專利名稱：機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垃圾焚燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種城市生活垃圾焚燒發(fā)電用的機(jī)械爐排焚燒爐的燃燒控制系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市化進(jìn)程使得城市生活垃圾量大幅增加，垃圾焚燒發(fā)電是將垃圾無(wú)害化、減量化、資源化處置的有效途徑，垃圾焚燒處理不僅能取到環(huán)保效果，同時(shí)垃圾焚燒的余熱可產(chǎn)生蒸汽用于發(fā)電、供熱，節(jié)約能源，是較好的資源回收利用方式。國(guó)內(nèi)目前垃圾焚燒發(fā)電廠的關(guān)鍵主設(shè)備——機(jī)械爐排焚燒爐。機(jī)械爐排焚燒爐的主要特征是將垃圾堆放在爐排上，焚燒火焰從垃圾堆料層的著火面向未著火的料堆表面及內(nèi)層傳播，形成一層一層燃燒的過(guò)程；在爐排上，沿料堆進(jìn)行方向，分為預(yù)熱干燥區(qū)，主燃區(qū)和燃盡區(qū)三個(gè)溫度不等的區(qū)段；在爐膛內(nèi)，由不同區(qū)段的氣體在爐排上方形成不同的溫區(qū)， 這些都是此類爐型共有的特點(diǎn)。其中，機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)又是機(jī)械爐排焚燒爐的核心部分，該控制系統(tǒng)運(yùn)行的好壞將直接影響焚燒爐的運(yùn)行狀況和蒸汽產(chǎn)量，進(jìn)而影響環(huán)保排放指標(biāo)、發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量等，現(xiàn)有的控制系統(tǒng)運(yùn)行效果都不太理想，不能達(dá)到環(huán)保、發(fā)電機(jī)組發(fā)電量的要求，甚至產(chǎn)生很多的有害氣體，如二惡英等，對(duì)大氣和人體造成危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)及控制方法，該控制系統(tǒng)和方法燃燒控制效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，既能達(dá)到環(huán)保、發(fā)電要求，又能減少成本開(kāi)支。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，包括給料爐排控制系統(tǒng)，焚燒爐排控制系統(tǒng)，風(fēng)量控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)；所述給料爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；所述焚燒爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)；所述風(fēng)量控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量；所述溫度控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制。 較優(yōu)地，所述機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，還包括輔助燃燒控制系統(tǒng)，用于通過(guò) PID控制器調(diào)節(jié)后，對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進(jìn)行控制?；以鲈鼨C(jī)控制系統(tǒng)，用于控制將燃燒后的灰渣持續(xù)地從所述機(jī)械爐排焚燒爐的出渣機(jī)推送至所述機(jī)械爐排焚燒爐的灰渣儲(chǔ)坑。連鎖保護(hù)系統(tǒng)，用于對(duì)焚燒爐設(shè)備及工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行連鎖保護(hù)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制方法，包括下列步驟對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用 PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的步驟；對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)的步驟；在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量的步驟；在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制的步
馬聚ο較優(yōu)地，所述機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制方法，還包括以下步驟通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后，對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進(jìn)行控制的步驟。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，還提供一種機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統(tǒng)，包括多個(gè)與所述機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排相應(yīng)的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥；通過(guò)所述位置傳感器連續(xù)測(cè)量每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置，將每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置輸入到相應(yīng)的所述位置PID控制器；通過(guò)所述位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出相應(yīng)控制給所述給料爐排速度控制閥，調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，還提供一種機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排控制方法，包括如下步驟步驟S11，機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排向前運(yùn)動(dòng)至一固定位置；步驟S12，當(dāng)所述給料爐排達(dá)到所述位置時(shí)，所述給料爐排持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，位置傳感器測(cè)定所述給料爐排的實(shí)際位置，并將位置數(shù)據(jù)傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將所述給料爐排的設(shè)定位置輸入到所述位置PID控制器；步驟S14，通過(guò)所述實(shí)際位置和設(shè)定位置，利用位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出相應(yīng)控制給給料速度控制閥，調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，還提供一種機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統(tǒng)，包括滑動(dòng)爐瓦控制器和翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器，所述滑動(dòng)爐瓦控制器和所述翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個(gè)相應(yīng)的滑動(dòng)爐瓦和翻轉(zhuǎn)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時(shí)合理分配一次助燃風(fēng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，還進(jìn)一步提供一種機(jī)械爐排焚燒爐的風(fēng)量控制系統(tǒng)，包括一次風(fēng)量控制系統(tǒng)和二次風(fēng)量控制系統(tǒng)；所述一次風(fēng)量控制系統(tǒng)，包括一次風(fēng)機(jī)變頻器，PID控制器；所述PID控制器按照一次風(fēng)量設(shè)定值，計(jì)算輸出控制值給各單元一次風(fēng)機(jī)變頻器，由變頻器控制一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒一次風(fēng)量控制；所述二次風(fēng)量控制系統(tǒng)，氧量控制器和流量控制器，二次風(fēng)機(jī)變頻器，以及與所述氧量控制器和流量控制器相對(duì)應(yīng)的PID控制器；所述氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標(biāo)，通過(guò)所述PID控制器調(diào)節(jié)后輸出作為所述流量控制器的設(shè)定值，所述流量控制器通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后輸出控制所述二次風(fēng)機(jī)變頻器，由所述二次風(fēng)機(jī)變頻器控制所述機(jī)械爐排焚燒爐的二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及風(fēng)量。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，更進(jìn)一步提供一種機(jī)械爐排焚燒爐的溫度控制系統(tǒng)，包括一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)和爐墻溫度控制系統(tǒng)，其中所述一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)由分程控制回路控制，所述分程控制回路按照分程值控制所述機(jī)械爐排焚燒爐的一次風(fēng)匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥；當(dāng)分程控制回路輸出低程值時(shí)打開(kāi)低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)溫度；當(dāng)分程控制回路輸出高程值時(shí)打開(kāi)高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)溫度；預(yù)熱后的一次風(fēng)與來(lái)自冷卻側(cè)墻的熱空氣進(jìn)行混合；爐墻溫度控制系統(tǒng)通過(guò)側(cè)墻冷卻風(fēng)對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐耐火墻進(jìn)行冷卻，包括溫度控制器和流量控制器，側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應(yīng)的PID控制器；所述溫度控制器的設(shè)定值是側(cè)墻熱的一面要求保持的溫度值，通過(guò)所述PID控制器調(diào)節(jié)后輸出作為所述流量控制器的設(shè)定值，所述流量控制器通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出控制所述側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，由所述側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器控制側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及冷
