一种大型垃圾焚烧炉二次风控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及二次风控制技术领域，具体而言涉及一种大型垃圾焚烧炉二次风控制系统。


背景技术：

2.机械炉排二次风是通过炉膛出口喉口位置前后墙两排相对布置的二次风喷嘴供给，起到气相扰动和二次助燃的作用。同时二次风还具有调节第一烟道温度的作用。但是随着垃圾焚烧炉吨位变大，炉膛宽度也越来越大，当垃圾燃烧偏料时，烟道左右两侧温度偏差很严重，极端情况下会出现不符合环保温度指标的情况。
3.公开号为cn206648040u公开了一种垃圾焚烧二次风道系统，该专利在前后墙均设置二次风口，但未设置调节阀，无法自动调整前后墙配风比例，并不能解决烟道左右两侧温度偏差的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种大型垃圾焚烧炉二次风控制系统，在二次风前后墙上的二次风管道上加设电动调节阀，根据烟道前后墙两侧的温度，调整二次风前后墙管道的调节阀开度，即调整二次风的前后墙风量，成功实现烟道左右两侧温度偏差调整。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型实施例提出了一种大型垃圾焚烧炉二次风控制系统，所述控制系统包括二次风机、二次风管道、前端二次风入口、后端二次风入口、前端电动调节阀、后端电动调节阀、氧含量测量装置、二次风流量测量装置、前端温度传感器和后端温度传感器；
7.所述前端二次风入口设置在烟道前墙上，后端二次风入口设置在烟道后墙上；
8.所述二次风管道具有两条支路，二次风机的出风口通过二次风管道的两条支路分别连接至前端二次风入口和后端二次风入口；前端电动调节阀和后端电动调节阀分别安装在二次风管道的两条支路上，用于根据外部控制指令调整调节阀开度以分别控制烟道前墙内侧和烟道后墙内侧的风量；
9.所述氧含量测量装置安装在锅炉出口处，用于测量锅炉出口处的氧含量；
10.所述前端温度传感器安装在烟道前墙内侧，用于测量烟道前墙内侧的温度；所述后端温度传感器安装在烟道后墙内侧，用于测量烟道后墙内侧的温度；
11.所述二次风流量测量装置安装在二次风机出口处，用于测量二次风机出口处的出风流量。
12.进一步地，所述前端电动调节阀和后端电动调节阀的开度之和为100％。
13.进一步地，所述前端电动调节阀和后端电动调节阀均包括多个开度调节等级：30％、40％、45％、50％、55％、60％和70％。
14.进一步地，所述前端电动调节阀和后端电动调节阀包括多个开度调节组合类型：
15.(1)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为50％和50％，用于前后墙温差绝对值在30℃以内的情形；
16.(2)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为55％和45％，用于前墙温度高于后墙且温差在30℃～50℃之间的情形；
17.(3)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为60％和40％，用于前墙温度高于后墙且温差在50℃～70℃之间的情形；
18.(4)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为70％和30％，用于前墙温度高于后墙且温差大于70℃的情形；
19.(5)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为45％和55％，用于前墙温度低于后墙且温差在30℃～50℃之间的情形；
20.(6)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为40％和60％，用于前墙温度低于后墙且温差在50℃～70℃之间的情形；
21.(7)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为30％和70％，用于前墙温度高于后墙且温差大于70℃的情形。
22.进一步地，所述控制系统包括相互串联的主控制回路和副控制回路；主控制回路的输出端与副控制回路的其中一个输入端连接；
23.所述主控制回路为氧含量指标的pid控制回路，主控制回路的给定值为氧含量控制目标值，主控制回路的反馈值为氧含量的检测值，主控制回路的输出值为百分比；
24.所述副控制回路为二次风流量控制回路，副控制回路的给定值为主回路的输出的百分数乘以副回路的量程，副控制回路的反馈值为二次风流量，副控制回路的输出值为变频器的频率给定。
25.进一步地，所述控制系统包括多个温度传感器，分布设置在烟道前墙内侧和烟道后墙内侧，用于测量烟道前墙内侧和烟道后墙内侧多个区域的温度。
26.本实用新型的有益效果是：
27.(1)本实用新型在二次风前后墙上的二次风管道上加设电动调节阀，根据烟道前后墙两侧的温度，调整二次风前后墙管道的调节阀开度，即调整二次风的前后墙风量，实现烟道左右两侧温度偏差调整。(2)设置两种调节阀调节方式：第一，设置多个调节阀开度级别，方便用户快速调整调节阀开度，温度调控精度低但调节过程简单快速；第二，根据实际需求对调节阀进行个性化调节，调节较费时但能实现对温度的精确调控。在实际应用过程中，这两种调节法调节方式可以结合运用。(3)本实用新型通过二次风机的总风量控制锅炉出口的氧含量，且采用串级pid控制的方式解决了氧含量调整滞后的问题。
附图说明
28.图1是本实用新型实施例的大型垃圾焚烧炉二次风控制系统的结构示意图。
29.图2为本实用新型实施例的串级控制回路的结构示意图。
具体实施方式
