往复式机械炉排垃圾焚烧炉自动燃烧控制技术的探讨
一、背景
随着国民经济和城市建设的发展，城镇居民环保意识的提高和对垃圾的资源化认识，从20世纪80年代中后期开始，我国的深圳、上海、天津等沿海发达省市相继投资建设了一定规模的生活垃圾焚烧发电厂。但这些生活垃圾焚烧发电厂的关键主设备——机械炉排焚烧炉大都是从国外引进的，配套的自动燃烧控制系统都以专利技术为由，不向用户提供相关资料或开放。为实现焚烧炉排和燃烧控制系统的国产化，本文以下述典型工程实例，较详细的对ACC自动控制燃烧技术的基本控制原理和控制对象进行分析和说明，为ACC自动燃烧控制技术的国产开发提供参考。
二、典型工程实例
天津泰达环保有限公司的双港垃圾焚烧发电厂，日处理生活垃圾3×400吨。
其焚烧设备采用世界先进的SN型机械炉排炉，其配套进口的自动燃烧控制系统ACC系统，则根据时刻变化的投入炉内垃圾的性质，在确保额定的焚烧量的情况下，以余热锅炉的出口蒸发量为目标，通过控制、调节炉排速度和燃烧用风量，最终达到最佳燃烧工况，将燃烧室温度和热灼减率控制在要求范围内，同时保证环保要求和垃圾焚烧运行的稳定性、经济性。
ACC自动燃烧控制系统与完全依靠运行人员的经验和感觉而进行的传统操作相比较，在确保运行的协调性、提高运行管理水平和设备检修效率、降低运营成本，保证稳定的焚烧量、蒸发量、炉渣的热灼减率、排气标准等方面有明显的优势，正越来越受到业界的重视。图1为机械炉排炉ACC自动燃烧控制示意图。
图2为ACC机械炉排焚烧炉自动控制系统的典型输入输出关系图。
从图2可以看出，在入炉垃圾特性(热值)基本不变的情况下，以锅炉蒸发量为主要控制目标，ACC自动燃烧控制系统主要通过调节燃烧用风量和炉排速度来实现自动燃烧的目的。
ACC自动燃烧控制系统的烟风系统控制功能图中可以看出，烟风系统控制的关键在于燃烧用总风量的计算上，其燃烧用总风量的计算遵循下列公式：
F＝α×Qb×21/(21－Q2)＋β－F2
＝××××××m3N/h
Qb——代表锅炉蒸发量的目标设定值，单位kg/h
O2——代表烟气含氧量，单位%
α——为无量纲参数
β——为经验修正值，单位m3N/h
F2——为实际漏风量，单位m3N/h
其中F2可以通过漏风实验获得数据，而α、β的数值则需要在保证进炉垃圾的特性(热值)波动很小的情况下，经过不断的调试、调整才能得出，而且往往只能获得一个相对的取值范围。上述数据获得的前提是风量测定的准确。
ACC自动燃烧控制系统的炉排控制功能图中可以看出，炉排控制的关键在于燃烬点SV值和炉排速度的计算上，其燃烬点SV值和炉排速度的计算均利用下列公式:
Y＝α×(Qb/50000)×100＋β
＝×××.×%
Qb——代表锅炉蒸发量的目标设定值，单位kg/h
α——为无量纲参数
β——为经验修正值，单位%
其中α、β数值的获取同样需要在进炉垃圾热值已知(可经验估计)的情况下，通过较长期的实验、摸索取得，同样也可能是一个波动的范围值。
通过图3和图4可以看出，风量的控制和炉排速度的控制是相互影响的，各被控对像不是简单的单输入单输出的单回路调节系统，而是二个多输入多输出的复杂控制系统，是一个多变量的模糊数学模型控制系统，需要在长期的运行实践中不断总结、完善，才能达到适应垃圾性质突变、降低有害气体排放、稳定燃烧和经济运行、降低运行人员的劳动强度等的最终自动控制水平和要求。
三、总结
本文以天津双港垃圾焚烧发电厂的进口机械炉排垃圾焚烧炉的典型ACC自动燃烧控制技术为工程实例，介绍和分析了传统的自动燃烧控制技术，在实际应用过程中还增加了CO和NO的控制，以此修正燃烧用总风量和炉排速度的计算与控制，使燃烧更稳定，烟气排放指标更高，从而达到经济、环保的设计要求。但要实现最优控制，还需要长期摸索和行业间不断地技术交流，并有志者的不断钻研、吸收和创新。
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