一种基于模型的垃圾焚烧控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于模型的垃圾焚烧控制系统，所述系统包括：数据采集装置，用以采集与焚烧炉的燃烧过程相关的燃烧过程数据；模型参数优化单元，包括模型处理单元和参数优化单元，所述模型处理单元利用动态燃烧模型将所述燃烧过程数据作为输入变量计算出输出变量，所述输出变量预测与所述焚烧炉的燃烧工况相关的燃烧工况数据，所述动态燃烧模型为根据所述燃烧过程数据和所述燃烧工况数据之间的相关关系建立的计算模型，所述参数优化单元根据所述输出变量计算所述焚烧炉的优化控制参数；自动控制模块，用以根据所述优化控制参数对所述焚烧炉进行自动控制。根据本发明专利技术，实现了垃圾焚烧过程的最优控制，提升了焚烧炉的燃烧效率和灼减率。

A model-based Waste Incineration Control System

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型的垃圾焚烧控制系统
本专利技术涉及垃圾处理领域，具体而言涉及一种基于模型的垃圾焚烧控制系统。
技术介绍
垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方法，由于垃圾用焚烧法处理后，减量化效果显著，节省用地，还可消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物，故垃圾焚烧法已成为城市垃圾处理的主要方法之一。垃圾焚烧过程中由于垃圾原料不固定、成分复杂多变等原因，燃烧工况复杂。为了实现良好的垃圾燃尽效率和灼减率，往往采用控制系统对焚烧炉的运行状态进行控制。具体的，采用烟囱尾部的CEMS数据为控制依据，控制系统一般采用PID控制，再根据运行经验编写控制策略，这种控制下很难保证整个系统在最优的情况下运行。为此，有必要提供了一种基于模型的垃圾焚烧控制系统，用以解决现有技术中的问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。本专利技术提供了一种基于模型的垃圾焚烧控制系统，包括：数据采集装置，用以采集与焚烧炉的燃烧过程相关的燃烧过程数据；模型参数优化单元，包括模型处理单元和参数优化单元，所述模型处理单元利用动态燃烧模型将所述燃烧过程数据作为输入变量计算出输出变量，所述输出变量预测与所述焚烧炉的燃烧工况相关的燃烧工况数据，所述动态燃烧模型为根据所述燃烧过程数据和所述燃烧工况数据之间的相关关系建立的计算模型，所述参数优化单元根据所述输出变量计算所述焚烧炉的优化控制参数；自动控制模块，用以根据所述优化控制参数对所述焚烧炉进行自动控制。示例性地，所述动态燃烧模型包括利用MATLAB建立的时序模型。示例性地，所述动态燃烧模型包括燃烧氧量模型和燃烧风料比模型；所述燃烧氧量模型用以计算与所述焚烧炉的二次风给定量相关的燃烧工况数据，所述燃烧风料比模型用以计算与所述焚烧炉的一次风给风量、给料炉排给料量、焚烧炉排推进速度相关的燃烧工况数据。示例性地，所述燃烧氧量模型的所述输入变量包括主蒸汽流量、烟气量、炉膛温度、余热锅炉出口烟气含氧量、烟囱出口烟气含氧量、进料量、垃圾热值；所述燃烧氧量模型的所述输出变量包括余热锅炉出口烟气含氧量；其中，上一次计算得到作为所述输出变量的所述余热锅炉出口烟气含氧量作为下一次计算中使用的所述输入变量。示例性地，所述燃烧风料比模型的所述输入变量包括：进料量、热值、一次风风量、二次风风量；所述燃烧风料比模型的输出变量包括：主蒸汽流量、烟气量、炉膛温度、余热锅炉出口烟气含氧量、烟囱出口烟气含氧量。示例性地，所述参数优化单元根据所述输出变量对所述优化控制参数进行自适应调节。示例性地，所述参数优化单元利用机器学习模型根据所述输出变量计算所述优化控制参数。示例性地，所述数据采集装置还采集焚烧炉的所述燃烧工况数据。示例性地，所述参数优化单元还对由所述模型处理单元计算的用以预测所述燃烧工况数据的所述输出变量和所述数据采集装置采集的所述燃烧工况数据进行比较获得比较结果，并根据所述比较结果计算所述优化控制参数。示例性地，所述优化控制参数包括一次风风量、二次风风量、给料炉排给料量以及焚烧炉排运动速度。根据本专利技术的基于模型的垃圾焚烧控制系统，通过燃烧状态模型对垃圾焚烧燃烧工况数据进行预测，并基于该预测数据对焚烧炉的控制参数进行优化控制，实现了垃圾焚烧过程的最优控制，提升了垃圾焚烧的灼减率，提升了焚烧炉的燃烧效率，实现了烟气总量的最优化控制。