CN117214511A - 一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统。方法包括：设定时间间隔，时间间隔为垃圾从垃圾吊进入焚烧炉并充分燃尽消耗的时间；获取垃圾吊的实时电流值，作为垃圾吊电流值；获取用电设备的实时电流值，作为设备电流值；设定垃圾吊电流阈值；根据用电设备在时间间隔之前的电流值设定设备电流阈值；将设备电流值与设备电流阈值进行对比，将垃圾吊电流值与垃圾吊电流阈值进行对比；当设备电流值超过设备电流阈值，或垃圾吊电流值超过垃圾吊电流阈值时，发出能耗超标警报。本发明通过将时间间隔之前的用电设备的电流值设置为设备电流阈值，再将用电设备的实时电流值与之进行对比，更精准、合理地对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控。

Description

一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧发电厂的技术领域，特别是涉及一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统。

背景技术

在人们的日常生活中，不可避免的都会产生大量的垃圾。如果不对这些垃圾进行有效的处理，将会极大地影响人们的生活环境，甚至对对人们的身体健康造成威胁。目前，焚烧是处理垃圾的主要方式之一，但在焚烧垃圾的过程中，除了会造成二次环境污染外，还会造成资源和能源的浪费。因此，在垃圾处理中，可以采取垃圾焚烧发电的方式。为了实时了解垃圾焚烧发电厂的运行情况，需要对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控。

现有的垃圾焚烧发电厂监控系统对垃圾焚烧发电厂的与能耗相关的各项参数的实时数据进行监控，但在实践中，一些实时数据反映出的能耗与实际能耗有偏差，不利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗，存在待改进之处。

发明内容

为了对垃圾焚烧发电厂的实时能耗进行精确监控，进而有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗，本发明提供一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法。

本发明所提供的一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统，采用如下的技术方案：

一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，所述方法包括：设定时间间隔，所述时间间隔为垃圾从垃圾吊进入焚烧炉并充分燃尽消耗的时间；获取垃圾吊的实时电流值，作为垃圾吊电流值；获取用电设备的实时电流值，作为设备电流值；设定垃圾吊电流阈值；获取用电设备在所述时间间隔之前的电流值作为设备电流阈值；将设备电流值与所述设备电流阈值进行对比，将所述垃圾吊电流值与所述垃圾吊电流阈值进行对比；当所述设备电流值超过所述设备电流阈值，或所述垃圾吊电流值超过所述垃圾吊电流阈值时，发出能耗超标警报。

可选的，设定热力参数阈值；获取发电设备的实时热力参数，将所述实时热力参数与所述热力参数阈值进行对比；当所述实时热力参数超过所述热力参数阈值时，发出所述能耗超标警报。

可选的，所述实时热力参数包括主蒸汽的温度和压力、焚烧炉出口烟气温度、尾部烟道排烟温度、汽轮机排气温度和排汽压力、一次风温度以及锅炉给水温度。

可选的，设定物料消耗量阈值；获取物料消耗量，将所述物料消耗量与所述物料消耗量阈值进行对比；所述物料消耗量为实时值，或者当前时刻之前任意时刻到当前时刻内平均值；当所述实时物料消耗量超过所述物料消耗量阈值时，发出所述能耗超标警报。

可选的，所述设备电流阈值包括第一设备电流阈值和第二设备电流阈值；所述能耗超标警报包括轻度警报和重度警报；当所述设备电流值大于所述第一设备电流阈值且小于所述第二设备电流阈值时，所述能耗超标警报为轻度警报，当所述设备电流值大于所述第二设备电流阈值时，所述能耗超标警报为重度警报。

可选的，所述用电设备包括一次风机、二次风机、引风机和给水泵。

可选的，所述物料消耗量包括活性炭用量、碱性物料用量、尿素用量以及氨水用量。

一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统，该系统包括监控模块，所述监控模块采用上述垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法对发电厂的设备电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数和物料消耗量进行监控；还包括报警模块，所述报警模块与所述监控模块通信连接，用于在收到所述监控模块发出的所述超标警报时通过声音和/或灯光发出报警信号。

可选的，所述垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述报警模块通信连接；所述自动控制模块用于在所述报警模块发出所述能耗超标警报时，对用电设备的所述实时电流值、所述垃圾吊电流值、所述实时热力参数或所述物料消耗量进行调节。

