垃圾焚烧炉的燃烧控制方法
针对垃圾焚烧机械炉排炉焚烧系统的分析
1.机械炉排炉的特点
国内垃圾焚烧炉燃烧装置种类较多、分类清晰，主要使用的技术以炉排和流化床、回转炉等为主，其中使用最广泛、最熟练的为炉排式技术。垃圾炉排式焚烧装置主要采用顺推、逆推、往返推等形式，机械炉排以活动炉排形式为主，该形式利用炉排反复移动的方式焚烧炉内垃圾，且燃烧十分彻底。炉内焚烧垃圾的时候，垃圾会受高温影响快速分解，在高温炙烤下生活垃圾中的水分会被蒸发，该阶段被称为干燥段，其主要是帮助垃圾脱水，使其彻底干燥方便焚烧。
机械炉排炉内的垃圾彻底脱水后进入焚烧阶段，此时空气会从炉底流入炉内，这样可以避免高温损坏炉排，同时涌入的空气有助于垃圾燃烧，当垃圾烧尽成灰后进入冷却阶段，待彻底冷却即可排除灰烬。需要强调一点，在机械排炉设计阶段，必须保证能够在炉子里面彻底处理垃圾焚烧产生的毒气，所以要合理运用高温彻底分解毒气。
2.国外技术分析
中国通过仅仅引入国外炉排技术提高自身的垃圾焚烧处理能力、弥补自身垃圾焚烧处理技术落后的缺陷，所以我们要积极的学习、借鉴国外经验。经研究发现，国外会通过增加煅烧过程的方式处理较高含水量的垃圾，通常以四段或更多段技术完成垃圾脱水、干燥、焚烧、排灰等处理工作。
同时，还会引入自动化工序设计模式，实现半自动化监管、控制燃烧过程的目的。通过直接操控机械设备进行垃圾焚烧工作，将避免工作人员收到垃圾焚烧产生的毒气影响。与此同时，机械控制模式还具备垃圾特征自动识别功能，可以精确地对垃圾燃烧、冷却时间加以控制，而且采用的水冷、风冷模式也有效的保护的垃圾机械焚烧炉炉排。
垃圾焚烧机械炉炉排的关键技术及燃烧控制方法
2.1.自动燃烧控制技术及方法
自动燃烧控制技术系统是中国大陆诸多垃圾机械排炉焚烧工厂使用的系统之一，该技术可以提高垃圾焚烧的自动化水平、燃烧效果。当机械排炉内填满各种垃圾后，自动燃烧控制系统会自主分析垃圾种类、并进行处理，而工作员工还可以利用燃烧控制技术系统反馈信息掌握机械炉炉排运行情况，并通过系统做出调节动作，使炉排运行稳定性得到保障；同时，还可以利用控制系统及时处理其他问题，提高燃烧控制效果。
2.2.合理设计、制造垃圾焚烧机械排炉炉排
高温是保障垃圾焚烧处理效果的基础，所以必须选择耐高温的材料制造炉排。通常合金钢是炉排首选材料，它具有耐高温、耐磨损、抗腐蚀等特点。在焚烧垃圾的过程中，往往会对炉内分布的温度提出详尽要求，所以应根据炉内燃烧温度状况合理设计炉排，设计、制造与炉内燃烧状况相符的炉排形状，所以制造炉排的材料应具备可塑性。另外，要将Cr、Ni、Mo等合金元素加入炉排制造材料中，提高炉排耐高温、抗腐蚀、易塑性的效果，延长炉排使用寿命。
2.3.科学调控垃圾焚烧机械炉炉排速度及给料的行程与速度、风门开度
首先，要根据炉排速度与运行时间，科学调整炉排给料器的形成、给料速度，确保料床垃圾厚度符合处理标准，提高燃烧效果。一是，若设置的给料器与速度及炉排运行及停止时间一样，炉排速度越快料床垃圾越薄、速度越慢则料床垃圾越厚。若确定了炉排速度，则给料行程长短及给料速度会对料床垃圾厚度产生直接影响。
其次，调整风门开度。如烟气含氧量低(5%以下)，可关小主燃区风室的风门，开大燃烬区风室的风门，投入或开大二次风；如烟气含氧量高(8%以上)，则可关小各风室的风门，特殊情况下可开大主燃区风室的风门加强燃烧；若料床垃圾很厚，要增加风门开度，若料床垃圾较薄要减小风门开度，且要结合实际状况灵活调整风门开度。
