機(jī)械爐排式垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，適宜大規(guī)模處理城市生活垃圾，目前，爐排式垃圾焚燒爐是我國(guó)城市生活垃圾處理的主要設(shè)備。杭州新世紀(jì)能源環(huán)保工程股份有限公司董事長(zhǎng)王柯詳細(xì)講述了杭州新世紀(jì)在爐排式垃圾焚燒爐燃燒控制技術(shù)的探索。

來(lái)源：中國(guó)環(huán)聯(lián)

王柯  

杭州新世紀(jì)能源環(huán)保工程股份有限公司  董事長(zhǎng)

以下內(nèi)容根據(jù)嘉賓現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱

爐排式垃圾焚燒爐是

我國(guó)城市生活垃圾處理的主要設(shè)備

2016年年末全國(guó)城市共有生活垃圾無(wú)害化處理場(chǎng)(廠)940座，比上年增加50座，日處理能力62.1萬(wàn)噸，處理量1.97億噸，城市生活垃圾無(wú)害化處理率96.62%，比上年增加2.52個(gè)百分點(diǎn)。與日俱增的城市生活垃圾已經(jīng)成為困擾城市發(fā)展、污染城市環(huán)境、影響居民生活的社會(huì)問(wèn)題。傳統(tǒng)的填埋、堆肥等垃圾處理工藝已經(jīng)不能滿足日常垃圾處理的要求，有效實(shí)現(xiàn)垃圾減量化、無(wú)害化和資源化的垃圾焚燒處理工藝是目前解決垃圾圍城問(wèn)題的首選方案。

機(jī)械爐排式垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有處理量大、運(yùn)行可靠度較高、處理周期短、減量化顯著、無(wú)害化徹底以及可回收垃圾焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn)，適宜大規(guī)模處理城市生活垃圾。在全球已建的2300多座生活垃圾焚燒發(fā)電廠中，機(jī)械焚燒爐使用率在80%以上，是目前國(guó)內(nèi)外城市生活垃圾焚燒發(fā)電處理的最佳處理方式。

大型機(jī)械焚燒爐具有單條生產(chǎn)線處理能力大、土地占用量少、單位垃圾發(fā)電量高、維護(hù)成本低的優(yōu)點(diǎn)，隨著垃圾焚燒發(fā)電工藝技術(shù)進(jìn)步和土地資源越來(lái)越珍貴，機(jī)械爐排式垃圾焚燒爐將朝著大型化、智能化和高效化的方向發(fā)展。

垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)

垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)是“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“大型（700t/d）垃圾智能化焚燒成套裝備研發(fā)與示范”項(xiàng)目的重要組成部分，該課題由杭州新世紀(jì)能源環(huán)保工程股份有限公司聯(lián)合浙江中控技術(shù)等多家單位于2014年底經(jīng)科技部批準(zhǔn)實(shí)施，首先在福建南安3#700t/d焚燒線上進(jìn)行試驗(yàn)性工程應(yīng)用。

垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)，主要研發(fā)適應(yīng)我國(guó)生活垃圾的焚燒處理的智能化自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ITCC），以求最大限度地降低我國(guó)城市生活垃圾特性變化對(duì)焚燒工況的影響，提升生活垃圾焚燒廠的自動(dòng)控制水平。

在我國(guó)投入運(yùn)行的爐排式垃圾焚燒爐通常為，啟爐時(shí)，主要根據(jù)爐膛溫度調(diào)節(jié)給料機(jī)、爐排的動(dòng)作；運(yùn)行時(shí)，根據(jù)主蒸汽流量調(diào)節(jié)；有些爐排技術(shù)也將爐渣熱灼減率、料層厚度、含氧量作為控制要素納入爐排控制系統(tǒng)。但將與爐排給料、爐排式垃圾焚燒的多因素一并納入垃圾焚燒燃燒控制系統(tǒng)還是值得研究和開(kāi)發(fā)的。

杭州新世紀(jì)的垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)將入爐垃圾量、垃圾熱值預(yù)測(cè)、火焰監(jiān)測(cè)、主蒸汽流量、均勻性給料、料層溫度和厚度、燃燼率、含氧量、一次風(fēng)、二次風(fēng)配風(fēng)等多種因素均納入控制系統(tǒng)，通過(guò)多種計(jì)算、算法技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)、有效地控制給料機(jī)、逆推段爐排、順推段爐排的動(dòng)作以及入爐風(fēng)量，以實(shí)現(xiàn)大型爐排式垃圾焚燒爐均勻給料、均勻燃燒的目的。

 垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)主要包括：爐膛火焰輻射溫度場(chǎng)與料層厚度監(jiān)測(cè)技術(shù)、垃圾熱值計(jì)算校核控制系統(tǒng)和風(fēng)量配比方案與控制算法與技術(shù)，生活垃圾熱值在線計(jì)算算法軟件包的應(yīng)用，垃圾焚燒爐在垃圾熱值不穩(wěn)定情況下的風(fēng)量配比方案與控制算法，垃圾焚燒廠運(yùn)行的控制參數(shù)模糊化在線調(diào)整技術(shù)、與DCS的協(xié)調(diào)技術(shù)、數(shù)字化測(cè)控與接口等技術(shù)。

（1）垃圾熱值計(jì)算模塊

通過(guò)垃圾焚燒爐主蒸汽量實(shí)時(shí)累積以及垃圾焚燒爐入爐垃圾量的實(shí)時(shí)累積數(shù)據(jù)，結(jié)合鍋爐熱平衡反向?qū)崟r(shí)計(jì)算垃圾入爐熱值，直接以數(shù)據(jù)反映在主控制界面上。

