（永清环保股份有限公司，长沙 410000）

0 引言

随着我国城镇化进程的不断深入，生活垃圾也成倍增长，2017年相关统计显示我国每年产生1.7亿吨的城市生活垃圾和6500吨的县城生活垃圾。国家对固体废物的处理要求是减量化、无害化、资源化，同时将生活垃圾发电纳入可再生能源发电范畴，享受电力优先上网和政府补贴优惠上网价格，极大的促进了生活垃圾焚烧发电行业的快速发展。衡阳市城市生活垃圾焚烧发电厂由永清环保股份有限公司投资、建设与运营，一期规模为日处理1000 t/d（2台500 t/d的机械炉排式焚烧炉）。全厂DCS控制系统由和利时提供，焚烧炉ACC控制系统由焚烧炉厂家提供，通过OPC协议与DCS通讯。

1 垃圾焚烧炉主要系统组成

（1）垃圾输送与灰渣系统，垃圾车→垃圾坑发酵→抓斗提升至进料斗→给料机推至炉排→炉排干燥区→炉排焚烧区→炉排燃尽区→冷渣机至渣坑→捞渣机→运渣车运走。（2）风烟系统，风机→空预器→炉膛→高温过热器→低温过热器→省煤器→半干式烟气处理系统→引风机→烟囱。（3）汽水系统，除盐水→除氧器→给水泵→省煤器→汽包→水冷壁（炉内受热面）→汽包→饱和蒸汽→低温过热器→减温器→高温过热器→过热蒸汽→经汽机做功后至凝汽器→冷凝塔凝结成水。

2 自动控制系统（ACC）的运用

设计自动燃烧控制系统（ACC）的目的就是控制垃圾的燃烧过程，使垃圾能够充分燃烧并对余热锅炉提供热量以适应锅炉输出的蒸汽负荷，控制炉膛温度在850 ℃以上，保证烟气在炉膛的停留时间不少于2 s，充分分解有害气体[1]。ACC主要包括锅炉蒸发量控制、锅炉给料量控制、锅炉燃烧空气量控制、热灼减率的控制等。

2.1 锅炉蒸发量控制

锅炉蒸发量控制是ACC重要的控制回路。该回路以调整燃烧炉排的一次风量为主，调整焚烧炉排的速度为辅，来实现控制锅炉蒸发量的目的。

在燃烧理论中，燃烧时所需的空气量，可以考虑为燃烧所生热量的函数，燃烧热量可置换为余热锅炉的蒸汽蒸发量，而空气燃烧后的残余氧浓度，也可真实的反应其燃烧状态。

炉排燃烧产生的热量与垃圾的焚化量以及垃圾热值有关。炉体本身设计容量为定值，但垃圾热值不稳定，垃圾燃烧产生的热量无法直接控制，但可由控制炉床速度和调整燃烧空气量的交相配合，使其达到稳定的蒸汽产量。

在ACC的回路当中，蒸发量的设立值跟空气过量系数、垃圾的低位热值等元素相关联，在开展比例系数的调节之后当做锅炉蒸发量的设定值。实际运行所测得的锅炉蒸发量在受到温度压力的补偿再去掉辅助燃料所引起蒸发量的干扰，与其设定值间的差值，然后历经PID调节器以后，去修改燃烧炉排出一次风量的标准值。

2.2 锅炉给料量控制

垃圾由进料口投入，经过各段炉床的推动，逐段燃烧，各炉床由个别油压缸推动（由比例电磁阀控制），所以调整油压缸的推进速度，能控制垃圾的进料量，进而控制炉内燃烧状况。

锅炉蒸发量的数值乘以焓差，除以垃圾的低位热值和锅炉的效率，再除以垃圾的比重之后，可以得到炉排标准速度，而此速度绝大多数用于燃烧炉排速度的控制。

垃圾的燃烧量，通过函数运算，得到垃圾料层厚度的一个值，低负荷与高负荷值在40～50%之间。两个变送器安装在炉排上，再结合它的排放量，从而计算出它实际的厚度。然后比较一下它的实际值和控制值，再次修正炉排的标准速度，得到的速度用来控制燃烧炉排的速度，干燥炉排的速度和给料机的速度[2]。

燃烧炉排速度可使用前述ACC的计算值（AUTO）或切换至手动控制MV，经过PLC内的比例电磁阀控制器，转换成电流信号后再传至现场油压缸电磁阀，调整油压缸油压流量，改变炉床的推进速度，进而控制垃圾进料量的大小。

2.3 烟气氧的浓度控制

在总体风量一定的时候，氧量的改变比蒸汽量的改变可以更为迅速的体现出垃圾热值的改变。假如含氧量超过了基本值，就说明燃料量不充足，所产生的蒸汽量也就不够，那么燃料一定要进行强化，炉排以及给料速率要增加，反之亦然。科学的限制锅炉出口烟气当中的氧气浓度，不但能够保证燃烧处在良好的工作状况，减少了CO的浓度，并且还与空气系数相符合，对于限制燃烧当中的二恶英也是极为有益的。基于此，通过调整二次风量和燃烬炉排的一次风量，而使烟气氧浓度处于6%～8%的预设值，从而得以控制烟气氧的浓度。

为了保证垃圾池区维持相当的负压，一次、二次燃烧用空气都需要取自于垃圾池的上方，为了符合垃圾低热值、高水分的特征，一次、二次风都应该使用高温助燃空气，利用蒸汽和空气预热器，把风温预热至200 ℃。炉排下供燃烧用的空气料斗可以分为7部分，结合各个阶段控制所需要的空气量，应对不相同的垃圾特征，可以利用控制空气预热器旁路风量调整风温[3]。二次风喷嘴设置在二次燃烧室的前墙与后墙，喷嘴的数目和管井位置确保燃烧室烟气出现高度湍流，保证有害气体可以更好的分解，实现CO的彻底燃烧。

2.4 热灼减率控制

为了提高锅炉效率，可以通过减少没有燃烬的可燃物质来提高效率。热灼减率的控制，通过实时测控炉排上方的温度。燃烬炉排上的焚烧若比较强烈，则说明该温度有所上升，也有些垃圾可能会因为没有燃烬而进入冷渣机。为了加快焚烧的过程，可以增加炉排的一次风量，调节并降低炉排的运行速度、燃烬炉排，使炉排上面的垃圾充分燃烬。燃烧自动控制系统的各个控制回路，已经设置了较多的可调节系数，有利于不同的垃圾热值、不同的季节和不同的区域，然后根据运行的经验、设备和系统的运行状况、烟雾的排放要求以及垃圾的特性等多方面的因素来进行调整。

3 结束语

ACC技术垃圾焚烧发电技术已经有了足够的技术支撑，在文章中也分析了生活垃圾焚烧锅炉的ACC燃烧自动控制系统的技术和功能，我们可以发现该工艺非常完美的实现了垃圾的稳定燃烧，使垃圾的给量和锅炉的蒸发量都处于稳定和可控的位置，然后降低三废污染物排放。