2.4.科学控制垃圾焚烧机械炉垃圾燃烧料床厚度
首先，结合垃圾质量对料床厚度进行调整。
一是，垃圾重时，要将料床垃圾控制在500±100mm较薄水平；所谓垃圾重，含义为“含有很多灰份垃圾，压在中底部的垃圾，含有大量水分的垃圾”，此类都是密度较大的垃圾堆。
二是，轻垃圾处理时，要将料床垃圾控制在700±100mm较厚的水平，轻垃圾含义是“灰份较低、在垃圾堆上部堆积的垃圾；”此类垃圾密度都比较小。
三是，结合垃圾热值对垃圾料床厚度进行控制，当热值大时应减轻垃圾厚度，当热值小时应增加料床垃圾厚度。
其次，科学调整火床上偏厚的垃圾(料床上有超过了1000mm厚的垃圾)。一是，降低垃圾给料速度，减小给料器行程；同时，增加机械炉炉排运行速度，结合火床长度、着火状况，做好炉排及给料器运行与停止时间的设置。然后，当料床垃圾厚度较小、火床较短、炉温不高时，应酌情增加垃圾给料量，并增加给料器的行程。
最后，调整机械炉料床厚度的时候，要按部就班的控制进炉垃圾总量，要防止大范围调整引发的料床垃圾厚度不一现象的出现。
3.垃圾焚烧炉机械炉排式垃圾焚烧
垃圾焚烧炉机械炉排式垃圾焚烧发电技术具有多种优点，适宜大规模处理城市生活垃圾，目前，炉排式垃圾焚烧炉是我国城市生活垃圾处理的主要设备。
2016年年末全国城市共有生活垃圾无害化处理场(厂)940座，比上年增加50座，日处理能力62.1万吨，处理量1.97亿吨，城市生活垃圾无害化处理率96.62%，比上年增加2.52个百分点。与日俱增的城市生活垃圾已经成为困扰城市发展、污染城市环境、影响居民生活的社会问题。传统的填埋、堆肥等垃圾处理工艺已经不能满足日常垃圾处理的要求，有效实现垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾焚烧处理工艺是目前解决垃圾围城问题的首选方案。
机械炉排式垃圾焚烧发电技术具有处理量大、运行可靠度较高、处理周期短、减量化显著、无害化彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点，适宜大规模处理城市生活垃圾。在全球已建的2300多座生活垃圾焚烧发电厂中，机械焚烧炉使用率在80%以上，是目前国内外城市生活垃圾焚烧发电处理的最佳处理方式。
大型机械焚烧炉具有单条生产线处理能力大、土地占用量少、单位垃圾发电量高、维护成本低的优点，随着垃圾焚烧发电工艺技术进步和土地资源越来越珍贵，机械炉排式垃圾焚烧炉将朝着大型化、智能化和高效化的方向发展。
4.垃圾焚烧炉智能化燃烧控制技术
垃圾焚烧智能化燃烧控制技术是“十二五”科技支撑计划课题“大型(700t/d)垃圾智能化焚烧成套装备研发与示范”项目的重要组成部分，于2014年底经科技部批准实施，首先在福建南安3#700t/d焚烧线上进行试验性工程应用。
垃圾焚烧智能化燃烧控制技术，主要研发适应我国生活垃圾的焚烧处理的智能化自动燃烧控制系统(ITCC)，以求最大限度地降低我国城市生活垃圾特性变化对焚烧工况的影响，提升生活垃圾焚烧厂的自动控制水平。
在我国投入运行的炉排式垃圾焚烧炉通常为，启炉时，主要根据炉膛温度调节给料机、炉排的动作；运行时，根据主蒸汽流量调节；有些炉排技术也将炉渣热灼减率、料层厚度、含氧量作为控制要素纳入炉排控制系统。但将与炉排给料、炉排式垃圾焚烧的多因素一并纳入垃圾焚烧燃烧控制系统还是值得研究和开发的。
