垃圾焚燒爐自動化控制方法和垃圾焚燒爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及焚燒爐，公開了一種垃圾焚燒爐自動化控制方法和應(yīng)用該方法的垃圾焚燒爐。在本發(fā)明所設(shè)計的垃圾焚燒爐自動化控制方法包含：壓塊、碎片化、一次給料、預(yù)送風(fēng)、點燃、續(xù)燃、二次給料、循環(huán)二次給料、燃盡、停機等一系列步驟，通過對垃圾焚燒爐自動化工藝流程的合理設(shè)置，實現(xiàn)了垃圾焚燒爐的高度自動化控制。
【專利說明】
垃圾焚燒爐自動化控制方法和垃圾焚燒爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種焚燒爐，特別設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法和應(yīng)用該方法 的垃圾焚燒爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 垃圾焚燒法已成為目前城市垃圾處理的主要方法之一，是實現(xiàn)垃圾減量化、無害 化和資源化處理的重要途徑。
[0003] 當(dāng)前，由于我國垃圾分類的現(xiàn)狀較為嚴峻，到達焚燒廠的垃圾成分復(fù)雜，即便經(jīng)過 分煉，其熱值也并不均一，導(dǎo)致垃圾焚燒爐的焚燒工況十分不穩(wěn)定。針對現(xiàn)狀，通常采用兩 種做法：
[0004] 其一是采用人工操作，針對每臺焚燒爐分配專職操作人員。焚燒爐的運行通過手 動操作控制，其運行穩(wěn)定程度全憑操作人員的個人經(jīng)驗；其二是采用自動燃燒控制系統(tǒng)，W 期實現(xiàn)在垃圾熱值變化時能夠自動調(diào)節(jié)焚燒爐的運行狀態(tài)。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述的現(xiàn)有技術(shù)具有下述缺點：
[0006] 1、采用人工操作時，對操作人員的個人經(jīng)驗過于依賴，不利于產(chǎn)業(yè)化推廣。
[0007] 2、采用自動燃燒控制系統(tǒng)時，目前缺乏一種全面的、能夠統(tǒng)籌控制垃圾焚燒爐各 個參數(shù)的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種垃圾焚燒爐自動化控制方法和應(yīng)用該方法的垃圾焚 燒爐，從而實現(xiàn)垃圾焚燒爐的自動化控制。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種垃圾焚燒爐自動化控制方 法，包含如下步驟：
[0010] (1)壓塊：將待焚燒的垃圾壓成方塊狀，通過傳送裝置傳送至下一道工序；
[0011] (2)碎片化：將方塊狀垃圾碎片化，成為小塊狀的垃圾，通過傳送裝置傳送至下一 道工序；
[0012] (3) -次給料：根據(jù)焚燒爐的設(shè)計參數(shù)預(yù)設(shè)出所述焚燒爐一次焚燒能夠放入的 焚燒料的總重量Gi,通過傳送裝置將總重量為Gz的所述小塊垃圾倒入焚燒爐爐膛中，其中 Gi;
[0013] (4)預(yù)送風(fēng)：在爐膛內(nèi)通入富氧氣體，使?fàn)t膛內(nèi)氣氛變?yōu)楦谎鯛顟B(tài)；
[0014] (5)點燃：通過燃燒器噴入高熱值燃料，在一次風(fēng)的作用下點燃處于所述富氧狀 態(tài)的所述小塊狀垃圾；
[0015] (6)續(xù)燃：通過預(yù)設(shè)于所述爐膛的煙氣出口處的氧含量探測儀測量排出煙氣的氧 含量X，在氧含量低于預(yù)設(shè)值U后開啟二次風(fēng)，使?fàn)t膛進入續(xù)燃狀態(tài)；
[0016] (7)二次給料：利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測火焰狀態(tài)，在判斷到火焰 逐漸減小，同時所述排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，往爐內(nèi)投入重量為Gs的垃圾，所 述G 1，每兩次投放垃圾之間設(shè)置有時間間隔t ;
[0017] (8)循環(huán)所述二次給料的步驟，直至所有垃圾投入完畢，此時傳送裝置上測出的重 量為0 ;
[0018] (9)燃盡：當(dāng)火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到的火焰接近焰火狀態(tài)時，系統(tǒng) 判定焚燒的垃圾基本燃燒完畢，則進一步向爐內(nèi)通入富氧氣體，從而將垃圾燃盡；
[001引 （10)停機：垃圾燃盡后，往爐內(nèi)通入過量的空氣，然后停機。
[0020] 相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明提供了一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。通過本方 法可W對垃圾焚燒爐的整個焚燒工藝過程進行全面的、統(tǒng)籌兼顧的控制。
