地磅DCS 系統(tǒng)在新世紀(jì)二段往復(fù)式垃圾焚燒爐中的應(yīng)用
1.概述
垃圾焚燒發(fā)電是通過垃圾干燥、燃燒和燃燼三個(gè)階段,讓垃圾在850℃至1100℃的高溫下充分燃燒。燃燒中,可通過地磅DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)即時(shí)監(jiān)控和調(diào)整焚燒爐內(nèi)垃圾的燃燒工況,及時(shí)調(diào)節(jié)推料器及爐排運(yùn)行速度和燃燒風(fēng)量。焚燒垃圾產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谟酂徨仩t中進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生過熱蒸汽,推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能。電能通過電網(wǎng),輸送到各地,實(shí)現(xiàn)了垃圾減量化、資源化、無害化處理。
2.新世紀(jì)二段往復(fù)式垃圾焚燒爐的工藝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
新世紀(jì)公司二段往復(fù)式垃圾焚燒爐是在日本三菱馬丁型垃圾焚燒爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早期的日本三菱馬丁型垃圾爐兩列逆推式爐排采用一對(duì)液壓油缸來驅(qū)動(dòng);干燥段、燃燒段、燃燼段的逆推爐排運(yùn)動(dòng)速度是相同的。由于逆動(dòng)爐排的作用,使?fàn)t排上的垃圾得到均勻的、充分的攪動(dòng)和翻轉(zhuǎn),對(duì)燃燒時(shí)產(chǎn)生表面固化的垃圾團(tuán)還有透就掉落到垃圾渣坑里去了。
針對(duì)這個(gè)問題,新世紀(jì)公司作了重大改進(jìn),在原有的逆推爐排下方,增設(shè)了順推爐排。
新世紀(jì)二段往復(fù)式(逆推+順推)垃圾焚燒爐排的主要特點(diǎn)是:二段往復(fù)式逆推爐排由1對(duì)油缸驅(qū)動(dòng);爐排有一定傾斜度,通常有14級(jí);垃圾進(jìn)入爐膛在傾斜的逆推爐排上不斷翻滾攪拌、干燥著火、燃燒。順推爐排位于逆推爐排下方；通常有 6 級(jí)；延長(zhǎng)了垃圾在燃燼段的停留時(shí)間，垃圾基本上是在順推爐排的床面上充分燃燼的。
二段往復(fù)式垃圾焚燒爐在逆推爐排床面上有一個(gè)較長(zhǎng)的干燥區(qū)，從而使得即使是含水量高達(dá) 50%的低熱值垃圾，在二段往復(fù)式垃圾焚燒爐內(nèi)也能燃燒。通常，垃圾經(jīng)過進(jìn)料漏斗，由 DCS 控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)垃圾給料器的給料量；同時(shí)把垃圾推入爐排干燥段。在由DCS 控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制下，先后使垃圾依次通過干燥段、燃燒段（逆推爐排）；然后再進(jìn)入燃燼段（順推爐排），最后燃燼的爐渣在順推爐排作用下，落入爐渣儲(chǔ)坑。
3.地磅DCS 系統(tǒng)對(duì)新世紀(jì)二段往復(fù)式垃圾焚燒爐過程控制
公司地磅 DCS 系統(tǒng)對(duì)垃圾焚燒爐的控制積累了比較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，并針對(duì)新世紀(jì)二段往復(fù)式垃圾焚燒爐開發(fā)了一系列控制算法塊，如料層控制、推料機(jī)控制、爐排控制、出渣機(jī)控制、料斗門控制等算法功能塊，簡(jiǎn)單易學(xué)；針對(duì)焚燒爐行業(yè)垃圾成分復(fù)雜、熱值不均、焚燒爐經(jīng)常偏離最佳燃燒工況等特點(diǎn)，在鍋爐蒸發(fā)量控制、逆推爐排尾部料層調(diào)節(jié)控制、順推爐排風(fēng)門控制、液壓站控制等做了優(yōu)化控制方案，更有效的提高全廠自動(dòng)化控制水平，從而減少運(yùn)行、檢修人員的工作強(qiáng)度和工作時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了整體運(yùn)營(yíng)成本。以下介紹由地磅 DCS 實(shí)現(xiàn)的四川內(nèi)江生活垃圾焚燒發(fā)電廠項(xiàng)目的新世紀(jì)垃圾焚燒爐的應(yīng)用案例。
