垃圾焚燒發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

垃圾焚燒發(fā)電廠自動控制系統(tǒng)的設(shè)計垃圾燃燒發(fā)電廠自動掌握系統(tǒng)的設(shè)計

垃圾燃燒發(fā)電廠自動掌握系統(tǒng)的設(shè)計轉(zhuǎn)自：時間：201*年10月8日9:12

1引言

垃圾燃燒是一種技術(shù)高度簡單，本錢相對昂貴的生活垃圾處理技術(shù)。因此，無論是其進(jìn)展源流與應(yīng)用現(xiàn)狀，目前均以歐美、日本等興旺國家最具代表性。興旺國家應(yīng)用的垃圾燃燒技術(shù)，其特征代表了當(dāng)前生活垃圾燃燒技術(shù)的最前沿，同時其所應(yīng)用的垃圾燃燒技術(shù)對今后垃圾燃燒技術(shù)的進(jìn)展也具有相當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)作用。

由于種種緣由，我國生活垃圾燃燒技術(shù)的討論和應(yīng)用起步相對較晚，垃圾燃燒技術(shù)的討論落后于進(jìn)展需要，目前國內(nèi)既缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更缺乏完整、成熟、形成系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)。對垃圾燃燒及余熱發(fā)電的自動掌握系統(tǒng)設(shè)計更是缺少規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和成熟的運行閱歷。而目前只有深圳建有比擬正規(guī)的生活垃圾處理廠，其工程規(guī)模為日處理生活垃圾450T。一期工程于1988年11月投產(chǎn)，裝有2臺日處理力量為150t／d的日本馬丁燃燒爐和1臺5000kW汽輪發(fā)電機組及其配套設(shè)備。二期工程于1996年7月投產(chǎn)，增建1臺處理力量為150t／d的國產(chǎn)垃圾燃燒爐和1臺3000kW的汽輪發(fā)電機組及配套設(shè)備。由于建廠比擬早，其自動化掌握和檢測水平不高，采納大量的常規(guī)儀表和掌握開關(guān)進(jìn)展手動掌握。后經(jīng)技術(shù)改造，增加了一套PLC掌握系統(tǒng)，使其掌握水平有了肯定的提高，到達(dá)了正常運行時絕大局部的工藝過程操作與工藝參數(shù)的顯示均能在中心掌握室進(jìn)展。

下面就由3臺日處理垃圾400噸的機械爐排燃燒爐配2臺12MW汽輪發(fā)電機組組成的城市生活垃圾處理廠探討其自動掌握系統(tǒng)的設(shè)計方案。2藝流程簡介

機械爐排燃燒爐垃圾燃燒發(fā)電廠主要由地衡稱重系統(tǒng)、垃圾卸料平臺、垃圾貯坑、垃圾燃燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)、助燃空氣系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等組成。生活垃圾由垃圾運輸車運人垃圾燃燒處理廠，經(jīng)過地衡稱重后進(jìn)入垃圾卸料平臺，按掌握系統(tǒng)指定的卸料門將垃圾倒人垃圾貯坑。垃圾貯坑內(nèi)的垃圾由設(shè)在垃圾貯坑上方的吊車抓斗送人垃圾料斗，垃圾經(jīng)斜槽與推料機推人燃燒爐內(nèi)預(yù)熱段。爐排在驅(qū)動機構(gòu)的作用下使垃圾依次通過燃燒段和后燃燼段，燃燒后的爐渣落人爐渣貯坑。垃圾坑上部設(shè)有抽風(fēng)口，抽出坑內(nèi)有害氣體，經(jīng)蒸汽一煙氣二級預(yù)熱后送人爐內(nèi)，作為燃燒爐的燃燒空氣。燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?jīng)鍋爐各受熱面吸熱降溫后，煙氣經(jīng)過干式RCFB煙氣處理系統(tǒng)、布袋除塵器和引風(fēng)機、煙囪排人大氣。余熱產(chǎn)生的蒸汽用于推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。3垃圾發(fā)電廠掌握方式

