一、前言
中控作為國(guó)內(nèi)著名自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商，已經(jīng)為多家垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)從控制層到管理層提供了完整的解決方案，包括垃圾進(jìn)廠計(jì)量，垃圾預(yù)處理，垃圾焚燒爐，汽機(jī)監(jiān)控，廠用電與電氣系統(tǒng)監(jiān)控，尾氣處理及生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集、調(diào)節(jié)控制、順序控制、聯(lián)鎖保護(hù)、歷史數(shù)據(jù)采集、記錄、打印，過(guò)程優(yōu)化等功能；同時(shí)WebField 系列DCS控制系統(tǒng)利用多種標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件接口可方便快捷的實(shí)現(xiàn)與第三方PLC、智能設(shè)備的無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)垃圾發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與信息化。
目前垃圾焚燒主要是有采用三種爐型：爐排式垃圾焚燒爐、流化床垃圾焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐。其中爐排式垃圾焚燒爐與流化床垃圾焚燒爐主要用于處理城市生活垃圾，而回轉(zhuǎn)窯焚燒爐則主要用于處理醫(yī)療垃圾與有毒的工業(yè)廢棄物，不配置汽輪發(fā)電機(jī)，控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單,在這里就不詳細(xì)介紹。
二、爐排式垃圾焚燒爐解決方案
典型的爐排式垃圾焚燒爐主要有垃圾輸送與灰渣系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)組成。
2.1 爐排垃圾焚燒爐的控制方案
由于爐排垃圾焚燒爐燃料的特殊性，決定它特有的工藝流程與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以在控制方案方面與燃燒其它燃料的鍋爐相比有著很大的差別，主要表現(xiàn)在爐膛溫度控制、負(fù)荷控制、滲濾液回噴流量控制等控制系統(tǒng)上。
u 爐膛溫度控制
中控對(duì)爐排垃圾爐的爐膛溫度控制是分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)的，第一階段是機(jī)組啟動(dòng)階段，沒(méi)有投垃圾，靠啟動(dòng)燃燒器（無(wú)啟動(dòng)燃燒的由輔助燃燒器完成）將爐膛升溫達(dá)到“850℃/2S”標(biāo)準(zhǔn)。在爐膛溫度未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)之前垃圾給料門(mén)是關(guān)閉的。當(dāng)爐膛溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，給料門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，開(kāi)始投料，隨著投料量的加大，垃圾燃燒負(fù)荷增加，啟動(dòng)燃燒器在燃燒器管理模塊的控制下逐漸減少負(fù)荷，最后依次關(guān)閉，完全由垃圾提供的熱量來(lái)維持爐內(nèi)溫度。此時(shí)進(jìn)入第二階段，在這一階段即要保證爐膛溫度達(dá)到“850℃/2S”標(biāo)準(zhǔn)；又要滿足外界負(fù)荷的要求，需根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化（主蒸汽流量的變化）通過(guò)計(jì)算不斷的修正爐膛溫度設(shè)定值“T2S”。當(dāng)垃圾提供的熱量不能滿足“T2S”時(shí)，燃燒器管理模塊決定是否起動(dòng)輔助燃燒，并對(duì)其進(jìn)行負(fù)荷分配。
u 負(fù)荷控制
中控的控制方案通過(guò)對(duì)垃圾熱值的實(shí)時(shí)計(jì)算以及所涉及的風(fēng)量蒸汽量計(jì)算，計(jì)算出垃圾給料機(jī)的平均給料速度、等待時(shí)間，同時(shí)計(jì)算出爐排的運(yùn)動(dòng)速度，送給液壓系統(tǒng)來(lái)控制垃圾給料機(jī)與爐排的運(yùn)動(dòng)，這種模擬量與開(kāi)關(guān)量相結(jié)合的方法，很好的克服了由于垃圾熱值變化而引起的燃燒不穩(wěn)定。中控在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了采用DCS對(duì)爐排垃圾焚燒爐的給料系統(tǒng)與爐排驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)控制，掌握了此類垃圾爐自動(dòng)控制的核心技術(shù)。
u 滲濾液回噴流量控制
垃圾焚燒廠大多采用滲濾液回噴入爐膛內(nèi)通過(guò)燃燒來(lái)處理，因此滲濾液回流量對(duì)爐膛溫度影響很大，必須根據(jù)燃燒情況對(duì)滲濾液量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。中控根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況開(kāi)發(fā)了滲濾液控制模塊，可對(duì)滲濾液回流量進(jìn)行可靠控制。
u 石灰漿流量與濃度控制
