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摘要：伴随经济社会的发展，我国的生产和生活垃圾的大量产生带来了垃圾围城的严重环境问题。如何有效地利用垃圾资源减少环境污染和创造经济效益受到普遍关注。在电力行业，垃圾焚烧发电技术在这一领域发挥了重要的作用，本文主要简述机械炉排垃圾焚烧发电厂燃烧自动控制系统，希望对相关行业有所帮助和借鉴。
关键词：机械炉排垃圾焚烧；发电厂；燃烧自动控制系统
引言
机械炉排垃圾焚烧是一种垃圾焚烧处理技术，炉排结构多样化、使用范围广泛，在世界垃圾焚烧发电市场占有率达80%以上。其优势是技术成熟，运行稳定、可靠，通过烟气处理减少有害气体排放量，可以大规模集中处理垃圾。在焚烧之前垃圾可不进行预处理，直接进行焚烧，操作便捷。【1】但是，机械炉排垃圾焚烧也存在缺点。第一，发电量的较低。我国城市生活垃圾的热值要较低，要增加燃料才能维持发电机的正常运转，容易使发电的成本高于发电的收入。第二，垃圾焚烧过程中产生的有害物质、有害气体处理不当容易引起环境污染。
1垃圾发电厂自动燃烧控制系统的重要性
1.1减少环境污染，确保垃圾处理无害化
当烟气在炉膛中的温度低于正常值，会导致垃圾焚烧不完全，含硫化物、二恶英等有害成分不能充分分解，会随着烟气释放到大气中，严重污染环境；另外，未完全燃烧的物质会堵塞排渣系统，灼减率也达不到要求。当烟气在炉膛中的温度高于正常值，则会影响锅炉的寿命。同时因为锅炉蓄热能力是一定的，炉膛烟气温度越高，炉膛出口烟气温度也会跟着变高，损坏烟气处理设备。垃圾发电厂自动燃烧控制系统需要减少垃圾焚烧后物质的危害程度和保证设备安全运行。【2】
1.2减少人工手动操作，提高垃圾燃烧自动化程度
优化垃圾发电厂焚烧自动控制系统，对提高设备焚烧安全系数，简化手动操作方式有重要作用。【3】优化垃圾焚烧控制策略可以提高生产效率，降低垃圾焚烧成本，美化城市环境。
2生活垃圾焚烧发电技术主要的工艺流程
目前我国运行的垃圾焚烧发电厂主要的工艺流程由九个子系统组成。①垃圾接收和储存系统。主要是垃圾进行接收管理，让垃圾在垃圾池，进行充分发酵；②垃圾焚烧处理系统，该系统是整个垃圾焚烧发电厂主要系统，直接影响垃圾燃烧是否充分，是否会产生大量的有害成分等，因而是实现生活垃圾焚烧发电系统优化控制的关键工艺【4】；③余热回收系统，即实现对焚烧垃圾发电技术的能源的有效利用；④热能利用系统，在焚烧后所产生的氧化反应所产生的热能可以实现再利用；⑤烟气处理及检测系统，该系统是保证垃圾焚烧的环保性的重点；⑥自动化仪表系统，能够提供实时的数据情况，监测各个焚烧炉的焚烧情况；⑦电气系统，进行热能到电能的转化管理；⑧灰渣收运系统，生活垃圾焚烧后产生的灰渣可以利用到一些其他的工业生产中，带来更多的经济效益和社会效益；⑨自动控制系统是对整个焚烧发电系统的统筹管理。
3自动燃烧控制策略
3.1控制目标
生活垃圾焚烧系统的控制目标是保证垃圾的连续稳定处理量。对垃圾焚烧发电厂而言，为了维持机组长期安全稳定运行，避免因蒸汽波动给汽轮机组造成较大损耗，带来安全运行风险，需要保证锅炉出口蒸汽参数和蒸汽量的稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆综合考虑垃圾处理量和汽轮机组稳定安全运行两个方面，选择稳定输出蒸汽产量作为控制的设定目标。
3.2投料量的控制
在控制系统中，预先设定垃圾的投料量与蒸汽产量联动。当设定蒸汽产量时，系统根据垃圾平均热值计算需要的投料量；控制系统根据投料量计算出投料小车需要的推料次数，并根据单位时间内需要的投料量计算出推料速度，控制投料小车进行推料。推料速度根据单位时间内的投料量进行调节，保证垃圾均匀铺在炉排上并有一定厚度，料层厚度一般控制在0.6-1米。