依據(jù)垃圾發(fā)電廠的規(guī)模和工藝特點，三條垃圾燃燒線、兩臺汽輪發(fā)電機組及相應(yīng)熱力系統(tǒng)可采納一套DCS進(jìn)展集中監(jiān)視和掌握，同時考慮電氣監(jiān)控納入DCS系統(tǒng)。在集中掌握室內(nèi)以彩色CRT、鍵盤作為主要的監(jiān)視和掌握手段，實現(xiàn)爐、機、電集中的監(jiān)視和掌握，還應(yīng)設(shè)有緊急按鈕，以便在DCS全部故障時，能進(jìn)展緊急停爐、停機操作，并使?fàn)t內(nèi)垃圾燃盡。在集中掌握室設(shè)置有工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，對鍋爐汽包水位、垃圾卸料區(qū)的操作和對燃燒爐內(nèi)燃燒過程等進(jìn)展監(jiān)視。對于幫助系統(tǒng)如稱重地衡系統(tǒng)、垃圾池抓斗、化學(xué)水處理、除灰系統(tǒng)等，在就地設(shè)有獨立的掌握設(shè)備和人機操作接口，用于調(diào)試、啟動和特別時在就地進(jìn)展監(jiān)視和操作。采納通信方式或?qū)椭莆障到y(tǒng)的上位機遠(yuǎn)距離設(shè)在集中掌握室，在集中掌握室內(nèi)進(jìn)展監(jiān)視和操作。4掌握系統(tǒng)組成

依據(jù)垃圾發(fā)電廠工藝流程的特點，掌握系統(tǒng)主要由分散掌握系統(tǒng)(DCS)、燃燒爐燃燒掌握系統(tǒng)(SIGMA)、啟動燃燒器及幫助燃燒器系統(tǒng)、煙氣連續(xù)測量監(jiān)視系統(tǒng)、汽輪機掌握系統(tǒng)(DEH)、汽輪機緊急跳閘系統(tǒng)(EST)、汽輪機安全監(jiān)視系統(tǒng)(TSl)、幫助車間掌握系統(tǒng)(化學(xué)水及廢水處理掌握系統(tǒng)、垃圾抓斗掌握系統(tǒng)、除灰掌握系統(tǒng)等)及電視監(jiān)視系統(tǒng)等幾局部組成。

分散掌握系統(tǒng)主要由掌握站、數(shù)據(jù)通訊總線和人機接口設(shè)備等三局部構(gòu)成。分散掌握系統(tǒng)是主要的掌握系統(tǒng)，其功能包括數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)掌握、開環(huán)挨次掌握和聯(lián)鎖愛護(hù)等。燃燒爐燃燒掌握系統(tǒng)(SIGMA)為垃圾燃燒發(fā)電廠自控系統(tǒng)的核心局部，該系統(tǒng)一般由垃圾燃燒爐生產(chǎn)廠家自己配供，其功能由單獨的PLC來實現(xiàn)，并能與DCS通訊，通過DCS的CRT進(jìn)展監(jiān)控。啟動燃燒器及幫助燃燒器系統(tǒng)通過硬接線與SIGMA系統(tǒng)交換信息，其他系統(tǒng)或通過與DCS系統(tǒng)進(jìn)展通訊或與DCS硬接線交換信息，最終統(tǒng)一由DCS進(jìn)展監(jiān)控。5掌握系統(tǒng)功能5．1分散掌握系統(tǒng)

分散掌握系統(tǒng)功能包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、閉環(huán)掌握系統(tǒng)、開環(huán)／頃序掌握系統(tǒng)和聯(lián)鎖愛護(hù)等功能。

a．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)的功能是連續(xù)采集和處理全部與系統(tǒng)有關(guān)的重要測點信號及設(shè)備狀態(tài)信號，以便準(zhǔn)時向操作人員供應(yīng)有關(guān)的運行信息，實現(xiàn)系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運行。一旦發(fā)生任何特別工況，準(zhǔn)時報警，提高系統(tǒng)的可利用率。DAS具本功能如下：1)顯示：包括操作顯示、成組顯示、棒狀圖顯示、趨勢顯示、報警顯示等。

2)制表記錄：包括定期記錄、事故追憶記錄、事故挨次(SOE)記錄、追憶打印、跳閘一覽記錄等。3)歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索。4)性能計算。5)幫忙指導(dǎo)。b．閉環(huán)掌握系統(tǒng)(MCS)

閉環(huán)掌握系統(tǒng)(MCS)包括如下子系統(tǒng)：1)爐膛壓力掌握系統(tǒng)