可选的，所述自动控制模块采用DCS系统、SIS系统、MIS系统中的任意一种。

如上所述，本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法及系统，至少具有以下有益效果：

1、本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法监控用电设备的能耗时，将时间间隔之前的用电设备的电流值设置为设备电流阈值，再将用电设备的实时电流值与设备电流值进行对比，并且还对垃圾吊电流值、实时热力参数、物料消耗量进行监控，能够精准、合理地对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控。本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法还能够在监控到用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数、物料消耗量中的任意一项偏离正常值时，发出能耗超标警报，提醒工作人员对垃圾焚烧发电厂能耗超标的情况进行处置，有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

2、本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统通过运用本发明提出的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，能够精准、合理地对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控，还通过设置自动控制模块代替人工对用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数或者物料消耗量进行调节，既节约了人力成本，又可实现垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

附图说明

图1是本发明用于展示垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法的流程图。

图2是本发明用于展示垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统构造的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参照图1、图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参照图1，本发明提出一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，该方法包括：设定时间间隔，时间间隔为垃圾从垃圾吊进入焚烧炉并充分燃尽消耗的时间。获取垃圾吊的实时电流值，作为垃圾吊电流值。获取用电设备的实时电流值，作为设备电流值。设定垃圾吊电流阈值。根据用电设备在所述时间间隔之前的电流值设定设备电流阈值。将设备电流值与设备电流阈值进行对比，将垃圾吊电流值与垃圾吊电流阈值进行对比。当设备电流值超过设备电流阈值，或垃圾吊电流值超过垃圾吊电流阈值时，发出能耗超标警报。

具体的，垃圾焚烧发电厂的用电设备主要包括一次风机、二次风机、引风机、给水泵，对用电设备的电流进行监控，即可监控用电设备的能耗。

时间间隔可以分为两个阶段，前一个阶段垃圾从垃圾吊进入焚烧炉，并且从焚烧炉的入口传送至炉排处，后一个阶段垃圾燃烧直至充分燃尽，两个阶段的时间之和即为时间间隔的时长。

现有的垃圾焚烧发电厂通过对用电设备的电流实时监控，并且通过用电设备的电流波动来监控垃圾焚烧发电厂的能耗波动。由于用电设备的能耗与垃圾的焚烧量密切相关，而垃圾进入焚烧炉后需要经过时间间隔才能完全燃尽，因此监控用电设备实时电流的波动可以在一定程度上监控垃圾焚烧发电厂的能耗波动，但无法精确显示垃圾焚烧发电厂的能耗是否偏离正常水平。

本发明将时间间隔之前的用电设备的电流值设定为设备电流阈值，再将用电设备的实时电流值与设备电流阈值进行对比，由于实时电流值与设备电流阈值的测定时间刚好间隔一个时间间隔，所以用电设备的实时电流值与设备电流阈值在垃圾焚烧发电厂平稳运行时应当处于相同的水平，当用电设备的实时电流值偏离设备电流阈值时，则说明垃圾焚烧发电厂的能耗存在超标的情况。因而本发明与现有的垃圾焚烧发电厂的能耗监控方法相比，能够更精确、更合理地对垃圾焚烧发电厂的实时能耗进行监控，使得工作人员能够及时地对垃圾焚烧发电厂能耗超标的情况进行处理，进而有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

本实施例中，当设备电流值超过设备电流阈值时，或垃圾吊电流值超过垃圾吊电流阈值时，发出能耗超标警报。

在本发明的另一实施例中，设备电流阈值包括第一设备电流阈值和第二设备电流阈值，而能耗超标警报包括轻度警报和重度警报。当设备电流值大于第一设备电流阈值且小于第二设备电流阈值时，能耗超标警报为轻度警报，当设备电流值大于第二设备电流阈值时，能耗超标警报为重度警报。且第一设备电流阈值和第二设备电流阈值被设置为：第一设备电流阈值比用电设备在时间间隔之前的电流值高10％，第二设备电流阈值比用电设备在时间间隔之前的电流值高20％。

在本发明的其他一些实施例中，设备电流阈值与用电设备在时间间隔之前的电流相同。

在本发明的其他一些实施例中，设备电流阈值分为第一设备电流阈值、第二设备电流阈值、……、第n设备电流阈值，能耗超标警报分为一级警报、二级警报、……、n级警报。第一设备电流阈值到第n设备电流阈值按顺序与一级警报、二级警报、……、n级警报一一对应触发。且第一设备电流阈值到第n设备电流阈值逐渐增大，一级警报到n级警报代表的能耗超标情况逐渐严重。

将设备电流阈值设置为多级，再将能耗超标警报对应设置为多级，对垃圾焚烧发电厂的能耗超标情况进行细分，使得垃圾焚烧发电厂的实时能耗监控更精确、更合理，更有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

