垃圾焚烧发电厂自动控制系统的设计.docx

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1、垃圾焚烧发电厂自动控制系统的设计1 引言   垃圾焚烧是一种技术高度复杂，成本相对昂贵的生活垃圾处理技术。因此，无论是其发展源流与应用现状，目前均以欧美、日本等发达国家最具代表性。发达国家应用的垃圾焚烧技术，其特征代表了当前生活垃圾焚烧技术的最前沿，同时其所应用的垃圾焚烧技术对今后垃圾焚烧技术的发展也具有相当的指导作用。   由于种种原因，我国生活垃圾焚烧技术的研究和应用起步相对较晚，垃圾焚烧技术的研究落后于发展需要，目前国内既缺少行业标准和专业规范，更缺乏完整、成熟、形成系统的设计技术。对垃圾焚烧及余热发电的自动控制系统设计更是缺少规程、规范和成熟的运

2、行经验。而目前只有深圳建有比较正规的生活垃圾处理厂，其工程规模为日处理生活垃圾450T。一期工程于1988年11月投产，装有2台日处理能力为150t／d的日本马丁焚烧炉和1台5000kW汽轮发电机组及其配套设备。二期工程于1996年7月投产，增建1台处理能力为150t／d的国产垃圾焚烧炉和1台3000kW的汽轮发电机组及配套设备。由于建厂比较早，其自动化控制和检测水平不高，采用大量的常规仪表和控制开关进行手动控制。后经技术改造，增加了一套PLC控制系统，使其控制水平有了一定的提高，达到了正常运行时绝大部分的工艺过程操作与工艺参数的显示均能在中央控制室进行

3、。   下面就由3台日处理垃圾400吨的机械炉排焚烧炉配2台12MW汽轮发电机组组成的城市生活垃圾处理厂探讨其自动控制系统的设计方案。2 艺流程简介   机械炉排焚烧炉垃圾焚烧发电厂主要由地衡称重系统、垃圾卸料平台、垃圾贮坑、垃圾焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统、灰渣处理系统、助燃空气系统、废水处理系统等组成。生活垃圾由垃圾运输车运人垃圾焚烧处理厂，经过地衡称重后进入垃圾卸料平台，按控制系统指定的卸料门将垃圾倒人垃圾贮坑。垃圾贮坑内的垃圾由设在垃圾贮坑上方的吊车抓斗送人垃圾料斗，垃圾经斜槽与推料机推人焚烧炉内预热段。炉排在驱动机构的作用下使垃圾依次通

4、过燃烧段和后燃烬段，燃烧后的炉渣落人炉渣贮坑。垃圾坑上部设有抽风口，抽出坑内有害气体，经蒸汽一烟气二级预热后送人炉内，作为焚烧炉的燃烧空气。燃烧产生的高温烟气，经锅炉各受热面吸热降温后，烟气经过干式RCFB烟气处理系统、布袋除尘器和引风机、烟囱排人大气。余热产生的蒸汽用于推动汽轮机带动发电机发电。3 垃圾发电厂控制方式   根据垃圾发电厂的规模和工艺特点，三条垃圾焚烧线、两台汽轮发电机组及相应热力系统可采用一套DCS进行集中监视和控制，同时考虑电气监控纳入DCS系统。在集中控制室内以彩色CRT、键盘作为主要的监视和控制手段，实现炉、机、电集中的监视和控制

5、，还应设有紧急按钮，以便在DCS全部故障时，能进行紧急停炉、停机操作，并使炉内垃圾燃尽。在集中控制室设置有工业电视监视系统，对锅炉汽包水位、垃圾卸料区的操作和对焚烧炉内燃烧过程等进行监视。   对于辅助系统如称重地衡系统、垃圾池抓斗、化学水处理、除灰系统等，在就地设有独立的控制设备和人机操作接口，用于调试、启动和异常时在就地进行监视和操作。采用通信方式或将辅助控制系统的上位机远距离设在集中控制室，在集中控制室内进行监视和操作。4 控制系统组成   根据垃圾发电厂工艺流程的特点，控制系统主要由分散控制系统(DCS)、焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)、启动燃

6、烧器及辅助燃烧器系统、烟气连续测量监视系统、汽轮机控制系统(DEH)、汽轮机紧急跳闸系统(EST)、汽轮机安全监视系统(TSl)、辅助车间控制系统(化学水及废水处理控制系统、垃圾抓斗控制系统、除灰控制系统等)及电视监视系统等几部分组成。   分散控制系统主要由控制站、数据通讯总线和人机接口设备等三部分构成。分散控制系统是主要的控制系统，其功能包括数据采集、闭环控制、开环顺序控制和联锁保护等。焚烧炉燃烧控制系统(SIGMA)为垃圾焚烧发电厂自控系统的核心部分，该系统一般由垃圾焚烧炉生产厂家自己配供，其功能由单独的PLC来实现，并能与DCS通讯，通过DCS的

7、CRT进行监控。启动燃烧器及辅助燃烧器系统通过硬接线与SIGMA系统交换信息，其他系统或通过与DCS系统进行通讯或与DCS硬接线交换信息，最后统一由DCS进行监控。5 控制系统功能5．1 分散控制系统   分散控制系统功能包括数据采集系统、闭环控制系统、开环／顷序控制系统和联锁保护等功能。 a．数据采集系统(DAS)   数据采集系统(DAS)的功能是连续采集和处理所有与系统有关的重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的运行信息，实现系统安全经济运行。一旦发生任何异常工况，及时报警，提高系统的可利用率。DAS具本功能如下：   1)显示：

8、包括操作显示、成组显示、棒状图显示、趋势显示、报警显示等。   2)制表记录：包