為了使煙氣排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，中控根據(jù)煙氣成分及布袋除塵器入口溫度，通過(guò)計(jì)算實(shí)現(xiàn)了對(duì)石灰漿的流量及濃度的控制。
2.2 爐排垃圾爐控制方案的典型應(yīng)用
重慶同興垃圾電廠采用法國(guó)阿爾斯通公司（ALSTOM）逆推式爐排焚燒技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)采用該技術(shù)最大的垃圾焚燒項(xiàng)目之一。一期工程為二條600t/d的焚燒線，配兩臺(tái)12MW純凝汽輪發(fā)電機(jī)組，日處理垃圾量最大可達(dá)1260噸。該廠的控制系統(tǒng)采用的是中控的WebField ECS-100系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)行操作、過(guò)程控制、事件報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等功能，并負(fù)責(zé)與各個(gè)子系統(tǒng)的PLC通訊。
控制系統(tǒng)由五臺(tái)操作站、一臺(tái)工程師站，兩臺(tái)通訊站、五臺(tái)過(guò)程控制站組成,設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為1992點(diǎn)，系統(tǒng)實(shí)際容量為2200點(diǎn)。系統(tǒng)投運(yùn)以后,運(yùn)行穩(wěn)定,為用戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
三、循環(huán)流化床垃圾焚燒爐控制方案
典型的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐工藝流程與爐排垃圾爐相似，只是增加了垃圾預(yù)處理系統(tǒng)與冷渣系統(tǒng)，主要由垃圾輸送與灰渣系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)組成。
3.1 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐控制方案
u 爐膛溫度控制
在鍋爐起動(dòng)階段由于不投垃圾，不存在850℃/2S控制要求；當(dāng)垃圾投入后以焚燒垃圾為主，煤量就可以根據(jù)爐膛溫度逐步減少，作為輔助燃燒參與爐膛溫度的調(diào)整，此控制方案充分體現(xiàn)了垃圾焚燒爐的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)意圖。中控通過(guò)對(duì)爐膛出口煙溫及其變化率的計(jì)算，由給煤機(jī)管理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛溫度的控制。
u 負(fù)荷控制
中控采用PID模塊與垃圾-煤比例分配模塊相結(jié)合，通過(guò)對(duì)垃圾與煤同時(shí)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)鍋爐負(fù)荷的控制。
u 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐床溫控制
循環(huán)流化床垃圾焚燒爐所燃燒的煤一般為劣質(zhì)煤，同時(shí)垃圾的熱值也比較低，所以床溫一般不會(huì)太高，可以通過(guò)調(diào)整一二次風(fēng)的配比建立專家規(guī)則庫(kù)來(lái)控制床溫。
u 循環(huán)流化床垃圾焚燒爐二氧化硫排放控制
循環(huán)流化床垃圾焚燒爐二氧化硫的排放量是通過(guò)石灰石給料調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，二氧化硫測(cè)量值與給定值一起送入主調(diào)節(jié)器進(jìn)行PID運(yùn)算，計(jì)算結(jié)果作為石灰石PID控制回路的設(shè)定值。
3.2 循環(huán)流化床垃圾爐控制方案的典型應(yīng)用
浙江金華熱電廠共建2臺(tái)400t/d異重循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐、2套尾氣處理系統(tǒng)，配置1套15MW 抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組，總的垃圾處理能力為日處理垃圾800t/d。其中垃圾焚燒爐采用浙江大學(xué)熱能工程研究所開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的異重循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐（示意圖見(jiàn)圖4）。DCS系統(tǒng)選用中控的ECS－100 DCS控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)流化床垃圾焚燒鍋爐＋1×15MW汽輪發(fā)電機(jī)組DCS控制項(xiàng)目中現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、控制等功能。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及DCS的性能，控制系統(tǒng)共有控制站3個(gè)、操作站6個(gè)、工程師站1個(gè)，實(shí)際容量為1686點(diǎn)。系統(tǒng)投運(yùn)以后,運(yùn)行穩(wěn)定,為用戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
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