專利名稱：一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生活垃圾焚燒領(lǐng)域，特別涉及一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐及其測量方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國的城市生活垃圾成分復(fù)雜，熱值比較低，容易造成了垃圾焚燒爐燃燒工況不穩(wěn)定。在垃圾熱值偏低的情況下，影響焚燒爐穩(wěn)定燃燒的主要因素就是爐排垃圾的厚度是否合適。若厚度較薄，焚燒爐處理量達(dá)不到設(shè)計(jì)處理，產(chǎn)生的熱量較少，爐溫偏低，蒸汽量和發(fā)電量都較低；若厚度較厚，垃圾的干燥效果會變差，垃圾就不能正常燃燒，導(dǎo)致爐溫驟降，熱酌減率不達(dá)標(biāo)，影響焚燒爐的正常運(yùn)行。當(dāng)前國內(nèi)焚燒爐對垃圾厚度的監(jiān)視方式主要是依靠爐膛火焰監(jiān)視器，通過視頻觀 察爐內(nèi)的燃燒狀況與垃圾厚度，由于火焰監(jiān)視器安裝位置以及爐內(nèi)溫度很高、灰塵很大等原因，眼睛看到的垃圾厚度是已經(jīng)燃燒過的垃圾的厚度，等到發(fā)現(xiàn)厚度明顯變化時，基本上焚燒爐運(yùn)行工況已發(fā)生明顯波動，這時再調(diào)整爐排和送料器速度，已經(jīng)不能及時解決這個問題。特別是在垃圾的密度發(fā)生變化時，同樣的爐排和送料器速度，送進(jìn)來的垃圾的實(shí)際厚度也沒有明顯變化，但是燃燒工況會有劇烈的變化，所以當(dāng)前通過火焰監(jiān)視器檢測垃圾厚度的方式不能做到控制好垃圾厚度，維持工況穩(wěn)定，這也是當(dāng)前國內(nèi)的大部分焚燒爐設(shè)備供應(yīng)商都做不到垃圾焚燒爐燃燒控制的自動化的主要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐，通過在多段爐排合適的位置安裝差壓變送器和燃燒空氣流量計(jì)的方式，測量得出能夠反映垃圾能夠維持穩(wěn)定燃燒工況的地合適厚度，根據(jù)厚度的變化情況，及時調(diào)整多段爐排和垃圾進(jìn)料的速度，使多段爐排上的垃圾維持在合理的厚度，達(dá)到焚燒爐燃燒工況穩(wěn)定的目標(biāo)。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，通過在多段爐排合適的位置安裝差壓變送器和燃燒空氣流量計(jì)的方式，測量得出能夠反映垃圾能夠維持穩(wěn)定燃燒工況的地合適厚度，根據(jù)厚度的變化情況，及時調(diào)整多段爐排和送料器的速度，使多段爐排上的垃圾維持在合理的厚度，達(dá)到焚燒爐燃燒工況穩(wěn)定的目標(biāo)。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐，包括燃燒空氣管道、燃燒室和多段爐排，多段爐排設(shè)置在燃燒室的底部，燃燒空氣管道與燃燒室連通，燃燒空氣管道與燃燒室之間還設(shè)置有送風(fēng)室，還包括
一用以測量所述燃燒空氣管道內(nèi)空氣流量的流量計(jì)，流量計(jì)設(shè)置在燃燒空氣管道上；一用以測量所述燃燒室以及所述送風(fēng)室之間壓力差的差壓變送器，差壓變送器分別連接至燃燒室和送風(fēng)室內(nèi)；以及一數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元分別與差壓變送器和流量計(jì)連接，將差壓變送器和流量計(jì)的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成所需要的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)。較佳的，數(shù)據(jù)處理單元包括用以將流量計(jì)和差壓變送器的信號轉(zhuǎn)化為需要的數(shù)據(jù)的PLC(即可編程邏輯控制器Programmable Logic Controller),PLC分別與差壓變送器和流量計(jì)連接。較佳的，流量計(jì)為阿牛巴流量計(jì)或皮托管流量計(jì)。較佳的，燃燒空氣管道上設(shè)置一空氣流量控制閥，燃燒室上方還設(shè)置一與向其內(nèi)輸送垃圾的送料器。較佳的，垃圾焚燒爐還包括控制單元，控制單元分別與空氣流量控制閥、送料器和數(shù)據(jù)處理單元連接。 一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，測量方法依照以下步驟實(shí)現(xiàn)
SOl通過流量計(jì)測量垃圾焚燒爐的燃燒空氣管道的空氣流量數(shù)據(jù)X (kPa)；
S02通過差壓變送器測量所述燃燒室和送風(fēng)室之間的壓力差數(shù)據(jù)y(km3/h)；
