DCS系統(tǒng)在垃圾焚燒中的應(yīng)用-工業(yè)控制
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(yīng)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12000㎡,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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)影響整個系統(tǒng)的工作。在控制方面,DCS系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)用方面,DCS系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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。
配電柜配置:
系統(tǒng)共配置了3套配電柜,即鍋爐間1套、汽機間1套、儀表電源柜1套。
DCS的電源分配柜和儀表電源分配柜均能接收由電廠需求方提供的兩路交流220V(1±10%)和(50±l)Hz的單相電源。這兩路電源中的一路來自不停電電源UPS,另一路來自廠用電源。儀表電源分配柜內(nèi)應(yīng)配有兩路電源自動切換裝置。
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