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汽輪發(fā)電機,目前國外有日處理垃圾50.100.150.200噸CAO大型系統(tǒng)。現(xiàn)就日處理垃圾3×150噸的焚燒鍋爐和1臺6MW汽輪發(fā)電機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)一個控制室,采用爐、機、電集中控制方式。對以下內(nèi)容進行監(jiān)控:
CAO150垃圾處理系統(tǒng);
尾氣處理裝置;垃圾抓吊系統(tǒng);灰渣運送系統(tǒng);3×11.5t/h余熱鍋爐;
6MW汽輪發(fā)電機組;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
全廠采用計算機管理信息系統(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)及實時數(shù)據(jù)的查詢、報表、打印及成本計算經(jīng)濟分析,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)的入機接口。
工程師站——對過程站和操作員站進行軟件組態(tài),平時也可以作為控制系統(tǒng)維護的工具。
打印機——模擬量越限報警和開關(guān)變位事故追憶隨機打印。另有定時班,日報及經(jīng)濟指標打印。
微機——用于廠長、總工程師、技術(shù)與財務(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)計原則
利用網(wǎng)絡(luò)控制及信息共享設(shè)計SIS系統(tǒng),減少傳感器和電纜的數(shù)量。
鍋爐與汽輪機之間的協(xié)調(diào)控制采用機跟爐運行方式(以焚燒垃圾為主,發(fā)電為輔)。
設(shè)有汽輪發(fā)電機故障聯(lián)動鍋爐的控制連鎖。
為了減少運作人員,又不失可靠性,應(yīng)將風機、泵、閥的電氣控制一并納入控制系統(tǒng)。
由于SIS有很強的報警和記錄能力,故不設(shè)常規(guī)記錄儀,而對少數(shù)極重要的測點,設(shè)常規(guī)報警器。
水源地的監(jiān)視和控制納入了SIS系統(tǒng)。
廠長、總工、財務(wù)管理進入SIS系統(tǒng)。廠長、總工辦公室通過SIS系統(tǒng)可隨時監(jiān)視發(fā)電機組運行狀態(tài)和各有關(guān)廠區(qū)內(nèi)的攝像區(qū)監(jiān)視以及財務(wù)管理情況,實現(xiàn)辦公自動化。
財務(wù)通過微機進行經(jīng)濟分析,成本計算,財務(wù)報表,所需數(shù)據(jù)直接從SIS系統(tǒng)進行查詢。
控制系統(tǒng)應(yīng)基于計算機技術(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)電機之間的協(xié)調(diào)控制,不但要求回路控制能力較強,而且具有很強的邏輯判斷能力,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),每臺配備一臺余熱鍋爐及一臺尾氣處理系統(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,利用自動控制系統(tǒng)控制氧量使垃圾在一燃室負氧燃燒,排出燃盡的惰性灰渣,在二燃室正氧燃燒,通過自動控制進入地燃室的空氣,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,推動汽輪發(fā)電機。
機、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)生負壓,防止垃圾臭氣味外泄。
尾氣處理采用BP-60-14W裝置,對尾氣排放(SO2等)進行監(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)
引風機風量檔板位置調(diào)節(jié)
6汽機控制
汽機配有電——液調(diào)節(jié)系統(tǒng)WOODWARD505,實現(xiàn)速度調(diào)節(jié),入口蒸汽壓力調(diào)節(jié),汽機起動控制,輔助發(fā)電機自動同期,汽機參數(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。
汽機安全連鎖控制。
7廠用電的控制
范圍:全廠的電動機控制
任務(wù):當電氣回路切換開關(guān)置“遠控”時,由DCS控制其起停;
回路電流遠方監(jiān)控;
電動機狀態(tài)(運行、過載)監(jiān)視及報警;
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,對安全生產(chǎn)勞動保護有重要意義。
在發(fā)電流程的重要點上(如一燃室、二燃室、汽包水位)設(shè)攝像頭,以便控制室的運行人員監(jiān)視。
另外在鍋爐間,汽輪發(fā)電機間、垃圾稱量區(qū)、化學(xué)處理區(qū)(設(shè)計無人值班)裝設(shè)CCD攝像頭,以便運行人員監(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)上及各計算機節(jié)點共享。
9本工程的可研設(shè)計已通過審查,現(xiàn)正在做初步設(shè)計。
由于垃圾發(fā)電不存在上網(wǎng)競價問題,故在設(shè)計中取消SIS系統(tǒng)中競價上網(wǎng)部分的設(shè)計.