垃圾焚燒爐熱平衡原理圖

主控制界面帶有垃圾熱值實(shí)時(shí)數(shù)值

（2）垃圾焚燒爐燃燒段溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)

由于大型爐排式焚燒爐的體積較大，爐內(nèi)的溫度分布是不均勻的，即爐內(nèi)不同部位的溫度不同，且爐排中央部位監(jiān)測(cè)較為困難。這里所說(shuō)的焚燒溫度是指燃燒段垃圾焚燒所能達(dá)到的最高溫度，一般來(lái)說(shuō)位于燃燒段垃圾層上方并靠近燃燒火焰的區(qū)域內(nèi)的溫度最高，可達(dá)850～1100℃。

生活垃圾的熱值越高，可達(dá)到的焚燒溫度越高，則越有利于生活垃圾的焚燒。同時(shí)，溫度與停留時(shí)間是一對(duì)相關(guān)因子，在較高的溫度下適當(dāng)縮短停留時(shí)間，亦可維持較好的焚燒效果。

垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)在二段式垃圾焚燒爐排的上部安裝了4臺(tái)高溫?cái)z像設(shè)備，可覆蓋的爐排的燃燒段、烘干段，通過(guò)火焰輻射溫度場(chǎng)軟件，將火焰強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并反饋到DCS系統(tǒng)。

垃圾爐內(nèi)火焰溫度分析系統(tǒng)軟件界面

火焰強(qiáng)度數(shù)據(jù)在DCS上的顯示

（3）智能化燃燒控制系統(tǒng)

智能化燃燒控制系統(tǒng)將給料機(jī)、爐排動(dòng)作相關(guān)的垃圾量、垃圾熱值、火焰強(qiáng)度、主蒸汽流量、料層溫度和厚度、燃燼率、含氧量、一次風(fēng)量、二次風(fēng)量等數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)定邏輯關(guān)系，自動(dòng)計(jì)算給料機(jī)、逆推爐排、順推爐排的行程、啟停時(shí)間及運(yùn)行速度；控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)單列爐排單獨(dú)驅(qū)動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)多列爐排同步驅(qū)動(dòng)。避免了運(yùn)行操作中人為因素引起的不穩(wěn)定性。

（4）垃圾燃燒段料層厚度軟件測(cè)量

不同的垃圾在爐內(nèi)的料層厚度是不一致的，操作人員須根據(jù)垃圾在爐內(nèi)的焚燒效果（燃燒區(qū)域、火焰高度、亮度），判斷燃燒狀況，合理調(diào)整料層厚度才能使垃圾穩(wěn)定燃燒。厚度太大，可能導(dǎo)致不完全燃燒和不穩(wěn)定燃燒；厚度太薄燃燒熱量不夠，又會(huì)減少焚燒爐的處理量與燃燒工況上下起伏不穩(wěn)定，因此控制料層的厚度尤為重要。

通過(guò)采集爐排上下壓差，結(jié)合一次風(fēng)量和高溫?cái)z像設(shè)備取得火焰強(qiáng)度數(shù)據(jù)，建立料層厚度的計(jì)算模型，將料層厚度直接翻頁(yè)在控制界面中，使操作人員對(duì)料層厚度有直接的判斷。

垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)在國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃的支持下，在700噸/日上的應(yīng)用取得了預(yù)期的效果，試驗(yàn)性工程應(yīng)用表明，自動(dòng)控制的投入較手動(dòng)控制，在爐膛溫度、垃圾料層厚度、煙氣中含氧量、爐膛負(fù)壓等方面的波動(dòng)幅度降低30%以上。

反轉(zhuǎn)新世紀(jì)已開(kāi)始講該控制技術(shù)應(yīng)用于中小爐型，以推進(jìn)垃圾焚燒智能化燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用與系列化，為爐排式垃圾焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行及達(dá)標(biāo)排放提供積極、有效的技術(shù)裝備和手段。

杭州新世紀(jì)能源簡(jiǎn)介

杭州新世紀(jì)能源環(huán)保工程股份有限公司是杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司的控股的環(huán)保板塊公司，從事城市生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)開(kāi)發(fā)、制造、供貨、成套、建設(shè)和運(yùn)行的工程公司。公司作為最大的自主化國(guó)產(chǎn)爐排式垃圾焚燒裝置供應(yīng)商，在垃圾焚燒處理技術(shù)和設(shè)備領(lǐng)域具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。公司擁有近百項(xiàng)垃圾焚燒核心技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，主導(dǎo)產(chǎn)品－－多列料層可調(diào)二段往復(fù)式生活垃圾焚燒爐、帶獨(dú)立調(diào)濕裝置的半干式煙氣凈化系統(tǒng)等擁有極高的性?xún)r(jià)比，被科技部推薦為“十一五”和“十二五”重大科技成果，先后獲得浙江省和機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、華夏建設(shè)科技和環(huán)保部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、環(huán)境友好型技術(shù)產(chǎn)品，列入國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品和國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目。

公司自成立以來(lái)，先后承擔(dān)并完成了國(guó)家“十五”863計(jì)劃、國(guó)家“十一五”、“十二五”科技支撐計(jì)劃關(guān)于垃圾焚燒設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化、大型化、模塊化、系列化和智能化的研發(fā)課題；公司所供產(chǎn)品已形成了150、200、250……750噸/日系列產(chǎn)品，用戶遍布全國(guó)，北起佳木斯、南至海南島，西起四川、東至東海海島，并出口印度、泰國(guó)和印度尼西亞等國(guó)，所供垃圾焚燒設(shè)備的處理能力已超過(guò)75000噸/日。

來(lái)源：固廢觀察

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