垃圾焚烧炉排控制系统.方案

炉排炉垃圾焚烧控制策略目前，垃圾焚烧处理技术主要炉型有炉排型焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉和热解气化焚烧炉等。

回转窑炉和热解气化焚烧炉单炉处理量较小，难以满足大中型城市现代化垃圾焚烧厂的建设需要，因此使用较多的是炉排型焚烧炉和流化床焚烧炉。

炉排焚烧技术作为世界主流的垃圾焚烧技术，技术成熟可靠，由于其对垃圾质量和成分的要求低，前处理简单，入炉垃圾不需要分拣，特别能适应中国生活垃圾高水分、低热值的特点。

但是，生活垃圾是成分极其复杂的燃料，焚烧过程也异常复杂，要提高垃圾焚烧的效率，必须掌握焚烧炉燃烧过程的热力特性和运行性能，有针对性地制定出稳定可靠、完善的控制策略。

1炉排炉工艺流程某垃圾焚烧发电项目选用Keppel-Seghers机械炉排炉2台，每台处理能力为500t/d，年处理垃圾36.5万t。

垃圾低位设计热值6700kJ/kg，波动范围4186～8372kJ/kg。

垃圾进厂经地磅称重后卸进垃圾仓，仓内垃圾经抓斗充分混合搅拌均质化后，送入垃圾料斗。

垃圾沿料槽下落到给料装置平台，给料装置将垃圾推送至炉排上。

Keppel-Seghers多级炉排主要包括:干燥区、气化区、燃烧区、燃烬区，每个区炉排可以单独调节炉排系统的水平运动和垂直运动。

垃圾在炉排上滑动、翻动的过程中受到炉排下部的高温一次风干燥及炉内辐射热，然后着火燃烧。

垃圾仓上方设有抽气系统，其抽出的空气作为焚烧炉的一次风，一次风经过蒸汽加热器加热后经炉排穿过垃圾进入炉膛，干燥垃圾，并提供垃圾焚烧所需的氧。

二次风从焚烧炉厂房顶部吸风，从燃烧室上方送进炉膛，对燃烧烟气进行扰动，并补充氧量。

焚烧炉燃烧的热烟气经过余热锅炉换热后，进入半干法机械旋转雾化反应塔，由活性炭喷射吸附，布袋除尘器等烟气净化处理系统净化。

烟气中的二恶英和呋喃类、水银及重金属物质被活性炭吸收，经过脱酸处理的带有大量固体颗粒的烟气进入布袋除尘器除尘，洁净的烟气通过引风机排入烟囱，工艺流程见图1。

垃圾焚烧炉排炉燃烧控制方法及脱火问题的应对方案作者：胡津烽汪嘉涛来源：《硅谷》2014年第22期摘要本文主要以150t/d垃圾焚烧炉排炉为研究对象，详细介绍了此类炉型运行过程中料床、火床的控制方法，并且针对脱火问题提出了合理的应对方案，为中小型垃圾焚烧炉排炉的稳定运行提供了宝贵的经验。

关键词垃圾焚烧;燃烧控制;脱火中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0099-021 概述国外垃圾焚烧处理技术经历了130多年的发展过程，最适合应用于城市生活垃圾的焚烧炉有：①层燃型焚烧炉，如采用滚动炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排和逆推倾斜往复炉排等焚烧炉;②流化床焚烧炉，如沸腾床及循环流化床焚烧炉等;③回转窑式焚烧炉等。

其中回转窑式焚烧炉更多用于焚烧城市特种垃圾和污泥，较少用于生活垃圾焚烧。

我国生活垃圾焚烧处理技术的研究起步于20世纪80年代中期，在我国东南沿海地区应用较多。

杭州绿能环保发电有限公司（以下简称公司）位于杭州市滨江区，成立于2002年，一期工程配备了3台150t/d马丁逆推式垃圾焚烧锅炉。

下面将介绍公司运行十年以来的一些燃烧控制方面的经验，如有不对之处，请读者指正。

2 燃烧控制方法垃圾焚烧炉排炉理想的火床状态：火床平整，着火面均匀，着火线在第二风室上部，主燃区在第三风室上部，收火线在第四风室上部，第一风室上部为预热区，第五风室上部为燃尽区。