S03根據(jù)函數(shù)y=nkx，可計(jì)算得到垃圾厚度值k，數(shù)據(jù)處理單元將實(shí)時測量中的X1與yi相比較，X1ZV1=Ii1,若Ii1比nk大(nk為一預(yù)設(shè)的較佳垃圾厚度值),則垃圾厚度偏厚,反之則垃圾厚度偏?。?br> 還包括S04數(shù)據(jù)處理單元將垃圾厚度情況傳送給控制單元，控制單元根據(jù)垃圾厚度以調(diào)整送料器的送料速度及多段爐排運(yùn)動速度，最終控制垃圾厚度在最佳燃燒工況。實(shí)時測量的通過所述數(shù)據(jù)處理單元顯示。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于
(O自動測量多段爐排上的垃圾厚度，比現(xiàn)有技術(shù)更有效、安全、方便。(2)維持多段爐排上的垃圾在最佳厚度，實(shí)現(xiàn)燃燒工況的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)焚燒爐垃圾燃燒自動控制。


圖I為本發(fā)明一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意 圖2-4為本發(fā)明一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度測量方法的垃圾層厚函數(shù)的三個實(shí)際數(shù)據(jù)圖。
具體實(shí)施例方式一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐，包括燃燒空氣管道2、燃燒室5和多段爐排7，多段爐排7設(shè)置在燃燒室5的底部，燃燒空氣管道2與燃燒室5連通，燃燒空氣管道2與燃燒室5之間還設(shè)置有送風(fēng)室10，還包括一用以測量所述燃燒空氣管道內(nèi)空氣流量的流量計(jì)3，流量計(jì)3設(shè)置在燃燒空氣管道2上；一用以測量所述燃燒室5以及所述送風(fēng)室10之間壓力差的差壓變送器4，差壓變送器4分別連接至燃燒室5內(nèi)部和送風(fēng)室10內(nèi)；以及一數(shù)據(jù)處理單元8，數(shù)據(jù)處理單元8分別與差壓變送器4和流量計(jì)3連接，將差壓變送器4和流量計(jì)3的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成所需要的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
請參考圖1，通過在多段爐排7段設(shè)置差壓變送器4來測量燃燒室5內(nèi)部與多段爐排7下的送風(fēng)室10的差壓，在多段爐排7送風(fēng)管道上設(shè)置阿牛巴流量計(jì)3測量此處的燃燒空氣流量，將這兩個儀表的信號送至數(shù)據(jù)處理單元8轉(zhuǎn)化成所需要的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)(其中燃燒空氣的流量數(shù)據(jù)是未經(jīng)過溫度補(bǔ)償?shù)漠?dāng)前溫度下的數(shù)據(jù))，在燃燒空氣流量一定的情況下，爐排上垃圾越厚，燃燒空氣穿透爐排和垃圾需要的阻力就越大，測量的差壓就越大；在垃圾厚度不變的情況下，燃燒空氣流量越大，測量的差壓值就越大。根據(jù)這個原理，將測量得到的差壓值與流量值相比，得出一個數(shù)值，此時這個數(shù)值就反映了當(dāng)前多段爐排7上垃圾的厚度的情況，括控制單元9根據(jù)此厚度控制爐排7的運(yùn)動速度以及送料器的速度，實(shí)現(xiàn)了自動控制以及維持工況穩(wěn)定。一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度測量方法，依照以下步驟實(shí)現(xiàn)
SOl通過流量計(jì)測量垃圾焚燒爐的燃燒空氣管道的空氣流量數(shù)據(jù)X (kPa)；
S02通過差壓變送器測量所述燃燒室和送風(fēng)室之間的壓力差數(shù)據(jù)y(km3/h)；
S03根據(jù)函數(shù)y=nkx，可計(jì)算得到垃圾厚度值k，數(shù)據(jù)處理單元將實(shí)時測量中的X1與yi相比較，X1ZV1=Ii1,若Ii1比nk大(nk為一預(yù)設(shè)的較佳垃圾厚度值),則垃圾厚度偏厚,反之則垃圾厚度偏??；
S04數(shù)據(jù)處理單元將垃圾厚度情況傳送給控制單元，控制單元根據(jù)垃圾厚度以調(diào)整送料器的送料速度及多段爐排運(yùn)動速度，最終控制垃圾厚度在最佳燃燒工況。實(shí)時測量的xl、yl、kl通過所述數(shù)據(jù)處理單元顯示。參照圖2-4，我們在燃燒工況良好的情況下，通過調(diào)節(jié)的空氣流量控制閥，從全關(guān)位置逐漸到全開位置，使空氣流量從最小到最大，在這個過程中差壓值也相應(yīng)地從最小到最大，記錄下這個操作過程中的流量和差壓的值，我們把差壓值(單位kPa)作為y，流量值(單位km3/h)為X，用這兩組數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)相比就得到一個y=nkx這樣一個近似直線的函數(shù)。這個函數(shù)的k值大小就反映了當(dāng)前多段爐排上垃圾的厚度是一個合適的厚度。在運(yùn)行過程中，我們將實(shí)時測量得到差壓值Xl和流量值Yl相比，X1/Y1=K1，如果Kl比nk值大，多段爐排上的垃圾就偏厚，此如果此值比nk值小，多段爐排上的垃圾偏薄。