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为根据本专利技术的基于模型的垃圾焚烧控制系统的框图；图2为根据本专利技术的一个实施例的一种垃圾焚烧控制系统的控制原理示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本专利技术的一种老年生活垃圾填埋场晚期渗滤液处理方法和装置。显然，本专利技术的施行并不限于垃圾处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。垃圾焚烧过程中由于垃圾原料不固定、成分复杂多变等原因，燃烧工况复杂。为了实现良好的垃圾燃尽效率和灼减率，往往采用控制系统对焚烧炉的运行状态进行控制。具体的，采用烟囱尾部的CEMS数据为控制依据，控制系统一般采用PID控制，再根据运行经验编写控制策略，这种控制下很难保证整个系统在最优的情况下运行。为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了基于模型的垃圾焚烧控制系统，包括：数据采集装置，用以采集与半干法反应塔的反应过程相关的过程数据；模型参数优化单元，包括模型处理单元和参数优化单元，所述模型处理单元利用动态烟气处理模型将所述过程数据作为输入变量计算出与输出变量，其中所述输出变量预测与由所述半干法反应塔中输出的烟气相关的烟气排放数据，所述动态烟气处理模型为根据所述过程数据和所述烟气排放数据之间的相关关系建立的计算模型，所述参数优化单元根据所述输出变量计算所述半干法反应塔的优化控制参数；自动控制模块，用以根据所述优化控制参数对所述半干法反应塔进行自动控制。下面参考图1和图2对根据一种基于模型的垃圾焚烧控制系统进行示例性说明，其中图1为根据本专利技术的基于模型的垃圾焚烧控制系统的框图，图2为根据本专利技术的一个实施例的一种垃圾焚烧控制系统的控制原理示意图。首先参看图1，基于模型的垃圾焚烧控制系统包括数据采集装置101，模型参数优化单元102和自动控制模块103。数据采集装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型的垃圾焚烧控制系统，其特征在于，包括：/n数据采集装置，用以采集与焚烧炉的燃烧过程相关的燃烧过程数据；/n模型参数优化单元，包括模型处理单元和参数优化单元，所述模型处理单元利用动态燃烧模型将所述燃烧过程数据作为输入变量计算出输出变量，所述输出变量预测与所述焚烧炉的燃烧工况相关的燃烧工况数据，所述动态燃烧模型为根据所述燃烧过程数据和所述燃烧工况数据之间的相关关系建立的计算模型，所述参数优化单元根据所述输出变量计算所述焚烧炉的优化控制参数；/n自动控制模块，用以根据所述优化控制参数对所述焚烧炉进行自动控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模型的垃圾焚烧控制系统，其特征在于，包括：
数据采集装置，用以采集与焚烧炉的燃烧过程相关的燃烧过程数据；
模型参数优化单元，包括模型处理单元和参数优化单元，所述模型处理单元利用动态燃烧模型将所述燃烧过程数据作为输入变量计算出输出变量，所述输出变量预测与所述焚烧炉的燃烧工况相关的燃烧工况数据，所述动态燃烧模型为根据所述燃烧过程数据和所述燃烧工况数据之间的相关关系建立的计算模型，所述参数优化单元根据所述输出变量计算所述焚烧炉的优化控制参数；
自动控制模块，用以根据所述优化控制参数对所述焚烧炉进行自动控制。


2.如权利要求1所述的垃圾焚烧控制系统，其特征在于，所述动态燃烧模型包括利用MATLAB建立的时序模型。


3.如权利要求1所述的垃圾焚烧控制系统，其特征在于，所述动态燃烧模型包括燃烧氧量模型和燃烧风料比模型；
所述燃烧氧量模型用以计算与所述焚烧炉的二次风给定量相关的燃烧工况数据，
所述燃烧风料比模型用以计算与所述焚烧炉的一次风给风量、给料炉排给料量、焚烧炉排推进速度相关的燃烧工况数据。


4.如权利要求3所述的垃圾焚烧控制系统，其特征在于，所述燃烧氧量模型的所述输入变量包括主蒸汽流量、烟气量、炉膛温度、余热锅炉出口烟气含氧量、烟囱出口烟气含氧量、进料量、垃圾热值；所述燃烧氧量模型的所述输出变量包括余...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亮，杨仕桥，邵哲如，王健生，洪益州，张二威，张晓军，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院南京有限公司，光大环境科技中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32