[0021] 接下來將對上述方法的每個步驟的意義，W及據(jù)此擴展出的更為優(yōu)選的方案進行 介紹：
[0022] (1)壓塊：在壓塊步驟中，將垃圾壓成方塊可W擠壓出垃圾中所含的水分，從而降 低維持垃圾燃燒所需的熱值，同時還可W便于后續(xù)處理。垃圾不宜壓得過于緊實，W免影響 后續(xù)的切割工藝，同時，過高的壓力也將導(dǎo)致建立壓塊設(shè)備的高成本，因此，優(yōu)選的，通常建 議將壓力控制在28Mpa范圍W內(nèi)為宜。
[0023] (2)碎片化：將垃圾碎片化可W提高其與氧氣的接觸面積，使得燃燒變得更加充 分。更為重要的是，在本發(fā)明中，由于需要較為精確地控制每次投入垃圾的量，因此，將垃圾 經(jīng)過碎片化之后可W提高對垃圾投入量的控制精準(zhǔn)度。
[0024] (3) -次給料：在一次給料的過程中，明顯的，第一次焚燒放入爐膛中的垃圾不宜 超過爐膛的設(shè)計承載重量Gi。，因此G2《G 1。但是，在本發(fā)明中，優(yōu)選的Gz重量范圍可W為：
。當(dāng)Gz處于該范圍內(nèi)時，由于給予氧氣的空間更多，點火將更容易成功，而 且可W有效防止二次給料時給料過量，超出爐膛承受能力而造成突發(fā)性焰火。
[00巧](4)預(yù)送風(fēng)：雖然，在預(yù)送風(fēng)階段采取富氧燃燒并非新技術(shù)，但是應(yīng)用在本發(fā)明中 具有獨特的意義。運是因為，對于普通的焚燒爐而言，由于具有人工干預(yù)，在爐膛火焰焰滅， 或者點火不成功等情況時，可W及時采用行動進行干預(yù)或糾正。而對于自動控制的焚燒爐 而言，為了保證在特殊情況下的點火及持續(xù)燃燒的成功，而使?fàn)t膛在需要時進入富氧狀態(tài)， 是很有必要的。而由于富氧氣體的成本比空氣要高許多，因此在本發(fā)明中，在預(yù)送風(fēng)階段通 入富氧氣體后，一旦經(jīng)過點火，后續(xù)的燃燒依然采用空氣作為主要的供氧手段。優(yōu)選地，富 氧氣體的氧含量H越高越好，最好的取值范圍為H > 80%。
[0026] (5)點燃：在本步驟中，小塊垃圾將在富氧狀態(tài)下迅速而猛烈地燃燒起來，大量消 耗爐膛內(nèi)的氧氣。
[0027] (6)續(xù)燃：由于爐膛內(nèi)氧氣被劇烈消耗，因此預(yù)設(shè)于煙氣出口處的氧量探測儀也 將迅速得到反映。就此，可W通過預(yù)設(shè)于爐膛的煙氣出口處的氧含量探測儀來測量排出煙 氣的氧含量X，在氧含量低于預(yù)設(shè)值U后開啟二次風(fēng)，使?fàn)t膛進入續(xù)燃狀態(tài)。之所W利用所 測量的排出煙氣的氧含量來判斷通入二次風(fēng)的時機，是因為：如果一經(jīng)點燃就立刻通入二 次風(fēng)，則富氧氣體與垃圾完全反應(yīng)之前就可能被二次風(fēng)吹走，達不到富氧氣體的助燃效果。 而如果設(shè)定一定的時間后通入二次風(fēng)的話，由于不同的垃圾燃燒速率不同，很難有針對性 地進行時間上的匹配。
[0028] 由于檢測排出煙氣的氧含量也具有一定的滯后性，如果等到排出的煙氣不含氧之 后再通入二次風(fēng)，則爐膛內(nèi)很可能已經(jīng)處于欠氧狀態(tài)，甚至爐火可能已經(jīng)焰滅。因此，作為 優(yōu)選，在富氧氣體的氧含量H > 80%時，排出煙氣的氧含量的預(yù)設(shè)值范圍為U《60%。
[0029] 進一步地，富氧氣體的氧含量H與排出煙氣氧含量的預(yù)設(shè)值U之間可W近似地用 如下公式計算：U = 0. 7H2+0. 92H，式中，H > 21%。該公式為經(jīng)驗公式，利用非線性算法相 對于線性算法而言，通入二次風(fēng)的時機能夠把握得更加精準(zhǔn)。
[0030] 另外，通常，由于煙氣存在不均勻的問題，因此氧含量探測儀的數(shù)量可能為多個。 因此，設(shè)氧含量的探測儀有C個時；可W取運些氧含量探測儀所測出的平均值，也就是：
[0031] 在續(xù)燃及之后的焚燒過程中，二次風(fēng)的風(fēng)量Q可W根據(jù)排出煙氣的氧含量X實時 調(diào)整，其調(diào)整公式為：A Q = A度-X)，式中，A Q為需調(diào)整的風(fēng)量，B為預(yù)設(shè)的爐體處于完 全燃燒狀態(tài)時，排出煙氣的氧含量值，根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)決定，通常為3. 5%左右，A為正調(diào)整參 數(shù)，根據(jù)爐體和二次進風(fēng)設(shè)備決定。如此一來，處理器可W動態(tài)化地根據(jù)燃燒的實時情況來 控制爐內(nèi)氣氛，在保障完全燃燒的前提下也防止了爐內(nèi)發(fā)生過氧或欠氧。
[0032] (7)二次給料：利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測火焰狀態(tài)，在判斷到火焰 逐漸減小，同時排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，往爐內(nèi)投入重量為Gs的垃圾。顯然， 放入爐膛中的垃圾依然不宜超過爐膛的設(shè)計承載重量Gi,因此G 1。
