范兴宇
身份证号码：21140419870531****
摘要：本文根据北京阿苏卫垃圾焚烧发电厂项目引进比利时西格斯多级炉排及其控制炉排的SIGMA系统为例，讨论介绍其自动燃烧控制方式，并对炉排炉的炉膛温度控制进行讨论和探索。
关键字：锅炉；燃烧控制；炉排
但在实际运行中，由于入炉垃圾的热值变化不确定，为保证焚烧炉炉膛温度高于850℃以上来确保二噁英等有害物质有效分解，同时当炉膛温度高于1050℃时，炉渣、飞灰等会在炉膛及水冷壁结焦，影响热效率，甚至影响安全运行，所以垃圾焚烧炉的炉膛温度控制是焚烧发电厂控制的重点和难点，因此对此的讨论和研究是十分必要的。
1、焚烧炉的结构
本项目采用4×750t/d西格斯多級炉排焚烧处理线，是一种垃圾输送、鼓风、翻动相互独立的垃圾集中燃烧系统。滑动炉排推动垃圾在炉排上缓慢而连续不断地向前运动，其运动速度决定了垃圾层的厚度、垃圾在各段炉排上的停留时间以及垃圾的焚烧质量。翻动炉排将垃圾搅松并向燃烧的垃圾鼓风供氧，这种运动状态有利于垃圾的干燥、点燃以及促进垃圾的燃烧，从而使垃圾达到完全燃烧的状态。这种垂直运动与水平运动相互集中且独立的原理使该系统很容易根据垃圾成份变化作出相应调整，对所焚烧的垃圾具有极强的适应性。
2、对自动燃烧控制系统存在的问题的讨论
2.1垃圾热值变化对于自动燃烧控制的影响
垃圾焚烧炉的燃料就是垃圾，垃圾的不确定性导致成分复杂，即便是在垃圾仓中进行滤水和发酵，也不能达到热值统一均衡的标准，因此入炉垃圾热值的变化对于自动燃烧控制系统的影响巨大。由于垃圾的热值是在不断的变化中，因此，自动燃烧控制系统应对于垃圾的热值变化进行调整，但是由于垃圾溜槽使用垃圾隔绝空气使垃圾焚烧处于负压状态。所以，最终推入焚烧炉进行燃烧的垃圾属于垃圾溜槽的下部垃圾，而称重的垃圾属于垃圾溜槽的上部垃圾，因此对于垃圾热值的计算会有一定的滞后性，一般来说新投入的垃圾会在30分钟至1小时左右进入焚烧炉燃烧，当垃圾热值的变化不大的时候，对于焚烧控制的影响不大，当垃圾溜槽上下部的垃圾热值变化过大，由于热值计算的滞后性，会导致自动燃烧控制系统的调整不及时，使燃烧工况恶化。当垃圾热值继续恶化低于5020 kJ/kg时，比如垃圾含水量突然增大、投入的垃圾中夹杂污泥、垃圾投料区更换新区垃圾发酵时间过短。加入变量调整后燃烧工况没有仍然没有好转时，新入炉垃圾无法充分燃烧，蒸汽产出量及炉温持续降低时，必须进行人工干预。手动降低蒸汽目标值，通过调整给料速度和炉排滑动速度来调整料层厚度，保证料层的厚度适当，不能过厚使得料层干燥不好，也不能过薄出现燃烧断料的情况。同时适当调整风量的供给，保证料层的干燥和供氧的充足，使垃圾充分干燥、燃烧。
2.2垃圾结团对于自动控制系统的影响
由于垃圾中成分复杂，密度不均，因此在推料炉排给料时往往会出现垃圾结团的现象。中部靠右侧出现了垃圾的结团。当垃圾的结团小，热值高时，对燃烧的自动控制影响不大。但当垃圾结团过大时就会对燃烧的自动控制造成影响。
SIGMA控制系统是根据1段、2段、3段炉排的垃圾料层厚度来判断垃圾的燃烧位置从而调整炉排的给料速度的。当出现垃圾结团过大时会导致系统对于垃圾厚度的判断误差，对于SIGMA控制系统来说，可以选用左侧垃圾厚度、中部垃圾厚度、右侧垃圾厚度和平均垃圾厚度来作为控制的基准值。假如垃圾结团过大且在左侧时，如果以左侧垃圾厚度来作为基准值时会导致其他的位置的垃圾燃烧位置前移。如果以右侧或中部垃圾厚度来作为基准值时会导致左侧垃圾燃烧位置后移，垃圾结团处燃烧不充分。
