浙大中自SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)在垃圾焚燒發(fā)電中的應(yīng)用
技術(shù)支持：浙江浙大中自集成控制股份有限公司
1. 概述
焚燒是目前世界各國(guó)廣泛采用的城市垃圾處理技術(shù)，垃圾焚燒最重要的任務(wù)就是使煙氣及固體廢料－飛灰和殘?jiān)M可能地完全燃盡，這使得存在的有機(jī)成分被破壞，并不會(huì)產(chǎn)生新的有害成分如二惡英和呋喃。同時(shí)，通過適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ绶侄稳紵┦沟趸锏臐舛冉档，粉塵量盡可能減少。
大型、配備熱能回收與利用裝置的垃圾焚燒處理系統(tǒng)，由于順應(yīng)了回收能源的要求，正逐漸上升為焚燒處理的主流。國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，普遍致力于推進(jìn)垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用。國(guó)外焚燒技術(shù)的廣泛應(yīng)用，除得益于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、投資力強(qiáng)、垃圾熱值高外，主要在于焚燒工藝和設(shè)備的成熟、先進(jìn)。目前國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家主要致力于改進(jìn)原有的各種焚燒裝置及開發(fā)新型焚燒爐，使之朝著高效、節(jié)能、低造價(jià)、低污染的方向發(fā)展，自動(dòng)化程度越來越高。我國(guó)隨著城市化進(jìn)程的加快，垃圾污染日益嚴(yán)重，并已成為制約城市生存與發(fā)展的重要因素之一。隨著中國(guó)政府對(duì)垃圾污染的加強(qiáng)治理，垃圾焚燒處理產(chǎn)業(yè)日趨重要。
2. 工藝介紹
回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒是目前被廣泛采用的垃圾焚燒技術(shù)。垃圾在傾斜絕熱的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行干燥熱解，在此過程中供入適量的熱風(fēng)，熱風(fēng)既能為垃圾干燥熱解提供熱量，同時(shí)熱風(fēng)中的氧氣可與熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使回轉(zhuǎn)窯溫度升高，從而使后續(xù)熱解得以連續(xù)充分進(jìn)行；剞D(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)使?fàn)t內(nèi)垃圾沿爐壁不斷翻滾，使垃圾的干燥熱解均勻快速，燃燒徹底。
垃圾燃燒過程產(chǎn)生的熱量被鍋爐中的水吸收并汽化為高壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到發(fā)電的目的。
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回轉(zhuǎn)爐床垃圾氣化焚燒發(fā)電項(xiàng)目主要包括以下裝置：
垃圾預(yù)處理
負(fù)壓密閉垃圾庫(kù)
回轉(zhuǎn)窯及余熱鍋爐
煙氣凈化裝置
汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組
輸配電系統(tǒng)
3. 系統(tǒng)配置
SunyTDCS9200是浙大中自公司自主研發(fā)生產(chǎn)的全智能、全隔離集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過程控制、邏輯控制、順序控制等功能；具有模塊化柔性設(shè)計(jì)；提供開放數(shù)據(jù)接口、現(xiàn)場(chǎng)總線與互聯(lián)網(wǎng)接入；順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，吸收最新電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)，具有可靠性高、系統(tǒng)開放、構(gòu)成靈活、界面友好、功能強(qiáng)大、維護(hù)簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)的作用就是通過對(duì)以上裝置的工藝參數(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)既定控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)行操作、過程控制、事件報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等功能。
在垃圾焚燒發(fā)電廠，SunyTDCS9200集散型控制系統(tǒng)的配置需根據(jù)裝置的規(guī)模和要達(dá)到的自動(dòng)化水平進(jìn)行配置。對(duì)于680t/d規(guī)模級(jí)的垃圾焚燒發(fā)電裝置，如果要求較高的自動(dòng)化水平，包括裕量在內(nèi)，控制系統(tǒng)共計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)為518個(gè)。為此，形成如下系統(tǒng)配置：