[0033] 作為優(yōu)選，G3的范圍；
2為宜。運個重量范圍可W同時既保障垃圾 的數(shù)量，又保障爐內(nèi)足夠的通風(fēng)空間。
[0034] 在每兩次投放垃圾之間設(shè)置有時間間隔t。運是由于，每次新加入垃圾時，火焰因 垃圾的埋蓋將導(dǎo)致暫時性的減小，然后再次增大。此時，若按照二次給料的初始觸發(fā)要求， 極有可能會出現(xiàn)連續(xù)性地傾倒過量的垃圾進入爐膛而導(dǎo)致焰火的現(xiàn)象。二次給料的時間間 隔優(yōu)選t > 2分鐘，運是因為，通常，在倒入新的垃圾2分鐘之后，火焰就可W回復(fù)至正常狀 態(tài)。但是，在遇到某些較難點燃的垃圾時，也可W適當(dāng)?shù)匮娱L時間間隔t。
[0035] 同樣的，之所W要求同時達到兩個條件，即利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān) 測到火焰逐漸減小，同時排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，才觸發(fā)加料，是因為火焰在 燃燒的過程中可能受不同垃圾的影響而不夠穩(wěn)定。此時，如果貿(mào)然觸發(fā)二次給料，可能會導(dǎo) 致垃圾過量。雖然可W通過設(shè)定傳感器監(jiān)測到的火焰減小程度來作精確控制，但是如果火 焰變得過小，此時，再采取進料操作，將可能導(dǎo)致焰火。因此，本發(fā)明的實施方式要求排出煙 氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，也就是火焰的確因燃燒物減少而導(dǎo)致氧含量X升高時，才觸 發(fā)二次給料。作為優(yōu)選，預(yù)設(shè)值V > 7%時觸發(fā)二次給料，效果較好。
[0036] 在續(xù)燃階段時，氧含量值X取氧含量探測儀所測出的平均值，也就是
運是沒有問題的。但是，在持續(xù)焚燒的過程中，若氧含量值依然取平均數(shù)，則運個取值結(jié)果 是不夠精確的。運是因為，在多種垃圾持續(xù)混合燃燒的過程中，由于燃燒情形復(fù)雜，煙氣的 成分的不均勻程度被進一步擴大了。此時，若某個氧含量探測儀測到的值異常地高或異常 地低，則該平均值可能也會受到較大影響。因此，可W對探測結(jié)果作如下判斷：
[0037] 當(dāng)
[0038
[0039] 時（式中，E為判斷參數(shù)），說明各個氧含量探測儀的取值相近，此時
式 中，i和j表示各個氧含量探測儀的編號，Xi和X ,則分別表示第i點和第j點探測出的氧 含量；
[0040] 當(dāng)
[0041]
[004引 冰值X MW利用剩下的值重新判斷，當(dāng)
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047] 時，此時，說明煙氣在至少3個探測點測量出的氧含量數(shù)值都與平均數(shù)值之間具 有較大差異，則說明爐內(nèi)燃燒的情形十分異常，可W開啟報警裝置。通常建議E《10%，E 的取值范圍在2%《E《8%內(nèi)時，判斷更為準(zhǔn)確。顯然，X直接取值天
也是可W 的，并不影響本發(fā)明功能的基本實現(xiàn)。在續(xù)燃階段中同樣也可W使用運一判斷方法。
[0048] (8)循環(huán)上述的二次給料的步驟，直至所有垃圾投入完畢，此時傳送裝置上測出的 重量為0。
[0049] (9)燃盡：在即將結(jié)束燃燒時通入富氧氣體，可W使得燃燒更加充分，燃燒余貶更 少。
[0050] (10)停機：通入過量空氣可W平衡爐體內(nèi)外氣體結(jié)構(gòu)，減少打開爐膛時的殘留煙 氣污染。
[0051] 另外，在續(xù)燃之后，燃盡之前的焚燒過程中，若火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測 到火焰逐漸減小，二次風(fēng)的風(fēng)量Q已經(jīng)達到最大，且排出煙氣的氧含量X低于預(yù)設(shè)值W時， 說明二次風(fēng)的風(fēng)量不足W支持爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)，此時，作為優(yōu)選，可W往爐內(nèi)通入富氧氣 體。進一步地，W的取值可WWV為基準(zhǔn)，也可W另外設(shè)置。當(dāng)WV為基準(zhǔn)時，顯然，W《V。
[0052] 而如果火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到火焰非正常焰滅時，作為優(yōu)選，則可 W開啟一次風(fēng)，再次通過燃燒器噴入高熱值燃料，從而再次執(zhí)行點燃操作。此時的一次風(fēng)也 可用富氧氣體代替。
