垃圾电站就是用城镇人们生活的副产品——垃圾做燃料,把水加热成蒸汽来推动汽轮发电机,目前国外有日处理垃圾50.100.150.200吨CAO大型系统。现就日处理垃圾3×150吨的焚烧锅炉和1台6MW汽轮发电机的长春市生活垃圾综合处理电站,介绍其控制系统。
1控制范围
全厂设一个控制室,采用炉、机、电集中控制方式。对以下内容进行监控:
CAO150垃圾处理系统;
尾气处理装置;垃圾抓吊系统;灰渣运送系统;3×11.5t/h余热锅炉;
6MW汽轮发电机组;除氧给水系统;减压减温器系统;化学水及污水处理系统;
电厂的厂用电;66千伏联网系统。
2控制系统构成
全厂采用计算机管理信息系统(SIS),发电生产过程的监视和控制采用分散控制系统(DCS)及实时数据的查询、报表、打印及成本计算经济分析,操作指导。其配置如下:
过程站——以CPU为核心,依靠I/O总线将现场I/O模块与CPU模块连接起来,CPU为冗余配置。各过程站经以太网与厂控系统互联。
操作员站——由PC/PENTIUM组成,形成基于WINDOWS95的带多媒技术的入机接口。
工程师站——对过程站和操作员站进行软件组态,平时也可以作为控制系统维护的工具。
打印机——模拟量越限报警和开关变位事故追忆随机打印。另有定时班,日报及经济指标打印。
微机——用于厂长、总工程师、技术与财务部门的管理。
以太网——具有TCP/IP通讯规约,10M波特率。
3控制系统的设计原则
利用网络控制及信息共享设计SIS系统,减少传感器和电缆的数量。
锅炉与汽轮机之间的协调控制采用机跟炉运行方式(以焚烧垃圾为主,发电为辅)。
设有汽轮发电机故障联动锅炉的控制连锁。
为了减少运作人员,又不失可靠性,应将风机、泵、阀的电气控制一并纳入控制系统。
由于SIS有很强的报警和记录能力,故不设常规记录仪,而对少数极重要的测点,设常规报警器。
水源地的监视和控制纳入了SIS系统。
厂长、总工、财务管理进入SIS系统。厂长、总工办公室通过SIS系统可随时监视发电机组运行状态和各有关厂区内的摄像区监视以及财务管理情况,实现办公自动化。
财务通过微机进行经济分析,成本计算,财务报表,所需数据直接从SIS系统进行查询。
控制系统应基于计算机技术和网络技术;
控制系统应具有开放性,各分控制系统互联,从而在网络控制及共享方面形成统一的系统;
由于焚烧炉、余热锅炉及汽轮发电机之间的协调控制,不但要求回路控制能力较强,而且具有很强的逻辑判断能力,以适应协调控制过程中不同工况的转换。
4焚烧炉控制
控气型固体废物氧化焚烧炉(ControlledAirOxidation简称CAO),这种焚烧炉也称CAO型垃圾处理系统,每台配备一台余热锅炉及一台尾气处理系统。
CAO热分解技术有别于其它(炉排炉、流化床炉)焚烧方式,它主要把垃圾加热后,分解成可燃烧的气体,利用自动控制系统控制氧量使垃圾在一燃室负氧燃烧,排出燃尽的惰性灰渣,在二燃室正氧燃烧,通过自动控制进入地燃室的空气,把二燃室的温度控制在1000℃~1100℃,利用余热锅炉的水吸收二燃室的热量,产生蒸汽,推动汽轮发电机。
机、炉间的控制可采用
A按母管压力控制垃圾的焚烧率;
B按汽轮发电机发电量(根据电网调度指令)来控制垃圾焚烧率,A与B可切换运行。
焚烧炉的助燃空气从垃圾存放区抽取,使垃圾区产生负压,防止垃圾臭气味外泄。
尾气处理采用BP-60-14W装置,对尾气排放(SO2等)进行监控。
5余热锅炉控制
汽包水位调节
过热蒸汽温度调节
引风机风量档板位置调节
6汽机控制
汽机配有电——液调节系统WOODWARD505,实现速度调节,入口蒸汽压力调节,汽机起动控制,辅助发电机自动同期,汽机参数显示。
另外DCS过程站设有凝汽器水位控制,除氧器压力控制,除氧器水箱水箱控制。
汽机安全连锁控制。
7厂用电的控制
范围:全厂的电动机控制
任务:当电气回路切换开关置“远控”时,由DCS控制其起停;
回路电流远方监控;
电动机状态(运行、过载)监视及报警;
双(三)联泵组的备用自投控制。
8厂区监视系统
在垃圾输送垃圾斗等处,人员不易监视,装设CCD摄像头,对安全生产劳动保护有重要意义。
在发电流程的重要点上(如一燃室、二燃室、汽包水位)设摄像头,以便控制室的运行人员监视。
另外在锅炉间,汽轮发电机间、垃圾称量区、化学处理区(设计无人值班)装设CCD摄像头,以便运行人员监看。
以上工业摄像头连在宽带网上,与DCS协同工作,作多媒体处理,并使视频图像为网上及各计算机节点共享。
9本工程的可研设计已通过审查,现正在做初步设计。
由于垃圾发电不存在上网竞价问题,故在设计中取消SIS系统中竞价上网部分的设计.