CN206398729U - 一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统，其特征在于，是在预热器出口主风管之后，分为六路从支管，分别送至干燥炉排、燃烧炉排一段、燃烧炉排二段、燃烧炉排三段、燃烬炉排一段和燃烬炉排二段落渣斗下方，然后每段支管在落渣斗下方再一分为二，分别从炉排右左侧把一次风量送至焚烧炉内部，此方法的每段炉排共用一个风门调节挡板，五段炉排即有五个风门挡板。实现在生活垃圾热值变化或辅料不均匀时，焚烧炉能够根据垃圾层厚度和燃烬炉排上部温度自动调节焚烧炉右左侧风量的联锁控制，提高焚烧炉自动燃烧控制，大幅降低焚烧炉右左侧偏火、燃烧调整困难的现象，从而保证垃圾焚烧炉稳定燃烧运行。

Description

一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统

技术领域

本实用新型涉及生活垃圾焚烧领域，尤其是针对关于三段式机械炉排式生活垃圾焚烧炉的自动燃烧控制方法。

背景技术

当前我国的城市生活垃圾成分复杂，热值比较低，外加季节、气候、地域等不定因素的影响，垃圾成分在一定程度上均有变化，造成了垃圾焚烧炉在垃圾燃烧时，出现垃圾层布置不均匀、焚烧炉右左侧偏火、燃烧调整困难的现象，从而影响垃圾焚烧炉的正常运行。国内大部分焚烧厂每台炉都配备一名专职的操作人员，和垃圾焚烧控制相关的各设备大部分都运行在手动操作模式，焚烧炉的稳定运行完全依靠操作人员的个人经验来调节各参数。燃烧工况稍有变化，运行人员就需要不停地进行相关操作，如果操作不合理或者不及时会造成燃烧工况更大的波动，所以有关焚烧炉燃烧自动控制的自动化程度急需提高，很多设备厂家都投入了大量人力来研究有关生活垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统，以期实现在垃圾热值变化时能自动调节使焚烧炉的稳定运行的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是，为实现在生活垃圾热值偏低、热值变化、焚烧炉右左侧偏火时，在焚烧炉自动燃烧控制的基础上，通过焚烧炉一次风室右左侧设置独立挡板单独送风，并通过燃烧炉排垃圾层厚度值和燃烬炉排上部温度值，实现一次风室右左侧风量的联锁控制，进一步提高垃圾焚烧的自动燃烧控制稳定运行，尤其是焚烧炉处理能力在500t/d以上的中大型炉排系统，大幅降低运行人员的工作强度。

本实用新型的技术方案是：一种生活垃圾焚烧炉一次风室右左侧独立送风流量联锁控制系统。原有的一次风系统向炉膛供应燃烧空气的方法，在预热器出口主风管之后，分为六路从支管，分别送至干燥炉排、燃烧炉排一段、燃烧炉排二段、燃烧炉排三段、燃烬炉排一段和燃烬炉排二段落渣斗下方，然后每段支管在落渣斗下方再一分为二，分别从炉排右左侧把一次风量送至焚烧炉内部，此方法的每段炉排共用一个风门调节挡板，五段炉排即有五个风门挡板。本实用新型在原有一次风室风管的基础上，在预热器出口主风管之后，便一分为二，分为右左两侧两个一级支管，然后在一级支管之后，再各自分别分为六路二级支管，分别送至干燥炉排右左侧、燃烧炉排一段右左侧、燃烧炉排二段右左侧、燃烧炉排三段右左侧、燃烬炉排一段右左侧和燃烬炉排二段右左侧，直接把一次风量送至焚烧炉内部，本实用新型每段炉排的右左侧风管设置单独的风门调节挡板；虽然风门挡板是单独设置，单独送风的，但是右左侧送风量的大小是联锁控制的，根据燃烧炉排垃圾层厚度和燃烬炉排上部温度的监测状况，通过逻辑判断，自动调整一次风室右左侧风量的联锁控制，避免焚烧炉右左侧偏火、燃烧调整困难的现象。

