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    杭州新世紀王柯——爐排式垃圾焚燒爐燃燒控制技術的探討

    分類:環聯生態 > 老總訪談    發布時間:2018年9月6日 15:27    作者:固廢觀察    文章來源:

    機械爐排式垃圾焚燒發電技術具有多種優點,適宜大規模處理城市生活垃圾,目前,爐排式垃圾焚燒爐是我國城市生活垃圾處理的主要設備。杭州新世紀能源環保工程股份有限公司董事長王柯詳細講述了杭州新世紀在爐排式垃圾焚燒爐燃燒控制技術的探索。

    來源:中國環聯


    王柯  

    杭州新世紀能源環保工程股份有限公司  董事長

    以下內容根據嘉賓現場發言整理,未經本人審閱

    爐排式垃圾焚燒爐是

    我國城市生活垃圾處理的主要設備

    2016年年末全國城市共有生活垃圾無害化處理場(廠)940座,比上年增加50座,日處理能力62.1萬噸,處理量1.97億噸,城市生活垃圾無害化處理率96.62%,比上年增加2.52個百分點。與日俱增的城市生活垃圾已經成為困擾城市發展、污染城市環境、影響居民生活的社會問題。傳統的填埋、堆肥等垃圾處理工藝已經不能滿足日常垃圾處理的要求,有效實現垃圾減量化、無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題的首選方案。

    機械爐排式垃圾焚燒發電技術具有處理量大、運行可靠度較高、處理周期短、減量化顯著、無害化徹底以及可回收垃圾焚燒余熱等優點,適宜大規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電廠中,機械焚燒爐使用率在80%以上,是目前國內外城市生活垃圾焚燒發電處理的最佳處理方式。

    大型機械焚燒爐具有單條生產線處理能力大、土地占用量少、單位垃圾發電量高、維護成本低的優點,隨著垃圾焚燒發電工藝技術進步和土地資源越來越珍貴,機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展。


    垃圾焚燒智能化燃燒控制技術

    垃圾焚燒智能化燃燒控制技術是“十二五”科技支撐計劃課題“大型(700t/d)垃圾智能化焚燒成套裝備研發與示范”項目的重要組成部分,該課題由杭州新世紀能源環保工程股份有限公司聯合浙江中控技術等多家單位于2014年底經科技部批準實施,首先在福建南安3#700t/d焚燒線上進行試驗性工程應用。





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

    在我國投入運行的爐排式垃圾焚燒爐通常為,啟爐時,主要根據爐膛溫度調節給料機、爐排的動作;運行時,根據主蒸汽流量調節;有些爐排技術也將爐渣熱灼減率、料層厚度、含氧量作為控制要素納入爐排控制系統。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還是值得研究和開發的。

    杭州新世紀的垃圾焚燒智能化燃燒控制技術將入爐垃圾量、垃圾熱值預測、火焰監測、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、二次風配風等多種因素均納入控制系統,通過多種計算、算法技術的應用,自動、有效地控制給料機、逆推段爐排、順推段爐排的動作以及入爐風量,以實現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的實際應用技術主要包括:爐膛火焰輻射溫度場與料層厚度監測技術、垃圾熱值計算校核控制系統和風量配比方案與控制算法與技術,生活垃圾熱值在線計算算法軟件包的應用,垃圾焚燒爐在垃圾熱值不穩定情況下的風量配比方案與控制算法,垃圾焚燒廠運行的控制參數模糊化在線調整技術、與DCS的協調技術、數字化測控與接口等技術。

    (1)垃圾熱值計算模塊

    通過垃圾焚燒爐主蒸汽量實時累積以及垃圾焚燒爐入爐垃圾量的實時累積數據,結合鍋爐熱平衡反向實時計算垃圾入爐熱值,直接以數據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時數值

    (2)垃圾焚燒爐燃燒段溫度場監測

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

    生活垃圾的熱值越高,可達到的焚燒溫度越高,則越有利于生活垃圾的焚燒。同時,溫度與停留時間是一對相關因子,在較高的溫度下適當縮短停留時間,亦可維持較好的焚燒效果。

    垃圾焚燒智能化燃燒控制技術在二段式垃圾焚燒爐排的上部安裝了4臺高溫攝像設備,可覆蓋的爐排的燃燒段、烘干段,通過火焰輻射溫度場軟件,將火焰強度轉換為數據并反饋到DCS系統。


    垃圾爐內火焰溫度分析系統軟件界面


    火焰強度數據在DCS上的顯示

    (3)智能化燃燒控制系統

    智能化燃燒控制系統將給料機、爐排動作相關的垃圾量、垃圾熱值、火焰強度、主蒸汽流量、料層溫度和厚度、燃燼率、含氧量、一次風量、二次風量等數據輸入系統,根據設定邏輯關系,自動計算給料機、逆推爐排、順推爐排的行程、啟停時間及運行速度;控制系統即可實現單列爐排單獨驅動也可實現多列爐排同步驅動。避免了運行操作中人為因素引起的不穩定性。

    (4)垃圾燃燒段料層厚度軟件測量

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

    通過采集爐排上下壓差,結合一次風量和高溫攝像設備取得火焰強度數據,建立料層厚度的計算模型,將料層厚度直接翻頁在控制界面中,使操作人員對料層厚度有直接的判斷。

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

    反轉新世紀已開始講該控制技術應用于中小爐型,以推進垃圾焚燒智能化燃燒控制技術的應用與系列化,為爐排式垃圾焚燒爐的穩定運行及達標排放提供積極、有效的技術裝備和手段。

    杭州新世紀能源簡介

    杭州新世紀能源環保工程股份有限公司是杭州鍋爐集團股份有限公司的控股的環保板塊公司,從事城市生活垃圾焚燒處理工程技術開發、制造、供貨、成套、建設和運行的工程公司。公司作為最大的自主化國產爐排式垃圾焚燒裝置供應商,在垃圾焚燒處理技術和設備領域具有豐富的工程經驗。公司擁有近百項垃圾焚燒核心技術的知識產權,主導產品--多列料層可調二段往復式生活垃圾焚燒爐、帶獨立調濕裝置的半干式煙氣凈化系統等擁有極高的性價比,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械工業聯合會科技進步二等獎、華夏建設科技和環保部科技進步三等獎、環境友好型技術產品,列入國家重點新產品和國家火炬計劃項目。

    公司自成立以來,先后承擔并完成了國家“十五”863計劃、國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃關于垃圾焚燒設備的國產化、大型化、模塊化、系列化和智能化的研發課題;公司所供產品已形成了150、200、250……750噸/日系列產品,用戶遍布全國,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、泰國和印度尼西亞等國,所供垃圾焚燒設備的處理能力已超過75000噸/日。






    來源:固廢觀察

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