公司的锅炉是通过设置炉排的运行和停止时间来控制料床燃烧的，给料器和炉排联动，即炉排动，给料器也动;炉排停，给料器同时停。

2.1 料床厚度的控制1）根据垃圾质量调整料床厚度。

垃圾的料床厚度关系到火床的平整和着火面的均匀，如果料床偏厚，则一次风不容易穿透，料床着火困难，容易造成局部穿孔，着火面不均匀，部分垃圾没法烧透;如果料床偏薄，则料床容易大面积穿孔，料床燃烧工况恶化。

料床厚度的控制原则：①垃圾重，料床应该控制得稍薄一些，一般在400～600mm左右。

机械炉排炉垃圾焚烧操作指导书保证焚烧炉垃圾燃烧稳定，应时刻掌握炉膛燃烧情况，做到勤检查、勤分析、勤联系、勤调整，使锅炉的各项参数维持稳定运行。

锅炉燃烧稳定首先要了解垃圾源头，通过控制入炉垃圾的合理发酵时间、合理的拌料、合理的料层厚度、合理的配风、合理的火床长度，确保炉排下部风室不漏风等。

1、 入炉垃圾的控制：1、 发酵区卸料门口垃圾要抓出一条排水沟，确保垃圾池渗滤液隔栅前通畅，不被垃圾阻断渗滤液流入渗沥液收集池。

2、 入炉垃圾必须经过充分的发酵：一般在5～7天，但并非发酵的时间越长越好。

3、 入炉垃圾的正确选择：投料时上部表层垃圾先抓开几抓放置在新垃圾区发酵，底部垃圾应和中部垃圾掺烧，如最底部垃圾确实不好烧应抓至新垃圾区均匀混合。

原因是顶部垃圾比重轻不耐燃，发酵时间短；底部垃圾水分大泥土多。

4、 正确的拌料、配料：拌料时应该控制合理的松散高度（约3m），太低料松散不开，太高会因为重力的惯性冲击反而把料压实；底部垃圾合理与中部垃圾掺烧。

5、 投料的时候也有讲究，应该均匀的投在落料槽处（不但可以防止料斗搭桥，而且还便于垃圾进入炉膛后，铺料比较均匀，不会造成一边厚、一边薄的现象，这样对燃烧有利），而且料斗内尽量保持略低料位（料太多就容易压的太实，到炉排上不利于风的穿透；料太少又容易造成料斗串风；以淹没落料槽竖直段为最佳）。

6、 司炉操作员应与垃圾抓吊司机加强联系，当司炉发现入炉垃圾热值变化较大时应及时反馈给值长通知垃圾吊司机，调配入炉垃圾热值配比。

垃圾吊司机在换区、换料时应提前通知司炉做好调整。

2、 料层厚度的控制：1、 燃烧经充分发酵过的垃圾，这种垃圾往往很容易燃烧，我们应该注意控制料层厚度和一次风的风量，可以把料层厚度适当的放厚（一般放在700—800mm），不然垃圾不耐燃，容易烧透甚至脱火。

当发现料层薄的时候，应该加快给料和炉排的速度及时补料，防止脱火情况发生。

一次风可以采用小风量运行，够穿透料层就行，因为垃圾好烧，大风量使垃圾燃烧较快，垃圾不耐燃很容易出现烧透而脱火的情况。

生活垃圾焚烧发电厂建设项目仪表及自动控制设计方案1.1.1 设计总则（1）垃圾焚烧发电厂自动化控制的目的是要获得最佳的垃圾焚烧效果，满足严格的烟气净化要求，实现稳定的垃圾热能利用和防止事故发生。

同时还实现对工厂各种辅助设备，公用设施的运行控制。

（2）垃圾焚烧发电厂的自动化控制将采用成熟的控制技术和冗余容错设计，具有高可靠性且采用性能价格比适宜的设备与元件，包括必需的系统硬、软件。

自动化控制采用适用可靠的技术，根据垃圾焚烧设施的特点设计，能够满足设施安全、经济运行和防止对环境二次污染的要求。

（3）垃圾焚烧发电厂的自动控制将具有较高的自动化水平，采用分散型控制系统。

使得电厂工作人员能在少量就地操作和巡回检查配合下，在中央控制室内通过分散型控制系统实现对垃圾焚烧线、汽轮发电系统、烟气净化等工艺过程及辅助系统的集中监视和分散控制。

