[发明专利]生活垃圾焚烧厂炉膛烟气停留时间的在线监测方法

说明书

本发明实施例公开了一种生活垃圾焚烧厂炉膛烟气停留时间的在线监测方法，涉及垃圾焚烧炉技术领域。所述在线监测方法包括以下步骤：(1)构建沿炉膛长度的实时温度场分布模型，采用红外热成像技术或声波测温技术进行炉膛烟温在线监测，获得烟温850℃对应的炉膛长度Lsubgt;850/subgt;；(2)构建炉膛标态烟气量计算模型，采集总排口CEMS的标态烟气量和氧量，采集烟气净化系统的喷水和喷石灰浆量的在线监测数据，采集炉膛上部在线测氧仪的氧量，进行烟气、氧气的质量平衡计算，获得炉膛标态烟气量；(3)根据构建的炉膛实时温度场分布模型和标态烟气量计算模型，获得烟气停留时间。本发明实施例准确度高，干扰因素少、系统简单、投资小、实用性和可操作性强。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧炉技术领域，特别是指一种生活垃圾焚烧厂炉膛烟气停留时间的在线监测方法。

背景技术

城市生活垃圾目前普遍采用混合收集方式，垃圾中含有的大量塑料、橡胶等物质燃烧后会生成有害烟气，尤其二噁英，若不采取有效的控制措施，对环境和人体的毒害极为严重。因此，生活垃圾焚烧污染控制标准(GB18485-2014)规定：“炉膛内焚烧温度≥850℃，且烟气停留时间≥2s”，就是为了保证绝大部分垃圾焚烧后在高温和足够停留时间下可以充分摧毁有害物质，使之分解为无毒的气体。然而实际生产中，仅有炉膛温度在线测量，而无烟气停留时间在线测量，唯一能证明“烟气停留时间≥2秒”的仅为锅炉设计计算书，不能及时准确地反映实时运行情况。而且垃圾成分复杂、垃圾热值和烟气量变化大，往往实际工况和设计工况有很大的偏离，因此，实时动态监测垃圾焚烧后炉膛烟气停留时间显得尤为重要。

目前，炉膛烟气停留时间的在线监测都是通过构建炉膛实时温度场模型和烟气量计算模型的方式来实现。在构建炉膛实时温度场模型时，专利申请CN106770456A和CN107702745A均采用热电偶来实现炉膛温度的测量，但是热电偶测量存在如下缺点：(1)测温的代表性偏差：一般炉膛截面温度场分布是中心温度高，边缘温度低，而热电偶测温，只能是单点位测试，探入深度有限，一般只有200-400mm，距离中心区较远，所测数据与真实温度存在较大的偏差，测试结果很难有代表性；(2)测温的准确性误差：垃圾焚烧炉烟气中含有较多的酸性气体(SO₂、HCl)和碱灰(Na、K)，会引起热电偶的高温腐蚀和结焦积灰，导致热电偶的测量精度不高、劣化速度快，使用寿命短。

在构建炉膛烟气量计算模型时，这两篇专利采用了不同的烟气测量方法。CN106770456A是采用设计烟气量再经过负荷比的折算而获得；而在实际运行中，入炉垃圾经常偏离设计值较大，甚至组分和热值都与设计之初有很大的差别，简单地通过设计烟气量乘以负荷比进行修正获得炉膛烟气量，往往与实际烟气量偏差较大，最终导致计算出来的停留时间不能准确反映实际运行。CN107702745A是采用测速管在线测量速度(皮托管原理)，测得的烟气速度乘以相应的炉膛截面积来获得烟气量。对于炉膛这样的烟温高、腐蚀性强、易堵灰的恶劣环境，测速管连续长期暴露其中，存在采样孔的堵灰、高温腐蚀和烧结、管材要求高、测试准确度低、可靠性差等问题；而且对于偌大的炉膛中，炉膛速度场并不均匀一致，会存在许多的偏流、回流、绕流、涡流等现象，因此，仅仅是通过布置测速管进行的几个单点位速度测量，测得数值很难具有代表性；即使布置更多的测速管进行多点位测试，虽然提高一些测量的代表性，却大大增加了仪表的复杂性和维护量，测试孔堵塞问题常有发生。

由上述可见，目前的炉膛温度和烟气量的测量均存在问题，直接影响到构建炉膛实时温度场模型和烟气量计算模型的准确性，使得现有的垃圾焚烧停留时间在线监测方法缺乏实操性和可靠性，亟需一种相对简单、实操性强、准确度高、干扰因素少的垃圾焚烧停留时间在线监测方法，以准确反映实际运行情况；并通过可靠的停留时间在线监测，以实现进一步的锅炉优化燃烧和节能控制。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种相对简单、实操性强、准确度高、干扰因素少的生活垃圾焚烧厂炉膛烟气停留时间的在线监测方法。

一种生活垃圾焚烧厂炉膛烟气停留时间的在线监测方法，包括以下步骤：