新世紀(jì)垃圾焚燒爐項(xiàng)目全廠 DCS 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。
DCS 系統(tǒng)配置 7 個(gè)過程控制站，分別為：ACC 系統(tǒng)控制站、余熱鍋爐控制站、煙氣凈化控制站、汽機(jī)控制站、DEH 系統(tǒng)控制站、公共系統(tǒng)控制站和化水系統(tǒng)控制站，完成對(duì)整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目各系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。
監(jiān)控操作站的配置：DCS 系統(tǒng)共配置 5 個(gè)操作員站（分別為：鍋爐 OS1、鍋爐 OS2、汽機(jī) OS3、汽機(jī) OS4、公用 OS5）、1 個(gè)工程師站、兩臺(tái)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器。
全廠 DCS 系統(tǒng)控制范圍：垃圾運(yùn)輸?shù)姆Q重汽車衡系統(tǒng)，焚燒爐輔機(jī)及 ACC 系統(tǒng)，余熱鍋爐，煙氣凈化系統(tǒng)，汽機(jī)本體、輔機(jī)及 DEH 系統(tǒng)，化水系統(tǒng)，全廠公用系統(tǒng)。
4.關(guān)鍵過程控制
新世紀(jì)二段往復(fù)式垃圾焚燒爐的自動(dòng)燃燒控制技術(shù)采用了鍋爐蒸發(fā)量和爐溫穩(wěn)定控制原理，以保證焚燒爐根據(jù)設(shè)定的數(shù)值實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。其自動(dòng)燃燒控制策略所有環(huán)節(jié)均由 DCS 控制,如：鍋爐蒸發(fā)量控制策略、焚燒爐料層厚度控制策略、爐膛溫度控制策略、煙氣含氧量控制策略等。
4.1 鍋爐蒸發(fā)量控制策略新世紀(jì)爐排自動(dòng)燃燒控制技術(shù)中，主要是依靠控制逆推爐排下
的一次風(fēng)量和給料器速度來調(diào)節(jié)控制垃圾焚燒爐的蒸汽蒸發(fā)量。具體來說，新世紀(jì)軟件的設(shè)計(jì)思想是優(yōu)先考慮調(diào)節(jié)逆推爐排下面四個(gè)段一次風(fēng)的風(fēng)量來調(diào)節(jié)控制蒸汽量。實(shí)際上，一次風(fēng)量增加，垃圾焚燒加快，垃圾厚度自然下降，這時(shí)自然就需要增加垃圾給料量。所以，新世紀(jì)在自動(dòng)燃燒控制技術(shù)中，采用這樣的控制策略就成功避免了其他垃圾焚燒爐由于給料量增加太多，燒不透的現(xiàn)象。
一次風(fēng)溫度通過一次風(fēng)蒸預(yù)器來控制，通過自動(dòng)控制來調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度來控制一次風(fēng)溫度，一次風(fēng)溫度一般控制在 250℃～270℃，公共風(fēng)室風(fēng)壓一般控制在 2500pa 以上，各風(fēng)室（一次空氣室）風(fēng)壓一般控制在 1500pa 以上。
4.2 焚燒爐料層厚度控制策略垃圾層厚度控制系統(tǒng)監(jiān)控爐排上垃圾層厚度，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的料
層厚度調(diào)節(jié)推料器速度和干燥爐排速度以保持料層厚度給定的設(shè)定值，同時(shí)，輔助調(diào)節(jié)燃燒爐排速度和燃燼爐排速度。控制料層維持在一定范圍內(nèi)，確保垃圾料層過厚而導(dǎo)致燃燒不充分。（
