速度、停留时间、平衡系数，通过函数关系计算出推料器的给料频率、推料器前进速度以及前进时间，从而控制推料器动作频率；

三段炉排控制：根据垃圾前进基准速度、炉排的理论行程、压缩系数、移动时间、料层厚度修正系数、热灼减率修正系数、平衡系数，通过函数关系计算出各段炉排的给料频率、各段炉排的等待时间，从而控制各段炉排动作频率；

热灼减率控制：以燃烬段炉排上部温度为控制对象，燃烬段上部温度高于设定值时，启动热灼减率控制程序；

主蒸汽流量控制：利用主蒸汽流量设定值、补充燃料量、主蒸汽温度压力、给水温度压力、锅炉出口烟温和垃圾热值，通过NCV公式反算出垃圾需求量；

主蒸汽压力控制：保证主蒸汽压力在额定工况内；

一次风温控制：通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与一次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整一次风蒸预器调门开度大小，维持一次风蒸预器出口风温在工况范围内；

二次风温控制：通过采用PID控制回路，其中以垃圾低位热值与二次风温的折线f(x)函数作为温度设定值，调整二次风蒸预器调门开度大小，维持蒸预器出口风温在工况范围内；

燃烧图检测：根据垃圾焚烧厂的燃烧图，将其分三大区域，分别为连续运行区、投油稳燃区、短时间超负荷区；计算出实际垃圾的热容量，根据实际垃圾的热容量占额定热容量的百分比和实际垃圾的处理量占额定处理量的百分比，判断此时锅炉燃烧检测点处于何种状态，并提醒运行人员注意；

炉膛火焰分析系统：通过摄像机观察炉膛内的火焰燃烧状况，将信号传输至计算机进行图像处理，分析出火焰特征，进而计算出各区域特征比例，转化成控制指令，对给料器炉排、一次风机和左右风门进行动作修正；

主汽流量预测系统：通过读取主蒸汽流量相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽流量的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对垃圾前进基准速度进行修正；

主汽温度预测系统：通过读取主蒸汽温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出主蒸汽温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对减温水调节阀的开度指令进行修正；

炉膛温度预测系统：通过读取炉膛温度相关特征值，使用XGboost算法，预测出炉膛温度的提前值，通过偏差比例计算出修正系数，对推料器频率和三段一次风机转速指令进行修正；

烟气净化控制系统：通过读取烟气成分含量相关的特征数值，使用XGboost算法，预测出烟气中的NO_X、HCL、SO₂的提前值，与CEMS来的数值进行计算，控制脱硝液氨流量调节阀、石灰石浆液调阀、活性炭给料器、消石灰给料器的频率，以达到控制烟气排放各成分含量的目的。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述垃圾实际处理量及入炉垃圾密度演算具体为：根据垃圾焚烧发电厂垃圾料斗仓的尺寸结构图，由垃圾仓料位测量值与垃圾仓容积的折线f(x)函数，求出垃圾仓的实时体积；当垃圾吊车在炉口位置投料前到垃圾投料后一设定时间内采集数据中，求出垃圾体积变化的最大值和最小值，计算出本次投料增加的垃圾体积量；在垃圾吊投料时采集垃圾吊车每次抓取的垃圾重量，由ρ=M/V公式，求出本次投料垃圾仓垃圾的密度，然后累计多次密度值，取其平均值；同时考虑垃圾仓内存在垃圾堆积形成的垃圾压实系数，求出入炉垃圾密度；垃圾吊两次投料的体积差乘以密度平均值得到两次投料间重量变化量，垃圾吊本次称重数据加上重量变化量后再除以两次投料时间间隔得到实时垃圾处理量。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述垃圾实时低位热值估算具体为：

根据锅炉的热平衡原理，首先确定焚烧炉的输入热量总和=输出热量总和

(Q_i=Qo)； （1）

其中，输入热量总和Q_i包括如下：Q_m :垃圾带入热量，Q_CI:焚烧炉输入热量，Q_PA:一次风带入热量，Q_SA:二次风带入热量；输出热量总和Qo包括如下：Q_ST:蒸汽输出热量，Q_SE:抽汽输出热量，Q_FW:给水输入热量；

空气介质热量计算公式

(Q=C*(T_o-T_A)*F*ρ)， （2）

其中，Q:热量，C:空气比热，F：体积流量，ρ空气密度，T_O:风温，T_A:环境温度；

汽水介质热量计算公式

(Q=F*h)， （3）

其中：Q:热量，F:质量流量，h:焓值；

根据热平衡原理由（1）（2）（3）公式，反演算推出垃圾的低位热值LHV实际值。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述垃圾需求量演算具体为：