（4）对于不影响整体工艺控制的辅助装置，将设立现场就地控制柜，实现就地控制，但重要的现场信息将全部送入中央控制室集中监视。

（5）对于重要的工艺环节，将设置现场工业电视监视系统，能在中央控制室内集中监视。

（6）设置独立于主控系统的事故停车系统，一旦主控系统发生故障或需要紧急停车时，系统将确保人员和设施的安全。

1.1.2 主控系统1.1.2.1 工艺控制自动化控制系统将对全厂进行控制，实现对工艺系统的检测、调节、保护、联锁以及报警，保证垃圾全量完全燃烧并达到环保标准，实现汽轮发电机组并网发电，保证系统安全、经济运行。

垃圾焚烧工艺控制系统见图5-6。

1.1.2.2 工艺控制系统的构成工艺自动化控制系统将采用先进成熟的分散型控制系统，系统采用分级网络结构：监控级、过程控制级、现场设备级和数据通讯系统。

（1）监控级垃圾焚烧发电厂监控级由工业控制计算机与人机接口（显示器、键盘、鼠标等），操作台、打印机、彩色硬拷机等构成，其主要功能如下：●连续动态模拟流程图显示装置各部分运行状态、报警和模拟量参数等；●数据的存储、复原和事故追忆；●报表编辑、历史和实时曲线记录与打印；●报警信息的显示、编辑与打印，对于重要的报警信号可配置声响、闪光等装置；●实时信息编辑与打印；●组和点的显示和设定值调整；●自动执行所有程序、管理功能和维护行为（操作指导、运行维护、操作步骤）；●提供开放性的数据链接。

城市生活垃圾焚烧发电锅炉的燃烧控制与调整城市生活垃圾焚烧发电锅炉的燃烧控制与调整是电厂运行中的重点和难点。

如何实现稳定燃烧提高垃圾燃烧热效率是垃圾发电产业的研究课题之一。

本文以炉排层燃垃圾焚烧发电锅炉为例，从垃圾燃料特性、垃圾料层厚度、一次风和二次风等方面阐述垃圾发电锅炉的稳定燃烧控制与调整，为垃圾焚烧发电锅炉的优化运行提供参考。

城市生活垃圾焚烧发电具有无害化、资源化和减量化三大优势，对改善城市卫生环境作用重大，是当今处理城市生活垃圾的一种最优途径，已成为我国城市生活垃圾处理的最主要方法之一。

而目前国内多数垃圾焚烧发电锅炉热效率偏低，直接影响到垃圾焚烧发电厂的经济效益。

究其原因，是因为目前我国大部分地区，城市生活垃圾普遍具有水分高、热值低的特点，热值通常在4000~6000kJ/kg左右，且垃圾成份复杂多变，焚烧炉运行各阶段垃圾热值相差较大，导致垃圾焚烧炉燃烧不稳定和热效率的下降。

如一规模为500t/d垃圾焚烧发电工厂，锅炉运行过程中垃圾热值变化波动较大，不但增加了风机负荷，且垃圾随着水分的增加降低了入炉热量和入炉热量有效利用率。

国内科研单位针对垃圾特点开展了一些相关理论研究，探讨了影响垃圾稳定燃烧的一些规律。

本文结合实例从垃圾燃料特性、垃圾料层厚度、一次风和二次风等方面探讨垃圾发电锅炉稳定燃烧技术，为锅炉的安全经济运行提供了有益的参考。

垃圾发电锅炉的燃烧控制与调整实例某一城市生活垃圾焚烧发电厂，设计垃圾处理量500t/d，锅炉主蒸汽流量47t/h，主蒸汽压力6.50MPa，主蒸汽温度450°C。

