一种v型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法及其系统

文档序号:1886491 发布日期:2021-11-26 浏览:48次 >En<

阅读说明:本技术 一种v型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法及其系统 (Control method and system for automatic combustion of V-shaped grate type garbage incinerator ) 是由 刘川 宋建宾 张翔 于 2021-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法及其系统,属于垃圾焚烧炉燃烧控制技术领域,控制方法包括阈值设定步骤:制定控制参数的燃烧阈值;偏差设定步骤:预设定偏差上限值和偏差下限值;参数采集步骤:根据参数偏差实时形成参数偏差曲线;运行调整步骤:当参数偏差以向上的趋势到达偏差上限值或偏差下限值时,停止V型炉排和/或停止给料器;当参数偏差以向下的趋势到达偏差上限值或偏差下限值时,启动V型炉排和/或给料器。系统包括阈值设定模块、偏差设定模块、参数采集模块和运行调整模块。本发明解决了现有的垃圾焚烧炉需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下的问题。(The invention discloses a control method and a system for automatic combustion of a V-shaped grate type garbage incinerator, belonging to the technical field of combustion control of the garbage incinerator, wherein the control method comprises the following threshold setting steps: setting a combustion threshold value of the control parameter; deviation setting step: presetting an upper deviation limit value and a lower deviation limit value; a parameter acquisition step: forming a parameter deviation curve in real time according to the parameter deviation; and (3) operation adjustment: stopping the V-shaped grate and/or stopping the feeder when the parameter deviation reaches the deviation upper limit value or the deviation lower limit value in an upward trend; when the parameter deviation reaches the deviation upper limit value or the deviation lower limit value in a downward trend, the V-shaped grate and/or the feeder are started. The system comprises a threshold setting module, a deviation setting module, a parameter acquisition module and an operation adjusting module. The invention solves the problem that the existing garbage incinerator needs a long time to adjust the control parameter to the deviation range of the threshold value, so that the garbage combustion efficiency is low.)

一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧炉燃烧控制技术领域,特别是一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法及其系统。

背景技术

对生活垃圾减量化、无害化、资源化的处理是当前以及今后面临的重大环境问题,生活垃圾焚烧发电技术由于对生活垃圾减量化明显,同时又能够利用余热发电,实现资源化,另外又能够控制对环境的二次污染,在我国得到了迅速发展。垃圾利用给料器将垃圾从溜槽推向炉排,炉排为垃圾的焚烧设备,燃尽的炉渣通过落渣管排到出渣机进行收集。

V型炉排式垃圾焚烧炉,一般是采用定量的模式来控制垃圾在V型炉排内的燃烧。当被控制参数超过阈值上限时,就减缓垃圾燃烧,当被控制参数低于阈值下限时,就增强垃圾燃烧。但采用该控制方案在控制参数超过上限值或者低于下限值时才开始调整垃圾的燃烧,就会出现调整延迟,需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下。

发明内容

针对上述缺陷,本发明的一个目的在于提出一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法,解决了现有的垃圾焚烧炉需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下的问题。

针对上述缺陷,本发明的另一个目的在于提出一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的系统,解决了现有的垃圾焚烧炉需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下的问题。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法,包括以下步骤:

阈值设定步骤:根据日常生产曲线制定控制参数的燃烧阈值;

偏差设定步骤:预设定控制参数与燃烧阈值之间的偏差上限值和偏差下限值;

参数采集步骤:通过传感器组件实时采集生产时的控制参数;

将所述控制参数与所述燃烧阈值作比较,得到参数偏差,并根据所述参数偏差实时形成参数偏差曲线;

运行调整步骤:当所述参数偏差以向上的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,停止V型炉排和/或停止给料器;当所述参数偏差以向下的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,启动V型炉排和/或给料器,其中,所述参数偏差曲线的斜率大于零时,所述参数偏差以向上的趋势变化,所述参数偏差曲线的斜率小于零时,所述参数偏差以向下的趋势变化。

值得说明的是,所述控制参数包括蒸汽流量和/或氧量;

所述阈值设定步骤为:根据日常生产蒸汽流量曲线制定所述蒸汽流量的燃烧阈值,根据日常生产氧量曲线制定所述氧量的燃烧阈值;

