垃圾電站就是用城鎮(zhèn)人們生活的副產(chǎn)品——垃圾做燃料,把水加熱成蒸汽來推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī),目前國外有日處理垃圾50.100.150.200噸CAO大型系統(tǒng)?,F(xiàn)就日處理垃圾3×150噸的焚燒鍋爐和1臺(tái)6MW汽輪發(fā)電機(jī)的長春市生活垃圾綜合處理電站,介紹其控制系統(tǒng)。
1控制范圍
全廠設(shè)一個(gè)控制室,采用爐、機(jī)、電集中控制方式。對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)控:
CAO150垃圾處理系統(tǒng);
尾氣處理裝置;垃圾抓吊系統(tǒng);灰渣運(yùn)送系統(tǒng);3×11.5t/h余熱鍋爐;
6MW汽輪發(fā)電機(jī)組;除氧給水系統(tǒng);減壓減溫器系統(tǒng);化學(xué)水及污水處理系統(tǒng);
電廠的廠用電;66千伏聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
2控制系統(tǒng)構(gòu)成
全廠采用計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)(SIS),發(fā)電生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制采用分散控制系統(tǒng)(DCS)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的查詢、報(bào)表、打印及成本計(jì)算經(jīng)濟(jì)分析,操作指導(dǎo)。其配置如下:
過程站——以CPU為核心,依靠I/O總線將現(xiàn)場I/O模塊與CPU模塊連接起來,CPU為冗余配置。各過程站經(jīng)以太網(wǎng)與廠控系統(tǒng)互聯(lián)。
操作員站——由PC/PENTIUM組成,形成基于WINDOWS95的帶多媒技術(shù)的入機(jī)接口。
工程師站——對(duì)過程站和操作員站進(jìn)行軟件組態(tài),平時(shí)也可以作為控制系統(tǒng)維護(hù)的工具。
打印機(jī)——模擬量越限報(bào)警和開關(guān)變位事故追憶隨機(jī)打印。另有定時(shí)班,日?qǐng)?bào)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)打印。
微機(jī)——用于廠長、總工程師、技術(shù)與財(cái)務(wù)部門的管理。
以太網(wǎng)——具有TCP/IP通訊規(guī)約,10M波特率。
3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
利用網(wǎng)絡(luò)控制及信息共享設(shè)計(jì)SIS系統(tǒng),減少傳感器和電纜的數(shù)量。
鍋爐與汽輪機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制采用機(jī)跟爐運(yùn)行方式(以焚燒垃圾為主,發(fā)電為輔)。
設(shè)有汽輪發(fā)電機(jī)故障聯(lián)動(dòng)鍋爐的控制連鎖。
為了減少運(yùn)作人員,又不失可靠性,應(yīng)將風(fēng)機(jī)、泵、閥的電氣控制一并納入控制系統(tǒng)。
由于SIS有很強(qiáng)的報(bào)警和記錄能力,故不設(shè)常規(guī)記錄儀,而對(duì)少數(shù)極重要的測點(diǎn),設(shè)常規(guī)報(bào)警器。
水源地的監(jiān)視和控制納入了SIS系統(tǒng)。
廠長、總工、財(cái)務(wù)管理進(jìn)入SIS系統(tǒng)。廠長、總工辦公室通過SIS系統(tǒng)可隨時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和各有關(guān)廠區(qū)內(nèi)的攝像區(qū)監(jiān)視以及財(cái)務(wù)管理情況,實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。
財(cái)務(wù)通過微機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析,成本計(jì)算,財(cái)務(wù)報(bào)表,所需數(shù)據(jù)直接從SIS系統(tǒng)進(jìn)行查詢。
