1、垃圾焚燒發電機組的特點
近年來,人們對發電機組的環保要求越來越高,垃圾焚燒發電技術在世界范圍內得到了迅猛發展和普遍應用。由于垃圾焚燒發電技術具有高效率處理生活垃圾、節約能源、建設周期短以及有利于環保等特點,我國目前正在逐步加大垃圾焚燒發電機組的資金投入。
隨著科技的發展和人們生活水平的提高,人類對能源的消耗不斷增加,由此到來的環境污染問題也日益嚴重。對能源需求的增加與對污染排放的控制這一矛盾迫使科技工作者不斷尋求高效低污染的燃燒技術,加快新型燃燒裝置及環保設備的開發。降低成本、提高可靠性、降低污染排放成為電力行業的追求目標。
垃圾焚燒發電技術作為傳統行業派生的新行業,由于其燃料主要是生活垃圾等,因此,燃燒過程可以實現垃圾無害化,而且使垃圾容量大幅縮減,清潔環保;垃圾焚燒機組還有建設周期短,節約能源且環保等優點。故該項技術目前越來越受到重視,并得到迅速推廣和不斷發展。
2、垃圾焚燒發電機組的控制系統要求
垃圾焚燒發電機組的主要組成部分有:焚燒鍋爐、余熱鍋爐、蒸汽輪機、發電機等設備。
同常規的火電機組相比,垃圾焚燒發電中以發電為輔,垃圾燃燒為主。反映在燃燒系統上,燃燒的熱值變化較慢,燃料成份中非可控因素較多,蒸汽負荷的變動較小,壓力的變化較大。因而,對于垃圾焚燒發電,傳統的火電燃燒系統的機理和控制方法并不完全適應于垃圾焚燒發電。垃圾焚燒發電的獨特之處決定了其對控制系統的要求既等同于常規要求,又在常規要求中有著極大的變通性。
1)對分系統強烈的獨立性的要求:
對于垃圾焚燒,以垃圾焚燒為主,發電為輔,在整個控制系統的構成上,獨立性的要求明顯高于常規的火電機組。采用分布式的控制系統,不但可以減少整個控制系統的成本,分布式系統的更大的靈活性保證了垃圾焚燒發電的現實可操作性和管理的靈活性。從國內已經正式投運的垃圾焚燒電廠的情況看,分布式控制系統的選用是垃圾焚燒電廠最佳的選擇方案。
2)對系統網絡傳輸特性的高性能、高要求:
現代化的垃圾焚燒發電廠,對信息的傳輸與交換比常規的火電機組更大。采用先進的高速控制網絡,對整個控制系統的協調、管理系統的交互運作,都可提供強有力的傳輸網絡的支持。
3)對運行成本的迫切的要求:
在垃圾焚燒發電中,對低運行成本的要求集中在兩個方面:①靈活、方便的硬件配置可保證系統的功能性要求與硬件系統的最合理的配合,從而構成最合理的性能價格比②極低的設備維護成本和系統管理成本,這就要求選擇的自動化控制系統具備良好的可擴充性、開放性(可最大限度的利用現有的成熟的信息資源)和長期工業惡劣場所運行的穩定性和可靠性。
3、自動控制系統在垃圾焚燒發電機組的應用
毫無疑問,已在國內外許多大型發電機組上成功應用的分散控制系統(DCS)是可以應用于聯合循環發電機組的控制的。但這種傳統意義上的DCS具有一定的局限性,如投資較大,分散化程度和開放性程度均不夠高,建設周期長等等,均不適合于中小型規模機組的控制應用。
[$page] 目前,網絡集成式全分布控制系統現場總線控制系統(FCS)。隨著計算機技術、通訊技術和電子技術等領域的高速發展,PAC在原有概念上的PLC和工控機的控制系統吸納新技術,形成一種分散度更高的PAC現場總線控制系統。它將在中、小規模的應用中大大超過了傳統的DCS。它的主要特點有:
1) 引入WEB技術,將控制向遠程監控發展,實現遠方數據瀏覽、過程監視、組態維護等功能。
2) 引入ETHERNET局域網技術,使控制系統能與管理網資源共享。
3) 引入現場總線技術,將系統硬件由集中布置轉向分散布置,使之高度分散化。
4) 提高系統的抗干擾能力,降低控制系統對接地系統及環境的要求,降低工程造價。
正是由于這種新型的過程控制系統的上述特點,使其比較適合于垃圾焚燒發電機組的控制應用。
4、工程應用情況介紹
垃圾焚燒發電廠安裝兩條垃圾焚燒線(每條垃圾焚燒線日處理垃圾能力為225噸),一臺6兆瓦凝汽式汽輪發電機組,母管制。全廠設置一套現場總線控制系統(FCS),