北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:引言：垃圾焚燒技術(shù)興起于西方國家，我國近些年來，在國家政策的推動(dòng)下，垃圾焚燒技術(shù)也在不斷完善并取得了長足的發(fā)展。城市生活垃圾焚燒發(fā)電的過程是將各地區(qū)垃圾集中收集起來，統(tǒng)一運(yùn)送到垃圾焚燒發(fā)電廠進(jìn)行高溫焚燒處理。垃圾在高溫焚燒下產(chǎn)生高溫蒸汽，高溫蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生所需要的電能資源。本文概述了垃圾焚燒發(fā)電廠熱工控制工藝流程、系統(tǒng)構(gòu)成、自助控制手段及控制系統(tǒng)配置等內(nèi)容，為人們了解垃圾焚燒發(fā)電作為參考。
一、工藝流程
垃圾焚燒發(fā)電廠主要由垃圾焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等組成。市區(qū)內(nèi)的垃圾通過垃圾車將生活垃圾運(yùn)送到發(fā)電廠內(nèi)，第一步準(zhǔn)備垃圾，進(jìn)門前需通過稱重計(jì)量設(shè)備進(jìn)行稱重，然后統(tǒng)一指揮車輛將垃圾卸入垃圾池并充分發(fā)酵；第二步焚燒垃圾，通過垃圾抓抓斗將垃圾放入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行焚燒，焚燒后產(chǎn)生的熱量需要經(jīng)過余熱鍋爐將其回收，回收后的熱量轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽用于汽輪機(jī)發(fā)電；第三步處理廢物，通過煙氣凈化系統(tǒng)將廢氣脫硫脫硝、除塵來去除有害物質(zhì)后排入大氣；將垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣經(jīng)過篩檢后，用汽車送到填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋；收集的飛灰通過煙氣系統(tǒng)凈化后進(jìn)行填埋；垃圾滲濾液在場(chǎng)內(nèi)通過處理達(dá)到綜合排放標(biāo)準(zhǔn)后，再排放到市政污水管路內(nèi)。
二、垃圾發(fā)電廠自動(dòng)控制方式
根據(jù)工藝流程的特點(diǎn)，可以采用分散控制系統(tǒng)對(duì)垃圾焚燒流程、汽輪發(fā)電機(jī)過程以及熱力系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控，在中央控制室內(nèi)主要以顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)交互設(shè)備，對(duì)焚燒爐、發(fā)電機(jī)等設(shè)備集中進(jìn)行監(jiān)控和管理。為了防止分散控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況，在中央控制室主控制臺(tái)上應(yīng)設(shè)置緊急按鈕，以便進(jìn)行緊急停爐、停機(jī)操作。在集中控制室采用工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)卸垃圾區(qū)、焚燒爐燃燒區(qū)、鍋爐汽包水位等進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)于地衡系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)、除塵等輔助系統(tǒng)，在操作區(qū)域直接設(shè)置獨(dú)立的監(jiān)控設(shè)備和人機(jī)操作接口，便于對(duì)啟動(dòng)、調(diào)整設(shè)備和設(shè)備異常情況及時(shí)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控和操作。
三、垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)的構(gòu)成
垃圾發(fā)電廠自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由分散控制系統(tǒng)(DCS)、焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)、余熱鍋爐系統(tǒng)、煙氣凈化處理系統(tǒng)、煙氣連續(xù)測(cè)量監(jiān)視系統(tǒng)、輔助車間控制系統(tǒng)等幾部分組成。其中輔助車間系統(tǒng)主要包括化學(xué)水及廢水處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)等幾部分組成。以下介紹幾種重要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
1、分散控制系統(tǒng)（DCS）
分散控制系統(tǒng)（DCS）的運(yùn)行模式是以全廠集中監(jiān)控與各設(shè)備操作區(qū)域及輔助公用系統(tǒng)的控制相結(jié)合的運(yùn)行系統(tǒng)。其控制系統(tǒng)由操作員站、工程師站、控制站、分布式I/O和數(shù)據(jù)組成，其控制系統(tǒng)功能有數(shù)據(jù)采集、模擬量控制、順序控制等系統(tǒng)功能。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）利用顯示器顯示、報(bào)警管理、打印和報(bào)表、機(jī)組在線性能優(yōu)化計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索以及幫助指導(dǎo)這六項(xiàng)功能，連續(xù)采集和處理測(cè)點(diǎn)信號(hào)及設(shè)備狀態(tài)信號(hào)及時(shí)提供運(yùn)行信息給操作員，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。
模擬量控制系統(tǒng)（MCS）由焚燒線控制系統(tǒng)、煙氣處理控制系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組及公用部分這三部分組成，其控制系統(tǒng)具有完善的聯(lián)鎖保護(hù)功能，其功能是在自動(dòng)狀態(tài)下，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以將自動(dòng)方式切換為手動(dòng)方式。其控制系統(tǒng)保證被控參數(shù)在各種運(yùn)行情況下均不超出允許值，對(duì)于在負(fù)荷變化的整個(gè)范圍內(nèi)都要求控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全程控制，以減少運(yùn)行人員的中間干預(yù)。