锅炉为单锅筒横置式自然循环水管锅炉，采用往复式炉排，炉排面积68m2。

燃料包括纸、木屑、纺织物、塑料、橡胶、厨余、玻璃和金属等在内的城市生活垃圾。

图1 城市生活垃圾往复炉排焚烧发电流程示意图往复炉排焚烧流程示意图如图1所示。

一次风由炉排下方的空气室吹入，穿过垃圾层的同时与垃圾发生燃烧反应。

垃圾在炉排上的燃烧过程可分为干燥、挥发分析出、挥发分燃烧、焦炭燃烧和燃尽五个阶段。

垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统设计与实现田贵明摘要：垃圾焚烧炉由于垃圾成分复杂及热值不稳定，导致其燃烧控制滞后时间长，焚烧炉燃烧系统多处需要手动控制运行。

本文提出适合垃圾焚烧炉运行工况的自动燃烧控制（ACC）系统，该控制系统包括蒸发量控制模块、垃圾料层控制模块、焚烧炉炉内温度控制模块、炉渣热灼率控制模块、氧量控制模块，通过给料速度、炉排速度、燃烧用风量及垃圾层厚度计算等实现了垃圾焚烧炉的自动燃烧控制。

将该ACC系统应用于某垃圾焚烧发电厂，实际运行结果表明，ACC系统能够实现垃圾焚烧炉稳定燃烧，环保参数无波动，生产指标符合要求。

关键词：垃圾焚烧炉；自动燃烧控制；设计引言近几年来，城市规模和居住人口不断扩大、增多，相应的也产生了更多的城市生活垃圾。

对于城市发展而言，如何处理城市生活垃圾是一个需要予以着重关注的问题。

有关城市生活垃圾处理的方法多以填埋、焚烧及堆肥为主。

其中垃圾焚烧的处理效果十分显著，借助垃圾焚烧发电，还能体现出绿色、环保、高效的优点。

1炉排炉垃圾焚烧发电厂燃烧自动控制系统的基本概况炉排炉垃圾焚烧的认识：炉排炉垃圾焚烧是一种垃圾焚烧处理的技术，炉排型焚烧形式多样化、使用范围广泛，占世界垃圾焚烧发电、供热市场的80%以上。

最显著的优势是技术成熟，运行稳定、安全、可靠，有害气体排放量少，适应性高，有利于大规模集中处理垃圾，在焚烧之前大部分垃圾不需要进行预处理，可以直接进行焚烧，操作便捷。

但是，炉排炉垃圾焚烧也存在产生含水率高的污泥、大件生活垃圾不能直接焚烧等弊端。

燃烧自动控制系统的原理：燃烧自动控制系统是针对传统燃烧方式中人工点火操作过程中，生产条件差，劳动强度大，安全性低，人身伤亡事故发生频繁的现况；以及缺乏事故检测预警、实时监测燃烧状况、判断处理异常现象能力的现状，研究和设计出的一套全自动化的燃烧控制系统，可以有效提高焚烧和发电的可靠性和安全性、实现产品质量和经济效益。

燃烧自动控制系统的主要目的是保证垃圾的稳定燃烧，对垃圾燃烧的给料、进风、翻动频率等变量实施自动化的控制及操作；蒸汽流量是反映燃烧自动控制系统运转状况的重要参数。

垃圾焚烧发电装置自动控制解决方案一、前言中控作为国内著名自动化产品供应商，已经为多家垃圾焚烧发电企业从控制层到管理层提供了完整的解决方案，包括垃圾进厂计量，垃圾预处理，垃圾焚烧炉，汽机监控，厂用电与电气系统监控，尾气处理及生产管理环节等，实现了对整个生产过程数据采集、调节控制、顺序控制、联锁保护、历史数据采集、记录、打印，过程优化等功能；同时WebField 系列DCS 控制系统利用多种标准的软硬件接口可方便快捷的实现与第三方PLC、智能设备的无缝连接，实现垃圾发电企业在生产流程的各个环节实现自动化与信息化。

目前垃圾焚烧主要是有采用三种炉型：炉排式垃圾焚烧炉、流化床垃圾焚烧炉、回转窑焚烧炉。

其中炉排式垃圾焚烧炉与流化床垃圾焚烧炉主要用于处理城市生活垃圾，而回转窑焚烧炉则主要用于处理医疗垃圾与有毒的工业废弃物，不配置汽轮发电机，控制系统相对简单,在这里就不详细介绍。