卻風(fēng)量。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐的燃燒控制系統(tǒng)及控制方法，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)的環(huán)保、發(fā)電量達(dá)標(biāo)要求，本發(fā)明采用優(yōu)化的控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)和方法燃燒控制效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，既能達(dá)到環(huán)保、發(fā)電要求，又能減少成本開(kāi)支。


圖1是機(jī)械爐排焚燒爐結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統(tǒng)的控制流程示意圖；圖3是機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統(tǒng)的控制流程示意圖；圖4是機(jī)械爐排焚燒爐的一次風(fēng)總量設(shè)定值的計(jì)算流程示意圖；圖5是機(jī)械爐排焚燒爐的每個(gè)單元的一次風(fēng)量控制流程示意圖；圖6是機(jī)械爐排焚燒爐的二次風(fēng)量控制流程示意圖；圖7是機(jī)械爐排焚燒爐的每個(gè)單元的一次風(fēng)溫控制流程示意圖；圖8是機(jī)械爐排焚燒爐的助燃控制的流程示意圖；圖9是機(jī)械爐排焚燒爐的灰渣出渣機(jī)控制的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐的燃燒控制系統(tǒng)及控制方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，機(jī)械爐排焚燒爐包括給料部分1，焚燒部分2，爐渣排放部分3，進(jìn)風(fēng)部分4和煙氣處理部分5。
給料部分1包括給料料斗11、給料溜槽12和給料爐排13 ；焚燒部分2包括焚燒爐排21 (分為5個(gè)單元)和焚燒爐膛22 ；爐渣排放部分3包括漏渣輸送機(jī)31和灰渣出渣機(jī)32。來(lái)自垃圾儲(chǔ)坑(圖中未示出)的垃圾經(jīng)給料料斗11進(jìn)入給料溜槽12，由給料溜槽 12下面的給料爐排13送入焚燒爐排21，進(jìn)入焚燒爐膛22 ；垃圾在焚燒爐排21上通過(guò)干燥、 燃燒、燃燼三個(gè)區(qū)域后可燃成分已完全燃燒，燃燒后產(chǎn)生的灰渣落入灰渣出渣機(jī)32，由灰渣出渣機(jī)32將灰渣推送至灰渣儲(chǔ)坑(圖中未示出)。同時(shí)，漏渣輸送機(jī)將爐排縫隙中泄漏的未燃燒垃圾輸送到垃圾儲(chǔ)坑。進(jìn)風(fēng)部分4包括一次風(fēng)機(jī)，風(fēng)室41，二次風(fēng)機(jī)42。垃圾燃燒所需要的助燃空氣因其作用不同分為一次風(fēng)與二次風(fēng)，一次風(fēng)經(jīng)預(yù)熱后(采用蒸汽-空氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱)與側(cè)墻冷卻風(fēng)(其作用在于對(duì)焚燒爐耐火墻進(jìn)行冷卻)混合，由不同的一次風(fēng)機(jī)分別送入焚燒爐排21的5個(gè)單元底部的風(fēng)室41，每個(gè)單元所需要的一次風(fēng)量可通過(guò)調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)合理配風(fēng)。二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)機(jī)42加壓后送入焚燒爐膛，使焚燒爐膛22內(nèi)的煙氣產(chǎn)生湍流實(shí)現(xiàn)完全燃燒的目的。煙氣處理部分5包括煙氣出口 51，煙氣通道52，余熱鍋爐53，煙氣反應(yīng)器M，煙氣除塵器55和引風(fēng)機(jī)56。焚燒爐膛22內(nèi)垃圾燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，從煙氣出?51經(jīng)余熱鍋爐53冷卻至185°C后進(jìn)入煙氣反應(yīng)器M與煙氣除塵器55，對(duì)煙氣進(jìn)行凈化處理，凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)56引入煙囪排出。余熱鍋爐53內(nèi)的除氧水經(jīng)熱交換后產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽， 供汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。機(jī)械爐排焚燒爐還配置有啟動(dòng)燃燒器與輔助燃燒器，啟動(dòng)燃燒器供點(diǎn)火升溫用， 輔助燃燒器用于維持焚燒爐膛出口煙氣溫度850°C以上；機(jī)械爐排焚燒爐還配置有液壓系統(tǒng)，給料爐排、焚燒爐排、灰渣出渣機(jī)的運(yùn)行由液壓系統(tǒng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)。機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)包括給料爐排控制系統(tǒng)，焚燒爐排控制系統(tǒng)，風(fēng)量控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)。所述給料爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；所述焚燒爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)；所述風(fēng)量控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量；所述溫度控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制。本發(fā)明實(shí)施例同時(shí)還公開(kāi)一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制方法，包括下列步驟對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用 PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的步驟；對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)的步驟；在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量的步驟；
在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制的步
馬聚ο下面分別詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)和方法1)所述給料爐排控制系統(tǒng)，包括多個(gè)與給料爐排相應(yīng)的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥。作為一種可實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排13由左、中、 右三個(gè)爐排組成，給料爐排控制系統(tǒng)包括左、中、右三個(gè)位置傳感器。給料爐排控制中，是通過(guò)兩個(gè)參數(shù)決定垃圾的給料，即給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度。其中，給料行程是個(gè)初始值可調(diào)的參數(shù)。給料爐排控制系統(tǒng)控制給料爐排13的給料速度及給料行程，以確保左、中、右三個(gè)給料爐排同步運(yùn)行并持續(xù)均勻向焚燒爐內(nèi)給料而不致間斷。通過(guò)位置傳感器連續(xù)測(cè)量左中右三個(gè)給料爐排中的每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置，將每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置輸入到相應(yīng)的位置PID控制器；通過(guò)位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出控制相應(yīng)的給料爐排速度控制閥，然后調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度，以使相應(yīng)得給料爐排的實(shí)際位置與設(shè)定位置一致。作為一種可實(shí)施方式，所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為U (η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti+KP*Td*(Ε(η)-E(η_1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)下面具體說(shuō)明給料爐排控制系統(tǒng)的控制方法控制按周期進(jìn)行，每個(gè)周期中步驟S11，給料爐排向前運(yùn)動(dòng)至一固定位置；較佳地，在給料行程的第一階段，垃圾在給料平臺(tái)上進(jìn)行擠壓，而不是傳送，在這個(gè)壓縮過(guò)程期間，給料爐排在給料平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)速度設(shè)定為最大值，并不考慮位置控制回路的控制輸出。給料行程是一個(gè)給料周期內(nèi)給料爐排需要向前推進(jìn)的距離；給料爐排推進(jìn)完一個(gè)給料行程后回退到初始位置時(shí)才完成一個(gè)給料周期；給料行程設(shè)定后，給料速度塊則給料周期短，反之亦然；給料行程及給料速度都是設(shè)定值，只要設(shè)定在工藝參數(shù)范圍內(nèi)即可。步驟S12，當(dāng)所述給料爐排達(dá)到所述位置時(shí)，所述給料爐排持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，位置傳感器測(cè)定所述給料爐排的實(shí)際位置，并將位置數(shù)據(jù)傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將給料爐排的設(shè)定位置輸入到左中右三個(gè)位置PID (Proportional-Int egral-Derivative,即比例-積分-微分)控制器。
