DCS系統(tǒng)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(jié)約能源、建設(shè)周期短以及有利于環(huán)保等特點;同時，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，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，又能適當緩解近年來的能源危機問題 。

　　一、項目簡介

　　上海電氣南通區(qū)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(shè)，位于如皋港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)，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，建成后的垃圾發(fā)電廠可以對開發(fā)區(qū)內(nèi)的各種固體廢棄物進行就地處理。電廠采用先進的煙氣處理裝置，保障了大氣質(zhì)量;垃圾處理過程中利用焚燒技術(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解決。項目自建成正式投產(chǎn)之日起經(jīng)營25年，經(jīng)營期滿后，將整體無償?shù)匾平唤o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(tǒng)采用上海自動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)展起來的、新型的、先進的垃圾處理技術(shù)和設(shè)備。循環(huán)流化床是國家相關(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流程簡介

　　當城市垃圾運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爐內(nèi)，落在活動床的中央;在流化床內(nèi)，垃圾被劇烈運動的砂粒擠成碎片而很快燃燒掉。產(chǎn)生的蒸汽進入汽輪機做功繼而發(fā)電，產(chǎn)生的煙氣則進入除塵排放或綜合利用。

　　三、DCS控制與管理

　　DCS控制系統(tǒng)應建立在功能完善、危險分散、物理分離和負荷均衡的基礎(chǔ)上，以便增強系統(tǒng)的可靠性和可利用率川。在此基礎(chǔ)上，DCS系統(tǒng)應采用合適的冗余配置，由分散處理單元、過程輸入輸出通道、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)任一組件發(fā)生故障時，均不應影響整個系統(tǒng)的工作。在控制方面，DCS系統(tǒng)應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(tǒng)應易于組態(tài)、使用、修改和擴展，具有開放性，易于與其他系統(tǒng)通信;在具體對象設(shè)計方面，DCS系統(tǒng)應按垃圾電廠的生產(chǎn)過程，分級分層設(shè)計，以便在DCS局部故障或設(shè)備故障時，可自動或操作員手動選擇較低一級的控制方式，而不致喪失對整個過程的控制。

　四、系統(tǒng)實施介紹

　　全廠設(shè)有一個總控制室，采用爐、機、電集中控制方式對以下內(nèi)容進行監(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 )、裝機容量為2xC15MW的抽凝式汽輪發(fā)電機組及其輔助系統(tǒng)等。

　　4.1上位機配置

　　10臺操作員站進行生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)視和管理，其中包括1臺值長站，另設(shè)2臺工程師站進行組態(tài)調(diào)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(xiàn)場信號采集、工程單位元變換、控制和聯(lián)鎖控制算法、控制輸出以及通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)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(tǒng)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(tǒng)、再熱蒸汽系統(tǒng)、回熱抽汽系統(tǒng)1對，油系統(tǒng)和真空系統(tǒng)l對);公用系統(tǒng)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。