本申請(qǐng)涉及垃圾焚燒處理，具體涉及一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、垃圾焚燒鍋爐通過將城市垃圾、工業(yè)廢棄物等高熱值廢棄物在高溫下進(jìn)行焚燒處理，現(xiàn)代垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)大多采用plc（可編程邏輯控制器）和dcs（分布式控制系統(tǒng)）相結(jié)合的方式進(jìn)行自動(dòng)化控制。同時(shí)焚燒過程會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、氮氧化物和其他有害氣體，通過自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)分析、煙氣監(jiān)測(cè)與治理等技術(shù)，能夠提高燃燒的穩(wěn)定性和效率，同時(shí)減少環(huán)境污染。
2、當(dāng)前對(duì)于垃圾焚燒爐的自動(dòng)控制方法一般基于固定的燃燒參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，但由于垃圾的成分復(fù)雜且燃燒過程變化大，固定的燃燒參數(shù)會(huì)導(dǎo)致焚燒過程中頻繁出現(xiàn)空氣與燃燒物的失衡情況，如果燃燒空氣量（風(fēng)量）不足，爐內(nèi)氧氣的濃度將過低，導(dǎo)致燃料無法充分氧化，出現(xiàn)燃燒不完全的問題，降低垃圾焚燒鍋爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，解決以上問題。
2、本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例提供了一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
3、垃圾焚燒數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取各采樣時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)以及燃燒產(chǎn)生的各種氣體濃度數(shù)據(jù)；
4、垃圾焚燒數(shù)據(jù)分析預(yù)警模塊，用于根據(jù)每個(gè)采樣時(shí)刻的不同氣體的濃度數(shù)據(jù)，確定每個(gè)采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)；比較不同采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)并分析其變化趨勢(shì)，得到不完全燃燒預(yù)警系數(shù)，對(duì)不完全燃燒進(jìn)行預(yù)警，得到預(yù)警時(shí)刻；
5、垃圾焚燒數(shù)據(jù)預(yù)警處理模塊，用于對(duì)預(yù)警時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)的變化特征進(jìn)行分析，并與歷史燃燒完全的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到預(yù)警時(shí)刻的垃圾焚燒效率；根據(jù)預(yù)警時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)的分布特征，結(jié)合預(yù)警時(shí)刻的氣體含量，得到預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重；基于所述垃圾焚燒效率以及煙氣含量權(quán)重，得到預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)；
6、垃圾焚燒進(jìn)風(fēng)量控制模塊，用于根據(jù)預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)，對(duì)送風(fēng)速率進(jìn)行控制。
7、其中，所述確定每個(gè)采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)，具體步驟包括：
8、氣體濃度數(shù)據(jù)包括氧氣、一氧化碳、二氧化碳以及二氧化硫這些氣體的氣體濃度；
9、對(duì)于每個(gè)采樣時(shí)刻，計(jì)算一氧化碳?xì)怏w濃度和二氧化硫氣體濃度之間的和值，將所述和值與氧氣氣體濃度之間的比值，記為第一比值；將一氧化碳?xì)怏w濃度與二氧化碳?xì)怏w濃度的比值，記為第二比值；將所述第一比值與所述第二比值進(jìn)行正向融合的結(jié)果，作為每個(gè)采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)。
10、其中，所述得到不完全燃燒預(yù)警系數(shù)，具體為：
11、獲取當(dāng)前采樣時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)組成的序列的一階差分序列，計(jì)算所述一階差分序列的元素和值；計(jì)算當(dāng)前采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)與歷史完全燃燒過程中所有采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)均值之間的差異，并與所述元素和值進(jìn)行正向融合，得到當(dāng)前采樣時(shí)刻的不完全燃燒預(yù)警系數(shù)。
12、其中，所述對(duì)不完全燃燒進(jìn)行預(yù)警的條件為完全燃燒預(yù)警系數(shù)的歸一化值大于等于預(yù)設(shè)閾值。
13、其中，所述得到預(yù)警時(shí)刻的垃圾焚燒效率，具體過程為：
14、獲取從燃燒開始到預(yù)警時(shí)刻的所有溫度數(shù)據(jù)，提取溫度數(shù)據(jù)在預(yù)警時(shí)刻的斜率，記為第一斜率；獲取歷史完全燃燒過程中與所述預(yù)警時(shí)刻相同位序的時(shí)刻，記為參照時(shí)刻，將溫度數(shù)據(jù)在參照時(shí)刻對(duì)應(yīng)的斜率，記為第二斜率；將所述第一斜率與所述第二斜率的比值記為第三比值；將預(yù)警時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)與參照時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)之間的比值記為第四比值；將所述第三比值與所述第四比值的乘積，作為預(yù)警時(shí)刻的垃圾焚燒效率。