[0053] 另外，本發(fā)明的實施方式還提供了一種應(yīng)用上述的垃圾焚燒爐自動化控制方法的 垃圾焚燒爐，包含：壓塊室、碎片化室、爐膛、傳送裝置、中央處理器；傳送裝置連接壓塊室、 切片室和爐膛，在傳送裝置靠近爐膛的端部設(shè)有用于稱量待焚燒垃圾重量的稱量裝置。其 中，爐膛包含一次進風(fēng)口和二次進風(fēng)口，一次進風(fēng)口和二次進風(fēng)口連接助燃氣體供給裝置。 爐膛的煙氣出口處設(shè)有氧含量探測儀，爐膛內(nèi)設(shè)有火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器。其中，傳 送裝置、稱量裝置、氧含量探測儀、火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器和助燃氣體供給裝置都與 所述中央處理器電連接，由中央處理器統(tǒng)籌安排各個裝置的運行。
[0054] 作為優(yōu)選，助燃氣體供給裝置可W是空氣進氣裝置或者富氧氣體供給裝置。
[00巧]作為優(yōu)選，壓塊室的可施加壓力最大不超過28Mpa。
[0056] 作為優(yōu)選，碎片化室可W為切片室或粉碎室，當(dāng)碎片化室為切片室時，傳送裝置設(shè) 有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，從而使得垃圾可W在=維方向上被切成小塊。
[0057] 作為優(yōu)選，氧含量探測儀為多個，從而可W使得探測結(jié)果更為精準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0058] 圖1是本發(fā)明中垃圾焚燒爐自動化控制方法的工藝流程圖；
[0059] 圖2是本發(fā)明中垃圾焚燒爐的各部分結(jié)構(gòu)和連接示意圖。
【具體實施方式】
[0060] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實 施方式進行詳細的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解，在本發(fā)明各實施方式中， 為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，即使沒有運些技術(shù)細節(jié)和基 于W下各實施方式的種種變化和修改，也可W實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方 案。
[0061] 如圖1，本發(fā)明的第一實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法，包含如下步 驟：
[0062] (1)壓塊：將待焚燒的垃圾壓成方塊狀，通過傳送裝置傳送至下一道工序。將垃圾 壓成方塊可W擠壓出垃圾中所含的水分，從而降低維持垃圾燃燒所需的熱值，同時還可W 便于后續(xù)處理。垃圾不宜壓得過于緊實，W免影響后續(xù)的切割工藝，同時，過高的壓力也將 導(dǎo)致建立壓塊設(shè)備的高成本。
[0063] 在本實施方式中，壓力范圍在28Mpa范圍W內(nèi)。當(dāng)然，壓力超出該范圍也能夠基本 實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0064] (2)碎片化：將方塊狀垃圾碎片化，通過傳送裝置傳送至下一道工序。
[0065] 將垃圾碎片化可W提高其與氧氣的接觸面積，使得燃燒變得更加充分。更為重要 的是，在本實施方式中，由于需要較為精確地控制每次投入垃圾的量，因此，將垃圾經(jīng)過碎 片化之后可W提高對垃圾投入量的控制精準(zhǔn)度。
[0066] 碎片化的具體方法可W為切割、粉碎等。通常而言，即將進入焚燒爐的垃圾都已 經(jīng)經(jīng)過了前置處理，特別是分類處理的工作，已經(jīng)不含有高硬度、高致密性且難W燃燒的金 屬、陶瓷、玻璃等物質(zhì)。因此，其碎片化難度并不大。
[0067] 在本實施方式中，選用的是大型垃圾粉碎裝置來進行粉碎，當(dāng)然，也可W采用切割 方式，例如采用外圓銀切割，或者較粗的金剛線進行切割。當(dāng)選用切割方式時，在傳送裝置 中可W包含旋轉(zhuǎn)裝置，從而使得大塊狀的垃圾經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后，可W在長、寬、高=個方向都得 到切割，成為小塊狀的垃圾。
[0068] (3) -次給料：根據(jù)焚燒爐的設(shè)計參數(shù)預(yù)設(shè)出所述焚燒爐一次焚燒能夠放入的焚 燒料的總重量Gi,通過傳送裝置將總重量為Gz的所述小塊垃圾倒入焚燒爐爐膛中。顯然，一 次焚燒放入爐膛中的垃圾不宜超過爐膛的設(shè)計承載重量Gi,因此在本實施方式中，G2《G 1。