所述参数采集步骤为:通过设置于所述V型炉排内的蒸汽流量计实时采集所述蒸汽流量,通过设置于所述V型炉排内的氧量计采集所述氧量。

可选地,所述控制参数还包括IR温度;

所述阈值设定步骤为:根据日常生产IR温度曲线制定所述第二烟道入口温度的燃烧阈值;

所述参数采集步骤为:通过设置于所述V型炉排的第二烟道入口的温度传感器实时采集所述IR温度。

具体地,在所述阈值设定步骤前还包括模式选择步骤,所述模式选择步骤为:预设定第一模式、第二模式和第三模式;

设定所述第一模式、第二模式和第三模式的最高优先级,当设定所述第一模式为最高优先级时,所述控制参数为所述蒸汽流量,当设定所述第二模式为最高优先级时,所述控制参数为所述IR温度,当设定所述第三模式为最高优先级时,所述控制参数为所述氧量。

优选的,运行调整步骤还包括:对所述参数偏差曲线求导,得到当前时间的所述参数偏差曲线的斜率。

值得说明的是,一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的系统,包括阈值设定模块、偏差设定模块、参数采集模块和运行调整模块;

所述阈值设定模块用于根据日常生产曲线制定控制参数的燃烧阈值;

所述偏差设定模块用于预设定控制参数与燃烧阈值之间的偏差上限值和偏差下限值;

所述参数采集模块用于通过传感器组件实时采集生产时的控制参数;还用于将所述控制参数与所述燃烧阈值作比较,得到参数偏差,还用于根据所述参数偏差实时形成参数偏差曲线;

所述运行调整模块用于当所述参数偏差以向上的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,停止V型炉排和/或停止给料器;用于当所述参数偏差以向下的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,启动V型炉排和/或给料器。

可选地,所述控制参数包括蒸汽流量和/或氧量;所述阈值设定模块具体用于根据日常生产蒸汽流量曲线制定所述蒸汽流量的燃烧阈值,还用于根据日常生产氧量曲线制定所述氧量的燃烧阈值;所述参数采集模块具体用于通过设置于所述V型炉排内的蒸汽流量计实时采集所述蒸汽流量,还用于通过设置于所述V型炉排内的氧量计采集所述氧量。

具体地,所述控制参数还包括IR温度;所述阈值设定模块具体用于根据日常生产IR温度曲线制定所述第二烟道入口温度的燃烧阈值;所述参数采集模块具体用于通过设置于所述V型炉排的第二烟道入口的温度传感器实时采集所述IR温度。

优选的,还包括模式选择模块,所述模式选择模块用于预设定第一模式、第二模式和第三模式;还用于设定所述第一模式、第二模式和第三模式的最高优先级,当设定所述第一模式为最高优先级时,所述控制参数为所述蒸汽流量,当设定所述第二模式为最高优先级时,所述控制参数为所述IR温度,当设定所述第三模式为最高优先级时,所述控制参数为所述氧量。

具体地,运行调整模块还用于对所述参数偏差曲线求导,得到当前时间的所述参数偏差曲线的斜率。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果:在所述V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法中,通过所述阈值设定步骤、所述偏差设定步骤、所述参数采集步骤和所述运行调整步骤,对所述控制参数对应的参数偏差进行分析,并根据所述参数偏差的趋势来控制所述V型炉排和所述给料器,解决了现有的垃圾焚烧炉在控制参数超过上限值或者低于下限值时才开始调整垃圾的燃烧,出现调整延迟,需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下的问题。由于运用所述偏差上限值或偏差下限值控制,根据PID计算控制给料器和V型炉排的运动状态,相较于直接对控制参数控制的方式修正更简便,更容易控制焚烧炉燃烧稳定,提高了来及燃烧的效率。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的流程图;

图2是本发明的一个实施例的第一模式的曲线图;

图3是本发明的一个实施例的第二模式的曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中,相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的实施方式的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合图1至图3,描述本发明实施例的一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法,包括以下步骤:

阈值设定步骤:根据日常生产曲线制定控制参数的燃烧阈值;

偏差设定步骤:预设定控制参数与燃烧阈值之间的偏差上限值和偏差下限值;

参数采集步骤:通过传感器组件实时采集生产时的控制参数;

