DCS系統(tǒng)在垃圾焚燒中的應(yīng)用

由于垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有高效率處理生活垃圾、節(jié)約能源、建設(shè)周期短以及有利于環(huán)保等特點(diǎn);同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐CFBB(circulating fluidized bed boilers)具有燃燒效率高、適應(yīng)性強(qiáng)和燃燒強(qiáng)度大等特點(diǎn)，是值得采用的新鍋爐工藝。所以，采用循環(huán)流化床鍋爐焚燒垃圾發(fā)電，既能很好地解決城市生活垃圾問題，又能適當(dāng)緩解近年來(lái)的能源危機(jī)問題 。

　　一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　上海電氣南通區(qū)域垃圾焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目由上海電氣環(huán)保熱電(南通)有限公司以BOT方式建設(shè)，位于如皋港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)，占地12000㎡，日處理城市生活垃圾15oot。該項(xiàng)目的服務(wù)范圍為南通市、如皋市、通州市和靖江市的城市生活垃圾。同時(shí)，建成后的垃圾發(fā)電廠可以對(duì)開發(fā)區(qū)內(nèi)的各種固體廢棄物進(jìn)行就地處理。電廠采用先進(jìn)的煙氣處理裝置，保障了大氣質(zhì)量;垃圾處理過(guò)程中利用焚燒技術(shù)發(fā)電并網(wǎng);焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的余熱可以作為園區(qū)工業(yè)和生活用熱的來(lái)源。這樣，從垃圾處理、廢氣處理到發(fā)電、供熱的問題可以同時(shí)解決。項(xiàng)目自建成正式投產(chǎn)之日起經(jīng)營(yíng)25年，經(jīng)營(yíng)期滿后，將整體無(wú)償?shù)匾平唤o如皋市人民政府。該項(xiàng)目包括3臺(tái)日處理垃圾500t 、產(chǎn)汽75t/h的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，2臺(tái)15MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。項(xiàng)目中DCS系統(tǒng)采用上海自動(dòng)化儀表股份有限公司DCS公司自主開發(fā)的SUPMAX800系統(tǒng)。

　　二、CFBB焚燒垃圾發(fā)電廠工藝流程

　　2.1循環(huán)流化床垃圾焚燒爐

　　循環(huán)流化床垃圾焚燒處理技術(shù)與設(shè)備集垃圾焚燒、供熱和發(fā)電于一體，是一種基于循環(huán)流化床燃燒技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的、新型的、先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)和設(shè)備。循環(huán)流化床是國(guó)家相關(guān)行業(yè)政策明確推薦的節(jié)能環(huán)保燃燒爐型。該爐型特別適用于燃用劣質(zhì)燃料，對(duì)生活垃圾的高灰分、高水分和低熱值具有較好的適應(yīng)性。

　　2.2垃圾焚燒工藝流程

　　垃圾焚燒工藝流程如圖1所示。

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　　2.3流程簡(jiǎn)介

　　當(dāng)城市垃圾運(yùn)到焚燒廠倒入垃圾池后，經(jīng)抓吊入料斗，從焚燒爐的頂端投放進(jìn)爐內(nèi)，落在活動(dòng)床的中央;在流化床內(nèi)，垃圾被劇烈運(yùn)動(dòng)的砂粒擠成碎片而很快燃燒掉。產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功繼而發(fā)電，產(chǎn)生的煙氣則進(jìn)入除塵排放或綜合利用。

　　三、DCS控制與管理

　　DCS控制系統(tǒng)應(yīng)建立在功能完善、危險(xiǎn)分散、物理分離和負(fù)荷均衡的基礎(chǔ)上，以便增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和可利用率川。在此基礎(chǔ)上，DCS系統(tǒng)應(yīng)采用合適的冗余配置，由分散處理單元、過(guò)程輸入輸出通道、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和人機(jī)接口等組成，具有診斷至通道級(jí)的自診斷功能以及高度的可靠性。

　　當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障時(shí)，均不應(yīng)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作。在控制方面，DCS系統(tǒng)應(yīng)完成模擬量控制系統(tǒng)MCS(modulation control System)、順序控制系統(tǒng)SCS(sequence control system)、電氣控制系統(tǒng)(electrical control system)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS(data acquisition system)和鍋爐爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)FSSS(furnaces safety supeoisory system)功能，以滿足機(jī)組各種運(yùn)行工況的要求，確保機(jī)組安全、可靠、高效運(yùn)行;在應(yīng)用方面，DCS系統(tǒng)應(yīng)易于組態(tài)、使用、修改和擴(kuò)展，具有開放性，易于與其他系統(tǒng)通信;在具體對(duì)象設(shè)計(jì)方面，DCS系統(tǒng)應(yīng)按垃圾電廠的生產(chǎn)過(guò)程，分級(jí)分層設(shè)計(jì)，以便在DCS局部故障或設(shè)備故障時(shí)，可自動(dòng)或操作員手動(dòng)選擇較低一級(jí)的控制方式，而不致喪失對(duì)整個(gè)過(guò)程的控制。

　四、系統(tǒng)實(shí)施介紹

　　全廠設(shè)有一個(gè)總控制室，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： 3x500 t/d的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐(額定產(chǎn)汽量75t/h )、裝機(jī)容量為2xC15MW的抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組及其輔助系統(tǒng)等。

　　4.1上位機(jī)配置

　　10臺(tái)操作員站進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理，其中包括1臺(tái)值長(zhǎng)站，另設(shè)2臺(tái)工程師站進(jìn)行組態(tài)調(diào)試等，并兼做趨勢(shì)報(bào)警服務(wù)器。

　下位機(jī)配置:

　　14套I/O控制站完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、工程單位元變換、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出以及通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到上位機(jī)。具體分散處理單元(DPU)的配置如下：3臺(tái)鍋爐，共6對(duì)(按每臺(tái)鍋爐2對(duì)配置，其中燃燒系統(tǒng)1對(duì)，汽水1對(duì)); 2臺(tái)汽機(jī)，共4對(duì)(按每臺(tái)汽機(jī)2對(duì)配置，其中主蒸汽系統(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、回?zé)岢槠到y(tǒng)1對(duì)，油系統(tǒng)和真空系統(tǒng)l對(duì));公用系統(tǒng)部分，2對(duì)(減溫減壓、除氧給水各配置l對(duì)) ; 遠(yuǎn)程循環(huán)水1對(duì);遠(yuǎn)程綜合水1對(duì)。