请继续参照图1，本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法还对垃圾焚烧发电厂的热力参数以及物料消耗量进行监控，进一步提高垃圾焚烧发电厂能耗监控的精确性。

具体的，本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法还包括：设定热力参数阈值。获取发电设备的实时热力参数，将实时热力参数与热力参数阈值进行对比。当实时热力参数超过热力参数阈值时，发出能耗超标警报。

热力参数阈值依据垃圾焚烧发电厂的实际运营经验确定。热力参数与垃圾焚烧发电厂的能耗息息相关，其包括主蒸汽的温度和压力、焚烧炉出口烟气温度、尾部烟道排烟温度、汽轮机排气温度和压力、一次风温度以及锅炉给水温度，对热力参数进行监控有利于垃圾焚烧发电厂的稳定运行，同样也有利于垃圾焚烧发电厂的节能减耗。

更具体的，热力参数中，主蒸汽温度和压力直接决定了蒸汽品质。通常主蒸汽温度和压力越高，蒸汽品质越高、做功能力越强。若主蒸汽温度和压力偏低，将降低主蒸汽的做功能力和汽轮机效率。主蒸汽温度和压力偏高，虽然在一定程度上提高了蒸汽品质和做功能力，但是存在安全隐患。

汽轮机排汽温度和排汽压力是相辅相成的，通常汽轮机排汽温度和排汽压力越低，汽轮机热效率越高，但是也并非汽轮机排汽温度和排汽压力越低越好，过低容易导致汽轮机末级叶片汽蚀，同时造成维持汽轮机排汽低压的成本增加。

锅炉给水是由除氧器出水口供到焚烧炉省煤器的给水集箱进口，中温中压的锅炉系统，锅炉给水温度通常设计在130℃左右。在锅炉运行良好、排烟温度正常时，给水温度偏低，将导致锅炉蒸发量降低，锅炉负荷降低。为保证锅炉的蒸发量，必须焚烧更多的垃圾，从而导致锅炉对流受热面热量增加，蒸汽温度会增加，排烟温度也会增加，锅炉效率会下降。

在本发明的其他一些实施例中，对应于能耗超标警报分为一级警报、二级警报、……、n级警报，热力参数阈值分为第一热力参数阈值、第二热力参数阈值、……、第n热力参数阈值。第一热力参数阈值到第n热力参数阈值按顺序与一级警报、二级警报、……、n级警报一一对应触发。

将热力参数阈值和设备电流阈值均设置为多级，再将能耗超标警报对应设置为多级，对垃圾焚烧发电厂的能耗超标情况进行细分，使得垃圾焚烧发电厂的实时能耗监控更精确、更合理，更有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法还包括：设定物料消耗量阈值。获取物料消耗量，将物料消耗量与物料消耗量阈值进行对比。所述物料消耗量为实时值，或者当前时刻之前任意时刻到当前时刻内平均值。当实时物料消耗量超过物料消耗量阈值时，发出能耗超标警报。

当物料消耗量为当前时刻之前任意时刻到当前时刻内平均值时，所取时间段过短得出的平均值实际意义不大，因此作为优选的，本实施例中，该时间段选取1～3小时。

具体的，垃圾焚烧后的烟气在排放前需要进行处理，例如利用活性炭吸附烟气中的二噁英和重金属，利用熟石灰、碳酸钠等碱性物料中和烟气中的酸性气体，利用尿素或氨水处理烟气中的NOx。所以物料消耗量包括活性炭用量、碱性物料用量、尿素用量以及氨水用量。

垃圾焚烧发电厂实际运行过程中对物料的消耗，与垃圾成份、烟气污染物排放执行指标和运行水平有关。在垃圾成份和烟气污染物排放执行指标都不改变的情况下，在运行过程中逐步调整处理每吨垃圾的物料消耗量，进而设定合理物料消耗量阈值。

在本发明的其他一些实施例中，对应于能耗超标警报分为一级警报、二级警报、……、n级警报，物料消耗量阈值分为第一物料消耗量阈值、第二物料消耗量阈值、……、第n物料消耗量阈值。第一物料消耗量阈值到第n物料消耗量阈值按顺序与一级警报、二级警报、……、n级警报一一对应触发。

综上，本发明的实施原理为：本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，对垃圾焚烧发电厂的用电设备的设备电流值、热力参数以及物料消耗量进行监控，当设备电流值超过设备电流阈值，或垃圾吊电流值超过垃圾吊电流阈值时，或实时热力参数超过热力参数阈值时，或实时物料消耗量超过物料消耗量阈值时，发出能耗超标警报，通过发光、发声或在屏幕上显示等方法提示工作人员，提醒工作人员对垃圾焚烧发电厂能耗超标的情况进行处置。

