一、前言
中控作為國內著名自動化產(chǎn)品供應商，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，包括垃圾進廠計量，垃圾預處理，垃圾焚燒爐，汽機監(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，實現(xiàn)了對整個生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集、調節(jié)控制、順序控制、聯(lián)鎖保護、歷史數(shù)據(jù)采集、記錄、打印，過程優(yōu)化等功能；同時WebField 系列DCS控制系統(tǒng)利用多種標準的軟硬件接口可方便快捷的實現(xiàn)與第三方PLC、智能設備的無縫連接，實現(xiàn)垃圾發(fā)電企業(yè)在生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化與信息化。
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，控制系統(tǒng)相對簡單,在這里就不詳細介紹。
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)結構，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
中控對爐排垃圾爐的爐膛溫度控制是分兩個階段實現(xiàn)的，第一階段是機組啟動階段，沒有投垃圾，靠啟動燃燒器（無啟動燃燒的由輔助燃燒器完成）將爐膛升溫達到“850℃/2S”標準。在爐膛溫度未達標準之前垃圾給料門是關閉的。當爐膛溫度達到標準后，給料門自動打開，開始投料，隨著投料量的加大，垃圾燃燒負荷增加，啟動燃燒器在燃燒器管理模塊的控制下逐漸減少負荷，最后依次關閉，完全由垃圾提供的熱量來維持爐內溫度。此時進入第二階段，在這一階段即要保證爐膛溫度達到“850℃/2S”標準；又要滿足外界負荷的要求，需根據(jù)鍋爐負荷的變化（主蒸汽流量的變化）通過計算不斷的修正爐膛溫度設定值“T2S”。當垃圾提供的熱量不能滿足“T2S”時，燃燒器管理模塊決定是否起動輔助燃燒，并對其進行負荷分配。
u 負荷控制
中控的控制方案通過對垃圾熱值的實時計算以及所涉及的風量蒸汽量計算，計算出垃圾給料機的平均給料速度、等待時間，同時計算出爐排的運動速度，送給液壓系統(tǒng)來控制垃圾給料機與爐排的運動，這種模擬量與開關量相結合的方法，很好的克服了由于垃圾熱值變化而引起的燃燒不穩(wěn)定。中控在國內率先實現(xiàn)了采用DCS對爐排垃圾焚燒爐的給料系統(tǒng)與爐排驅動系統(tǒng)自動控制，掌握了此類垃圾爐自動控制的核心技術。
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通過燃燒來處理，因此滲濾液回流量對爐膛溫度影響很大，必須根據(jù)燃燒情況對滲濾液量進行適當調整。中控根據(jù)國外經(jīng)驗并結合國內實際情況開發(fā)了滲濾液控制模塊，可對滲濾液回流量進行可靠控制。
u 石灰漿流量與濃度控制
為了使煙氣排放達到國家環(huán)保要求，中控根據(jù)煙氣成分及布袋除塵器入口溫度，通過計算實現(xiàn)了對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用
重慶同興垃圾電廠采用法國阿爾斯通公司（ALSTOM）逆推式爐排焚燒技術，是目前國內采用該技術最大的垃圾焚燒項目之一。一期工程為二條600t/d的焚燒線，配兩臺12MW純凝汽輪發(fā)電機組，日處理垃圾量最大可達1260噸。該廠的控制系統(tǒng)采用的是中控的WebField ECS-100系統(tǒng)，來實現(xiàn)生產(chǎn)過程狀態(tài)監(jiān)視、運行操作、過程控制、事件報警、聯(lián)鎖保護等功能，并負責與各個子系統(tǒng)的PLC通訊。
控制系統(tǒng)由五臺操作站、一臺工程師站，兩臺通訊站、五臺過程控制站組成,設計I/O點數(shù)為1992點，系統(tǒng)實際容量為2200點。系統(tǒng)投運以后,運行穩(wěn)定,為用戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。
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
在鍋爐起動階段由于不投垃圾，不存在850℃/2S控制要求；當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整，此控制方案充分體現(xiàn)了垃圾焚燒爐的特點與設計意圖。中控通過對爐膛出口煙溫及其變化率的計算，由給煤機管理模塊來實現(xiàn)對爐膛溫度的控制。
u 負荷控制
中控采用PID模塊與垃圾-煤比例分配模塊相結合，通過對垃圾與煤同時調整來實現(xiàn)鍋爐負荷的控制。
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煤，同時垃圾的熱值也比較低，所以床溫一般不會太高，可以通過調整一二次風的配比建立專家規(guī)則庫來控制床溫。
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石灰石給料調節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)，二氧化硫測量值與給定值一起送入主調節(jié)器進行PID運算，計算結果作為石灰石PID控制回路的設定值。
3.2 循環(huán)流化床垃圾爐控制方案的典型應用
浙江金華熱電廠共建2臺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熱能工程研究所開發(fā)設計的異重循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐（示意圖見圖4）。DCS系統(tǒng)選用中控的ECS－100 DCS控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)兩臺流化床垃圾焚燒鍋爐＋1×15MW汽輪發(fā)電機組DCS控制項目中現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、控制等功能。
根據(jù)現(xiàn)場情況及DCS的性能，控制系統(tǒng)共有控制站3個、操作站6個、工程師站1個，實際容量為1686點。系統(tǒng)投運以后,運行穩(wěn)定,為用戶創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。
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