2)反響塔入口、出口煙氣溫度掌握系統(tǒng)3)過熱蒸汽溫度掌握系統(tǒng)4)汽包水位掌握系統(tǒng)5)煙氣SO2和HCL掌握系統(tǒng)6)反響塔化學(xué)噴藥掌握7)濾瀝液噴量掌握系統(tǒng)8)旁路減溫減壓調(diào)整9)凝聚水再循環(huán)掌握系統(tǒng)10)除氧器水位掌握系統(tǒng)11)除氧器壓力掌握系統(tǒng)12)低加水位掌握系統(tǒng)

13)給料溜槽閉式冷卻水箱掌握系統(tǒng)14)減溫減壓裝置壓力、溫度掌握系統(tǒng)

其中反響塔人口、出口煙氣溫度掌握系統(tǒng)、煙氣SO2和HCL掌握系統(tǒng)、濾瀝液噴量掌握系統(tǒng)、給料溜槽閉式冷卻水箱掌握系統(tǒng)是垃圾電廠不同與其它小型火電廠的掌握系統(tǒng)。c．挨次掌握系統(tǒng)(SCS)

根據(jù)工藝系統(tǒng)及主要輔機的要求劃分成若干功能子組進(jìn)展掌握。操作員能通過CRT／鍵盤對各個子功能組進(jìn)展挨次啟、停，對其中的單個設(shè)備進(jìn)展啟、停、或開關(guān)操作。5．2燃燒爐燃燒掌握系統(tǒng)(SIGMA)

燃燒爐燃燒掌握系統(tǒng)是垃圾燃燒過程中特別重要的掌握系統(tǒng)，是垃圾燃燒爐自動掌握的核心局部，該系統(tǒng)運行的好壞將直接影響燃燒爐的運行狀況和蒸汽產(chǎn)量，進(jìn)而影響發(fā)電機組的發(fā)電量。該系統(tǒng)一般由垃圾燃燒爐生產(chǎn)廠家配供，由PLC來實現(xiàn)，并與DCS系統(tǒng)能進(jìn)展通訊。掌握對象包括垃圾加料器、加料斗開閉擋板驅(qū)動器、爐排驅(qū)動裝置、爐渣滾筒、推灰器、自動潤滑裝置、篩灰裝置、油壓系統(tǒng)的驅(qū)動和掌握裝置、水洗凈裝置等。燃燒爐燃燒掌握系統(tǒng)包括以下子系統(tǒng)：1)一次風(fēng)量、溫度掌握系統(tǒng)2)二次風(fēng)量、溫度掌握系統(tǒng)3)爐墻溫度掌握系統(tǒng)4)爐排掌握系統(tǒng)5)爐膛出口溫度掌握系統(tǒng)5．3工業(yè)電視系統(tǒng)

每臺燃燒爐設(shè)置爐膛火焰監(jiān)視電視系統(tǒng)一套，汽包水位監(jiān)視電視一套。同時設(shè)置一套工業(yè)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，并在垃圾料斗、垃圾貯池、垃圾卸料平臺、渣坑撈渣機出口設(shè)攝像頭監(jiān)視，以便實現(xiàn)在集中掌握室進(jìn)展垃圾抓斗、燃燒爐給料、撈渣掌握。5．4煙氣連續(xù)測量監(jiān)視系統(tǒng)

反響塔進(jìn)口煙氣分析(SO2、HCI、O2、HF、煙氣流量、壓力、溫度)信號和反響塔出口煙氣排放分析(SO2、NOx、O2、HCI、HF、CO、煙氣粉塵含量、壓力、溫度、濕度)信號進(jìn)入DCS系統(tǒng)進(jìn)展掌握調(diào)整和進(jìn)入環(huán)境監(jiān)測站。6掌握系統(tǒng)牢靠性措施6．1冗余配置

1)主要的I／O通道冗余配置，并分別配置在不同I／O模板上。

2)連接各分散處理單元、I／O處理系統(tǒng)、人機接口及系統(tǒng)外設(shè)等的數(shù)據(jù)通訊總線冗余配置，冗余配置的數(shù)據(jù)通訊總線在任何時候都同時工作。6．2分散掌握系統(tǒng)備用余量