将所述控制参数与所述燃烧阈值作比较,得到参数偏差,并根据所述参数偏差实时形成参数偏差曲线;具体地,将所述控制参数减去所述燃烧阈值就能得到所述参数偏差。

运行调整步骤:当所述参数偏差以向上的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,停止V型炉排和/或停止给料器;当所述参数偏差以向下的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,启动V型炉排和/或给料器,其中,如图2和3所示,所述参数偏差曲线的斜率大于零时,所述参数偏差以向上的趋势变化,所述参数偏差曲线的斜率小于零时,所述参数偏差以向下的趋势变化。具体地,停止V型炉排能减少垃圾的翻料,停止给料器能减少垃圾给料量,启动V型炉排能增加垃圾的翻料,启动给料器能加大垃圾给料量。当所述参数偏差以向上趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,说明炉内燃烧持续增长旺盛,需控制V型炉排以及给料器,减少垃圾给料量,减少垃圾的翻料,降低炉内燃烧增长趋势;当所述参数偏差以向下趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,说明炉内燃烧工况不足,需控制给料器及V型炉排加大垃圾给料量,增加垃圾翻料。因为当所述参数偏差向上到达所述偏差上限值或偏差下限值时,或者向下到达所述偏差上限值或偏差下限值时,启停控制就已经开始,实现V型炉排燃烧过程中的超前调节,维持V型炉排燃烧稳态,所以燃烧工况能很好地控制在偏差范围内,假如所述参数偏差向上到达所述偏差上限值才控制给料器及炉排,减少垃圾给料量,所述参数偏差较长时间都未能调整在偏差范围内,导致自动跳出。

在所述V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的控制方法中,通过所述阈值设定步骤、所述偏差设定步骤、所述参数采集步骤和所述运行调整步骤,对所述控制参数对应的参数偏差进行分析,并根据所述参数偏差的趋势来控制所述V型炉排和所述给料器,解决了现有的垃圾焚烧炉在控制参数超过上限值或者低于下限值时才开始调整垃圾的燃烧,出现调整延迟,需要较长时间才能把控制参数调整到阈值的偏差范围内,导致垃圾燃烧的效率低下的问题。由于运用所述偏差上限值或偏差下限值控制,根据PID计算控制给料器和V型炉排的运动状态,相较于直接对控制参数控制的方式修正更简便,更容易控制焚烧炉燃烧稳定,提高了来及燃烧的效率。

所述V型炉排内的垃圾经过所述控制方法能够均匀分布在V型炉排上,搅拌效果优异,V型炉排上方烟气运动2秒后的温度可达到950℃-1050℃,远超过规定的850℃,有效减少二噁英的产生,酌减率能控制在3%以下。由于V型炉排的倾斜角度、长度和炉排片结构综合的特殊性,使得在控制V型炉排燃烧时相对于其他炉排更简便和高效。

一些实施例中,所述控制参数包括蒸汽流量和/或氧量;所述阈值设定步骤为:根据日常生产蒸汽流量曲线制定所述蒸汽流量的燃烧阈值,根据日常生产氧量曲线制定所述氧量的燃烧阈值;所述参数采集步骤为:通过设置于所述V型炉排内的蒸汽流量计实时采集所述蒸汽流量,通过设置于所述V型炉排内的氧量计采集所述氧量。本实施例需利用V型炉排分段控制,结合V型焚烧炉逆倾斜的特性,逆倾斜能防止垃圾滑落的同时使垃圾搅拌更彻底,从而使垃圾燃烧更加充分。本实施例能分别对每个V型炉排单元进行运动控制,根据所需蒸汽流量、第二烟道入口温度或省煤器出口氧量的参数偏差值大小变更炉排的启停状态,从而控制炉内燃烧工况,使蒸汽流量、第二烟道入口温度或省煤器出口氧量稳定在所需数值范围内。如图2所示的实施例中,最上面的曲线为日常生产蒸汽流量曲线,中间部分的曲线为参数偏差曲线,最下面的曲线为炉排启停信号,每个V型炉排单元都可以单独控制,通过对蒸汽流量进行调节,对焚烧炉燃烧流场进行微调,有利于焚烧炉内燃烧工况稳定,提高焚烧炉的换热效率,降低热灼减率。