本实用新型的一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统，借助于原有的一次风系统向炉膛供应燃烧空气的方法；

该方法在一次风预热器主风管出口分为右左两侧两个独立的风室分别接入焚烧炉；

通过逻辑判断，对焚烧炉现有的的运行情况进行分析，判断焚烧炉右左侧是否有燃烧不均匀的偏火现象，若是有偏火现象，则通过垃圾层厚度和燃烬炉排上部温度，分别进行干燥炉排、燃烧炉排、和燃烬炉排右左侧风量的联锁调节；

所述逻辑判断是：

通过炉排右左侧垃圾层的厚度，调整干燥炉排和燃烧炉排右左侧的风量，当燃烧炉排右侧垃圾层厚度大于燃烧炉排左侧垃圾层厚度时，增大炉排右侧干燥炉排和燃烧炉排的标准空气流量，减小炉排左侧干燥炉排和燃烧炉排的标准空气流量；当燃烧炉排右侧垃圾层厚度小于燃烧炉排左侧垃圾层厚度时，减小炉排右侧干燥炉排和燃烧炉排的标准空气流量，增大炉排左侧干燥炉排和燃烧炉排的标准空气流量；

通过燃烬炉排右左侧上部的炉温，调整燃烬炉排右左侧的风量，当燃烬炉排右侧上部温度大于燃烬炉排左侧上部温度时，增大炉排右侧燃烬炉排的标准空气流量，减小炉排左侧燃烬炉排的标准空气流量；当燃烬炉排右侧上部温度小于燃烬炉排左侧上部温度时，减小炉排右侧燃烬炉排的标准空气流量，增大炉排左侧燃烬炉排的标准空气流量；

实现在生活垃圾热值变化或辅料不均匀时，焚烧炉能够根据垃圾层厚度和燃烬炉排上部温度自动调节焚烧炉右左侧风量的联锁控制，提高焚烧炉自动燃烧控制，大幅降低焚烧炉右左侧偏火、燃烧调整困难的现象，从而保证垃圾焚烧炉稳定燃烧运行。

附图说明

图1：垃圾焚烧炉的一次风系统原型；

图2：垃圾焚烧炉一次风室右左侧独立送风流量联锁控制系统；

图3：燃烧炉排右左侧垃圾层厚度比较联锁运算；

图4：干燥炉排风量运算原有模式；

图5：干燥炉排右侧风量联锁运算；

图6：干燥炉排左侧风量联锁运算；

图7：燃烧炉排一段右侧风量联锁运算；

图8：燃烧炉排一段左侧风量联锁运算；

图9：燃烧炉排二段右侧风量联锁运算；

图10：燃烧炉排二段左侧风量联锁运算；

图11：燃烧炉排三段右侧风量联锁运算；

图12：燃烧炉排三段左侧风量联锁运算；

图13：燃烬炉排右左侧上部温度比较联锁运算；

图14：燃烬炉排一段右侧风量联锁运算；

图15：燃烬炉排一段左侧风量联锁运算；

图16：燃烬炉排二段右侧风量联锁运算；

图17：燃烬炉排二段左侧风量联锁运算。

具体实施方式

如图1是垃圾焚烧炉的一次风系统原型；图2中垃圾料层差压仪表A实时监测燃烧炉排右侧的垃圾层厚度，垃圾料层差压仪表B实时监测燃烧炉排左侧的垃圾层厚度；炉排右左侧差压仪表检测的数据实时传送至控制程序，得到的数据实时进行比较，通过比较得到的结果，再进行下一步的逻辑运算，进而根据炉排右左侧垃圾层厚度的偏差联锁调节干燥炉排、燃烧炉排一段、燃烧炉排二段及燃烧炉排三段右左侧一次风量的配比。温度检测仪表A实时监测燃烬炉排右侧的上部温度，温度检测仪表B实时监测燃烬炉排左侧的上部温度；燃烬炉排右左侧上部温度仪表检测的数据实时传送至控制程序，得到的数据实时进行比较，通过比较得到的结果，再进行下一步的逻辑运算，进而根据燃烬炉排右左侧上部温度的偏差联锁调节燃烬炉排一段和燃烬炉排二段右左侧一次风量的配比。通过以上方式的调节，达到一次风室右左侧独立送风流量联锁控制的目的。

