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本文介紹了垃圾處理的特點及處理方法，詳細介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)的特點及相應的控制系統(tǒng)的組態(tài)、邏輯控制及PID控制回路。

  1 引言

  　　城市生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)院衛(wèi)生廢棄物、淤泥和廢橡膠輪胎等垃圾焚燒處理技術，利用垃圾焚燒的余熱發(fā)電，變廢為寶，將是今后環(huán)保技術的一個重要發(fā)展方向。這種垃圾焚燒日處理廢物能力為1～350t，余熱鍋爐的熱容量小，發(fā)電機組小，一般為20兆瓦以內(nèi)。因此，垃圾焚燒發(fā)電廠的控制系統(tǒng)比大型電廠簡單得多。一般來說，大型電廠的主機控制系統(tǒng)是無法采用PLC來控制的，只有一些輔機系統(tǒng)才能夠使用PLC。但是，隨著現(xiàn)場總線技術及微處理器性能的突飛猛進，高檔PLC集散控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應用在中型及較復雜的控制領域中，例如，垃圾焚燒發(fā)電廠就可以使用高檔PLC控制系統(tǒng)，這樣可以大大降低控制系統(tǒng)的成本。

  　　本文將介紹廣東省南海市垃圾焚燒發(fā)電廠PLC控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)由珠海市廣東亞仿科技股份有限公司成功開發(fā)，并一次成功投入生產(chǎn)運行。

 2 控制系統(tǒng)總體方案介紹

  　　該集散控制系統(tǒng)采用Siemens S7-400系列PLC，Siemens公司的S7-400系列PLC是90年代推出的S7系列中的大型機型，具有完善的功能和強大的通訊能力，特別是總線國際標準之一的Profibus，得到很多廠家的支持，非常有利于分布式控制系統(tǒng)的使用，Profibus-DP總線的通訊速率可達12Mbps。S7-417H雙機熱備系統(tǒng)和ET200M分布式I/O組成的Profibus-DP總線網(wǎng)構(gòu)成切換結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)故障時的無擾動自動切換，可用在安全性能要求極高的控制系統(tǒng)中。但是S7-417H雙機熱備系統(tǒng)造價相對昂貴，為了減少硬件投資，可以選用軟件雙冗余(用416CPU進行雙機熱備)，采用分布式I/O的Profibus-DP現(xiàn)場控制總線，上位機與PLC之間采用OSM/ESM環(huán)形100兆工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)進行通訊, 上位機采用Intouch7.1組態(tài)軟件進行系統(tǒng)組態(tài)。該廠的垃圾焚燒工藝引進美國Basic公司的專利技術，采用四級脈沖爐排，各項指標均達到國際環(huán)保要求, 一期日焚燒處理垃圾200t。該工藝技術在我國具有實際推廣的應用價值。

  (1) 工作原理

  　　垃圾經(jīng)自動給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥，然后送入爐排，爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下拋動垃圾，垃圾與爐排片上的均勻氣孔噴出的助燃空氣混合燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量由余熱鍋爐回收。余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓水蒸汽推動汽機發(fā)電，燃盡后進入灰渣坑，由自動除渣裝置排出。由主燃燒室揮發(fā)和裂解出來的煙氣進入第二、三級燃燒室，進行進一步燃燒，使煙氣的溫度高達1000℃，煙氣在此停留時間不少于2s, 使有毒的煙氣迅速分解，后經(jīng)煙氣處理設備及除塵設備(電除塵、布袋除塵)處理合格后排入大氣。

  (2) 環(huán)保發(fā)電廠主要設備

  ① 焚化爐鍋爐2臺，每臺主要的技術參數(shù)如下:

     垃圾處理量: 8.33t/h
     產(chǎn)生蒸汽量: 22.5t/h
     過熱蒸汽壓力: 4.0MPa
     過熱蒸汽溫度: 400℃
     爐膛溫度: 980℃
     給水溫度: 145℃
  ② 汽輪機發(fā)電機組一套，主要的技術參數(shù)如下:

     主蒸汽壓力: 3.9MPa 
     主蒸汽溫度: 390℃
  ③ 發(fā)電機主要的技術參數(shù)如下:

     功率: 12000kW
     出線電壓: 10.5kV
     頻率: 50Hz
     額定轉(zhuǎn)速: 3000r/min
     功率因數(shù): 0.8
     勵磁方式: 無刷勵磁系統(tǒng)
  ④ 煙氣處理系統(tǒng)兩套

  ⑤ 配套電氣供配電系統(tǒng)

  　　該PLC集散控制系統(tǒng)I/O點數(shù)有3000余點，其中模擬量300余個。全廠的PLC集散控制系統(tǒng)圖如附圖所示。

附圖 全廠PLC集散控制系統(tǒng)圖

  3 上位機監(jiān)控系統(tǒng)配置

   　　系統(tǒng)共設4臺操作員站，1臺工程師站。其中2臺操作員站用于爐側(cè)設備的監(jiān)控，包括焚燒爐、鍋爐兩套系統(tǒng)，煙氣脫硫系統(tǒng)，除灰系統(tǒng);另2臺操作員站用于機側(cè)設備的監(jiān)控，包括汽機系統(tǒng)、制給水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、電氣及其它部分。爐側(cè)的兩臺操作員站和機側(cè)的2臺操作員站均為雙機熱備。爐側(cè)和機側(cè)的操作員站之間功能獨立，不能互換操作。工程師工作站，進行系統(tǒng)軟件開發(fā)組態(tài)和警報順序事件記錄，工程師站將能夠作為任一操作員站完成相關控制監(jiān)測功能。工程師站、操作員站及PLC之間采用OSM/ESM環(huán)形100兆工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)進行互連通訊。操作系統(tǒng)采用中文bbbbbbs NT 窗口操作系統(tǒng)。