本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法监控用电设备的能耗时，将时间间隔之前的用电设备的电流值设置为设备电流阈值，再将用电设备的实时电流值与设备电流值进行对比，并且还对垃圾吊电流值、实时热力参数、物料消耗量进行监控，能够精准、合理地对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控。本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法还能够在监控到用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数、物料消耗量中的任意一项偏离正常值时，发出能耗超标警报，提醒工作人员对垃圾焚烧发电厂能耗超标的情况进行处置，有利于垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

请参照图2，本发明还提出一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统，该系统包括监控模块、报警模块和自动控制模块。监控模块与报警模块通信连接，报警模块与自动模块自动连接。

具体的，监控模块采用上述垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法对垃圾焚烧发电厂的用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数和物料消耗量进行监控。报警模块在收到监控模块发出的超标警报时通过声音和/或灯光发出报警信号。

更具体的，自动控制模块基于DCS系统、SIS系统或者MIS系统中的任意一种对垃圾焚烧发电厂的各个设备进行调节，进而对用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数和物料消耗量进行调节。

自动控制模块的作用是代替工作人员，在报警模块发出能耗超标警报时，自动地对垃圾焚烧发电厂的各个设备进行调节，进而对用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数或者物料消耗量进行调节，使之恢复正常水平，节约人力成本的同时，实现垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

因此，本发明的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统通过运用上述垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，能够精准、合理地对垃圾焚烧发电厂的能耗进行监控，还通过设置自动控制模块代替人工对用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数或者物料消耗量进行调节，既节约了人力成本，又可实现垃圾焚烧发电厂的节能降耗。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法，其特征在于，所述方法包括：

设定时间间隔，所述时间间隔为垃圾从垃圾吊进入焚烧炉并充分燃尽消耗的时间；

获取垃圾吊的实时电流值，作为垃圾吊电流值；

获取用电设备的实时电流值，作为设备电流值；

设定垃圾吊电流阈值；

根据用电设备在所述时间间隔之前的电流值设定设备电流阈值；

将所述设备电流值与所述设备电流阈值进行对比，将所述垃圾吊电流值与所述垃圾吊电流阈值进行对比；

当所述设备电流值超过所述设备电流阈值，或所述垃圾吊电流值超过所述垃圾吊电流阈值时，发出能耗超标警报。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定热力参数阈值；

获取发电设备的实时热力参数，将所述实时热力参数与所述热力参数阈值进行对比；

当所述实时热力参数超过所述热力参数阈值时，发出所述能耗超标警报。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述实时热力参数包括主蒸汽的温度和压力、焚烧炉出口烟气温度、尾部烟道排烟温度、汽轮机排气温度和排汽压力、一次风温度以及锅炉给水温度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定物料消耗量阈值；

获取物料消耗量，将所述物料消耗量与所述物料消耗量阈值进行对比；

所述物料消耗量为实时值，或者当前时刻之前任意时刻到当前时刻内平均值；

当所述实时物料消耗量超过所述物料消耗量阈值时，发出所述能耗超标警报。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述设备电流阈值包括第一设备电流阈值和第二设备电流阈值；所述能耗超标警报包括轻度警报和重度警报；

当所述设备电流值大于所述第一设备电流阈值且小于所述第二设备电流阈值时，所述能耗超标警报为轻度警报，当所述设备电流值大于所述第二设备电流阈值时，所述能耗超标警报为重度警报。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述用电设备包括一次风机、二次风机、引风机和给水泵。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述物料消耗量包括活性炭用量、碱性物料用量、尿素用量以及氨水用量。

8.一种垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统，其特征在于，包括监控模块，所述监控模块采用如权利要求1-7中任意一项所述的垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控方法对发电厂的用电设备的实时电流值、垃圾吊电流值、实时热力参数和物料消耗量进行监控；

还包括报警模块，所述报警模块与所述监控模块通信连接，用于在收到所述监控模块发出的所述超标警报时通过声音和/或灯光发出能耗超标警报。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述垃圾焚烧发电厂实时能耗的监控系统还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述报警模块通信连接；

所述自动控制模块用于在所述报警模块发出所述能耗超标警报时，对用电设备的所述实时电流值、所述垃圾吊电流值、所述实时热力参数或所述物料消耗量进行调节。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述自动控制模块采用DCS系统、SIS系统、MIS系统中的任意一种。