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4. 系統(tǒng)功能
控制站負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)變送器、傳感器測(cè)量的工藝過程參數(shù)，根據(jù)控制方案進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理結(jié)果發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制和保護(hù)。操作站實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的狀態(tài)監(jiān)視、控制操作、數(shù)據(jù)記錄等功能，通過設(shè)置密碼限制不同級(jí)別人員操作，不同的操作站實(shí)現(xiàn)對(duì)不同生產(chǎn)裝置的監(jiān)控。工程師站主要在工程實(shí)施階段完成對(duì)SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)的硬件配置和軟件組態(tài)工作，正常生產(chǎn)時(shí)，除具備操作站的所有功能外，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)診斷和維護(hù)等功能。數(shù)據(jù)服務(wù)器的主要作用是收集整理重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如電量參數(shù)，并將其記錄和發(fā)送到相關(guān)管理部門，作為管理部門指導(dǎo)生產(chǎn)的決策依據(jù)。
另外，系統(tǒng)還配備了兩臺(tái)打印機(jī)。其中一臺(tái)稱為實(shí)時(shí)打印機(jī)，用于完成報(bào)警、操作等實(shí)時(shí)信息的打印，另一臺(tái)為報(bào)表打印機(jī)，用于完成班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表的打印，還可以打印歷史記錄或歷史數(shù)據(jù)，用于生產(chǎn)管理人員對(duì)裝置運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。
在垃圾焚燒發(fā)電過程中，不管控制功能如何復(fù)雜，都是由SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，但根據(jù)其對(duì)焚燒發(fā)電裝置發(fā)揮的作用不同，可將其功能分為以下幾個(gè)模塊：
DAS：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)采集和顯示；
MCS：模擬量控制系統(tǒng)，完成溫度、壓力、流量等模擬量參數(shù)的自動(dòng)控制；
SCS：順序控制系統(tǒng)，使裝置按照規(guī)定的順序完成投產(chǎn)、停產(chǎn)任務(wù)，正常生產(chǎn)時(shí)完成設(shè)備的安全保護(hù)和互備工作；
FSSS：鍋爐安全監(jiān)控系統(tǒng)，完成對(duì)鍋爐系統(tǒng)的安全保護(hù)；
ETS：汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，完成對(duì)汽輪機(jī)的自動(dòng)安全監(jiān)視和保護(hù)；
ECS：電氣控制系統(tǒng)，完成對(duì)發(fā)電機(jī)安全保護(hù)和電量參數(shù)的采集整理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)并網(wǎng)控制。
DES：數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)SunyTDCS9200集散控制系統(tǒng)與第三方智能設(shè)備之間、調(diào)度管理部門之間的數(shù)據(jù)交換。
5. 結(jié)束語
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，城市垃圾中可燃物、易燃物含量明顯增加，熱值顯著增大，一般經(jīng)過分類、分選等預(yù)處理后，垃圾熱值已接近發(fā)達(dá)國(guó)家城市垃圾的熱值。而垃圾焚燒發(fā)電既實(shí)現(xiàn)了垃圾減量化、無害化處理，又發(fā)電產(chǎn)生新能源。因此我國(guó)一些城市，特別是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)等已具備了發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)。垃圾焚燒發(fā)電廠的收益穩(wěn)定、運(yùn)營(yíng)成本低廉并享有一定的稅收優(yōu)惠政策，能給投資者帶來穩(wěn)定高額的回報(bào)。
目前，國(guó)內(nèi)許多垃圾焚燒廠因自動(dòng)化水平低，長(zhǎng)期依靠手動(dòng)操作，不僅效率低下、燃燒不徹底，而且使工人因接觸垃圾等污染物極易感染病毒，造成身體素質(zhì)的減弱甚至致病。浙大中自公司的解決方案能夠在使垃圾被徹底燃燒的前提下，全面提高裝置的自動(dòng)化水平，確保裝置的安全、可靠、高效運(yùn)行和工人的健康，進(jìn)而提高發(fā)電量。
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