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科远NT6000在垃圾焚烧发电控制的应用 |
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作者：南京科远自动化集团 |
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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：
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。
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。
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。
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(9/7/2012) |
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