1)通訊總線負(fù)荷率≤30％(以太網(wǎng)≤15％)2)掌握器CPU的負(fù)荷率≤60％(最忙時)3)操作員站CPU的負(fù)荷率≤40％(最忙時)4)I／O模件槽裕量15％5)I／O點裕量10％6)系統(tǒng)電源負(fù)荷裕量40％

6．3機組的重要愛護(hù)和跳閘功能采納獨立的多個測量通道。跳閘回路實行三取二規(guī)律。6．4當(dāng)分散掌握系統(tǒng)發(fā)生全局性或重

大故障時，為確保機組緊急安全停機，應(yīng)設(shè)置以下獨立于DCS的緊急事故操作手段：1)垃圾燃燒爐余熱鍋爐緊急停爐2)汽機緊急跳閘3)發(fā)電機緊急跳閘4)汽包事故放水門5)汽機真空破壞門6)直流潤滑油泵7)溝通潤滑油泵8)電動給水泵

6．5設(shè)置高牢靠、高電源品質(zhì)的掌握系統(tǒng)電源。6．6分散掌握系統(tǒng)DCS根本配置狀況

6．6．1系統(tǒng)供應(yīng)的模擬量、數(shù)字量的數(shù)量和備用量狀況如下：

按標(biāo)準(zhǔn)書要求加10％后要求總點數(shù)為1738點，實際配置總點數(shù)為1976點。6．6．2DCS操作員站

1)系統(tǒng)供應(yīng)3個全功能操作員站(包括兩臺噴墨打印機)。

2)每一個操作員站效勞器都是冗余數(shù)據(jù)高速大路上的一個站，且每個主機操作員站有獨立的冗余通訊處理模件，分別與冗余的數(shù)據(jù)總線相連。3)任何顯示和掌握功能均能在任一操作員站上完成。

4)任何CRT畫面均能在小于1秒的時間內(nèi)完全顯示出來。全部顯示的數(shù)據(jù)每秒更新一次。6．6．3工程師站

1)供應(yīng)一套工程師站(包括一臺激光榮色打印機)，用于程序開發(fā)、系統(tǒng)診斷和維護(hù)、掌握系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)庫和畫面的編輯及修改。

2)12程師站能調(diào)出任一己定義的系統(tǒng)顯示畫面。在工程師站上生成的任何顯示畫面和趨勢圖等，均能通過數(shù)據(jù)高速大路加載到操作員站。

3)工程師站設(shè)置軟件愛護(hù)密碼，以防一般人員擅自轉(zhuǎn)變掌握策略、應(yīng)用程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。6．6．4系統(tǒng)配置了二級數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，即機組掌握級網(wǎng)絡(luò)和外圍設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)，通訊速率分別為100M和10M波特。

6．6．5供應(yīng)一個“數(shù)字主時鐘”，使掛在數(shù)據(jù)高速大路上的各個站時鐘同步、定時校準(zhǔn)。“數(shù)字主時鐘”本身須與電廠的主時鐘同步，并自動同步校正，精度為0．5毫秒。7幫助系統(tǒng)熱工目動化7．1垃圾抓斗掌握系統(tǒng)

系統(tǒng)采納可編程掌握器(PLC)，并與DCS有通訊接口，主要數(shù)據(jù)送到DCS?？梢栽谥骺厥覍崿F(xiàn)全自動方式。就地值班室設(shè)有就地掌握操作設(shè)備，運行人員可以在就地進(jìn)展操作。7．2化學(xué)水處理掌握系統(tǒng)

化學(xué)水處理及其廢水處理系統(tǒng)，設(shè)置獨立的水處理車間，車間內(nèi)設(shè)掌握室。掌握系統(tǒng)采納可編程掌握器(PLC)。采納CRT／鍵盤構(gòu)成監(jiān)視和掌握中心，遠(yuǎn)距離設(shè)置在集中掌握室內(nèi)。正常運行時就地?zé)o人值班，在集中掌握室完成監(jiān)視和掌握。7．3循環(huán)水和燃油掌握系統(tǒng)

循環(huán)水掌握系統(tǒng)和燃油掌握系統(tǒng)由DCS進(jìn)展監(jiān)視和掌握，不設(shè)獨立的掌握系統(tǒng)。7．4除灰掌握系統(tǒng)

系統(tǒng)采納可編程掌握器(PLC)，并與DCS有通訊接口，主要數(shù)據(jù)送到DCS?？梢栽谥骺厥覍崿F(xiàn)全自