順序控制系統(tǒng)（SCS)以程序控制為基礎(chǔ)，對(duì)焚燒爐聯(lián)鎖控制、焚燒爐爐排的控制、汽機(jī)聯(lián)鎖保護(hù)等。
2、焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)
根據(jù)焚燒原理不同，焚燒方法分為機(jī)械爐排爐焚燒、CAO氣化焚燒爐、熱解法等。
機(jī)械爐排爐焚燒法工作原理：垃圾進(jìn)入爐排，垃圾在爐排的推動(dòng)下經(jīng)過干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)，直至燃盡排出爐膛。從爐排下部進(jìn)入燃燒的空氣與垃圾混合，高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，最后煙氣通過煙氣處理裝置排出。特點(diǎn)：爐排要高材質(zhì)、高加工精度，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)量大。
CAO氣化焚燒爐工作原理：將垃圾放入生化處理罐進(jìn)行分解，篩選后將未能粉化的廢棄物進(jìn)入焚燒爐的第一燃燒室，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w再進(jìn)入第二燃燒室進(jìn)行燃燒，高溫?zé)煔饧訜徨仩t產(chǎn)生蒸汽。煙氣經(jīng)過處理后排至大氣。特點(diǎn)：可以回收垃圾中的有用物質(zhì)，不足的是單臺(tái)焚燒爐的處理量小，處理時(shí)間長。
熱解法工作原理：垃圾在熱解裝置中受熱分解有機(jī)質(zhì)，轉(zhuǎn)化成燃?xì)膺M(jìn)入余熱鍋爐，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。特點(diǎn)：爐型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備技術(shù)成本低。
3、煙氣凈化處理系統(tǒng)
煙氣凈化處理系統(tǒng)是對(duì)垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣以及二次污染物進(jìn)行凈化處理的運(yùn)行系統(tǒng)。該凈化系統(tǒng)必須采用技術(shù)性能高的先進(jìn)設(shè)備，確保煙氣及有害物質(zhì)完全得到凈化，滿足國家地區(qū)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，在針對(duì)二次污染物治理過程中，應(yīng)與焚燒工藝相互結(jié)合，控制污染源的產(chǎn)生，從而降低凈化系統(tǒng)的運(yùn)行成本?，F(xiàn)在最常用的處理辦法是干法和濕法結(jié)合的煙氣凈化工藝。
4、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)
工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)為保證生產(chǎn)的安全性及便于生產(chǎn)管理而在垃圾發(fā)電廠內(nèi)安置的監(jiān)控系統(tǒng)。首先在卸料大廳、每臺(tái)焚燒爐都有設(shè)置攝像機(jī)，對(duì)其在集中控制室內(nèi)的大屏幕下進(jìn)行監(jiān)控。其次在垃圾料倉、每臺(tái)焚燒爐垃圾料斗在垃圾吊控制室內(nèi)設(shè)置監(jiān)視器，通過切換畫面順序，對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。最后在廠房屋頂、爐渣料倉、爐渣裝載區(qū)域和汽輪機(jī)區(qū)域在集中控制室內(nèi)設(shè)置監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)視。
5、通訊及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)
通訊系統(tǒng)是為了方便場(chǎng)內(nèi)外日常工作聯(lián)系和生產(chǎn)人員、管理人員而安裝的電話系統(tǒng)，其電話系統(tǒng)主要有交換機(jī)、分配線設(shè)備、電話機(jī)等組成。根據(jù)國家規(guī)定，建立電廠必須要設(shè)置一套符合國家安全規(guī)定的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)以及滅火系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)負(fù)責(zé)自動(dòng)探測(cè)廠內(nèi)電氣室、主干電纜通道等重要的火災(zāi)部位，滅火控制系統(tǒng)主要控制中央控制室、繼電器室和通風(fēng)、空調(diào)設(shè)施的區(qū)域。此外，該系統(tǒng)可以與公共廣播系統(tǒng)聯(lián)合起來，當(dāng)火警發(fā)生警報(bào)時(shí)，公共廣播系統(tǒng)可強(qiáng)制切換為緊急廣播系統(tǒng)，自動(dòng)播報(bào)火警警報(bào)信息。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要由手動(dòng)報(bào)警按鈕、滅火控制盤、感溫探測(cè)器、感煙探測(cè)器、自動(dòng)報(bào)警控制盤和獨(dú)立電話通訊系統(tǒng)模塊組成。
結(jié)束語：
過去，由于我國國民經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，城市生活質(zhì)量不高，垃圾也比較少，垃圾能燃燒產(chǎn)生熱量的物質(zhì)也少，垃圾都是采用填埋方式進(jìn)行處理。因此，導(dǎo)致生活垃圾焚燒技術(shù)的研究和應(yīng)用相對(duì)較晚，這不僅占用大量土地資源，還導(dǎo)致垃圾里的滲瀝液、重金屬成分污染地下水及土壤。進(jìn)入新時(shí)代后，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)已經(jīng)上升到一個(gè)新的階段。隨著國家的大力支持，很多城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠已經(jīng)建成并使用，不過，我國的垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)還不夠完善，還需要借鑒發(fā)達(dá)國家的垃圾焚燒技術(shù)和理論，來完善我國垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)。
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