燃烧炉排右左侧垃圾层厚度比较联锁运算：

图3：燃烧炉排右左侧垃圾层厚度比较联锁运算；

1、 Y =a/b；其中：

a：实际测的燃烧炉排右左侧垃圾层厚，来自压差仪表GT；

b：根据实际流量计算的右左侧垃圾层厚，来自一次风非补偿风量与函数F1(x)的计算；

Y：实测垃圾层厚度比计算的垃圾层厚；

RSYC：燃烧炉排一段右侧风量（非补偿）（单位：Km³/h）；

RSZC：燃烧炉排一段左侧风量（非补偿）（单位：Km³/h）；

F1(x)：把流量转换为压力的函数（单位：Kpa）；

2、YCCH=C1*C2* Y右；ZCCH= C1*C2* Y左；CHCZ = YCCH- ZCCH；其中：

C1：把数值转换为百分数的转换系数；

C2：把百分数转换为小数的转换系数；

YCCH：垃圾层右侧层厚（范围：0~1）；

ZCCH：垃圾层左侧层厚（范围：0~1）；

CHCZ：垃圾层右左侧层厚的差值（范围：0~1）；

3、 CYCXS = CHCZ+ C5；其中：

CYCXS：根据层厚计算的干燥炉排和燃烧炉排右侧风量给定的系数（C3<CYCXS <C4）；

C3：风量分配最小限值（0）；

C4；风量分配最大限值（1）；

C5：干燥炉排和燃烧炉排右左侧风量平衡系数（0.5）；

焚烧炉正常运行期间，根据垃圾料层差压仪表A和垃圾料层差压仪表B分别测出燃烧炉排右侧（a右）和左侧（a左）的垃圾层厚度，与此同时根据燃烧炉排一段风右侧和左侧的实际流量（非补偿）计算出对应的右侧（b右）和左侧（b左）垃圾层厚值，然后实际值比计算值分别得到（Y右）和（Y左）值，再通过一般分数到百分数再到小数的转换方式，得到垃圾层右侧层厚YCCH和垃圾层左侧层厚ZCCH，垃圾层右侧层厚（YCCH）减去圾层左侧层厚（ZCCH）得到垃圾层右左侧层厚的差值（CHCZ），差值加上炉排风量平衡系数（C5）得到干燥炉排、燃烧炉排一段、燃烧炉排二段、燃烧炉排三段右侧风量给定的系数（CYCXS），由此完成垃圾层厚联锁运算的第一阶段。