15、其中，所述得到預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重，具體過程為：
16、獲取預(yù)警時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)的最小值；計(jì)算預(yù)警時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)與所述最小值的差異，并與預(yù)警時(shí)刻的氧氣氣體含量的負(fù)相關(guān)映射結(jié)果進(jìn)行相乘，得到預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重。
17、其中，所述氧氣氣體含量具體為氧氣氣體濃度的占比。
18、其中，所述預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)具體為預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重與垃圾焚燒效率的比值的歸一化結(jié)果。
19、其中，所述對(duì)送風(fēng)速率進(jìn)行控制，具體公式為：；式中，為預(yù)警時(shí)刻的送風(fēng)速率；為當(dāng)前固定的送風(fēng)速率，為預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)。
20、其中，當(dāng)不滿足對(duì)不完全燃燒進(jìn)行預(yù)警的條件時(shí)，停止對(duì)送風(fēng)速率的控制。
21、本申請(qǐng)至少具有如下有益效果：
22、本申請(qǐng)根據(jù)每個(gè)采樣時(shí)刻的不同氣體的濃度數(shù)據(jù)，確定每個(gè)采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)，分析垃圾焚燒過程中不同煙氣的含量變化趨勢(shì)，進(jìn)行不完全燃燒預(yù)警，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒過程中氧氣供應(yīng)不足的問題，并及時(shí)預(yù)警；進(jìn)一步的，對(duì)預(yù)警時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的溫度數(shù)據(jù)的變化特征進(jìn)行分析，并與歷史燃燒完全的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得到預(yù)警時(shí)刻的垃圾焚燒效率，能夠準(zhǔn)確評(píng)估當(dāng)前焚燒過程的效率和狀態(tài)；根據(jù)預(yù)警時(shí)刻以及之前所有采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)的分布特征，結(jié)合預(yù)警時(shí)刻的氣體含量，得到預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重；基于所述垃圾焚燒效率以及煙氣含量權(quán)重，得到預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)，有助于在發(fā)現(xiàn)燃燒不完全的情況下，及時(shí)調(diào)整進(jìn)風(fēng)量，從而優(yōu)化焚燒過程。通過精確控制進(jìn)風(fēng)量，可以提高燃燒效率，確保垃圾焚燒過程中的燃料充分氧化，減少有害氣體的排放，并提升整體焚燒設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和環(huán)保性能。
1.一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述確定每個(gè)采樣時(shí)刻的不完全燃燒指數(shù)，具體步驟包括：
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述得到不完全燃燒預(yù)警系數(shù)，具體為：
4.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)不完全燃燒進(jìn)行預(yù)警的條件為完全燃燒預(yù)警系數(shù)的歸一化值大于等于預(yù)設(shè)閾值。
5.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述得到預(yù)警時(shí)刻的垃圾焚燒效率，具體過程為：
6.如權(quán)利要求2所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述得到預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重，具體過程為：
7.如權(quán)利要求6所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氧氣氣體含量具體為氧氣氣體濃度的占比。
8.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)具體為預(yù)警時(shí)刻的煙氣含量權(quán)重與垃圾焚燒效率的比值的歸一化結(jié)果。
9.如權(quán)利要求1所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)送風(fēng)速率進(jìn)行控制，具體公式為：；式中，為預(yù)警時(shí)刻的送風(fēng)速率；為當(dāng)前固定的送風(fēng)速率，為預(yù)警時(shí)刻的進(jìn)風(fēng)量調(diào)節(jié)系數(shù)。
10.如權(quán)利要求4所述的一種提高燃燒穩(wěn)定性的垃圾焚燒鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)不滿足對(duì)不完全燃燒進(jìn)行預(yù)警的條件時(shí)，停止對(duì)送風(fēng)速率的控制。