值得说明的是,所述控制参数还包括IR温度;所述阈值设定步骤为:根据日常生产IR温度曲线制定所述第二烟道入口温度的燃烧阈值;所述参数采集步骤为:通过设置于所述V型炉排的第二烟道入口的温度传感器实时采集所述IR温度。如图3所示的实施例中,相对于控制蒸汽流量,控制IR温度时参数调节更加灵敏,在控制参数为IR温度时,IR温度设定值根据IR温度移动平均时间修正。通过IR温度进行自动燃烧控制炉排动作相较蒸汽流量控制下炉排动作一次的时间更短,动作次数更多。

可选地,在所述阈值设定步骤前还包括模式选择步骤,所述模式选择步骤为:预设定第一模式、第二模式和第三模式;设定所述第一模式、第二模式和第三模式的最高优先级,当设定所述第一模式为最高优先级时,所述控制参数为所述蒸汽流量,当设定所述第二模式为最高优先级时,所述控制参数为所述IR温度,当设定所述第三模式为最高优先级时,所述控制参数为所述氧量。通过设有蒸汽流量、第二烟道入口温度、氧量三种模式在维持稳态运行时可以根据焚烧炉的不同需求而采取不同控制模式,从而能使所述控制方法能适应不同的场合。

优选的,运行调整步骤还包括:对所述参数偏差曲线求导,得到当前时间的所述参数偏差曲线的斜率。斜率表示一条曲线的切线关于坐标轴倾斜程度的量,曲线的斜率通过对曲线的方程求导得到。如图2和3所示,当所述斜率大于零时,所述参数偏差以向上的趋势变化,当所述斜率小于零时,所述参数偏差以向下的趋势变化。当前时刻的所述参数偏差曲线的斜率大于零,且到达所述偏差上限值或偏差下限值时,表明所述参数偏差以向上的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值,停止V型炉排和/或停止给料器;当前时刻的所述参数偏差曲线的斜率大于零,且到达所述偏差上限值或偏差下限值时,表明所述参数偏差以向下的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值,启动V型炉排和/或给料器。

一种V型炉排式垃圾焚烧炉自动燃烧的系统,包括阈值设定模块、偏差设定模块、参数采集模块和运行调整模块;所述阈值设定模块用于根据日常生产曲线制定控制参数的燃烧阈值;所述偏差设定模块用于预设定控制参数与燃烧阈值之间的偏差上限值和偏差下限值;所述参数采集模块用于通过传感器组件实时采集生产时的控制参数;还用于将所述控制参数与所述燃烧阈值作比较,得到参数偏差,还用于根据所述参数偏差实时形成参数偏差曲线;所述运行调整模块用于当所述参数偏差以向上的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,停止V型炉排和/或停止给料器;用于当所述参数偏差以向下的趋势到达所述偏差上限值或偏差下限值时,启动V型炉排和/或给料器。

值得说明的是,所述控制参数包括蒸汽流量和/或氧量;所述阈值设定模块具体用于根据日常生产蒸汽流量曲线制定所述蒸汽流量的燃烧阈值,还用于根据日常生产氧量曲线制定所述氧量的燃烧阈值;所述参数采集模块具体用于通过设置于所述V型炉排内的蒸汽流量计实时采集所述蒸汽流量,还用于通过设置于所述V型炉排内的氧量计采集所述氧量。

一些实施例中,所述控制参数还包括IR温度;所述阈值设定模块具体用于根据日常生产IR温度曲线制定所述第二烟道入口温度的燃烧阈值;所述参数采集模块具体用于通过设置于所述V型炉排的第二烟道入口的温度传感器实时采集所述IR温度。

具体地,还包括模式选择模块,所述模式选择模块用于预设定第一模式、第二模式和第三模式;还用于设定所述第一模式、第二模式和第三模式的最高优先级,当设定所述第一模式为最高优先级时,所述控制参数为所述蒸汽流量,当设定所述第二模式为最高优先级时,所述控制参数为所述IR温度,当设定所述第三模式为最高优先级时,所述控制参数为所述氧量。

优选的,运行调整模块还用于对所述参数偏差曲线求导,得到当前时间的所述参数偏差曲线的斜率。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

此外,在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。

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