二、炉排式垃圾焚烧炉解决方案典型的炉排式垃圾焚烧炉主要有垃圾输送与灰渣系统、风烟系统、汽水系统组成。

图1 采用中控DCS 系统的炉排垃圾焚烧炉工艺流程浙江中控技术股份有限公司2.1 炉排垃圾焚烧炉的控制方案由于炉排垃圾焚烧炉燃料的特殊性，决定它特有的工艺流程与系统结构，所以在控制方案方面与燃烧其它燃料的锅炉相比有着很大的差别，主要表现在炉膛温度控制、负荷控制、渗滤液回喷流量控制等控制系统上。

炉膛温度控制中控对炉排垃圾炉的炉膛温度控制是分两个阶段实现的，第一阶段是机组启动阶段，没有投垃圾，靠启动燃烧器（无启动燃烧的由辅助燃烧器完成）将炉膛升温达到“850℃/2S ”标准。

在炉膛温度未达标准之前垃圾给料门是关闭的。

当炉膛温度达到标准后，给料门自动打开，开始投料，随着投料量的加大，垃圾燃烧负荷增加，启动燃烧器在燃烧器管理模块的控制下逐渐减少负荷，最后依次关闭，完全由垃圾提供的热量来维持炉内温度。

此时进入第二阶段，在这一阶段即要保证炉膛温度达到“850℃/2S ”标准；又要满足外界负荷的要求，需根据锅炉负荷的变化（主蒸汽流量的变化）通过计算不断的修正炉膛温度设定值“T2S ”。

垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统设计与实现摘要：国内垃圾具有不分拣、低热值、多组分和高水分等特点，导致垃圾焚烧热值变化大，所以垃圾焚烧电厂负荷控制思路与常规电厂有较大的区别，通常采用机跟炉的调节方式，锅炉负责调节负荷，汽机随锅炉负荷的变化而保持进汽的压力基本保持不变。

由于垃圾的热值不固定，运行人员可根据经验，先人为选择相应的垃圾种类，从而先假定垃圾低位发热值为低低、低、中和高值或计算热值中的一种，这样先根据主汽流量的设定值和垃圾热值，可求出初步的垃圾需求量。

其后根据天然气／燃油辅助燃烧器燃料消耗量及天然气、燃油热值折算辅助燃烧器产生的蒸汽量与主汽流量之差就是垃圾燃烧所产生的蒸汽量，此值与主汽流量的设定值的偏差做PID运算，其输出作为垃圾需求量的修正加到原计算得出初步的垃圾需求量，从而得出最终的垃圾给料量的需求，控制方案见图1。

关键词：垃圾焚烧炉；自动燃烧；控制系统；设计；实现1自动燃烧控制系统的设计ACC系统是针对多变的垃圾成分及不稳定的垃圾热值特点，为从余热锅炉取得对应垃圾处理量的稳定蒸汽量，而对垃圾焚烧炉的运行工况进行自动燃烧控制。

1.1系统特点及难点1)由于国内垃圾成份复杂，无分拣工艺，热值变化大，这样导致进入炉内的热量不断变化，进而引起锅炉负荷的频繁波动。

2)燃烧过程时间长，从垃圾生料到垃圾燃尽出渣需要2〜3h。

3)炉排料层厚度不均匀，炉排共由5段炉排片组成，垃圾自髙向低依次下滑，需要经历干燥段、燃烧段、燃尽段3个燃烧工艺。

退料及炉排动作的不同步极易造成偏料、空料情况发生。

4)燃烧状况无直接参数确定，只能靠炉排片温度、风压及人工检查相结合的手段来间接判断。

5)炉排料层厚度的确定无直接的参数。

综上所述，炉排式垃圾炉的燃烧特性具有多变量、大滞后、参考测点不足的特点。

采用其他煤粉炉的控制策略不能取得好的控制效果。

1.2系统控制策略ACC系统中主要控制目标为蒸发量，主要的控制条件为垃圾热值。

在此基础上，ACC系统涵盖燃烧助燃风量控制焚烧炉炉内温度控制、给料炉排给料速度控制、烟气含氧量及炉渣热灼率控制，形成了对整个焚烧炉燃烧炉排的自动控制M。