如果垃圾過厚或者過薄，都不利于維持燃燒工況的穩(wěn)定，我們通過控制給料器和多段爐排的速度，維持多段爐排上的垃圾維持在這個厚度，實(shí)現(xiàn)燃燒工況的穩(wěn)定。這種測量方式中，燃燒空氣的流量值采用的是當(dāng)前燃燒空氣溫度下的流量值，而不是標(biāo)況下的，這樣避免了燃燒空氣的溫度變化對層厚測量值的影響。同時也解決了焚燒爐垃圾燃燒實(shí)現(xiàn)自動控制的一個關(guān)鍵問題。通過幾個項(xiàng)目的工程實(shí)踐，當(dāng)85%蘭I Kl/nk I含115%時，垃圾的層厚基本可以維持穩(wěn)定的燃燒工況，當(dāng)超出這個范圍時，就會有較大的波動。以上公開的僅為本申請的一個具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐，其特征在于，包括燃燒空氣管道、燃燒室和多段爐排，所述多段爐排設(shè)置在所述燃燒室的底部，所述燃燒空氣管道與所述燃燒室連通，所述燃燒空氣管道與所述燃燒室之間還設(shè)置有送風(fēng)室，還包括 一用以測量所述燃燒空氣管道內(nèi)空氣流量的流量計(jì)，所述流量計(jì)設(shè)置在所述燃燒空氣管道上； 一用以測量所述燃燒室以及所述送風(fēng)室之間壓力差的差壓變送器，所述差壓變送器分別連接至所述燃燒室和送風(fēng)室內(nèi)；以及 一數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元分別與所述差壓變送器和流量計(jì)連接，將所述差壓變送器和流量計(jì)的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成所需要的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括用以將所述流量計(jì)和差壓變送器的信號轉(zhuǎn)化為需要的數(shù)據(jù)的PLC，所述PLC分別與所述差壓變送器和流量計(jì)連接。
3.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐，其特征在于，所述流量計(jì)為阿牛巴流量計(jì)或皮托管流量計(jì)。
4.如權(quán)利要求I所述的垃圾焚燒爐，其特征在于，所述燃燒空氣管道上設(shè)置一空氣流量控制閥，所述燃燒室上方還設(shè)置一與向其內(nèi)輸送垃圾的送料器。
5.如權(quán)利要求4所述的垃圾焚燒爐，其特征在于，還包括控制單元，所述控制單元分別與所述空氣流量控制閥、送料器和數(shù)據(jù)處理單元連接。
6.一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，其特征在于，所述測量方法依照以下步驟實(shí)現(xiàn) SOl通過流量計(jì)測量垃圾焚燒爐的燃燒空氣管道的空氣流量數(shù)據(jù)X (kPa)； S02通過差壓變送器測量所述燃燒室和送風(fēng)室之間的壓力差數(shù)據(jù)y(km3/h)； S03數(shù)據(jù)處理單元將實(shí)時測量中的X1與yi相比較，X1ZV1=Ic1，若Iq比nk大，則垃圾厚度偏厚，反之則垃圾厚度偏薄。
7.如權(quán)利要求6所述的垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，其特征在于，所述測量方法還包括 S04數(shù)據(jù)處理單元將垃圾厚度情況傳送給控制單元，控制單元根據(jù)垃圾厚度以調(diào)整送料器的送料速度及多段爐排運(yùn)動速度，最終控制垃圾厚度保持在最佳燃燒工況。
8.如權(quán)利要求6所述的垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，其特征在于，所述實(shí)時測量的X1Jhk1通過所述數(shù)據(jù)處理單元顯示。
全文摘要
一種可測量垃圾厚度的垃圾焚燒爐包括燃燒空氣管道、燃燒室和多段爐排，燃燒空氣管道與燃燒室連通，之間還設(shè)置有送風(fēng)室，還包括一用以測量燃燒空氣管道內(nèi)空氣流量的流量計(jì)；一用以測量燃燒室以及送風(fēng)室之間壓力差的差壓變送器；以及一數(shù)據(jù)處理單元，將讀數(shù)轉(zhuǎn)換成所需要的壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)。一種垃圾焚燒爐內(nèi)垃圾厚度的測量方法，根據(jù)燃燒空氣管道的空氣流量數(shù)據(jù)x(kPa)以及燃燒室和送風(fēng)室之間的壓力差數(shù)據(jù)y(km3/h)，以函數(shù)y=nkx，得到垃圾厚度值k，將實(shí)時測量中的x1與y1相比較，x1/y1=k1，若k1比nk大，則垃圾厚度偏厚，反之則垃圾厚度偏薄，借此調(diào)整垃圾進(jìn)料和多段爐排的速度。
文檔編號F23G5/50GK102865582SQ20121032224
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者呂慶忠, 原峰, 白茹 申請人:呂慶忠