具體的，給料爐排的設(shè)定位置的確定如圖2所示，從設(shè)定的給料速度(即圖2中設(shè)定基準(zhǔn)速度)開(kāi)始，給料爐排的設(shè)定位置通過(guò)上一次設(shè)定位置和設(shè)定的給料速度與時(shí)間積分后計(jì)算而定SP = SP 上 + Σ Speed* Δ t其中SP 設(shè)定位置，SP上上一個(gè)控制周期的設(shè)定位置，Speed 設(shè)定的給料速度，At:時(shí)間段；在圖2中，每IOOms執(zhí)行一次求和計(jì)算，即Δ t = IOOms0給料速度的設(shè)定值時(shí)間是以mm/秒為單位，位置PID控制器是IOOms執(zhí)行一次，累計(jì)1秒內(nèi)位置PID控制器要運(yùn)行 10次，因此需要將速度設(shè)定值換算為mm/lOOms單位進(jìn)行控制。每個(gè)控制周期都要讀取上一個(gè)控制周期的設(shè)定位置，然后計(jì)算出最新的設(shè)定位置。步驟S14，通過(guò)所述實(shí)際位置和設(shè)定位置，利用位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出相應(yīng)控制給給料速度控制閥，調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度，以使相應(yīng)得給料爐排的實(shí)際位置與設(shè)定位置一致。所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為O。)步驟S15，達(dá)到規(guī)定的給料行程后回到后退位置開(kāi)始下一個(gè)周期，這樣做是為了持續(xù)向焚燒爐內(nèi)給料而不致間斷。這樣，雖然實(shí)際的給料速度不一定等于設(shè)定的給料速度，但是實(shí)際的給料效果與設(shè)定的給料速度的給料效果相同。2)所述焚燒爐排控制系統(tǒng)，包括滑動(dòng)爐瓦控制器和翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器。作為一種可實(shí)施方式，所述機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排由五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元組成，每個(gè)單元包括2塊翻轉(zhuǎn)爐瓦、2塊滑動(dòng)爐瓦、2塊固定爐瓦共六塊爐瓦。焚燒爐排控制系統(tǒng)通過(guò)滑動(dòng)爐瓦控制器和所述翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個(gè)相應(yīng)的滑動(dòng)爐瓦和翻轉(zhuǎn)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時(shí)合理分配一次助燃風(fēng)。焚燒爐排21的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元各自獨(dú)立，按周期進(jìn)行控制。在各個(gè)單元的控制周期內(nèi)，控制滑動(dòng)爐瓦前后運(yùn)動(dòng)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的上下運(yùn)動(dòng)，完成一個(gè)焚燒爐排控制周期。
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在每個(gè)單元的控制周期內(nèi)，按照以下方式控制A)滑動(dòng)爐瓦滑動(dòng)一次；B)等待一次延遲時(shí)間；C)翻轉(zhuǎn)爐瓦翻轉(zhuǎn)一次；D)等待一次延遲時(shí)間；E)翻轉(zhuǎn)爐瓦翻轉(zhuǎn)一次；F)等待一次延遲時(shí)間；G)繼續(xù)重復(fù)，直到一個(gè)控制周期設(shè)定的滑動(dòng)次數(shù)與翻轉(zhuǎn)次數(shù)全部實(shí)現(xiàn)，完成一個(gè)焚燒爐排控制周期。對(duì)于每一個(gè)爐排單元，設(shè)置其翻轉(zhuǎn)和滑動(dòng)次數(shù)。較佳地，滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期的前后運(yùn)動(dòng)次數(shù)為0-3次，向前運(yùn)動(dòng)是相對(duì)慢而連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，而向后運(yùn)動(dòng)則較快，滑動(dòng)爐瓦運(yùn)行期間，翻轉(zhuǎn)爐瓦不運(yùn)動(dòng)；較佳地，翻轉(zhuǎn)爐瓦在每個(gè)控制周期的上下運(yùn)動(dòng)次數(shù)為0-3次，翻轉(zhuǎn)爐瓦上、下方向的運(yùn)動(dòng)都較快，翻轉(zhuǎn)爐瓦運(yùn)行期間，滑動(dòng)爐瓦不能運(yùn)動(dòng)；較佳地，滑動(dòng)爐瓦與翻轉(zhuǎn)爐瓦的運(yùn)行是交替進(jìn)行的，每個(gè)周期從滑動(dòng)爐瓦運(yùn)行開(kāi)始，當(dāng)設(shè)定的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)次數(shù)完成時(shí)，一個(gè)控制周期完成。步驟S20，根據(jù)所想要達(dá)到的垃圾燃燒的效果，選擇設(shè)定的焚燒爐排運(yùn)行速度，每個(gè)運(yùn)行周期中滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)和翻轉(zhuǎn)爐瓦翻轉(zhuǎn)次數(shù)；設(shè)定的焚燒爐排運(yùn)行速度一般設(shè)定2. Omm/s (焚燒爐排運(yùn)行速度范圍l-6mm/s)，設(shè)定的焚燒爐排每個(gè)運(yùn)行周期中滑動(dòng)爐瓦滑動(dòng)次數(shù)1 (范圍0-1)、翻轉(zhuǎn)爐瓦翻轉(zhuǎn)次數(shù)3 (范圍0-3)，設(shè)定每個(gè)焚燒爐排單元速度分配系數(shù)，單元1系數(shù)Cl (50% )、單元2系數(shù)C2 (45% -60% )、單元3系數(shù)C3 (；35% -40% )、單元4系數(shù)C4(20% -25% )、單元5系數(shù)C5(10% -15% )0如圖3所示。步驟S21，每個(gè)單元的控制周期以設(shè)定的焚燒爐排運(yùn)行速度(l-6mm/S)為基礎(chǔ)，按照焚燒爐排5個(gè)單元的滑動(dòng)速度分配系數(shù)Cx，確定每個(gè)單元的分配速度Vx = V*Cx其中Vx-各個(gè)單元的分配速度，用于確定控制周期；V-設(shè)定的焚燒爐排運(yùn)行速度，Cx-各個(gè)單元的滑動(dòng)速度分配系數(shù)，Cl = 50%, C2 = 45-60%、C3 = 35-40%、C4 =20-25%, C5 = 10-15% )，T = Ssx/Vx其中，T-控制周期時(shí)間Ssx-滑動(dòng)行程；(單次滑動(dòng)時(shí)間及滑動(dòng)行程是固定值，由滑動(dòng)爐瓦控制器決定)Vx-單元分配速度。每個(gè)單元的控制周期時(shí)間=滑動(dòng)時(shí)間+翻轉(zhuǎn)時(shí)間+延遲時(shí)間；其中控制周期時(shí)間=滑動(dòng)行程/單元分配速度；滑動(dòng)時(shí)間=滑動(dòng)次數(shù)X單次滑動(dòng)時(shí)間；翻轉(zhuǎn)時(shí)間=翻轉(zhuǎn)次數(shù)X單次翻轉(zhuǎn)時(shí)間；單次翻轉(zhuǎn)時(shí)間是常量，翻轉(zhuǎn)次數(shù)是設(shè)定的；控制周期時(shí)間-滑動(dòng)時(shí)間=總延遲時(shí)間+翻轉(zhuǎn)時(shí)間，即滑動(dòng)爐瓦兩次滑動(dòng)之間的總延遲時(shí)間(用Tpx表示)，控制周期時(shí)間(用T表示)，滑動(dòng)時(shí)間(用Tsx表示)；換言之， Tpx = T-Tsx = Ssx/Vx-Tsx，滑動(dòng)爐瓦每經(jīng)過(guò)Tpx時(shí)間就滑動(dòng)一次?；瑒?dòng)爐瓦實(shí)際的滑動(dòng)速度=滑動(dòng)行程/滑動(dòng)時(shí)間。CN 102235676 A
說(shuō)明書
