一、背景

隨著國民經濟和城市建設的發(fā)展，城鎮(zhèn)居民環(huán)保意識的提高和對垃圾的資源化認識，從20世紀80年代中后期開始，我國的深圳、上海、天津等沿海發(fā)達省市相繼投資建設了一定規(guī)模的生活垃圾焚燒發(fā)電廠。但這些生活垃圾焚燒發(fā)電廠的關鍵主設備——機械爐排焚燒爐大都是從國外引進的，配套的自動燃燒控制系統(tǒng)都以專利技術為由，不向用戶提供相關資料或開放。為實現焚燒爐排和燃燒控制系統(tǒng)的國產化，本文以下述典型工程實例，較詳細的對ACC自動控制燃燒技術的基本控制原理和控制對象進行分析和說明，為ACC自動燃燒控制技術的國產開發(fā)提供參考。

二、典型工程實例

天津泰達環(huán)保有限公司的雙港垃圾焚燒發(fā)電廠，日處理生活垃圾3×400噸。

其焚燒設備采用世界先進的SN型機械爐排爐，其配套進口的自動燃燒控制系統(tǒng)ACC系統(tǒng)，則根據時刻變化的投入爐內垃圾的性質，在確保額定的焚燒量的情況下，以余熱鍋爐的出口蒸發(fā)量為目標，通過控制、調節(jié)爐排速度和燃燒用風量，最終達到最佳燃燒工況，將燃燒室溫度和熱灼減率控制在要求范圍內，同時保證環(huán)保要求和垃圾焚燒運行的穩(wěn)定性、經濟性。

ACC自動燃燒控制系統(tǒng)與完全依靠運行人員的經驗和感覺而進行的傳統(tǒng)操作相比較，在確保運行的協(xié)調性、提高運行管理水平和設備檢修效率、降低運營成本，保證穩(wěn)定的焚燒量、蒸發(fā)量、爐渣的熱灼減率、排氣標準等方面有明顯的優(yōu)勢，正越來越受到業(yè)界的重視。圖1為機械爐排爐ACC自動燃燒控制示意圖。

圖2為ACC機械爐排焚燒爐自動控制系統(tǒng)的典型輸入輸出關系圖。

從圖2可以看出，在入爐垃圾特性(熱值)基本不變的情況下，以鍋爐蒸發(fā)量為主要控制目標，ACC自動燃燒控制系統(tǒng)主要通過調節(jié)燃燒用風量和爐排速度來實現自動燃燒的目的。

ACC自動燃燒控制系統(tǒng)的煙風系統(tǒng)控制功能圖中可以看出，煙風系統(tǒng)控制的關鍵在于燃燒用總風量的計算上，其燃燒用總風量的計算遵循下列公式：

F＝α×Qb×21/(21－Q2)＋β－F2

 ＝××××××m³N/h

Q_b——代表鍋爐蒸發(fā)量的目標設定值，單位kg/h

O₂——代表煙氣含氧量，單位%

α——為無量綱參數

β——為經驗修正值，單位m3N/h

F₂——為實際漏風量，單位m3N/h

其中F2可以通過漏風實驗獲得數據，而α、β的數值則需要在保證進爐垃圾的特性(熱值)波動很小的情況下，經過不斷的調試、調整才能得出，而且往往只能獲得一個相對的取值范圍。上述數據獲得的前提是風量測定的準確。

ACC自動燃燒控制系統(tǒng)的爐排控制功能圖中可以看出，爐排控制的關鍵在于燃燼點SV值和爐排速度的計算上，其燃燼點SV值和爐排速度的計算均利用下列公式:

 Y＝α×(Qb/50000)×100＋β

  ＝×××.×%

 Qb——代表鍋爐蒸發(fā)量的目標設定值，單位kg/h

 α——為無量綱參數

 β——為經驗修正值，單位%

其中α、β數值的獲取同樣需要在進爐垃圾熱值已知(可經驗估計)的情況下，通過較長期的實驗、摸索取得，同樣也可能是一個波動的范圍值。

通過圖3和圖4可以看出，風量的控制和爐排速度的控制是相互影響的，各被控對像不是簡單的單輸入單輸出的單回路調節(jié)系統(tǒng)，而是二個多輸入多輸出的復雜控制系統(tǒng)，是一個多變量的模糊數學模型控制系統(tǒng)，需要在長期的運行實踐中不斷總結、完善，才能達到適應垃圾性質突變、降低有害氣體排放、穩(wěn)定燃燒和經濟運行、降低運行人員的勞動強度等的最終自動控制水平和要求。

三、總結

本文以天津雙港垃圾焚燒發(fā)電廠的進口機械爐排垃圾焚燒爐的典型ACC自動燃燒控制技術為工程實例，介紹和分析了傳統(tǒng)的自動燃燒控制技術，在實際應用過程中還增加了CO和NO的控制，以此修正燃燒用總風量和爐排速度的計算與控制，使燃燒更穩(wěn)定，煙氣排放指標更高，從而達到經濟、環(huán)保的設計要求。但要實現最優(yōu)控制，還需要長期摸索和行業(yè)間不斷地技術交流，并有志者的不斷鉆研、吸收和創(chuàng)新。

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