干燥炉排右左侧风量联锁运算：

以干燥炉排的风量调节为例，原有的模式为：每段炉排对应一只风管，即干燥炉排下方的一只风管带一个风门调节挡板，以给定反馈输出的PID模式简单的调节一次风量。

图4：干燥炉排风量运算原有模式；

图5：干燥炉排右侧风量联锁运算；

图6：干燥炉排左侧风量联锁运算；

GZBL：级联模式下干燥炉排的标准空气流量；

RSBL：级联模式下燃烧炉排的标准空气流量；

YCFW：一次风温度；

CYCXS：干燥炉排右侧风量给定的系数（范围：0~1）；

CZCXS：干燥炉排左侧风量给定的系数（CZCXS=1- CYCXS；范围：0~1）；

在燃烧炉排右左侧垃圾层厚度比较联锁运算的计算中，当垃圾层右侧层厚（YCCH）大于圾层左侧层厚（ZCCH）时，右侧层厚（YCCH）减去左侧层厚（ZCCH）得到层厚的差值（CHCZ）是一个大于零的正数，层厚的差值（CHCZ）加上风量平衡系数（0.5），得到一个大于0.5小于1的右侧风量给定系数（CYCXS），1减去右侧系数（CYCXS）得到一个大于0小于0.5的左侧风量给定系数（CZCXS）；相反，当垃圾层右侧层厚（YCCH）小于圾层左侧层厚（ZCCH）时，右侧层厚（YCCH）减去左侧层厚（ZCCH）得到层厚的差值（CHCZ）是一个小于零的负数，层厚的差值（CHCZ）加上风量平衡系数（0.5），得到一个大于0小于0.5的右侧风量给定系数（CYCXS），1减去右侧系数（CYCXS）得到一个大于0.5小于1的左侧风量给定系数（CZCXS）。由此可见，炉排右侧和左侧，哪边的垃圾层厚度大，哪边就会分配到对应的多的风量，哪边的垃圾层厚度小，哪边就会分配到对应的少的风量，从而实现了干燥炉排右侧和左侧带独立风门调节挡板的独立送风流量联锁控制的目的。

鉴于燃烧炉排一段、燃烧炉排二段及燃烧炉排三段送风量的联锁控制原理和干燥炉排的联锁控制原理相同，此处不再赘述，仅附上风量联锁控制逻辑图。

图7：燃烧炉排一段右侧风量联锁运算；

图8：燃烧炉排一段左侧风量联锁运算；

图9：燃烧炉排二段右侧风量联锁运算；

图10：燃烧炉排二段左侧风量联锁运算；

图11：燃烧炉排三段右侧风量联锁运算；

图12：燃烧炉排三段左侧风量联锁运算。

燃烬炉排右左侧上部温度比较联锁运算：

图13：燃烬炉排右左侧上部温度比较联锁运算；

1、Y =a-b；其中：

a：实际测的燃烬炉排上部右左侧温度，来自温度仪表TE；

b：根据垃圾量计算的燃烬炉排上部温度，来自垃圾量与函数F1(x)的计算；

Y：实测燃烬炉排上部温度减去计算的燃烬炉排上部温度；

LJL：垃圾量；

F1(x)：把垃圾量转换为温度的函数（单位：℃）；

2、 WDCZ = YCWD- ZCWD；其中：

F2(x)：把温度转换为常数的函数（范围：0.5~1.5）；

YCWD：燃烬炉排右侧上部温度（范围：0.5~1.5）；

ZCWD：燃烬炉排左侧上部温度（范围：0.5~1.5）；

WDCZ：燃烬炉排右左侧上部温度的差值（范围：0~1）；

3、 WYCXS = WDCZ+ C3；其中：

WYCXS：根据燃烬炉排上部温度计算的燃烬炉排右侧风量给定的系数（C1< WYCXS<C2）；

C1：风量分配最小限值（0）；

C2；风量分配最大限值（1）；

C3：燃烬炉排右左侧风量平衡系数（0.5）；

焚烧炉正常运行期间，根据温度测量仪表A和温度测量仪表B分别测出燃烬炉排右侧（a右）和左侧（a左）的上部温度，与此同时根据垃圾量计算出对应的温度值，然后实际值减去计算值分别得到（Y右）和（Y左）值，再通过函数F2(x)把温度转换为常数（范围：0.5~1.5），得到燃烬炉排右侧上部温度YCWD和燃烬炉排左侧上部温度ZCWD，右侧上部温度YCWD减去左侧上部温度ZCWD得到右左侧燃烬炉排上部温度的差值（WDCZ），差值加上炉排风量平衡系数（C3）得到燃烬炉排一段和燃烬炉排二段右侧风量给定的系数（WYCXS），由此完成燃烬炉排上部温度联锁运算的第一阶段。

燃烬炉排一段右左侧风量联锁运算：

图14：燃烬炉排一段右侧风量联锁运算；

图15：燃烬炉排一段左侧风量联锁运算；

RJBL：级联模式下燃烬炉排的标准空气流量；

YCFW：一次风温度；

WYCXS：燃烬炉排一段右侧风量给定的系数（范围：0~1）；

WZCXS：燃烬炉排一段左侧风量给定的系数（WZCXS=1- WYCXS；范围：0~1）；

燃烬炉排右左侧独立送风流量联锁控制与干燥炉排的原理一致，主要的区别是干燥炉排右左侧流量联锁控制的主要参数是根据垃圾层厚度，而燃烬炉排右左侧流量联锁控制的主要参数是根据垃燃烬炉排上部温度，下面以燃烬炉排一段为例说明风量联锁控制的过程。