8/17 頁(yè)通過(guò)對(duì)滑動(dòng)爐瓦控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)滑動(dòng)爐瓦實(shí)際的滑動(dòng)速度和滑動(dòng)爐瓦兩次滑動(dòng)之間的總延遲時(shí)間的控制。總延遲時(shí)間=控制周期時(shí)間-滑動(dòng)時(shí)間-翻轉(zhuǎn)時(shí)間；每次延遲時(shí)間=總延遲時(shí)間/(滑動(dòng)次數(shù)+翻轉(zhuǎn)次數(shù)))，即可以計(jì)算出每次延遲時(shí)間。較佳地，同一爐排單元的滑動(dòng)爐排與翻轉(zhuǎn)爐排不能在同一時(shí)間操作，以免造成機(jī)械損壞。更佳地，由于焚燒爐排單元的爐瓦溫度太高會(huì)縮短爐瓦使用壽命，為了降低爐瓦溫度，爐排控制系統(tǒng)通過(guò)增加一次風(fēng)流量或增加垃圾層厚度或降低一次風(fēng)預(yù)熱溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)爐瓦溫度的控制；更佳地，對(duì)于難處理垃圾(燃燒熱值很低或密度很高的垃圾)，進(jìn)行撥火操作，在撥火期間，正常的爐瓦操作周期被中斷，給料爐排停止給料，按照爐排單元順序及時(shí)間間隔，對(duì)爐排單元上的翻轉(zhuǎn)爐瓦挨個(gè)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)控制。3)風(fēng)量控制系統(tǒng)風(fēng)量控制系統(tǒng)包括一次風(fēng)量控制系統(tǒng)和二次風(fēng)量控制系統(tǒng)。垃圾的完全燃燒分兩個(gè)階段，完成整個(gè)燃燒過(guò)程需要逐步從外界加入燃燒所需的氧氣。燃燒的第一階段包括在焚燒爐排不同區(qū)域?qū)M(jìn)行干燥、氣化和部分氧化；第二階段則繼續(xù)進(jìn)行氧化并完成氧化過(guò)程，該階段發(fā)生在后燃燒區(qū)域。一次風(fēng)量控制系統(tǒng)用于為第一階段燃燒提供氧氣、對(duì)焚燒爐排瓦片及焚燒爐排尾端的灰渣進(jìn)行冷卻。31) 一次風(fēng)量控制系統(tǒng)包括一次風(fēng)機(jī)變頻器，PID控制器。所述PID控制器按照一次風(fēng)量設(shè)定值，計(jì)算輸出控制值給各單元一次風(fēng)機(jī)變頻器，由變頻器控制一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒一次風(fēng)量控制。一次風(fēng)量控制方法，如圖4、5所示，包括如下步驟步驟S311，按照分配的一次風(fēng)量設(shè)定值，通過(guò)比例-積分-微分(ftOportional-I ntegral-Derivative, PID) i周節(jié)；作為一種可實(shí)施方式，所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)步驟S312，PID控制器輸出控制值給各單元一次風(fēng)機(jī)變頻器，由變頻器控制一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒一次風(fēng)量控制。一次風(fēng)量控制為燃燒的第一階段在焚燒爐排不同區(qū)域?qū)M(jìn)行干燥、氣化和部分氧化。具體的，一次風(fēng)總量設(shè)定值的計(jì)算方法，如圖5所示首先，計(jì)算垃圾焚燒需要的空氣總量，空氣總量由余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量決定Q = Kl 氺 SPsteam+Qo其中Q-燃燒空氣總量，Kl-校正系數(shù)，(該系數(shù)因焚燒爐的不同特性而異，需要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后確定)Shteam-余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量(控制系統(tǒng)設(shè)定值0_31t/h)，Qo-燃燒空氣修正值燃燒空氣修正值(該數(shù)值因焚燒爐的不同特性而異，需要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后確定)；其次，計(jì)算一次風(fēng)總量；燃燒空氣總量=一次風(fēng)總量+ 二次風(fēng)量；即一次風(fēng)總量=燃燒空氣總量-二次風(fēng)量；(二次風(fēng)量的確定在下文有詳細(xì)描述)；然后，計(jì)算一次風(fēng)總量設(shè)定值一次風(fēng)總量經(jīng)校正系數(shù)(80-120% )校正后作為一次風(fēng)總量設(shè)定值，一次風(fēng)總量設(shè)定值=一次風(fēng)總量*校正系數(shù)；如圖5所示，首先，計(jì)算各個(gè)單元設(shè)定的一次風(fēng)量和確定每個(gè)單元的實(shí)際一次風(fēng)量一次風(fēng)量控制系統(tǒng)包括一次風(fēng)控制回路，一次風(fēng)流量感應(yīng)器，風(fēng)量PID控制器，一次風(fēng)機(jī)變頻器，一次風(fēng)機(jī)。一次風(fēng)由不同的風(fēng)機(jī)分別送到5個(gè)焚燒爐排單元下的風(fēng)室，5個(gè)焚燒爐排單元的一次風(fēng)分別由各自的一次風(fēng)控制回路控制；按照不同的分配系數(shù)分配給5個(gè)焚燒爐排單元的一次風(fēng)控制回路Qspx = Lx 氺 Qsp其中QSpx-各個(gè)單元設(shè)定的一次風(fēng)量，Qsp- 一次風(fēng)總量設(shè)定值(即校正后的一次風(fēng)總量)，Lx-各單元一次風(fēng)分配系數(shù)，其中 Ll = 10-15%, L2 = 30-35%, L3 = 30-35%, L5 = 10%, L4 = 1-L1-L2-L3-L5。每個(gè)單元的實(shí)際一次風(fēng)量通過(guò)一次風(fēng)流量感應(yīng)器確定；將一次風(fēng)控制回路計(jì)算出的每個(gè)單元設(shè)定的一次風(fēng)量輸入到風(fēng)量PID控制器，將每個(gè)單元實(shí)際的一次風(fēng)量輸入到風(fēng)量PID控制器；通過(guò)風(fēng)量PID控制器調(diào)節(jié)后，風(fēng)量PID控制器的輸出控制相應(yīng)的一次風(fēng)機(jī)變頻器， 然后調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)變頻器以調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量，以使相應(yīng)的一次風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量與設(shè)定的一次風(fēng)置一致。32) 二次風(fēng)量控制系統(tǒng)垃圾完全燃燒的第二階段或后燃燒階段需要繼續(xù)進(jìn)行氧化并完成氧化過(guò)程，該階段發(fā)生在后燃燒區(qū)域，該區(qū)域也是燃燒規(guī)范強(qiáng)調(diào)的指標(biāo)考核區(qū)域，包括煙道氣停留時(shí)間、氧含量及煙道氣溫度的建立(煙道氣在850<時(shí)的停留時(shí)間至少2秒)；二次風(fēng)量控制系統(tǒng)主要給最后燃燒階段提供氧氣(繼續(xù)完成氧化)、通過(guò)冷卻煙氣來(lái)控制焚燒爐出口溫度、加強(qiáng)
12空氣和煙氣的混合，以達(dá)到完全燃燒的目的(即CO和未燃燒的碳?xì)浠衔锖康?。二次風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)機(jī)加壓后，由煙氣第一通道的前后墻噴嘴送入焚燒爐膛。二次風(fēng)主要給最后燃燒階段提供氧氣(繼續(xù)完成氧化)，并通過(guò)冷卻煙氣來(lái)控制焚燒爐出口溫度， 同時(shí)加強(qiáng)空氣和煙氣的混合，以達(dá)到完全燃燒的目的。二次風(fēng)量控制是一個(gè)主-從控制回路，包括主氧量控制器和從流量控制器，以及二次風(fēng)機(jī)變頻器。如圖6所示，氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標(biāo)(氧含量設(shè)定值 5-10% )，通過(guò)比例-積分-微分(ProportionaHntegral-Derivative，PID)控制器調(diào)節(jié)后輸出作為流量控制器的設(shè)定值，流量控制器通過(guò)比例-積分-微分(Proportional-hte gral-Derivative,PID)控制器調(diào)節(jié)后輸出控制二次風(fēng)機(jī)變頻器，由二次風(fēng)機(jī)變頻器控制二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及風(fēng)量，其中，二次風(fēng)量控制是單回路控制，不需要如一次風(fēng)量進(jìn)行風(fēng)量分配控制。實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒二次風(fēng)量控制。作為一種可實(shí)施方式，所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為U (η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti+KP*Td*(Ε(η)-E(η_1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E(i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。4)溫度控制系統(tǒng)41) 一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)垃圾的完全燃燒過(guò)程分為干燥、氣化、燃燒、燃盡、冷卻等幾個(gè)階段；一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)包括蒸汽-空氣加熱器，低壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽控制閥。一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)通過(guò)蒸汽-空氣加熱器，將一次風(fēng)溫度加熱至180°C，目的是加速垃圾的干燥過(guò)程，保證高水分、低熱值的垃圾很好燃燒。如圖7所示，一次風(fēng)溫度由分程控制回路控制，該分程控制回路按照分程值控制一次風(fēng)匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥。當(dāng)分程控制回路輸出低程值(從0%到分程值)時(shí)打開(kāi)低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)(接近150°C )溫度；當(dāng)分程控制回路輸出高程值(從分程值到100%)時(shí)打開(kāi)高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)(接近165°C )溫度；預(yù)熱后的一次風(fēng)與來(lái)自冷卻側(cè)墻的熱空氣進(jìn)行混合(該混合氣體溫度可達(dá)到 180°C的全部一次風(fēng))。分程控制器的分程值可以調(diào)節(jié)，同時(shí)一次風(fēng)的總風(fēng)量也用作該控制回路的前饋值參與控制。