[0069] (4)預(yù)送風(fēng)：在爐膛內(nèi)通入富氧氣體，使?fàn)t膛內(nèi)氣氛變?yōu)楦谎鯛顟B(tài)。雖然富氧燃燒 并非新技術(shù)，但是應(yīng)用在本發(fā)明中具有獨特的意義。運是因為，對于普通的焚燒爐而言，由 于具有人工干預(yù)，在爐膛火焰焰滅，或者點火不成功等情況時，可W及時采用行動進行干預(yù) 或糾正。而對于自動控制的焚燒爐而言，為了保證在特殊情況下的點火及持續(xù)燃燒的成功， 而使?fàn)t膛在需要時進入富氧狀態(tài)，是很有必要的。而由于富氧氣體的成本比空氣要高許多， 因此在本發(fā)明中，在預(yù)送風(fēng)階段通入富氧氣體后，一旦經(jīng)過點火，后續(xù)的燃燒依然采用空氣 作為主要的供氧手段。優(yōu)選地，富氧氣體的氧含量H越高越好，在本實施方式中，氧含量H 的取值范圍為H > 80%。
[0070] (5)點燃：通過燃燒器噴入高熱值燃料，在一次風(fēng)的作用下點燃處于富氧狀態(tài)的 小塊狀垃圾。小塊垃圾將迅速而猛烈地燃燒起來，大量消耗爐膛內(nèi)的氧氣。
[0071] (6)續(xù)燃：由于爐膛內(nèi)氧氣被劇烈消耗，因此預(yù)設(shè)于煙氣出口處的氧量探測儀也 將迅速得到反映。就此，可W通過預(yù)設(shè)于爐膛的煙氣出口處的氧含量探測儀來測量排出煙 氣的氧含量X，在氧含量低于預(yù)設(shè)值U后開啟二次風(fēng)，使?fàn)t膛進入續(xù)燃狀態(tài)。
[0072] 之所W利用所測量的排出煙氣的氧含量來判斷通入二次風(fēng)的時機，是因為：如果 一經(jīng)點燃就立刻通入二次風(fēng)，則富氧氣體與垃圾完全反應(yīng)之前就可能被二次風(fēng)吹走，達不 到富氧氣體的助燃效果。而如果設(shè)定一定的時間后通入二次風(fēng)的話，由于不同的垃圾燃燒 速率不同，很難有針對性地進行時間上的匹配。
[0073] 由于檢測排出煙氣的氧含量也具有一定的滯后性，如果等到排出的煙氣不含氧之 后再通入二次風(fēng)，則爐膛內(nèi)很可能已經(jīng)處于欠氧狀態(tài)，甚至爐火可能已經(jīng)焰滅。在本實施方 式中，由于富氧氣體的氧含量H >80%，因此排出煙氣的氧含量的預(yù)設(shè)值范圍為U《60%。
[0074] 另外，通常，由于煙氣存在不均勻的問題，因此在本實施方式中，氧含量探測儀的 數(shù)量為C個；探測出的氧含量3
[0075] 在續(xù)燃及之后的焚燒過程中，二次風(fēng)的風(fēng)量Q可W根據(jù)排出煙氣的氧含量X實時 調(diào)整，其調(diào)整公式為：A Q = A度-X)，式中，B為預(yù)設(shè)的爐體處于完全燃燒狀態(tài)時，排出煙氣 的氧含量值，根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)決定，通常為3. 5%左右，A為正調(diào)整參數(shù)，根據(jù)爐體和二次進風(fēng) 設(shè)備決定。如此一來，處理器可W動態(tài)化地根據(jù)燃燒的實時情況來控制爐內(nèi)氣氛，在保障完 全燃燒的前提下也防止了爐內(nèi)發(fā)生過氧或欠氧。
[0076] (7)二次給料：利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測火焰狀態(tài)，在判斷到火焰 逐漸減小，同時排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，往爐內(nèi)投入重量為Gs的垃圾。顯然， 放入爐膛中的垃圾依然不宜超過爐膛的設(shè)計承載重量Gi,因此在本實施方式中，G 1。
[0077] 在每兩次投放垃圾之間設(shè)置時間間隔t，是由于，每次新加入垃圾時，火焰因垃圾 的埋蓋將導(dǎo)致暫時性的減小，然后再次增大。此時，若按照二次給料的初始觸發(fā)要求，極有 可能會出現(xiàn)連續(xù)性地傾倒過量的垃圾進入爐膛而導(dǎo)致焰火的現(xiàn)象。在本實施方式中，二次 給料的時間間隔t > 2分鐘，運是因為，通常，在倒入新的垃圾2分鐘之后，火焰就可W回復(fù) 至正常狀態(tài)。但是，在遇到某些較難點燃的垃圾時，也可W適當(dāng)?shù)匮娱L時間間隔t。
[0078] 同樣的，之所W要求同時達到兩個條件，即利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān) 測到火焰逐漸減小，同時排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，才觸發(fā)加料，是因為火焰在 燃燒的過程中可能受不同垃圾的影響而不夠穩(wěn)定。此時，如果貿(mào)然觸發(fā)二次給料，可能會導(dǎo) 致垃圾過量。雖然可W通過設(shè)定傳感器監(jiān)測到的火焰減小程度來作精確控制，但是如果火 焰變得過小，此時，再采取進料操作，將可能導(dǎo)致焰火。因此，本發(fā)明的實施方式要求排出煙 氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，也就是火焰的確因燃燒物減少而導(dǎo)致氧含量X升高時，才觸 發(fā)二次給料。
[0079] (8)循環(huán)上述的二次給料的步驟，直至所有垃圾投入完畢，此時傳送裝置上測出的 重量為0。