在步骤燃烬炉排右左侧上部温度比较联锁运算的计算中，当燃烬炉排右侧上部温度（YCWD）大于燃烬炉排左侧上部温度（ZCWD）时，右侧上部温度（YCWD）减去左侧上部温度（ZCWD）得到温度的差值（WDCZ）是一个大于零的正数，温度的差值（WDCZ）加上风量平衡系数（0.5），得到一个大于0.5小于1的右侧风量给定系数（WYCXS），1减去右侧系数（WYCXS）得到一个大于0小于0.5的左侧风量给定系数（WZCXS）；相反，当燃烬炉排右侧上部温度（YCWD）小于燃烬炉排左侧上部温度（ZCWD）时，右侧上部温度（YCWD）减去左侧上部温度（ZCWD）得到温度的差值（WDCZ）是一个小于零的负数，温度的差值（WDCZ）加上风量平衡系数（0.5），得到一个大于0小于0.5的右侧风量给定系数（WYCXS），1减去右侧系数（WYCXS）得到一个大于0.5小于1的左侧风量给定系数（WZCXS）。由此可见，燃烬炉排右侧和左侧，哪边的上部温度大，哪边就会分配到对应的多的风量，哪边的上部温度小，哪边就会分配到对应的少的风量，从而实现了燃烬炉排一段右侧和左侧带独立的风门调节挡板独立送风流量联锁控制的目的。

鉴于燃烬炉排二段和燃烬排一段送风量的联锁控制原理相同，此处不再赘述，仅附上风量联锁控制逻辑图：

图16：燃烬炉排二段右侧风量联锁运算；

图17：燃烬炉排二段左侧风量联锁运算；

下述为本实用新型的带数据计算举例：

当垃圾层右侧层厚（YCCH=0.6），圾层左侧层厚（ZCCH=0.4）时，层厚的差值（CHCZ=YCCH- ZCCH=0.2），右侧风量给定系数（CYCXS=层厚的差值（0.2）+风量平衡系数（0.5）=0.7），左侧风量给定系数（CZCXS=1-右侧系数（0.7）=0.3），此时，干燥炉排右侧的风量是干燥炉排总风量的70%，干燥炉排左侧的风量是干燥炉排总风量的30%；燃烧炉排分量的配比同干燥炉排。当燃烬炉排右侧上部温度（YCWD=0.9），燃烬炉排左侧上部温度（ZCWD=0.8）时，右左侧上部温度的差值（WDCZ=YCWD- ZCWD=0.1），右侧风量给定系数（WYCXS=温度的差值（0.1）+风量平衡系数（0.5）=0.6），左侧风量给定系数（WZCXS=1-右侧系数（0.6）=0.4），此时，燃烬炉排右侧的风量是燃烬炉排总风量的60%，燃烬炉排左侧的风量是燃烬炉排总风量的40%。

Claims (3)

1.一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统，其特征在于，是在预热器出口主风管之后，分为六路从支管，分别送至干燥炉排、燃烧炉排一段、燃烧炉排二段、燃烧炉排三段、燃烬炉排一段和燃烬炉排二段落渣斗下方，然后每段支管在落渣斗下方再一分为二，分别从炉排右左侧把一次风量送至焚烧炉内部，每段炉排共用一个风门调节挡板，五段炉排即有五个风门挡板。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统，其特征在于，在预热器出口主风管之后，便一分为二，分为右左两侧两个一级支管，然后在一级支管之后，再各自分别分为六路二级支管，分别送至干燥炉排右左侧、燃烧炉排一段右左侧、燃烧炉排二段右左侧、燃烧炉排三段右左侧、燃烬炉排一段右左侧和燃烬炉排二段右左侧，直接把一次风量送至焚烧炉内部。

3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧炉一次风独立布风流量联锁控制系统，其特征在于，每段炉排的右左侧风管设置单独的风门调节挡板；右左侧送风量的大小是联锁控制的。