42)爐墻溫度控制系統(tǒng)為避免焚燒爐爐墻結(jié)焦，垃圾焚燒爐上的耐火墻需要用空氣進(jìn)行冷卻。爐墻溫度控制系統(tǒng)通過(guò)側(cè)墻冷卻風(fēng)對(duì)焚燒爐耐火墻進(jìn)行冷卻，確保爐墻不結(jié)焦， 包括溫度控制器(主)和流量控制器(從)，側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應(yīng)的PID控制器。爐墻溫度控制通過(guò)側(cè)墻冷卻風(fēng)對(duì)焚燒爐耐火墻進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)，目的是為了避免焚燒爐爐墻結(jié)焦，并最大限度地由一次風(fēng)回收利用側(cè)墻冷卻風(fēng)的熱量以提高能源效率。爐墻溫度控制系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)主-從控制回路控制側(cè)墻熱的一面溫度保持不變。 主-從控制回路包括一個(gè)溫度控制器(主)和流量控制器(從)，溫度控制器的設(shè)定值是側(cè)墻熱的一面要求保持的溫度值，通過(guò)比例-積分-微分(Proportional-htegral-Deriv ative,PID)控制器調(diào)節(jié)后輸出作為流量控制器的設(shè)定值，流量控制器通過(guò)比例-積分-微分(Proportional-htegral-Derivative，PID)控制器調(diào)節(jié)后輸出控制側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，由側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器控制側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及冷卻風(fēng)量，其中，冷卻風(fēng)量控制是單回路控制，不需要如一次風(fēng)量進(jìn)行風(fēng)量分配控制。實(shí)現(xiàn)爐墻溫度控制。其中，作為一種可實(shí)施方式，所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)較佳地，本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)還包括輔助燃燒控制系統(tǒng)和灰渣出渣機(jī)控制系統(tǒng)。輔助燃燒控制系統(tǒng)對(duì)輔助燃燒器進(jìn)行控制，輔助燃燒器的目的是隨時(shí)滿足燃燒煙氣必須在850°C以上滯留時(shí)間不少于2秒的規(guī)定要求，輔助燃燒器也用于焚燒爐的停爐階段維持850°C煙氣溫度直到爐排上的垃圾被燒盡。輔助燃燒器是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，本身預(yù)編程好二條不同的燃/空比曲線用于燃燒器運(yùn)行時(shí)操作及燃燒器啟動(dòng)/停止期間的操作。如圖8所示，輔助燃燒控制系統(tǒng)以第一煙氣通道頂部溫度為控制目標(biāo)，輔助燃燒器的熱容量基于該煙氣溫度進(jìn)行控制，當(dāng)溫度低于其L(低850°C)臨界值時(shí)啟動(dòng)輔助燃燒器而溫度處于其H(高950°C以下)臨界值時(shí)停止輔助燃燒器；輔助燃燒控制系統(tǒng)通過(guò)比例-積分-微分(Proportional-htegral-DeriVatiVe，PID)控制器調(diào)節(jié)后，控制回路輸出一個(gè)4-20mA信號(hào)用于控制輔助燃燒器的熱容量，同時(shí)也輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)用于確定輔助燃燒器本身二條預(yù)編程好的燃/空比曲線中的一條(“啟動(dòng)模式”或“輔助模式”)，通過(guò)輔助燃燒器實(shí)現(xiàn)輔助燃燒控制。其中，作為一種可實(shí)施方式，所述PID控制器調(diào)節(jié)過(guò)程為
U(η) = Κρ*Ε(η)+Κρ*Τ* Σ E(i)/Ti +KP*Td*(Ε(η)-E(η-1))/T+U0其中U (η)是PID控制器的輸出值，即調(diào)節(jié)控制閥開(kāi)度；Kp是PID控制器的P參數(shù)值；E (η)是偏差值，即PID控制器的給定值與被調(diào)工藝參數(shù)之間的差值；T是PID控制器調(diào)節(jié)周期時(shí)間；Σ E (i)是PID控制器的偏差累積值；Ti是PID控制器的I參數(shù)值；Td是PID控制器的D參數(shù)值；E(n-l)是PID控制器的上一個(gè)調(diào)節(jié)周期的偏差；UO是PID控制器的初始輸出值，一般為0。)垃圾燃燼后產(chǎn)生的灰渣落入灰渣出渣機(jī)，由出渣機(jī)將灰渣推送至灰渣儲(chǔ)坑，灰渣出渣機(jī)控制系統(tǒng)是控制出渣機(jī)持續(xù)將灰渣推送至灰渣儲(chǔ)坑，如圖10所示，灰渣出渣機(jī)將垃圾燃盡后產(chǎn)生的灰渣推送至灰渣儲(chǔ)坑，灰渣出渣機(jī)的運(yùn)行由出渣機(jī)推桿完成，出渣機(jī)推桿由液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸由液壓系統(tǒng)中的推出電磁閥及回退電磁閥控制，推桿的前進(jìn)與后退位置由二個(gè)限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)。如圖9所示，灰渣出渣機(jī)控制方法包括如下步驟步驟S51，灰渣出渣機(jī)相對(duì)低速前行直至抵達(dá)前進(jìn)位置開(kāi)關(guān)抵達(dá)后即回退，開(kāi)始步驟 S52 ；步驟S52，灰渣出渣機(jī)相對(duì)快速后退直至抵達(dá)后退位置開(kāi)關(guān)，，延遲一段時(shí)間，開(kāi)始下一個(gè)控制周期。步驟S53，當(dāng)出渣機(jī)推桿已驅(qū)動(dòng)而對(duì)應(yīng)的限位開(kāi)關(guān)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未觸及時(shí)，則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，如果報(bào)警信號(hào)是在前進(jìn)狀態(tài)出現(xiàn)，推桿將退回。進(jìn)一步地，本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，還包括連鎖保護(hù)系統(tǒng)，用于對(duì)焚燒爐設(shè)備及工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行連鎖保護(hù)。連鎖保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置3個(gè)級(jí)別的連鎖保護(hù)，包括緊急燃燒停止級(jí)別3、緊急燃燒停止級(jí)別2、連鎖級(jí)別1。其中，緊急燃燒停止級(jí)別3用于順序控制系統(tǒng)連鎖保護(hù)及單個(gè)設(shè)備開(kāi)、關(guān)或啟、停連鎖。滿足以下條件之一時(shí)，產(chǎn)生緊急燃燒停止級(jí)別3信號(hào)。緊急燃燒停止級(jí)別2用于順序控制系統(tǒng)連鎖保護(hù)及單個(gè)設(shè)備開(kāi)、關(guān)或啟、停連鎖，連鎖級(jí)別1用于對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)、關(guān)或啟、停連鎖。單個(gè)設(shè)備的連鎖條件由焚燒爐工藝生產(chǎn)過(guò)程設(shè)定。較佳地，本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集、管理焚燒爐生產(chǎn)過(guò)程中的模擬量數(shù)值、模擬量報(bào)警、各控制系統(tǒng)操作、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、閥門狀態(tài)、電機(jī)狀態(tài)，并將上述狀態(tài)顯示在控制系統(tǒng)的人機(jī)界面上(HMI)。其包括模擬量處理模塊用于采集、管理模擬量工藝參數(shù)，包括溫度、壓力、流量、料位、位移、轉(zhuǎn)速、閥位反饋。系統(tǒng)采集AI (Analog hput-模擬輸入)卡的數(shù)值后，經(jīng)過(guò)工程量量程轉(zhuǎn)換后得到實(shí)際的工藝參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)處理功能。模擬量報(bào)警處理模塊用于采集、管理模擬量工藝參數(shù)的報(bào)警信息。系統(tǒng)采集到經(jīng)過(guò)工程量處理后的實(shí)際工藝參數(shù)后，設(shè)置不同級(jí)別的報(bào)警閥值，當(dāng)工藝參數(shù)值達(dá)到或超過(guò)設(shè)置的閥值時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生該級(jí)別的報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)模擬量報(bào)警處理功能。開(kāi)關(guān)處理模塊用于采集、管理開(kāi)關(guān)工藝狀態(tài)，包括開(kāi)狀態(tài)、關(guān)狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)采集 DKDigital hput-數(shù)字輸入)卡的數(shù)值后，經(jīng)過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換后得到實(shí)際的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)信號(hào)處理功能。閥門處理模塊用于采集、管理閥門工藝狀態(tài)，包括開(kāi)狀態(tài)、關(guān)狀態(tài)、開(kāi)延時(shí)及延時(shí)報(bào)警、關(guān)延時(shí)及延時(shí)報(bào)警。系統(tǒng)在發(fā)出開(kāi)閥或關(guān)閥指令后，采集閥門開(kāi)或關(guān)位置反饋信號(hào)， 經(jīng)過(guò)開(kāi)延時(shí)或關(guān)延時(shí)處理，得到實(shí)際的開(kāi)狀態(tài)或關(guān)狀態(tài)、開(kāi)延時(shí)報(bào)警或關(guān)延時(shí)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)閥門狀態(tài)處理功能。電機(jī)處理模塊用于采集、管理電機(jī)工藝狀態(tài)，包括運(yùn)行狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、啟動(dòng)延時(shí)及延時(shí)報(bào)警、停止延時(shí)及延時(shí)報(bào)警。系統(tǒng)在發(fā)出啟動(dòng)或停止電機(jī)指令后，采集電機(jī)啟動(dòng)或停止反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)啟動(dòng)或延時(shí)處理，得到實(shí)際的啟動(dòng)狀態(tài)或延時(shí)狀態(tài)、啟動(dòng)延時(shí)報(bào)警或停止延時(shí)報(bào)警，實(shí)現(xiàn)電機(jī)狀態(tài)處理功能?？