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。

來源：中國環(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

以下內(nèi)容根據(jù)嘉賓現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)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(shè)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(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問題。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(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)我國生活垃圾的焚燒處理的智能化自動燃燒控制系統(tǒng)（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(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、火焰監(jiān)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(fēng)、二次風(fēng)配風(fēng)等多種因素均納入控制系統(tǒng)，通過多種計(jì)算、算法技術(shù)的應(yīng)用，自動、有效地控制給料機(jī)、逆推段爐排、順推段爐排的動作以及入爐風(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與料層厚度監(jiān)測技術(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)字化測控與接口等技術(shù)。

（1）垃圾熱值計(jì)算模塊

通過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監(jiān)測

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(dá)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(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臺高溫?cái)z像設(shè)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(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)動也可實(shí)現(xiàn)多列爐排同步驅(qū)動。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(shù)在國家“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(fù)壓等方面的波動幅度降低30%以上。

反轉(zhuǎn)新世紀(jì)已開始講該控制技術(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)等擁有極高的性價(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，列入國家重點(diǎn)新產(chǎn)品和國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目。

公司自成立以來，先后承擔(dān)并完成了國家“十五”863計(jì)劃、國家“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，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(shè)備的處理能力已超過75000噸/日。

來源：固廢觀察

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