垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾料層厚度控制探討

姜文

摘 要 近年來，我國對電能的需求不斷增加，發(fā)電廠建設(shè)越來越多?；谥楹?、海口、寧波等地區(qū)垃圾焚燒發(fā)電廠自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)（ACC）的調(diào)試問題，分析了垃圾料層厚度控制在ACC系統(tǒng)中的重要性，結(jié)合位移傳感器、比例流量閥以及焚燒爐推料器機(jī)械特性，提出了垃圾焚燒爐在實(shí)際運(yùn)行過程中垃圾料層厚度控制的方法。本研究有助于提高垃圾焚燒爐在運(yùn)行過程中的垃圾料層厚度控制效果，保持推料的平穩(wěn)性及焚燒爐的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 垃圾料層;厚度控制;ACC;焚燒爐

引言

由于時(shí)間跨度很大，并且垃圾采樣具有偶然性，該數(shù)值與焚燒爐運(yùn)行期間的實(shí)際垃圾比重相差極大，這導(dǎo)致在進(jìn)行自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，無法達(dá)到垃圾料層厚度精準(zhǔn)計(jì)算和控制，同時(shí)也使焚燒爐設(shè)備（如推料器、爐排等設(shè)備）運(yùn)行速度無法精細(xì)計(jì)算，影響自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的投運(yùn)和焚燒爐科學(xué)穩(wěn)定的運(yùn)行?；谠搮?shù)在焚燒爐自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要性，根據(jù)3D物位掃描儀的測量結(jié)果及焚燒爐進(jìn)料斗的幾何特性，采用入爐垃圾比重動(dòng)態(tài)測量的方法，以消除垃圾比重對自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的影響。

1生活垃圾焚燒發(fā)電廠大氣特征污染物

生活垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的大氣污染物包括顆粒物、SO2、NOX、HCl、CO、重金屬和二噁英類。顆粒物、SO2、NO2為常規(guī)污染物，需要重點(diǎn)關(guān)注特征污染物（二噁英類、重金屬、酸性氣體和惡臭）及其防治措施[1]。

2垃圾料層厚度控制

在自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)中，通過測量經(jīng)過差壓變送器后的爐排上垃圾上方和爐排下一次風(fēng)的供應(yīng)氣流的壓力差，可以得到垃圾料層的厚度。垃圾料層厚度控制通過自動(dòng)調(diào)節(jié)推料器的速度和爐排的運(yùn)行周期來實(shí)現(xiàn)，通過余熱鍋爐主汽量的設(shè)定值、LHV、垃圾比重等參數(shù)來協(xié)調(diào)控制焚燒爐的給料系統(tǒng)以保證垃圾料層厚度趨于平穩(wěn)。在調(diào)試ACC時(shí)，利用監(jiān)測到的一次風(fēng)風(fēng)量、二次風(fēng)風(fēng)量、燃燒器系統(tǒng)的輕柴油流量、垃圾處理量以及主蒸汽流量、煙囪處煙氣流量等，結(jié)合工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算出一段時(shí)間內(nèi)垃圾的平均低位熱值，再根據(jù)設(shè)定好的主蒸汽流量，得到每天垃圾預(yù)處理量以及推料器、爐排等的運(yùn)行速度和周期，此信號經(jīng)推料器和爐排邏輯計(jì)算后發(fā)送給推料器和爐排所搭載的液壓系統(tǒng)來控制焚燒爐的給料系統(tǒng)。推料器的速度主要由放大器和比例流量閥來控制。給料器運(yùn)動(dòng)周期（速度）的控制是垃圾料層厚度控制最核心最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，2臺給料器具有相同的運(yùn)動(dòng)行程（現(xiàn)場調(diào)試時(shí)按照工藝要求規(guī)范調(diào)整），且都安裝了測量給料器實(shí)時(shí)位移的位移傳感器儀表，根據(jù)ACC系統(tǒng)計(jì)算給出的平均給料速度，結(jié)合位移傳感器測量的給料器位移，經(jīng)PID計(jì)算，推料器各自會(huì)得到一個(gè)不斷修正的運(yùn)行速度，此信號傳輸給放大器，經(jīng)比例流量閥后控制推料器的運(yùn)行速度[2]。

