科远NT6000在生物质能发电控制的应用

  随着我国社会的改革开放,经济的发展,城市人口的增加和人民生活水平的提高,大中城市的垃圾排放量与日俱增,远远超出了城郊的消纳和自然净化能力,严重污染了环境。2005年《各地区城市市容环境卫生情况》显示,当年全国生活垃圾无害处理率仅为51.7%。建设部2006年调查表明,全国600多座城市,有1/3以上被垃圾包围。全国城市垃圾堆存累计侵占土地5亿平方米,相当于75万亩。有媒体报道称,中国1/3以上的城市均深陷垃圾围城困局。另有数据指出,现在中国除县城之外的668个城市中,有2/3的城市处于垃圾包围之中,1/4已经无垃圾填埋堆放场地。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米,每年的经济损失高达300亿元。

  垃圾的处理办法,目前国内外主要采用堆埋法、堆肥法、焚烧法等。垃圾中含有大量有机物等可燃物质,也就是含有大量能量,焚烧是垃圾处理的一种新兴的优良方法,具有减量化、无害化和资源化的特点。发展垃圾锅炉,将垃圾在锅炉中焚烧,利用焚烧的热量产生蒸汽,用于供热和发电,是解决城市垃圾的有效途径。

  作为国内领先的热工自动化与电厂信息化技术、产品与解决方案供应商,南京科远N6000 V3A系统在垃圾发电机组上也有较好的应用。已投运的项目有:重庆三峰卡万塔江苏泰兴垃圾发电厂DCS、如东天楹环保能源公司DCS等。下面就以重庆三峰卡万塔江苏泰兴垃圾发电厂DCS项目为例,将南京科远NT6000 V3A系统在垃圾发电机组上的应用做简单的介绍。

  1 重庆三峰卡万塔江苏泰兴垃圾发电厂简介

  该项目属于改造项目,此次纳入DCS控制范围的有锅炉、公用系统(除氧给水)以及锅炉电气。改造的垃圾焚烧炉日处理垃圾量300吨,采用1条从德国马丁公司引进技术的垃圾焚烧线,每天24小时连续运行。工艺方框流程如下图所示:

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  图1 垃圾焚烧发电厂工艺流程图

  2 NT6000 控制系统配置结构简介

  NT6000控制系统(DCS)由人机界面MMI(包括操作员站和工程师站)、控制网络(ENET)、分散处理单元(DPU)、I/O网络(EBUS)和I/O模件等部分组成。

  另外,DCS还通过Modbus或Profibus分别与空压机系统、燃烧系统、液压系统、吹灰系统、除尘系统等进行通信,操作员能直接在DCS画面上对这些系统进行监视操作。

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  图2 DCS系统配置图

  DCS控制系统由3对DPU共6只机柜组成,所有机柜均布置于电子设备间,本套DCS网络配置简单,只有一层控制网,各个机柜之间的通讯通过控制网完成。IO网络在机柜内部,通过预制电缆实现控制器与IO卡件的联接,施工方便,布线明显。机柜内部只有少量的布线,结构清晰,空间大,由于内部机柜布线少、联接方便、IO卡件通过接插件联接等工艺,保证了机柜内部接线错误可能性很小。

  3 垃圾焚烧炉的自动控制

  垃圾焚烧炉的自动控制,难点在于燃烧的自动控制(ACC),由于锅炉负荷、垃圾热值、给料量、一次风流量、料层厚度之间存在较强的耦合性,如何做好这些参数的解耦,是燃烧自动控制的关键。

  ACC控制方案主要通过ACC计算、主蒸汽流量调节、一次风流量调节、垃圾层厚调节、推料器和上下炉排速度控制、热灼减量和燃烧位置控制、炉膛温度和炉膛出口氧量控制、垃圾平均热值计算等控制回路,实现对垃圾焚烧炉燃烧的自动控制。

  在ACC控制方案中,各个控制回路通过串级模式、自动模式或手动模式(由操作员根据焚烧炉的运行情况进行选择)对控制器的设定值或输出值进行无扰切换控制,保证在焚烧炉任何情况下,都有合适的控制模式。

  串级模式C:调节器的设定值是通过控制回路的计算值。

  自动模式A:调节器的设定值是操作员手动设定值,输出值是控制回路的计算值。

  手动模式M:调节器的输出值是操作员手动设定值。

  从C-A、A-C、A-M、M-A都采用无扰切换原则,保证输出不产生跳变。

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  图3 垃圾焚烧炉ACC

  4 结束语

  该项目自投运以来,未出现一次硬件、软件故障;各种控制功能完善,自动化程度高,大大减轻了操作人员的劳动强度,为垃圾发电厂节约了人力成本,赢得了用户的高度赞扬。

THE END
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