[0080] (9)燃盡：當(dāng)火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到的火焰接近焰火狀態(tài)時，系統(tǒng) 判定焚燒的垃圾基本燃燒完畢，則進一步向爐內(nèi)通入富氧氣體，從而將垃圾燃盡。在即將結(jié) 束燃燒時通入富氧氣體，可W使得燃燒更加充分，燃燒余貶更少。
[0081] (10)停機：垃圾燃盡后，往爐內(nèi)通入過量的空氣，然后停機。通入過量空氣可W平 衡爐體內(nèi)外氣體結(jié)構(gòu)，減少打開爐膛時的殘留煙氣污染。
[0082] 本發(fā)明的第二實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第二實施方式是 第一實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明的第二實施方式中，Gz的重量范 圍為
當(dāng)Gz處于該范圍內(nèi)時，由于給予氧氣的空間更多，點火將更容易成 功，而且可W有效防止二次給料時給料過量，超出爐膛承受能力而造成突發(fā)性焰火。
[0083] 本發(fā)明的第=實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第=實施方式是 第二實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第=實施方式中，G3的范圍在
。運個重量范圍可W同時既保障垃圾的數(shù)量，又保障爐內(nèi)足夠的通風(fēng)空間。
[0084] 本發(fā)明的第四實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第四實施方式是第 =實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第四實施方式中，富氧氣體的氧含 量H不限于大于80%的情況，而排出煙氣氧含量的預(yù)設(shè)值U之間近似地用如下公式計算： U = 0. 7H2+0. 92H，式中，H > 21%。該公式為經(jīng)驗公式，利用非線性算法相對于線性算法而 言，通入二次風(fēng)的時機能夠把握得更加精準(zhǔn)。
[0085] 本發(fā)明的第五實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第五實施方式是第 四實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第五實施方式中，預(yù)設(shè)值V > 7%。 由于排出煙氣的氧含量X會根據(jù)燃燒情況而波動，如果將預(yù)設(shè)值V設(shè)定得過小，可能會導(dǎo)致 系統(tǒng)產(chǎn)生誤判。因此將預(yù)設(shè)值V設(shè)定為V > 7%時觸發(fā)二次給料，效果較好。
[0086] 本發(fā)明的第六實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第六實施方式是第 五實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第六實施方式中，在續(xù)燃之后，燃 盡之前的焚燒過程中，對C個氧含量探測儀的探測結(jié)果作如下判斷：
[0087] 當(dāng)
[0088]
[0089] 時（式中，E為判斷參數(shù)），說明各個氧含量探測儀的取值相近，此時
式 中，i和j表示各個氧含量探測儀的編號，Xi和X ,則分別表示第i點和第j點探測出的氧 含量；
[0090] 當(dāng)
[0091]
[009引 冰值X MW利用剩下的值計算，當(dāng)
[0093]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097] 時，此時，說明煙氣在至少3個探測點測量出的氧含量數(shù)值都與平均數(shù)值之間 具有較大差異，則說明爐內(nèi)燃燒的情形十分異常，可W開啟報警裝置。在本實施方式中， E《10%。進一步地，E的取值范圍在2%《E《8%內(nèi)時，判斷更為準(zhǔn)確。
[0098] 值得指出的是，之所W采用上述的判斷方法，是因為：在續(xù)燃階段時，氧含量值X 取氧含量探測儀所測出的平均值，也就是；
，運是沒有問題的。但是，在之后持續(xù) 焚燒的過程中，若氧含量值依然取平均數(shù)，則運個取值結(jié)果是不夠精確的。運是因為，在多 種垃圾持續(xù)混合燃燒的過程中，由于燃燒情形復(fù)雜，煙氣的成分的不均勻程度被進一步擴 大了。此時，若某個氧含量探測儀測到的值異常地高或異常地低，則該平均值可能也會受到 較大影響。
[0099] 顯然，在續(xù)燃階段中同樣也可W使用運一判斷方法。