刂苹芈凡僮髂K用于采集、管理模擬量控制系統(tǒng)的操作顯示，包括測(cè)量值、給定值、輸出值、PID調(diào)節(jié)參數(shù)值、自動(dòng)操作及狀態(tài)、手動(dòng)操作及狀態(tài)、手動(dòng)輸出值。順序控制操作模塊用于采集、管理工藝各個(gè)功能子組的順序控制系統(tǒng)的操作顯示，包括啟動(dòng)、停止、啟動(dòng)條件、啟動(dòng)步驟、停止條件、停止步驟、連鎖條件。更佳地，本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，用于與其他通信系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，與其他控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。作為一種可實(shí)施方式，該數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)包括硬件通訊系統(tǒng)，通過(guò)配置標(biāo)準(zhǔn)通訊卡， 提供開(kāi)放的工業(yè)以態(tài)網(wǎng)接口、Modbus接口、Profibus DP接口，需要進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)的固定地址區(qū)域，其他控制系統(tǒng)可通過(guò)上述硬件接口對(duì)該地址區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的目的。以及數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，其以軟件OPC Server方式。OPC(OLE for Process Control，用于過(guò)程控制的OLE)是用于過(guò)程控制的一個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)接口軟件，燃燒控制系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC Server軟件通訊接口，并通過(guò)該接口與其他控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊目的。下面詳細(xì)說(shuō)明在機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)的控制下，機(jī)械爐排焚燒爐的工作過(guò)程首先，給料爐排在液壓缸驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行，液壓缸由液壓系統(tǒng)中的給料平臺(tái)電磁閥及速度調(diào)節(jié)閥控制，控制給料平臺(tái)電磁閥的開(kāi)關(guān)以及啟停給料爐排控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)給料爐排持續(xù)給料的功能，速度調(diào)節(jié)閥由給料爐排控制系統(tǒng)進(jìn)行控制；包括下列步驟步驟All 輸出“準(zhǔn)予”指令給液壓系統(tǒng)、準(zhǔn)予液壓系統(tǒng)對(duì)給料爐排進(jìn)行控制，開(kāi)啟給料平臺(tái)電磁閥開(kāi)始給料；步驟A12 延遲2分鐘，啟動(dòng)模擬量控制系統(tǒng)中的給料爐排控制系統(tǒng)，給料爐排控制系統(tǒng)開(kāi)始周期性的控制給料爐排持續(xù)向焚燒爐內(nèi)給料。當(dāng)同時(shí)滿足停止條件時(shí)，給料爐排順序控制系統(tǒng)可以正常停止，或出現(xiàn)連鎖條件時(shí)，給料爐排順序控制系統(tǒng)將連鎖保護(hù)停止.
給料爐排順序控制系統(tǒng)按照以下步驟停止，步驟A21 停止模擬量控制系統(tǒng)中的給料爐排控制系統(tǒng)；步驟A22 停止液壓系統(tǒng)對(duì)給料爐排控制，關(guān)閉給料平臺(tái)電磁閥，給料爐排回到回退位置，停止向焚燒爐給料。然后，焚燒爐排中的滑動(dòng)爐瓦與翻轉(zhuǎn)爐瓦運(yùn)行，滑動(dòng)爐瓦與翻轉(zhuǎn)爐瓦的運(yùn)行由液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸由液壓系統(tǒng)中的滑動(dòng)爐瓦電磁閥與翻轉(zhuǎn)爐瓦電磁閥控制，通過(guò)控制滑動(dòng)爐瓦電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)控制滑動(dòng)爐瓦的前后滑動(dòng)、通過(guò)控制翻轉(zhuǎn)爐瓦電磁閥來(lái)控制翻轉(zhuǎn)爐瓦的上下翻轉(zhuǎn)；焚燒爐排的運(yùn)行周期及滑、翻次數(shù)則由焚燒爐排控制系統(tǒng)來(lái)完成。包括如下步驟步驟Bll 輸出“準(zhǔn)予”指令給液壓系統(tǒng)、準(zhǔn)予液壓系統(tǒng)對(duì)焚燒爐排進(jìn)行控制；步驟B12:啟動(dòng)模擬量控制系統(tǒng)中的焚燒爐排控制系統(tǒng)，焚燒爐排控制系統(tǒng)開(kāi)始周期性的控制每個(gè)焚燒爐排單元的滑動(dòng)與翻轉(zhuǎn)。當(dāng)同時(shí)滿足停止條件時(shí)，焚燒爐排順序控制系統(tǒng)可以正常停止，或出現(xiàn)連鎖條件時(shí)，焚燒爐排順序控制系統(tǒng)將連鎖保護(hù)停止。焚燒爐排順序控制系統(tǒng)按照以下步驟停止，步驟B21 停止模擬量控制系統(tǒng)中的焚燒爐排控制系統(tǒng)；步驟B22 停止液壓系統(tǒng)對(duì)焚燒爐排控制，關(guān)閉滑動(dòng)爐瓦電磁閥與翻轉(zhuǎn)爐瓦電磁閥，滑動(dòng)爐瓦與翻轉(zhuǎn)爐瓦回到回退位置。同時(shí)，進(jìn)行一次風(fēng)機(jī)控制，一次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行由風(fēng)機(jī)變頻器控制，通過(guò)控制風(fēng)機(jī)變頻器的啟停來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟停；一次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一次風(fēng)量控制系統(tǒng)來(lái)完成。包括以下步驟步驟Cll 啟動(dòng)焚燒爐排1單元一次風(fēng)機(jī)；步驟C12 延遲至焚燒爐排1單元一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)焚燒爐排2單元一次風(fēng)機(jī)；步驟C13 延遲至焚燒爐排2單元一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)焚燒爐排3單元一次風(fēng)機(jī)；步驟C14 延遲至焚燒爐排3單元一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)焚燒爐排4單元一次風(fēng)機(jī)；步驟C15 延遲至焚燒爐排3單元一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)焚燒爐排5單元一次風(fēng)機(jī)；步驟C16 延遲至焚燒爐排5單元一次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)；步驟C17 延遲至側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)模擬量控制系統(tǒng)中的一次風(fēng)流量控制、一次風(fēng)溫度控制及爐墻溫度控制。當(dāng)同時(shí)滿足停止條件時(shí)，一次風(fēng)機(jī)順序控制系統(tǒng)可以正常停止，或出現(xiàn)連鎖條件時(shí)，一次風(fēng)機(jī)順序控制系統(tǒng)將連鎖保護(hù)停止。一次風(fēng)機(jī)順序控制系統(tǒng)按照以下步驟停止，步驟C21 停止所有一次風(fēng)機(jī)，停止側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)；步驟C22 停止模擬量控制系統(tǒng)中的一次風(fēng)流量控制、一次風(fēng)溫度控制及爐墻溫度控制。在一次風(fēng)機(jī)控制完成后，進(jìn)行二次風(fēng)機(jī)控制，二次風(fēng)機(jī)的運(yùn)行由風(fēng)機(jī)變頻器控制， 順序控制通過(guò)控制風(fēng)機(jī)變頻器的啟停來(lái)控制風(fēng)機(jī)的啟停；二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速則由二次風(fēng)量控制系統(tǒng)來(lái)完成。包括以下步驟步驟Dll 啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)；步驟D12 延遲至二次風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，啟動(dòng)模擬量控制系統(tǒng)中的二次風(fēng)流量控制。當(dāng)同時(shí)滿足停止條件時(shí)，二次風(fēng)機(jī)順序控制系統(tǒng)可以正常停止，或出現(xiàn)連鎖條件時(shí)，二次風(fēng)機(jī)順序控制系統(tǒng)將連鎖保護(hù)停止。步驟D21 停止二次風(fēng)機(jī)；步驟D22 停止模擬量控制系統(tǒng)中的二次風(fēng)流量控制。其后，進(jìn)行灰渣出渣機(jī)控制，灰渣出渣機(jī)的運(yùn)行由出渣推桿完成，出渣推桿由液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸由液壓系統(tǒng)中的推出電磁閥及回退電磁閥控制，通過(guò)控制出渣機(jī)推出電磁閥及回退電磁閥來(lái)控制出渣機(jī)的推出與回退，實(shí)現(xiàn)焚燒爐的出渣功能。包括以下步驟步驟Ell 開(kāi)啟灰渣出渣機(jī)城市供水電磁閥；步驟E12 延遲至灰渣出渣機(jī)無(wú)低水位信號(hào)，啟動(dòng)灰渣出渣機(jī)控制系統(tǒng)；步驟13 開(kāi)啟漏渣輸送機(jī)城市供水電磁閥；步驟14 延遲至漏渣輸送機(jī)無(wú)低水位信號(hào)，啟動(dòng)漏渣輸送機(jī)。當(dāng)同時(shí)滿足停止條件時(shí)，灰渣出渣機(jī)控制可以正常停止，或出現(xiàn)連鎖條件時(shí)，灰渣出渣機(jī)控制將連鎖保護(hù)停止?