控制系統(tǒng)應(yīng)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù);
控制系統(tǒng)應(yīng)具有開放性,各分控制系統(tǒng)互聯(lián),從而在網(wǎng)絡(luò)控制及共享方面形成統(tǒng)一的系統(tǒng);
由于焚燒爐、余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制,不但要求回路控制能力較強(qiáng),而且具有很強(qiáng)的邏輯判斷能力,以適應(yīng)協(xié)調(diào)控制過程中不同工況的轉(zhuǎn)換。
4焚燒爐控制
控氣型固體廢物氧化焚燒爐(ControlledAirOxidation簡稱CAO),這種焚燒爐也稱CAO型垃圾處理系統(tǒng),每臺(tái)配備一臺(tái)余熱鍋爐及一臺(tái)尾氣處理系統(tǒng)。
CAO熱分解技術(shù)有別于其它(爐排爐、流化床爐)焚燒方式,它主要把垃圾加熱后,分解成可燃燒的氣體,利用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制氧量使垃圾在一燃室負(fù)氧燃燒,排出燃盡的惰性灰渣,在二燃室正氧燃燒,通過自動(dòng)控制進(jìn)入地燃室的空氣,把二燃室的溫度控制在1000℃~1100℃,利用余熱鍋爐的水吸收二燃室的熱量,產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。
機(jī)、爐間的控制可采用
A按母管壓力控制垃圾的焚燒率;
B按汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電量(根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度指令)來控制垃圾焚燒率,A與B可切換運(yùn)行。
焚燒爐的助燃空氣從垃圾存放區(qū)抽取,使垃圾區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓,防止垃圾臭氣味外泄。
尾氣處理采用BP-60-14W裝置,對(duì)尾氣排放(SO2等)進(jìn)行監(jiān)控。
5余熱鍋爐控制
汽包水位調(diào)節(jié)
過熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)
引風(fēng)機(jī)風(fēng)量檔板位置調(diào)節(jié)
6汽機(jī)控制
汽機(jī)配有電——液調(diào)節(jié)系統(tǒng)WOODWARD505,實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié),入口蒸汽壓力調(diào)節(jié),汽機(jī)起動(dòng)控制,輔助發(fā)電機(jī)自動(dòng)同期,汽機(jī)參數(shù)顯示。
另外DCS過程站設(shè)有凝汽器水位控制,除氧器壓力控制,除氧器水箱水箱控制。
汽機(jī)安全連鎖控制。
7廠用電的控制
范圍:全廠的電動(dòng)機(jī)控制
任務(wù):當(dāng)電氣回路切換開關(guān)置“遠(yuǎn)控”時(shí),由DCS控制其起停;
回路電流遠(yuǎn)方監(jiān)控;
電動(dòng)機(jī)狀態(tài)(運(yùn)行、過載)監(jiān)視及報(bào)警;
雙(三)聯(lián)泵組的備用自投控制。
8廠區(qū)監(jiān)視系統(tǒng)
在垃圾輸送垃圾斗等處,人員不易監(jiān)視,裝設(shè)CCD攝像頭,對(duì)安全生產(chǎn)勞動(dòng)保護(hù)有重要意義。
在發(fā)電流程的重要點(diǎn)上(如一燃室、二燃室、汽包水位)設(shè)攝像頭,以便控制室的運(yùn)行人員監(jiān)視。
另外在鍋爐間,汽輪發(fā)電機(jī)間、垃圾稱量區(qū)、化學(xué)處理區(qū)(設(shè)計(jì)無人值班)裝設(shè)CCD攝像頭,以便運(yùn)行人員監(jiān)看。
以上工業(yè)攝像頭連在寬帶網(wǎng)上,與DCS協(xié)同工作,作多媒體處理,并使視頻圖像為網(wǎng)上及各計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)共享。
9本工程的可研設(shè)計(jì)已通過審查,現(xiàn)正在做初步設(shè)計(jì)。
由于垃圾發(fā)電不存在上網(wǎng)競價(jià)問題,故在設(shè)計(jì)中取消SIS系統(tǒng)中競價(jià)上網(wǎng)部分的設(shè)計(jì).