30.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
31.需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用
语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
32.图1是本实用新型实施例的大型垃圾焚烧炉二次风控制系统的结构示意图。参见图1，该控制系统包括二次风机、二次风管道、前端二次风入口、后端二次风入口、前端电动调节阀、后端电动调节阀、氧含量测量装置、二次风流量测量装置、前端温度传感器和后端温度传感器。垃圾焚烧炉二次风机出口管线分别通向第一烟道的前墙和后墙，前后墙喷射口前均安装有电动调节阀，用于调节左右两侧的进风量。所有仪表信号均接入dcs系统。具体的：
33.前端二次风入口设置在烟道前墙上，后端二次风入口设置在烟道后墙上。
34.二次风管道具有两条支路，二次风机的出风口通过二次风管道的两条支路分别连接至前端二次风入口和后端二次风入口；前端电动调节阀和后端电动调节阀分别安装在二次风管道的两条支路上，用于根据外部控制指令调整调节阀开度以分别控制烟道前墙内侧和烟道后墙内侧的风量。
35.氧含量测量装置安装在锅炉出口处，用于测量锅炉出口处的氧含量。
36.前端温度传感器安装在烟道前墙内侧，用于测量烟道前墙内侧的温度；后端温度传感器安装在烟道后墙内侧，用于测量烟道后墙内侧的温度。优选的，控制系统包括多个温度传感器，分布设置在烟道前墙内侧和烟道后墙内侧，用于测量烟道前墙内侧和烟道后墙内侧多个区域的温度。如图1所示，控制系统在烟道的前后墙内侧自上而下设置了共6个温度传感器，用于对烟道前后墙多个区域的温度进行测量，最终得到t11、t12、t21、t22、t31和t32六个温度测量值，可以有效避免温度不均带来的测量误差。
37.二次风流量测量装置安装在二次风机出口处，用于测量二次风机出口处的出风流量。
38.二次风系统是一个大滞后的控制系统，并且是一个多变量、多目标的控制系统，主要控制对象是锅炉出口氧量，同时对第一烟道的温度进行控制。但是随着垃圾焚烧炉吨位变大，炉膛宽度也越来越大，当垃圾燃烧偏料时，烟道左右两侧温度偏差很严重，极端情况下会出现不符合环保温度指标的情况。本实施例提出的垃圾焚烧大型炉排二次风控制系统，在调整锅炉出口氧含量的同时，根据烟道墙厚墙两侧的温度，调整二次风前后墙管道的调节阀开度，实现对二次风的前后墙风量的调节，实现烟道前后墙两侧温度偏差调整。
39.示例性地，前端电动调节阀和后端电动调节阀的调节方式有两种：
40.第一种方式，设置多个调节阀开度级别，方便用户快速调整调节阀开度，温度调控精度低但调节过程简单快速。
41.前端电动调节阀和后端电动调节阀均包括多个开度调节等级，例如30％、40％、45％、50％、55％、60％和70％等。
42.为了便于控制，减少用户操作量，前端电动调节阀和后端电动调节阀的开度之和为100％。在此基础上，还可以为前端电动调节阀和后端电动调节阀设置多个开度调节组合类型：
43.(1)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为50％和50％，用于前后墙温差绝对值在30℃以内的情形。
44.(2)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为55％和45％，用于前墙温度高于后
墙且温差在30℃～50℃之间的情形。
45.(3)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为60％和40％，用于前墙温度高于后墙且温差在50℃～70℃之间的情形。
46.(4)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为70％和30％，用于前墙温度高于后墙且温差大于70℃的情形。
47.(5)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为45％和55％，用于前墙温度低于后墙且温差在30℃～50℃之间的情形。
48.(6)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为40％和60％，用于前墙温度低于后墙且温差在50℃～70℃之间的情形。
49.(7)前端电动调节阀和后端电动调节阀分别为30％和70％，用于前墙温度高于后墙且温差大于70℃的情形。
50.第二种方式，根据实际需求对调节阀进行个性化调节，调节较费时但能实现对温度的精确调控。
51.在实际应用过程中，这两种调节法调节方式可以结合运用，甚至将两个电动调节阀的前述开度等级设定写入pid控制器实现自动控制。
52.二次风系统是一个大滞后的控制系统，并且是一个多变量、多目标的控制系统，执行机构是二次风机变频器，主要控制对象是锅炉出口氧量，同时对第一烟道的温度进行控制。
53.针对氧含量调节的滞后性，本实施例选择采用串级pid控制方式。具体的，参见图2，该控制系统包括相互串联的主控制回路和副控制回路；主控制回路的输出端与副控制回路的其中一个输入端连接。
54.主控制回路为氧含量指标的pid控制回路，主控制回路的给定值为氧含量控制目标值，主控制回路的反馈值为氧含量的检测值，主控制回路的输出值为百分比；副控制回路为二次风流量控制回路，副控制回路的给定值为主回路的输出的百分数乘以副回路的量程，副控制回路的反馈值为二次风流量，副控制回路的输出值为变频器的频率给定。
55.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。