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技術 | 城市生活垃圾焚燒發電廠控制系統概述
日期:2019年12月20日 14:5122

北極星火力發電網訊:引言:垃圾焚燒技術興起于西方國家,我國近些年來,在國家政策的推動下,垃圾焚燒技術也在不斷完善并取得了長足的發展。城市生活垃圾焚燒發電的過程是將各地區垃圾集中收集起來,統一運送到垃圾焚燒發電廠進行高溫焚燒處理。垃圾在高溫焚燒下產生高溫蒸汽,高溫蒸汽推動汽輪機的轉動,通過汽輪機的轉動產生所需要的電能資源。本文概述了垃圾焚燒發電廠熱工控制工藝流程、系統構成、自助控制手段及控制系統配置等內容,為人們了解垃圾焚燒發電作為參考。

一、工藝流程

垃圾焚燒發電廠主要由垃圾焚燒系統、余熱利用系統、煙氣處理系統、污水處理系統等組成。市區內的垃圾通過垃圾車將生活垃圾運送到發電廠內,第一步準備垃圾,進門前需通過稱重計量設備進行稱重,然后統一指揮車輛將垃圾卸入垃圾池并充分發酵;第二步焚燒垃圾,通過垃圾抓抓斗將垃圾放入焚燒爐內進行焚燒,焚燒后產生的熱量需要經過余熱鍋爐將其回收,回收后的熱量轉化為高溫蒸汽用于汽輪機發電;第三步處理廢物,通過煙氣凈化系統將廢氣脫硫脫硝、除塵來去除有害物質后排入大氣;將垃圾焚燒產生的爐渣經過篩檢后,用汽車送到填埋場進行填埋;收集的飛灰通過煙氣系統凈化后進行填埋;垃圾滲濾液在場內通過處理達到綜合排放標準后,再排放到市政污水管路內。

二、垃圾發電廠自動控制方式

根據工藝流程的特點,可以采用分散控制系統對垃圾焚燒流程、汽輪發電機過程以及熱力系統進行集中監控,在中央控制室內主要以顯示器、鍵盤、鼠標等人機交互設備,對焚燒爐、發電機等設備集中進行監控和管理。為了防止分散控制系統出現故障的情況,在中央控制室主控制臺上應設置緊急按鈕,以便進行緊急停爐、停機操作。在集中控制室采用工業電視監視系統,對運卸垃圾區、焚燒爐燃燒區、鍋爐汽包水位等進行監控。對于地衡系統、化學水處理系統、除塵等輔助系統,在操作區域直接設置獨立的監控設備和人機操作接口,便于對啟動、調整設備和設備異常情況及時對其進行監控和操作。

三、垃圾焚燒發電廠控制系統的構成

垃圾發電廠自動控制系統主要由分散控制系統(DCS)、焚燒爐燃燒控制系統、余熱鍋爐系統、煙氣凈化處理系統、煙氣連續測量監視系統、輔助車間控制系統等幾部分組成。其中輔助車間系統主要包括化學水及廢水處理系統、除塵系統、電視監控系統等幾部分組成。以下介紹幾種重要的自動控制系統。

1、分散控制系統(DCS)

分散控制系統(DCS)的運行模式是以全廠集中監控與各設備操作區域及輔助公用系統的控制相結合的運行系統。其控制系統由操作員站、工程師站、控制站、分布式I/O和數據組成,其控制系統功能有數據采集、模擬量控制、順序控制等系統功能。

數據采集系統(DAS)利用顯示器顯示、報警管理、打印和報表、機組在線性能優化計算、歷史數據存儲和檢索以及幫助指導這六項功能,連續采集和處理測點信號及設備狀態信號及時提供運行信息給操作員,實現系統安全可靠運行。

模擬量控制系統(MCS)由焚燒線控制系統、煙氣處理控制系統、汽輪發電機組及公用部分這三部分組成,其控制系統具有完善的聯鎖保護功能,其功能是在自動狀態下,系統發生故障時,可以將自動方式切換為手動方式。其控制系統保證被控參數在各種運行情況下均不超出允許值,對于在負荷變化的整個范圍內都要求控制參數,實現全程控制,以減少運行人員的中間干預。