[0100] 本發(fā)明的第屯實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第屯實施方式是 第六實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第屯實施方式中，增加了如下判 斷：在續(xù)燃之后，燃盡之前的焚燒過程中，若火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到火焰逐漸 減小，二次風(fēng)的風(fēng)量Q已經(jīng)達到最大，且排出煙氣的氧含量X低于預(yù)設(shè)值W時，說明二次風(fēng) 的風(fēng)量不足W支持爐內(nèi)的燃燒狀態(tài)，此時，往爐內(nèi)通入富氧氣體。具體地說來，X的取值可 WW V為基準(zhǔn)，也可W另外設(shè)置。當(dāng)W V為基準(zhǔn)時，W《V。
[0101] 本發(fā)明的第八實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐自動化控制方法。第八實施方式是 第屯實施方式的進一步改進，主要改進之處在于：在本發(fā)明第八實施方式中，增加了如下判 斷：如果火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到火焰非正常焰滅時，則開啟一次風(fēng)，再次通過 燃燒器噴入高熱值燃料，從而再次執(zhí)行點燃操作。此時的一次風(fēng)也可用富氧氣體代替。
[0102] 上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可W合并為一個步驟或者 對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護范圍 內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法 和流程的核屯、設(shè)計都在該專利的保護范圍內(nèi)。
[0103] 本發(fā)明的第九實施方式還提供了一種應(yīng)用上述的垃圾焚燒爐自動化控制方法的 垃圾焚燒爐，包含：壓塊室1、碎片化室2、爐膛3、傳送裝置4、中央處理器5 ;傳送裝置4連 接壓塊室1、碎片化室2和爐膛3,在傳送裝置4靠近爐膛3的端部設(shè)有用于稱量待焚燒垃 圾重量的稱量裝置6。其中，爐膛包含一次進風(fēng)口 7和二次進風(fēng)口 8,一次進風(fēng)口 7和二次 進風(fēng)口 8連接助燃氣體供給裝置9。爐膛的煙氣出口處設(shè)有氧含量探測儀10，爐膛內(nèi)設(shè)有 火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器11。其中，傳送裝置4、稱量裝置6、氧含量探測儀10、火焰燃 燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器11、助燃氣體供給裝置9都與所述中央處理器5電連接，由中央處理 器統(tǒng)籌安排各個裝置的運行。
[0104] 在本實施方式中，壓塊室1的可施加壓力最好不超過28Mpa。另外，該碎片化室2 可W為切片室或粉碎室，當(dāng)碎片化室為切片室時，傳送裝置設(shè)有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，從而使得垃圾可 W在=維方向上被切成小塊。
[0105] 在本實施方式中，助燃氣體供給裝置9可W是空氣進氣裝置，也可W是富氧氣體 供給裝置。
[0106] 本發(fā)明的第十實施方式設(shè)及一種垃圾焚燒爐，第十實施方式是第九實施方式的進 一步改進，主要改進之處在于：氧含量探測儀10為多個，從而使得探測結(jié)果更為精準(zhǔn)。
[0107] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可W理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施方 式，而在實際應(yīng)用中，可W在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范 圍。
【主權(quán)項】
1. 一種垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于，包含如下步驟： (1) 壓塊：將待焚燒的垃圾壓成方塊狀，通過傳送裝置傳送至下一道工序； (2) 碎片化：將方塊狀垃圾碎片化，成為小塊狀的垃圾，通過傳送裝置傳送至下一道工 序； (3) -次給料：根據(jù)焚燒爐的設(shè)計參數(shù)預(yù)設(shè)出所述焚燒爐一次焚燒能夠放入的焚燒料 的總重量Gi,通過傳送裝置將總重量為Gz的所述小塊垃圾倒入焚燒爐爐膛中，其中G2《G1; (4) 預(yù)送風(fēng)：在爐膛內(nèi)通入富氧氣體，使?fàn)t膛內(nèi)氣氛變?yōu)楦谎鯛顟B(tài)； (5) 點燃：通過燃燒器噴入高熱值燃料，在一次風(fēng)的作用下點燃處于所述富氧狀態(tài)的 所述小塊狀垃圾； (6) 續(xù)燃：通過預(yù)設(shè)于所述爐膛的煙氣出口處的氧含量探測儀測量排出煙氣的氧含量 X，在氧含量低于預(yù)設(shè)值U后開啟二次風(fēng)，使?fàn)t膛進入續(xù)燃狀態(tài)； (7) 