垃圾焚烧发电厂自动控制系统的设计
1 引言
垃圾焚烧是一种技术高度复杂,成本相对昂贵的生活垃圾处理技术。因此,无论是其发展源流与应用
现状,目前均以欧美、日本等发达国家最具代表性。发达国家应用的垃圾焚烧技术,其特征代表了当前
生活垃圾焚烧技术的最前沿, 同时其所应用的垃圾焚烧技术对今后垃圾焚烧技术的发展也具有相当的指
导作用。
由于种种原因, 我国生活垃圾焚烧技术的研究和应用起步相对较晚, 垃圾焚烧技术的研究落后于发展
需要,目前国内既缺少行业标准和专业规范,更缺乏完整、成熟、形成系统的设计技术。对垃圾焚烧及
余热发电的自动控制系统设计更是缺少规程、规范和成熟的运行经验。而目前只有深圳建有比较正规的
生活垃圾处理厂, 其工程规模为日处理生活垃圾 450T。一期工程于 1988 年 11 月投产, 装有 2 台日处理
能力为 150t/d 的日本马丁焚烧炉和 1 台 5000kW 汽轮发电机组及其配套设备。 二期工程于 1996 年 7 月
投产,增建 1 台处理能力为 150t/d 的国产垃圾焚烧炉和 1 台 3000kW 的汽轮发电机组及配套设备。由
于建厂比较早,其自动化控制和检测水平不高,采用大量的常规仪表和控制开关进行手动控制。后经技
术改造, 增加了一套 PLC 控制系统, 使其控制水平有了一定的提高, 达到了正常运行时绝大部分的工艺
过程操作与工艺参数的显示均能在中央控制室进行。
下面就由 3 台日处理垃圾 400 吨的机械炉排焚烧炉配 2 台 12MW 汽轮发电机组组成的城市生活垃圾处
理厂探讨其自动控制系统的设计方案。
2 艺流程简介
机械炉排焚烧炉垃圾焚烧发电厂主要由地衡称重系统、垃圾卸料平台、垃圾贮坑、垃圾焚烧系统、余
热利用系统、烟气处理系统、灰渣处理系统、助燃空气系统、废水处理系统等组成。生活垃圾由垃圾运
输车运人垃圾焚烧处理厂,经过地衡称重后进入垃圾卸料平台,按控制系统指定的卸料门将垃圾倒人垃
圾贮坑。垃圾贮坑内的垃圾由设在垃圾贮坑上方的吊车抓斗送人垃圾料斗,垃圾经斜槽与推料机推人焚
烧炉内预热段。炉排在驱动机构的作用下使垃圾依次通过燃烧段和后燃烬段,燃烧后的炉渣落人炉渣贮
坑。垃圾坑上部设有抽风口,抽出坑内有害气体,经蒸汽一烟气二级预热后送人炉内,作为焚烧炉的燃
烧空气。燃烧产生的高温烟气,经锅炉各受热面吸热降温后,烟气经过干式 RCFB 烟气处
理系 统、布袋除尘器和引风机、烟囱排人大气。余热产生的蒸汽用于推动汽轮机带动发电机发电。
3 垃圾发电厂控制方式
根据垃圾发电厂的规模和工艺特点, 三条垃圾焚烧线、 两台汽轮发电机组及相应热力系统可采用一套
DCS 进行集中监视和控制,同时考虑电气监控纳入 DCS 系统。在集中控制室内以彩色 CRT 、键盘作为
主要的监视和控制手段,实现炉、机、电集中的监视和控制,还应设有紧急按钮,以便在 DCS 全部故
障时,能进行紧急停炉、停机操作,并使炉内垃圾燃尽。在集中控制室设置有工业电视监视系统,对锅
炉汽包水位、垃圾卸料区的操作和对焚烧炉内燃烧过程等进行监视。
对于辅助系统如称重地衡系统、垃圾池抓斗、化学水处理、除灰系统等,在就地设有独立的控制设备
和人机操作接口,用于调试、启动和异常时在就地进行监视和操作。采用通信方式或将辅助控制系统的
上位机远距离设在集中控制室,在集中控制室内进行监视和操作。
4 控制系统组成