垃圾焚烧炉自动化控制燃烧技术的探讨

        机械炉排式垃圾焚烧发电技术具有处理量大、运行可靠度较高、处理周期短、减量化显著、无害化彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点，适宜大规模处理城市生活垃圾。在全球已建的2300多座生活垃圾焚烧发电厂中，机械焚烧炉使用率在80%以上，是目前国内外城市生活垃圾焚烧发电处理的最佳处理方式。

        大型机械焚烧炉具有单条生产线处理能力大、土地占用量少、单位垃圾发电量高、维护成本低的优点，随着垃圾焚烧发电工艺技术进步和土地资源越来越珍贵，机械炉排式垃圾焚烧炉将朝着大型化、智能化和高效化的方向发展。

2垃圾焚烧炉智能化燃烧控制技术

        垃圾焚烧智能化燃烧控制技术是“十二五”科技支撑计划课题“大型（700t/d）垃圾智能化焚烧成套装备研发与示范”项目的重要组成部分，于2014年底经科技部批准实施，首先在福建南安3#700t/d焚烧线上进行试验性工程应用。

        垃圾焚烧智能化燃烧控制技术，主要研发适应我国生活垃圾的焚烧处理的智能化自动燃烧控制系统（ITCC），以求最大限度地降低我国城市生活垃圾特性变化对焚烧工况的影响，提升生活垃圾焚烧厂的自动控制水平。

        在我国投入运行的炉排式垃圾焚烧炉通常为，启炉时，主要根据炉膛温度调节给料机、炉排的动作；运行时，根据主蒸汽流量调节；有些炉排技术也将炉渣热灼减率、料层厚度、含氧量作为控制要素纳入炉排控制系统。但将与炉排给料、炉排式垃圾焚烧的多因素一并纳入垃圾焚烧燃烧控制系统还是值得研究和开发的。

        垃圾焚烧智能化燃烧控制技术将入炉垃圾量、垃圾热值预测、火焰监测、主蒸汽流量、均匀性给料、料层温度和厚度、燃烬率、含氧量、一次风、二次风配风等多种因素均纳入控制系统，通过多种计算、算法技术的应用，自动、有效地控制给料机、逆推段炉排、顺推段炉排的动作以及入炉风量，以实现大型炉排式垃圾焚烧炉均匀给料、均匀燃烧的目的。

（1）垃圾热值计算模块通过垃圾焚烧炉主蒸汽量实时累积以及垃圾焚烧炉入炉垃圾量的实时累积数据，结合锅炉热平衡反向实时计算垃圾入炉热值，直接以数据反映在主控制界面上。垃圾焚烧炉热平衡原理图主控制界面带有垃圾热值实时数值 

（2）垃圾焚烧炉燃烧段温度场监测        由于大型炉排式焚烧炉的体积较大，炉内的温度分布是不均匀的，即炉内不同部位的温度不同，且炉排中央部位监测较为困难。这里所说的焚烧温度是指燃烧段垃圾焚烧所能达到的最高温度，一般来说位于燃烧段垃圾层上方并靠近燃烧火焰的区域内的温度最高，可达850～1100℃。        生活垃圾的热值越高，可达到的焚烧温度越高，则越有利于生活垃圾的焚烧。同时，温度与停留时间是一对相关因子，在较高的温度下适当缩短停留时间，亦可维持较好的焚烧效果。        垃圾焚烧智能化燃烧控制技术在二段式垃圾焚烧炉排的上部安装了4台高温摄像设备，可覆盖的炉排的燃烧段、烘干段，通过火焰辐射温度场软件，将火焰强度转换为数据并反馈到DCS系统。垃圾炉内火焰温度分析系统软件界面  火焰强度数据在DCS上的显示

（3）智能化燃烧控制系统智能化燃烧控制系统将给料机、炉排动作相关的垃圾量、垃圾热值、火焰强度、主蒸汽流量、料层温度和厚度、燃烬率、含氧量、一次风量、二次风量等数据输入系统，根据设定逻辑关系，自动计算给料机、逆推炉排、顺推炉排的行程、启停时间及运行速度；控制系统即可实现单列炉排单独驱动也可实现多列炉排同步驱动。避免了运行操作中人为因素引起的不稳定性。 

（4）垃圾燃烧段料层厚度软件测量不同的垃圾在炉内的料层厚度是不一致的，操作人员须根据垃圾在炉内的焚烧效果（燃烧区域、火焰高度、亮度），判断燃烧状况，合理调整料层厚度才能使垃圾稳定燃烧。厚度太大，可能导致不完全燃烧和不稳定燃烧；厚度太薄燃烧热量不够，又会减少焚烧炉的处理量与燃烧工况上下起伏不稳定，因此控制料层的厚度尤为重要。通过采集炉排上下压差，结合一次风量和高温摄像设备取得火焰强度数据，建立料层厚度的计算模型，将料层厚度直接翻页在控制界面中，使操作人员对料层厚度有直接的判断。 垃圾焚烧智能化燃烧控制技术在国家“十二五”科技支撑计划的支持下，在700吨/日上的应用取得了预期的效果，试验性工程应用表明，自动控制的投入较手动控制，在炉膛温度、垃圾料层厚度、烟气中含氧量、炉膛负压等方面的波动幅度降低30%以上。反转新世纪已开始讲该控制技术应用于中小炉型，以推进垃圾焚烧智能化燃烧控制技术的应用与系列化，为炉排式垃圾焚烧炉的稳定运行及达标排放提供积极、有效的技术装备和手段。