垃圾焚烧智能化燃烧控制技术将入炉垃圾量、垃圾热值预测、火焰监测、主蒸汽流量、均匀性给料、料层温度和厚度、燃烬率、含氧量、一次风、二次风配风等多种因素均纳入控制系统，通过多种计算、算法技术的应用，自动、有效地控制给料机、逆推段炉排、顺推段炉排的动作以及入炉风量，以实现大型炉排式垃圾焚烧炉均匀给料、均匀燃烧的目的。
垃圾焚烧炉智能化燃烧控制技术的实际应用技术主要包括：炉膛火焰辐射温度场与料层厚度监测技术、垃圾热值计算校核控制系统和风量配比方案与控制算法与技术，生活垃圾热值在线计算算法软件包的应用，垃圾焚烧炉在垃圾热值不稳定情况下的风量配比方案与控制算法，垃圾焚烧厂运行的控制参数模糊化在线调整技术、与DCS的协调技术、数字化测控与接口等技术。
(1)垃圾热值计算模块通过垃圾焚烧炉主蒸汽量实时累积以及垃圾焚烧炉入炉垃圾量的实时累积数据，结合锅炉热平衡反向实时计算垃圾入炉热值，直接以数据反映在主控制界面上。垃圾焚烧炉热平衡原理图主控制界面带有垃圾热值实时数值
(2)垃圾焚烧炉燃烧段温度场监测由于大型炉排式焚烧炉的体积较大，炉内的温度分布是不均匀的，即炉内不同部位的温度不同，且炉排中央部位监测较为困难。这里所说的焚烧温度是指燃烧段垃圾焚烧所能达到的最高温度，一般来说位于燃烧段垃圾层上方并靠近燃烧火焰的区域内的温度最高，可达850～1100℃。生活垃圾的热值越高，可达到的焚烧温度越高，则越有利于生活垃圾的焚烧。同时，温度与停留时间是一对相关因子，在较高的温度下适当缩短停留时间，亦可维持较好的焚烧效果。垃圾焚烧智能化燃烧控制技术在二段式垃圾焚烧炉排的上部安装了4台高温摄像设备，可覆盖的炉排的燃烧段、烘干段，通过火焰辐射温度场软件，将火焰强度转换为数据并反馈到DCS系统。垃圾炉内火焰温度分析系统软件界面火焰强度数据在DCS上的显示
(3)智能化燃烧控制系统智能化燃烧控制系统将给料机、炉排动作相关的垃圾量、垃圾热值、火焰强度、主蒸汽流量、料层温度和厚度、燃烬率、含氧量、一次风量、二次风量等数据输入系统，根据设定逻辑关系，自动计算给料机、逆推炉排、顺推炉排的行程、启停时间及运行速度；控制系统即可实现单列炉排单独驱动也可实现多列炉排同步驱动。避免了运行操作中人为因素引起的不稳定性。
(4)垃圾燃烧段料层厚度软件测量不同的垃圾在炉内的料层厚度是不一致的，操作人员须根据垃圾在炉内的焚烧效果(燃烧区域、火焰高度、亮度)，判断燃烧状况，合理调整料层厚度才能使垃圾稳定燃烧。厚度太大，可能导致不完全燃烧和不稳定燃烧；厚度太薄燃烧热量不够，又会减少焚烧炉的处理量与燃烧工况上下起伏不稳定，因此控制料层的厚度尤为重要。通过采集炉排上下压差，结合一次风量和高温摄像设备取得火焰强度数据，建立料层厚度的计算模型，将料层厚度直接翻页在控制界面中，使操作人员对料层厚度有直接的判断。垃圾焚烧智能化燃烧控制技术在国家“十二五”科技支撑计划的支持下，在700吨/日上的应用取得了预期的效果，试验性工程应用表明，自动控制的投入较手动控制，在炉膛温度、垃圾料层厚度、烟气中含氧量、炉膛负压等方面的波动幅度降低30%以上。反转新世纪已开始讲该控制技术应用于中小炉型，以推进垃圾焚烧智能化燃烧控制技术的应用与系列化，为炉排式垃圾焚烧炉的稳定运行及达标排放提供积极、有效的技术装备和手段。
结束语
总之，在采用焚烧模式处理垃圾的过程中，要结合垃圾焚烧机械炉使用特点，做好燃烧控制方法等的研究，才能提高垃圾焚烧处理效果