根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出垃圾需求量

m=((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst) （5）

其中，m:垃圾需求量； m´st:主蒸汽流量设定值；m´f:补充燃料量；Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述总风量需求推演具体为：

1）根据NCV计算公式

NCV=(1.133*((m´st-m´f*(Ncv´f/∆hst))* ´b)/m*∆hst+0.008*Tb)/1.085 （4）

推导出主蒸汽流量计算值的公式如下：

m´st=(((NCV*1.085-0.008*Tb)/1.133)/∆hst)*m+(m´f/(∆hst/Ncv´f))* ´b （6）

其中，m´st:主蒸汽流量计算值，m:垃圾需求量，m´f:补充燃料量，Ncv´f:补充燃料热值；∆hst:过热蒸汽净焓值为蒸汽焓值减去给水焓值；´b:锅炉换热效率；NCV:垃圾热值；Tb:锅炉出口烟温；

2）由风量需求公式

Y₂ = F_S * CI * C6； （7）

其中，F_S:蒸汽流量计算值；CI:产生每吨蒸汽需要的热量；C6:产生单位热量需要的助燃的空气量；Y₂:需要的理论空气量；

产生单位热量需要的助燃的空气量

C6=Y2"/(FS"*CI") （8）

其中，Y₂"：MCR点理论空气量；F_S"：MCR点额定蒸汽流量；CI"：MCR点产生每吨蒸汽需要的热量；

3）由理论空气量乘以过量空气系数λ得到总风量需求。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述氧量、炉膛温度控制具体为

当氧量在5.5%-8.5%范围之外时，调整氧量对一次风需求量计算回路进行修正：

1）当氧量小于5.5%，则增大氧量修正系数,增大各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

2）当氧量大于8.5%，则减小氧量修正系数，减小各段一次风量的控制，满足氧量的需求；

当第一烟道下部温度范围在890℃-1050℃之外时，闭锁二次风机输出值的变化：

1）其温度变化速率、数值高于预设值时，闭锁减二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再降低，但可以增加输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求；

2）其温度变化速率、数值低于预设值时，闭锁增二次风机控制回路的输出值，使其输出值不再增加，但可以减低输出值，从而控制炉膛下部温度，保持在工况范围内，保持炉膛温度需求。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述料层厚度控制具体为：

料层厚度实际值计算公式如下：

h_a=C_pr*(KL*(1+(a*μ*(T/M)^0.5/(0.9*(KL/ø)^0.5))/P)*△P/(μ*v)) （9）

其中，h_a:垃圾料层厚度实际值；C_pr:焚烧炉特性系数；KL:液体渗透率；△P：料层差压；μ:空气粘度；v:空气渗流速度；b:Klinkenberg系数；P:平均压力；a:常数7.32；T:绝对温度K；M:气体分子量；r:通流孔道半径；Ø:多孔介质孔隙率0.75；

料层厚度计算值h_C由垃圾需求量、入炉垃圾需求量、垃圾密度、垃圾前进基准速度、炉渣出渣率、各段炉排宽度，根据V=M/ρ和hc=V/v计算得到；

其中，hc:垃圾料层厚度计算值，V:垃圾体积，M:垃圾重量,ρ:垃圾密度，v:垃圾前进速度；

将料层厚度实际值h_a与计算值h_c的比值，作为料层修正系数KH，使其对各段炉排的动作频率进行修正，进而完成各段炉排频率的调整。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂ACC自动燃烧控制方法，其特征在于：所述燃烧图检测具体为：

根据垃圾焚烧厂的燃烧图，将其分三大区域，分别为连续运行区、投油稳燃区、短时间超负荷区；根据公式MW=Q*m/3600得出实际垃圾的热容量，由垃圾低位热值和垃圾处理量计算出实际垃圾的热容量；根据实际垃圾的热容量占额定热容量的百分比和实际垃圾的处理量占额定处理量的百分比，判断此时锅炉燃烧检测点处于何种状态，并提醒运行人员注意；

如若燃烧检测点位于投油稳燃区，则提醒运行人员进行投入燃油，确保机组正常运行；如若燃烧检测点位于短时间超负荷区，则提醒运行人员不要连续运行超过2小时；如若燃烧检测点位于连续运行区，则提醒运行人员继续保持，且密切观察燃烧状态。

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