DCS系統在垃圾焚燒中的應用

由于垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有高效率處理生活垃圾、節約能源、建設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、適應性強和燃燒強度大等特點(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(wèn)題，又能適當緩解近年來(lái)的能源危機問(wèn)題 。

　　一、項目簡(jiǎn)介

　　上海電氣南通區域垃圾焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)項目由上海電氣環(huán)保熱電(南通)有限公司以BOT方式建設，位于如皋港經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區內，占地12000O，日處理城市生活垃圾15oot。該項目的服務(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(chǎng)可以對開(kāi)發(fā)區內的各種固體廢棄物進(jìn)行就地處理。電廠(chǎng)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(chǎng)產(chǎn)生的余熱可以作為園區工業(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(wèn)題可以同時(shí)解決。項目自建成正式投產(chǎn)之日起經(jīng)營(yíng)25年，經(jīng)營(yíng)期滿(mǎn)后，將整體無(wú)償地移交給如皋市人民政府。該項目包括3臺日處理垃圾500t 、產(chǎn)汽75t/h的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，2臺15MW抽凝式汽輪發(fā)電機組。項目中DCS系統采用上海自動(dòng)化儀表股份有限公司DCS公司自主開(kāi)發(fā)的SUPMAX800系統。

　　二、CFBB焚燒垃圾發(fā)電廠(chǎng)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)和設備。循環(huán)流化床是國家相關(guān)行業(yè)政策明確推薦的節能環(huán)保燃燒爐型。該爐型特別適用于燃用劣質(zhì)燃料，對生活垃圾的高灰分、高水分和低熱值具有較好的適應性。

　　2.2垃圾焚燒工藝流程

　　垃圾焚燒工藝流程如圖1所示。

　　2.3流程簡(jiǎn)介

　　當城市垃圾運到焚燒廠(chǎng)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，落在活動(dòng)床的中央;在流化床內，垃圾被劇烈運動(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控制系統應建立在功能完善、危險分散、物理分離和負荷均衡的基礎上，以便增強系統的可靠性和可利用率川。在此基礎上，DCS系統應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、數據通信系統和人機接口等組成，具有診斷至通道級的自診斷功能以及高度的可靠性。

　　當系統內任一組件發(fā)生故障時(shí)，均不應影響整個(gè)系統的工作。在控制方面，DCS系統應完成模擬量控制系統MCS(modulation control System)、順序控制系統SCS(sequence control system)、電氣控制系統(electrical control system)、數據采集系統DAS(data acquisition system)和鍋爐爐膛安全監控系統FSSS(furnaces safety supeoisory system)功能，以滿(mǎn)足機組各種運行工況的要求，確保機組安全、可靠、高效運行;在應用方面，DCS系統應易于組態(tài)、使用、修改和擴展，具有開(kāi)放性，易于與其他系統通信;在具體對象設計方面，DCS系統應按垃圾電廠(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程，分級分層設計，以便在DCS局部故障或設備故障時(shí)，可自動(dòng)或操作員手動(dòng)選擇較低一級的控制方式，而不致喪失對整個(gè)過(guò)程的控制。

　四、系統實(shí)施介紹

　　全廠(chǎng)設有一個(gè)總控制室，采用爐、機、電集中控制方式對以下內容進(jìn)行監控： 3x500 t/d的循環(huán)流化床垃圾焚燒爐(額定產(chǎn)汽量75t/h )、裝機容量為2xC15MW的抽凝式汽輪發(fā)電機組及其輔助系統等。

　　4.1上位機配置

　　10臺操作員站進(jìn)行生產(chǎn)現場(chǎng)的實(shí)時(shí)監視和管理，其中包括1臺值長(cháng)站，另設2臺工程師站進(jìn)行組態(tài)調試等，并兼做趨勢報警服務(wù)器。

　下位機配置:

　　14套I/O控制站完成現場(chǎng)信號采集、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)系統網(wǎng)絡(luò )將數據和診斷結果傳送到上位機。具體分散處理單元(DPU)的配置如下：3臺鍋爐，共6對(按每臺鍋爐2對配置，其中燃燒系統1對，汽水1對); 2臺汽機，共4對(按每臺汽機2對配置，其中主蒸汽系統、再熱蒸汽系統、回熱抽汽系統1對，油系統和真空系統l對);公用系統部分，2對(減溫減壓、除氧給水各配置l對) ; 遠程循環(huán)水1對;遠程綜合水1對。