；以鲈鼨C(jī)控制按照以下步驟停止步驟E21 停止漏渣輸送機(jī)；步驟E22 關(guān)閉漏渣輸送機(jī)城市供水電磁閥；步驟E23 停止灰渣出渣機(jī)控制，灰渣出渣機(jī)推桿回到回退位置；步驟E24 關(guān)閉灰渣出渣機(jī)城市供水電磁閥。下面以焚燒爐點(diǎn)火啟動(dòng)至燃燒運(yùn)行正常為例，說(shuō)明本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐控制方法，包括以下步驟步驟Sl 鍋爐進(jìn)水就緒、垃圾給料系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒；步驟S2 開(kāi)始爐膛吹掃，啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)，一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行并切換至手動(dòng)模式，手動(dòng)調(diào)節(jié)一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)量符合啟動(dòng)點(diǎn)火要求；步驟S3:鍋爐點(diǎn)火，啟動(dòng)燃燒器，燃燒器按啟動(dòng)預(yù)編程序自動(dòng)升溫；點(diǎn)火時(shí)啟動(dòng)焚燒爐排及給料爐排，此時(shí)焚燒爐排上的垃圾應(yīng)盡可能鋪得薄一些，以便垃圾更容易干燥著火；步驟S4 當(dāng)爐膛溫度達(dá)到650°C時(shí)，啟動(dòng)爐墻冷卻風(fēng)機(jī)，爐墻溫度控制系統(tǒng)投入運(yùn)行并切換至手動(dòng)模式，手動(dòng)控制冷卻風(fēng)機(jī)以最低風(fēng)量投入運(yùn)行，保證爐墻不超溫即可；步驟S5 當(dāng)焚燒爐第一煙道溫度達(dá)到850°C以上時(shí)，一次風(fēng)量已不能滿足要求，且鍋爐煙氣出口氧量低于4%時(shí)，啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行，二次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行并切換至手動(dòng)模式，手動(dòng)調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以保證氧量大于4% ；CN 102235676 A
說(shuō)明書
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步驟S6 就地啟動(dòng)灰渣處理系統(tǒng)；步驟S7 當(dāng)鍋爐煙氣溫度符合要求時(shí)，啟動(dòng)煙氣處理系統(tǒng)；步驟S8 當(dāng)焚燒爐溫度達(dá)到850°C時(shí)，給料爐排繼續(xù)向焚燒爐排上送入垃圾；步驟S9 主蒸汽流量達(dá)到60%額定值后，鍋爐給水和汽包加熱調(diào)節(jié)投自動(dòng)控制；步驟SlO 灰渣出渣機(jī)投入自動(dòng)運(yùn)行位置，啟動(dòng)灰渣出渣機(jī)控制，檢查啟動(dòng)條件， 確認(rèn)已正常啟動(dòng)，設(shè)定灰渣出渣機(jī)控制周期延遲時(shí)間為1分鐘，灰渣出渣機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行；步驟Sll 仔細(xì)觀察垃圾的著火情況，當(dāng)著火良好后，啟動(dòng)焚燒爐排控制系統(tǒng)，檢查控制系統(tǒng)啟動(dòng)條件，確認(rèn)控制系統(tǒng)已正常啟動(dòng)，給料爐排控制系統(tǒng)及焚燒爐排控制系統(tǒng)運(yùn)行，整定控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)初始值P = 8、I = 10、D = 0 ；然后根據(jù)垃圾燃燒情況設(shè)定爐排運(yùn)行速度，焚燒爐排速度一般設(shè)定2. Omm/s、給料爐排速度一般設(shè)定0. 5mm/s (焚燒爐排速度范圍l-6mm/s，給料爐排速度范圍0. 2-2. Omm/s)，設(shè)定給料爐排給料行程900mm(范圍 0-2000mm)，設(shè)定焚燒爐排每個(gè)運(yùn)行周期中滑動(dòng)爐瓦滑動(dòng)次數(shù)1 (范圍0_1)、翻轉(zhuǎn)爐瓦翻轉(zhuǎn)次數(shù)3 (范圍0-3)，設(shè)定每個(gè)焚燒爐排單元速度分配系數(shù)，單元1系數(shù)Cl (50% )、單元2系數(shù)C2 (45% -60% )、單元3系數(shù)C3C35% -40% )、單元4系數(shù)C4 (20% -25% )、單元5系數(shù) C5(10% -15% )；步驟S12 啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，檢查啟動(dòng)條件，確認(rèn)二次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)已正常啟動(dòng)，二次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行，整定控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)初始值P = 0. 5、I = UD = O,Td-Iag =10 ；調(diào)節(jié)二次風(fēng)量，控制煙氣出口氧量在6-10%左右；步驟S13 啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)，檢查啟動(dòng)條件，確認(rèn)一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)已正常啟動(dòng)，一次風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，整定控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)初始值P = 0.5、I = UD =O、Td-Iag= 10;用一次風(fēng)量控制系統(tǒng)的設(shè)定值(0-31t/h)控制負(fù)荷和燃燒空氣，燃燒空氣總量按以下公式由控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算確定Q = Kl*SI^team+Q0，其中Q_燃燒空氣總量，Kl-校正系數(shù)(該系數(shù)因焚燒爐的不同特性而異，需要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后確定)， SPsteam-余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量(控制系統(tǒng)設(shè)定值0_31t/h)，Q0-燃燒空氣修正值，設(shè)定每個(gè)單元一次風(fēng)分配系數(shù)，單元1系數(shù)Ll (10-15% )、單元2系數(shù)L2 (30% -35% )、單元3系數(shù) L3(30% -35% )、單元 4 系數(shù) L4(L4 = 1-L1-L2-L3-L5)、單元 5 系數(shù) L5 (10% )；步驟S14 逐漸增加焚燒爐排和給料爐排的速度，隨著垃圾量的增加，啟動(dòng)燃燒器的負(fù)荷逐漸減少，爐膛熱負(fù)荷不變，當(dāng)鍋爐飽和蒸汽至空氣預(yù)熱器壓力正常時(shí)，啟動(dòng)空氣預(yù)熱功能組，一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)投入自動(dòng)運(yùn)行，整定控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)初始值P = 0. 5、I = UD = O、Td-Iag = 10 ；步驟S15 隨著進(jìn)爐垃圾量增加，爐膛內(nèi)垃圾燃燒穩(wěn)定，爐膛溫度穩(wěn)定并有上升的趨勢(shì)，此時(shí)可以將啟動(dòng)燃燒器負(fù)荷逐步調(diào)整到最低，直至停止啟動(dòng)燃燒器；步驟S16 根據(jù)燃燒的情況，逐步將蒸汽流量負(fù)荷加到額定值31t/h，用一次風(fēng)量控制系統(tǒng)的設(shè)定值(0-31t/h)控制負(fù)荷和燃燒空氣，燃燒空氣總量按以下公式由控制系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算確定Q = KNSI^steam+Qo，其中Q_燃燒空氣總量，Kl-校正系數(shù)，SPsteam-余熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量(控制系統(tǒng)設(shè)定值0_31t/h)，Qo-燃燒空氣修正值；步驟S17 啟動(dòng)輔助燃燒控制系統(tǒng)，控制輔助燃燒器的啟動(dòng)與停止，以保證在垃圾熱值較低時(shí)，煙氣溫度在850°C以上停留2s ；
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步驟S18 燃燒的控制和調(diào)整。焚燒爐運(yùn)行正常后，燃燒煙氣在850°C以上滯留時(shí)間不少于2秒，保證垃圾在焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的二惡英等有毒害氣體能得到徹底的分解，減少有害氣體的產(chǎn)生，從而可以減輕后部的工藝處理負(fù)荷和對(duì)周圍環(huán)境的污染。燃燒控制系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)焚燒爐排的速度來(lái)調(diào)節(jié)垃圾在爐排上的停留時(shí)間；通過(guò)控制焚燒爐排的運(yùn)行周期和給料爐排的給料速度來(lái)調(diào)節(jié)垃圾的厚度；爐膛熱負(fù)荷是通過(guò)一次風(fēng)量控制系統(tǒng)的蒸發(fā)量設(shè)定值而定，應(yīng)盡量保持高負(fù)荷；經(jīng)常檢查爐排上垃圾燃燒情況，及時(shí)調(diào)節(jié)給料爐排控制系統(tǒng)參數(shù)和焚燒爐排控制系統(tǒng)參數(shù)；正常運(yùn)行時(shí)，鍋爐煙氣出口氧量保持在6-10%。本發(fā)明的機(jī)械爐排焚燒爐的燃燒控制系統(tǒng)及控制方法，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)的環(huán)保、發(fā)電量達(dá)標(biāo)要求，本發(fā)明采用優(yōu)化的控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)和方法燃燒控制效果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，既能達(dá)到環(huán)保、發(fā)電要求，又能減少成本開(kāi)支。