3.3送风控制
垃圾焚烧炉的送风系统可分为一次风系统与二次风系统。一次风系统的送风经空气预热器加热到220摄氏度左右送入一次风室，从炉排下部吹入炉内，其作用是干燥垃圾、提供垃圾焚烧的氧气，并冷却保护炉排；二次风系统的送风一般为常温，经炉排上部与炉膛成一定角度的二次风口送入炉膛，起到扰动炉膛烟气流动和补充过量空气，促进充分燃烧的作用。系统对于送风系统的控制是基于送风温度测量、风量测量等实时测点数据，以及炉排各段的燃烧状态进行调节。
控制系统根据设定的蒸汽量计算出所需要投入的垃圾量，再根据投入的垃圾量计算出空气需求量，控制系统根据配风比例对一次风和二次风量进行配比。系统再根据测点反馈的测量值对燃烧状态进行判断，并计算出调节量发送给执行机构，使得一次风和二次风量与燃烧的实际需求相匹配，充分发挥各自的作用。【2】
4机械炉排垃圾焚烧自动控制系统的改进策略
我国运行的机械炉排大多数是引进国外的技术，由于国外的垃圾分类充分与我国垃圾没有实施分类的情况不同。导致国外的机械炉排在中国运行没有达到原有的运行效果。特别在中国南方雨季较长，垃圾渗滤液较多。渗滤液大量流进炉排，对炉排产生热腐蚀，使垃圾焚烧的温度难以达到标准，导致垃圾燃烧不充分、效率较低等问题发生，对垃圾焚烧效率造成较严重的影响。针对机械炉排垃圾焚烧存在的问题，提出改进策略。
对于投料系统，在投料平台上设置导流槽，在投料平台下设置渗滤液收集斗，使渗滤液在进入炉排前尽量排出。
对于炉排系统，在干燥控制阶段，炉排的运动机构及液压系统改进为左、中、右控制。例如：当一级炉排中间部分的垃圾较多，料层较厚，两边较薄。通过分别设置左、中、右炉排的速度，设置中部炉排运行速度较快，左部和右部的炉排的速度较慢。使中间炉排上的料层厚度变薄，料层分布随之均匀。
在燃烧阶段，炉排的运动机构及液压系统改为九个推进区域。当某个区域的垃圾较多时，可以加快此区域的炉排推进速度。当某个区域垃圾较少时，减慢炉排的推进速度。料层厚度则可以通过一次风的风压测量得到。这样可以调节整个燃烧阶段炉排的料层厚度，使布料均匀。
在燃尽阶段，炉排的运动机构及液压系统也改为左、中、右控制。控制原理与干燥控制阶段相同。
结语
机械炉排垃圾焚烧发电具有结构多样，使用范围广，可以不分类垃圾进行焚烧的优点，是适应我国城市生活垃圾处理的有效方式，能实现资源的再次利用，相比填埋处理能减少对生态环境的破坏。机械炉排垃圾发电厂如果能实现燃烧的自动化控制，可以提高垃圾焚烧发电厂的管理效率，有较好的经济效益。机械炉排垃圾焚烧炉结构多样，各地区可以根据实际情况引进并改进得到适合本地区垃圾焚烧的技术，提高垃圾焚烧的效率。
参考文献：
[1]黄涛.城市生活垃圾焚烧飞灰残留重金属电动去除强化技术研究[D].重庆大学，2017.
[2]刘帅，康建邨.大港垃圾焚烧工程控制二恶英排放的优化设计[J].再生资源与循环经济，2017，10（06）：37-39.
[3]吴曰丰.某垃圾焚烧发电厂烟气净化系统优化方案比较[J].电力科技与环保，2017，33（02）：22-25.
[4] 胡兴武 . 垃圾焚烧发电厂燃烧智能控制系统的研究 [D]. 北京：华北电力大学，2017.
论文作者:冯建华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/13
标签：垃圾焚烧论文; 垃圾论文; 系统论文; 发电厂论文; 烟气论文; 炉膛论文; 机械论文; 《防护工程》2018年第36期论文;