3不同垃圾料層厚度的控制方式

（1）超聲波物位計(jì)。超聲波物位計(jì)采用超聲波探頭在不與物料接觸的情況下監(jiān)測物位。如圖1所示：超聲波物位計(jì)的控制器給每一個(gè)連接的超聲波探頭發(fā)電子脈沖。探頭把電子脈沖轉(zhuǎn)換成超聲波脈沖，并以窄波束形式從探頭表面發(fā)射出來。控制器計(jì)量從脈沖發(fā)射到接收到由物料反射的回波信號之間的時(shí)間。利用測得的時(shí)間，控制器能計(jì)算出探頭和物料的距離。此物位計(jì)應(yīng)用了單點(diǎn)測量的原理，由于各個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場物位計(jì)安裝位置不同、實(shí)際運(yùn)行期間不斷的進(jìn)料、走料，物位凹凸不平，起伏不定，物位不斷變化，測量得到的料位很可能為某一局部部位的物料，與實(shí)際料位偏差較大，還可能造成安全問題;在垃圾發(fā)酵后，部分垃圾投入進(jìn)料倉內(nèi)帶有水蒸氣或者大量粉塵，測量結(jié)果更加粗糙，并且該儀表無法測量整個(gè)進(jìn)料斗內(nèi)的平均物位。

（2）雷達(dá)物位計(jì)。雷達(dá)物位計(jì)天線發(fā)射極窄的微波脈沖，微波脈沖以光速在空間傳播，遇到被測介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收。發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔與天線到被測介質(zhì)表面的距離成正比。雷達(dá)物位計(jì)識別發(fā)射脈沖與接收脈沖的時(shí)間間隔，從而進(jìn)一步計(jì)算出天線到被測介質(zhì)表面的距離。該儀表測量原理和方法與超聲波物位計(jì)測量原理很相似，相關(guān)測量弊端也基本相同，同樣無法測量進(jìn)料倉內(nèi)的平均物位。

（3）活性炭吸附裝置及布袋吸塵器?；钚蕴课窖b置應(yīng)位于減溫塔和除塵器之間，專門用于對經(jīng)過降溫處理的煙塵氣體進(jìn)行進(jìn)一步的凈化處理。布袋吸塵器可以去除煙氣中的顆粒物和重金屬。煙氣中的煙塵主要由顆粒物組成，如果不能有效去除煙氣中的顆粒物，那么煙塵產(chǎn)生的污染是非常嚴(yán)重的。布袋除塵器不僅能有效吸附一定大小的顆粒物，一些由揮發(fā)性重金屬物質(zhì)、酸化物和氧化物凝結(jié)成的氣溶膠，也會(huì)被布袋吸塵器吸附其中。

（4）嚴(yán)格控制燃燒溫度，控制二噁英產(chǎn)生。垃圾焚燒發(fā)電時(shí)，如果焚燒不充分，溫度不能夠很好的控制，就會(huì)在燃燒過程中產(chǎn)生致癌氣體二噁英，這種氣體對人體和環(huán)境危害很大，要盡量避免二噁英的產(chǎn)生。這就要求采用技術(shù)先進(jìn)、控制系統(tǒng)完善的廢氣凈化系統(tǒng)，保證在燃燒過程中燃燒的溫度，確保燃燒充分避免二噁英類物質(zhì)的產(chǎn)生。控制系統(tǒng)嚴(yán)格控制燃燒溫度，保證廢氣在室內(nèi)燃燒溫度能夠達(dá)到900℃以上的區(qū)域停留時(shí)間超過2秒，含氧量大于6%，盡量保證二次燃燒的氣體形成旋流，這樣能夠保證廢氣燃燒更徹底、更充分，確保有毒有害氣體二噁英充分分解。當(dāng)廢氣溫度降到300℃～500℃范圍時(shí)，少量已經(jīng)分解的二噁英有可能重新生成，因此，設(shè)計(jì)考慮盡量減小余熱鍋爐尾部的截面積，使煙氣流速提高，盡量減少廢氣從高溫到低溫過程的停留時(shí)間，以減少二噁英的再生成[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，垃圾發(fā)電廠以垃圾焚燒為主，發(fā)電為輔，因此對于垃圾焚燒效率和燃燒后的煙氣、灰渣處理是主要控制指標(biāo)。目前我國各大城市已經(jīng)開始實(shí)施垃圾分類工作，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，廚余垃圾、有害垃圾、可回收垃圾量會(huì)減少，可以燃燒的干垃圾會(huì)集中得到處理并燃燒。燃燒后的煙氣、灰渣等產(chǎn)物的量會(huì)減少，含量變得穩(wěn)定可控，處理起來會(huì)更加簡單高效。

參考文獻(xiàn)

[1] 張向陽，牛華寺，吳星五.上海市生活垃圾綜合處理工藝研究[J].四川環(huán)境，2008，27（4）：98-101.

[2] 白良成.生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009：156-157.

[3] 沈懷洋.化工測量與儀表[M].北京：中國石化出版社，2011：234-237.