二次給料：利用火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測火焰狀態(tài)，在判斷到火焰逐漸 減小，同時所述排出煙氣的氧含量X高于預(yù)設(shè)值V時，往爐內(nèi)投入重量為Gs的垃圾，所述 G 1，每兩次投放垃圾之間設(shè)置有時間間隔t ; (8) 循環(huán)所述二次給料的步驟，直至所有垃圾投入完畢，此時傳送裝置上測出的重量為 O ； (9) 燃盡：當(dāng)火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到的火焰接近焰火狀態(tài)時，系統(tǒng)判定 焚燒的垃圾基本燃燒完畢，則進一步向爐內(nèi)通入富氧氣體，從而將垃圾燃盡； (10) 停機：垃圾燃盡后，往爐內(nèi)通入過量的空氣，然后停機。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于:所述妻G含G這I Cl, 所述^ G:名G:含；&。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：所述氧含量探測 儀的數(shù)量為C個，所述C為自然數(shù)； 當(dāng)時，^:中，i和j表示各個氧含量探測儀的編號，乂1和X ,則分別表示第i點 和第j點探測出的氧含量； 當(dāng)時，去除所探測到的X的最大值)W和最小值X MW利用剩下的值重新判斷，當(dāng)時，開啟報警；式中，E為預(yù)設(shè)的判斷參數(shù)，E《10%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：所述一次風(fēng)的 成分也包含富氧氣體，所述富氧氣體的氧含量H > 80%，所述排出煙氣的氧含量的預(yù)設(shè)值 U《60%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：所述排出煙氣的 氧含量的預(yù)設(shè)值V >7%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：所述二次給料的 時間間隔t > 2分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：所述二次風(fēng)的風(fēng) 量Q根據(jù)排出煙氣的氧含量X實時調(diào)整，其調(diào)整公式為：A Q = A度-X)，式中，A Q為需調(diào) 整的風(fēng)量，B為預(yù)設(shè)的爐體處于完全燃燒狀態(tài)時，排出煙氣的氧含量值，根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)決定， A為正調(diào)整參數(shù)，根據(jù)爐體和二次進風(fēng)設(shè)備決定。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：在焚燒的過程中， 若所述火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到火焰逐漸減小，二次風(fēng)的風(fēng)量Q已經(jīng)達到最 大，且排出煙氣的氧含量X《W時，往爐內(nèi)通入富氧氣體，式中，W為排出煙氣氧含量的預(yù)設(shè) 值，W《V。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒爐自動化控制方法，其特征在于：在焚燒的過程中， 若所述火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感器監(jiān)測到火焰非正常焰滅，則再次執(zhí)行所述點燃操作。10. -種垃圾焚燒爐，應(yīng)用權(quán)利要求1至9中任意一項所述的垃圾焚燒爐自動化控制方 法，其特征在于，包含：壓塊室、碎片化室、爐膛、傳送裝置、中央處理器；所述傳送裝置連接 所述壓塊室、所述碎片化室和所述爐膛，在所述傳送裝置靠近所述爐膛的端部設(shè)有用于稱 量待焚燒垃圾重量的稱量裝置； 所述爐膛包含一次進風(fēng)口和二次進風(fēng)口，所述一次進風(fēng)口和所述二次進風(fēng)口連接助燃 氣體供給裝置； 所述爐膛的煙氣出口處設(shè)有氧含量探測儀，所述爐膛內(nèi)設(shè)有火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳 感器； 所述傳送裝置、所述稱量裝置、所述氧含量探測儀、所述火焰燃燒狀態(tài)實時監(jiān)測傳感 器、進風(fēng)設(shè)備、所述助燃氣體供給裝置與所述中央處理器電連接。
【文檔編號】F23G5/50GK106032901SQ201510111400
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月13日
【發(fā)明人】王小冬
【申請人】亞德（上海）環(huán)保系統(tǒng)有限公司