隨著我國醫療環境的增加,醫院的醫療垃圾量也日益增加.醫療垃圾的處理方式目前以焚燒為主.但醫療垃圾的組成含有大部分的有機廢物,這些廢物可以作為燃料供給燃燒,但醫療垃圾中含有的金屬廢物,如刀片、針頭等,如果不加以處理,會在燃燒廢渣丟棄后產生一定程度的風險.所以,醫療垃圾焚燒爐的爐溫必須控制在鐵熔點1500攝氏度以上,以確保燃燒過程中其刀片和針頭等尖銳物品充分融化和鈍化.以爐溫控制為目的,本文重點分析一臺12噸級別的醫療垃圾焚燒爐的投料系統自動化升級改造工程.
二、設備結構分析:設備自動投料系統分為兩個倉,一個是進料倉,一個是鍋爐進料口,鍋爐進料口基本沒有緩沖功能,而由進料倉和皮帶機提供進料量的控制功能.本系統的感應器在給料皮帶的張緊器前方,距離卸載滾筒25cm,在1m/s的帶速下,經過250ms,經過稱重的物料會進入鍋爐進料口.
三、當前問題:當前的半自動投料系統使用繼電器控制:當爐溫下降時,加大原料口的喂料量,皮帶機運行在高速.當爐溫上升時,減少原料口的喂料量,皮帶機運行在低速.原料口的喂料量控制只有開和閉兩個狀態,只是通過控制開口時間占總時間的比例進行喂料,且其運作模式根據延時繼電器的固定設置提供半自動服務.這種模式存在兩個硬傷:1.控制精度差.因為使用繼電器組控制,其控制方案是全硬件實現的,而且繼電器的功能較少,缺少邏輯比較控制,沒有模糊控制能力.所以,使用繼電器進行控制時,其爐溫波動范圍一致在100度以上,系統爐溫低于1538攝氏度的時間片一般占到總時間的15%以上.2.缺少軟件支持.
繼電器組是全硬件的控制系統,而焚燒爐的最佳控制方式是模糊控制方式.模糊控制必須有軟件的判斷過程,這個判斷過程在當前的半自動控制中難以實現.所以當前的垃圾焚燒爐雖然應用了半自動控制模式,但其運行期間仍然需要爐前工現場操作,其自動模式僅僅是節省了爐前工的部分工作量.
四、模糊控制方案:根據分析的數據結構,形成策略表.從策略分析來看,其策略共有7條.分別為:1.保持當前的給料方案不變;2.將給料速度下降1檔;3.將給料速度下降3檔;4.停止給料;5.將給料速度提高1檔;6.將給料速度提高3檔;7.使用最快給料速度;可以看到,數據是全部是控制鍋爐的給料,而沒有操作鍋爐的通風系統.因為本文的12噸鍋爐沒有四管系統,其風量來自鍋爐前膛的鼓風機提供新風,所以,本案的模糊控制方案認為其風量是恒定的,不可控的.本文的模糊控制方案有一個弊端,就是在鍋爐內給料量足夠大時,容易造成燃料壓火的現象,此時加大給料量,反而會進一步造成鍋爐的爐溫下降.所以,在模糊控制方案之外,設立一個獨立的進程,當鍋爐給料量達到最大,其鍋爐爐溫仍在進一步下降時,應該鳴響聲光警報,同時終止進程.這時鍋爐管理員需要判斷爐內是否存在壓火現象,及時處理或者確認無誤后,按下24號開關按鈕重置系統,手動操作恢復爐溫后,重新啟動PLC控制器.
五、系統測試及效果對比:使用繼電器組進行自動運行時,雖然系統的大部分時間運行在1400-1700攝氏度的溫度范圍內,但其溫度波動范圍較大,爐溫低于1400攝氏度的時間占到總公運行時間的30%左右,此時其金屬刀片針頭等的融化鈍化效果并不明顯.但采用了新系統后,其運行狀態較為平穩,超過1600攝氏度的時間只有1秒,而低于1500攝氏度的時間也只有1秒,正常運轉時間占到總運轉時間的92%,此時,金屬刀片及針頭等融化鈍化效果可以顯現出來.