順序控制系統(SCS)以程序控制為基礎,對焚燒爐聯鎖控制、焚燒爐爐排的控制、汽機聯鎖保護等。

2、焚燒爐燃燒控制系統

根據焚燒原理不同,焚燒方法分為機械爐排爐焚燒、CAO氣化焚燒爐、熱解法等。

機械爐排爐焚燒法工作原理:垃圾進入爐排,垃圾在爐排的推動下經過干燥區、燃燒區、燃盡區,直至燃盡排出爐膛。從爐排下部進入燃燒的空氣與垃圾混合,高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽,最后煙氣通過煙氣處理裝置排出。特點:爐排要高材質、高加工精度,而且機械結構復雜,設備維護量大。

CAO氣化焚燒爐工作原理:將垃圾放入生化處理罐進行分解,篩選后將未能粉化的廢棄物進入焚燒爐的第一燃燒室,產生的可燃氣體再進入第二燃燒室進行燃燒,高溫煙氣加熱鍋爐產生蒸汽。煙氣經過處理后排至大氣。特點:可以回收垃圾中的有用物質,不足的是單臺焚燒爐的處理量小,處理時間長。

熱解法工作原理:垃圾在熱解裝置中受熱分解有機質,轉化成燃氣進入余熱鍋爐,過熱蒸汽進入汽輪發電機發電。特點:爐型結構簡單,設備技術成本低。

3、煙氣凈化處理系統

煙氣凈化處理系統是對垃圾焚燒過程中產生的煙氣以及二次污染物進行凈化處理的運行系統。該凈化系統必須采用技術性能高的先進設備,確保煙氣及有害物質完全得到凈化,滿足國家地區環保排放標準的要求。同時,在針對二次污染物治理過程中,應與焚燒工藝相互結合,控制污染源的產生,從而降低凈化系統的運行成本。現在最常用的處理辦法是干法和濕法結合的煙氣凈化工藝。

4、工業電視監控系統

工業電視監控系統為保證生產的安全性及便于生產管理而在垃圾發電廠內安置的監控系統。首先在卸料大廳、每臺焚燒爐都有設置攝像機,對其在集中控制室內的大屏幕下進行監控。其次在垃圾料倉、每臺焚燒爐垃圾料斗在垃圾吊控制室內設置監視器,通過切換畫面順序,對不同區域進行監控。最后在廠房屋頂、爐渣料倉、爐渣裝載區域和汽輪機區域在集中控制室內設置監視器進行監視。

5、通訊及火災報警系統

通訊系統是為了方便場內外日常工作聯系和生產人員、管理人員而安裝的電話系統,其電話系統主要有交換機、分配線設備、電話機等組成。根據國家規定,建立電廠必須要設置一套符合國家安全規定的火災自動報警系統以及滅火系統,報警系統負責自動探測廠內電氣室、主干電纜通道等重要的火災部位,滅火控制系統主要控制中央控制室、繼電器室和通風、空調設施的區域。此外,該系統可以與公共廣播系統聯合起來,當火警發生警報時,公共廣播系統可強制切換為緊急廣播系統,自動播報火警警報信息。火災自動報警系統主要由手動報警按鈕、滅火控制盤、感溫探測器、感煙探測器、自動報警控制盤和獨立電話通訊系統模塊組成。

結束語:

過去,由于我國國民經濟相對落后,城市生活質量不高,垃圾也比較少,垃圾能燃燒產生熱量的物質也少,垃圾都是采用填埋方式進行處理。因此,導致生活垃圾焚燒技術的研究和應用相對較晚,這不僅占用大量土地資源,還導致垃圾里的滲瀝液、重金屬成分污染地下水及土壤。進入新時代后,我國社會經濟穩步發展,人們對環境保護的意識已經上升到一個新的階段。隨著國家的大力支持,很多城市生活垃圾焚燒發電廠已經建成并使用,不過,我國的垃圾焚燒發電廠控制系統還不夠完善,還需要借鑒發達國家的垃圾焚燒技術和理論,來完善我國垃圾焚燒發電廠控制系統。

參考文獻:

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