如果以平均垃圾厚度来作为基准值时会导致左侧垃圾燃烧位置后移，且中部及右侧垃圾燃烧位置前移，也会导致垃圾结团处燃烧不充分。
SIGMA控制系统在4段5段炉排上方炉墙处设置的5个温度测点来监视4段5段炉排上方的烟气温度，根据烟气温度来调整4段、5段炉排的左中右三个风门和风机的风量，保证垃圾燃烧充分，但是当垃圾结团过大时，会出现调整不及时，在5段末时，如结团垃圾未充分燃烧，导致灰渣中出现垃圾生料。因此需要人工干预，增加炉排的拨火次数、提前调整垃圾结团处的风门，加大风量、加快炉排的翻动次数使结团的垃圾散开并充分燃烧。
2.3系统漏风对自动控制系统的影响
一般来说，垃圾焚烧炉的所有助燃风全部来自于一次风机、二次风机及烟气再循环风机。炉底的除渣机及炉底漏灰输送机存在水封，阻止自然风的进入。但是，当除渣机及炉底漏灰输送机的水位过低，导致水封破坏且由于灰渣与水混合成的污泥覆盖液位计导致液位计测量不准时，由于燃烧炉内为负压运行，大量的自然风会从除渣机及炉底漏灰输送机吹入炉膛内部，自然风为冷风，会导致炉膛温度急剧下降，同时，增压风机、引风机为维持炉膛负压会自动加大出力运行，导致更多冷风被吸入炉膛内部，引发恶性循环，炉膛温度及蒸发量会快速下降，而自动控制系统为维持锅炉蒸发量，会加速推料及给料，或者增大一次风量导致燃烧工况进一步恶化，因此运行人员需要及时注意炉膛温度及风量变化。应及时进行人工干预，降低蒸汽的目标值，手动减小一次风的风量，减小二次风与烟气在循环风机风量，加大垃圾的给料量，维持锅炉稳定运行，同时密切观察炉膛的负压及引风机与增压风机的频率与电流的变化，迅速给除渣机及及炉底漏灰输送机补水，重新建立水封，防止事故的进一步扩大化。
3关于自动燃烧控制系统中运行的几点定期工作
3.1关于自动控制中氧量的修正补偿
由于设备调试时，锅炉洁净无诟，长期运行后，锅炉结垢增加。因此，要对控制系统中的氧气设定值进行修正增加。
3.2关于测点的维护
当锅炉长期运行时，炉排下部灰斗积灰严重，会影响一次风风压测点不准，导致垃圾料层厚度测量不准，影响自动控制系统运行。积灰严重时还会引起炉排卡涩，影响炉排的行程。因此，要时常观察一次风机各风道的风量变化，当发现左中右风道的风量偏差过大时要进行定期清灰，保证风压测点准确无误。
3.3关于辅助燃烧器的定期维护
当锅炉长期运行时，辅助燃烧器油枪喷嘴可能会被飞灰、烟气颗粒等堵塞喷嘴，导致自动控制系统启动辅助燃烧器失败而产生故障。因此，要对辅助燃烧器油枪喷嘴进行定期清理。
4结语
目前，国内已拥有400多座垃圾焚烧发电厂在运行，多数都采用进口的炉排及控制系统，即便是国内厂家制造，也是在吸收和引进国外产品的基础上演化而来的，而我国的垃圾成分和燃料特性不仅与国外垃圾存在着很大差异，在我国的南方与北方，垃圾热值与成分也存在着很大差异。因此垃圾焚烧的自动控制更应该因地制宜结合本地区的垃圾情况灵活调整。垃圾焚烧的自动控制一直是垃圾焚烧发电厂安全、经济和平稳运行的关键。本文结合SIGMA燃烧控制系统从垃圾热值、垃圾料层厚度、助燃风等方面对自动燃烧控制系统进行讨论，为垃圾焚烧发电厂的运行提供参考和借鉴。
参考文献
[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M]. 北京：中国电力出版社,2016.
[2]杨宏毅.城市生活垃圾的处理和处置[M].北京：中国环境 科学出版社，2016.