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，包括給料爐排控制系統(tǒng)，焚燒爐排控制系統(tǒng)，風(fēng)量控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)；所述給料爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；所述焚燒爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)；所述風(fēng)量控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量；所述溫度控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括輔助燃燒控制系統(tǒng)，用于通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后，對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括灰渣出渣機(jī)控制系統(tǒng)，用于控制將燃燒后的灰渣持續(xù)地從所述機(jī)械爐排焚燒爐的出渣機(jī)推送至所述機(jī)械爐排焚燒爐的灰渣儲(chǔ)坑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括連鎖保護(hù)系統(tǒng)，用于對(duì)焚燒爐設(shè)備及工藝生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行連鎖保護(hù)。
5.一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制方法，其特征在于，包括下列步驟對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的步驟；對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)的步驟；在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量的步驟；在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制方法，其特征在于，還包括以下步驟通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后，對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的輔助燃燒器的溫度進(jìn)行控制的步馬聚ο
7.一種機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排控制系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)與所述機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排相應(yīng)的位置傳感器和位置PID控制器，以及給料爐排速度控制閥；通過(guò)所述位置傳感器連續(xù)測(cè)量每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置，將每個(gè)給料爐排的實(shí)際位置輸入到相應(yīng)的所述位置PID控制器；通過(guò)所述位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出相應(yīng)控制給所述給料爐排速度控制閥，調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度。
8.一種機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排控制方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟S11，機(jī)械爐排焚燒爐的給料爐排向前運(yùn)動(dòng)至一固定位置；步驟S12，當(dāng)所述給料爐排達(dá)到所述位置時(shí)，所述給料爐排持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，位置傳感器測(cè)定所述給料爐排的實(shí)際位置，并將位置數(shù)據(jù)傳輸給位置PID控制器；步驟S13，將所述給料爐排的設(shè)定位置輸入到所述位置PID控制器；步驟S14，通過(guò)所述實(shí)際位置和設(shè)定位置，利用位置PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出相應(yīng)控制給給料速度控制閥，調(diào)節(jié)閥位開(kāi)度以調(diào)節(jié)實(shí)際的給料速度。
9.一種機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排控制系統(tǒng)，其特征在于，包括滑動(dòng)爐瓦控制器和翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器，所述滑動(dòng)爐瓦控制器和所述翻轉(zhuǎn)爐瓦控制器控制焚燒爐排的各個(gè)相應(yīng)的滑動(dòng)爐瓦和翻轉(zhuǎn)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，以確保燃燒垃圾的傳輸及燃燒垃圾的均勻分布，同時(shí)合理分配一次助燃風(fēng)。
10.一種機(jī)械爐排焚燒爐的風(fēng)量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一次風(fēng)量控制系統(tǒng)和二次風(fēng)量控制系統(tǒng)；所述一次風(fēng)量控制系統(tǒng)，包括一次風(fēng)機(jī)變頻器，PID控制器；所述PID控制器按照一次風(fēng)量設(shè)定值，計(jì)算輸出控制值給各單元一次風(fēng)機(jī)變頻器，由變頻器控制一次風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒一次風(fēng)量控制；所述二次風(fēng)量控制系統(tǒng)，氧量控制器和流量控制器，二次風(fēng)機(jī)變頻器，以及與所述氧量控制器和流量控制器相對(duì)應(yīng)的PID控制器；所述氧量控制器以煙氣出口氧含量為控制目標(biāo)，通過(guò)所述PID控制器調(diào)節(jié)后輸出作為所述流量控制器的設(shè)定值，所述流量控制器通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后輸出控制所述二次風(fēng)機(jī)變頻器，由所述二次風(fēng)機(jī)變頻器控制所述機(jī)械爐排焚燒爐的二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及風(fēng)量。
11.一種機(jī)械爐排焚燒爐的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)和爐墻溫度控制系統(tǒng)，其中所述一次風(fēng)溫度控制系統(tǒng)由分程控制回路控制，所述分程控制回路按照分程值控制所述機(jī)械爐排焚燒爐的一次風(fēng)匯總管的溫度及高壓和低壓蒸汽控制閥；當(dāng)分程控制回路輸出低程值時(shí)打開(kāi)低壓蒸汽控制閥，低壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)溫度；當(dāng)分程控制回路輸出高程值時(shí)打開(kāi)高壓蒸汽控制閥，高壓蒸汽將一次風(fēng)在管壁式預(yù)熱器里預(yù)熱至預(yù)設(shè)溫度；預(yù)熱后的一次風(fēng)與來(lái)自冷卻側(cè)墻的熱空氣進(jìn)行混合；爐墻溫度控制系統(tǒng)通過(guò)側(cè)墻冷卻風(fēng)對(duì)所述機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐耐火墻進(jìn)行冷卻， 包括溫度控制器和流量控制器，側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，以及與溫度控制器和流量控制器相應(yīng)的PID控制器；所述溫度控制器的設(shè)定值是側(cè)墻熱的一面要求保持的溫度值，通過(guò)所述PID控制器調(diào)節(jié)后輸出作為所述流量控制器的設(shè)定值，所述流量控制器通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)后，輸出控制所述側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器，由所述側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)變頻器控制側(cè)墻冷卻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及冷卻風(fēng)量。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種機(jī)械爐排焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)和控制方法。該系統(tǒng)包括給料爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐中的給料爐排的給料行程和給料爐排向前的給料速度，利用PID控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；焚燒爐排控制系統(tǒng)，用于對(duì)機(jī)械爐排焚燒爐的焚燒爐排中的翻轉(zhuǎn)爐瓦和滑動(dòng)爐瓦在每個(gè)控制周期內(nèi)控制滑動(dòng)爐瓦的滑動(dòng)次數(shù)及翻轉(zhuǎn)爐瓦的翻轉(zhuǎn)次數(shù)；風(fēng)量控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量；溫度控制系統(tǒng)，用于在整個(gè)燃燒過(guò)程中，利用PID控制器調(diào)節(jié)控制一次風(fēng)和爐墻溫度進(jìn)行控制。其既能達(dá)到環(huán)保、發(fā)電要求，又能減少成本開(kāi)支。
文檔編號(hào)F23G5/50GK102235676SQ201010160298
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者朱福剛, 王健生, 王立中, 蘇小江, 郭若軍, 陳濤 申請(qǐng)人:光大環(huán)?？萍及l(fā)展(北京)有限公司