HOLLIAS-MACS系統(tǒng)在杭州綠能垃圾發(fā)電工程中的應(yīng)用

一、垃圾爐概述
城市垃圾焚燒（發(fā)電）法是世界上許多先進(jìn)國家和地區(qū)最常采用的方法，焚燒已成為垃圾處理的主要手段，瑞士垃圾焚燒率為80%，日本、丹麥垃圾焚燒率在70%以上。1987年，在深圳建成了我國第一座工業(yè)化垃圾焚燒發(fā)電廠，日處理城市生活垃圾300噸，發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量3000千瓦。隨著垃圾焚燒技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來，北京、上海、廣州、杭州等城市也開始建工業(yè)化垃圾焚燒發(fā)電廠。
與其它處理城市垃圾的方法相比，垃圾焚燒方法具有占地少、可回收能源等優(yōu)點(diǎn)。但是，如果燃燒處理不當(dāng)，也將釋放出多種可能會導(dǎo)致胎兒崎形與數(shù)種癌癥的有害物質(zhì)，灰燼中的有毒有害物質(zhì)就更多了，如達(dá)到危險(xiǎn)濃度的鉛、鎘等重金屬等。
因此，焚燒最重要的就是使煙氣及固體廢料－飛灰和殘?jiān)M可能地完全燃盡，以便垃圾中的有機(jī)成分被徹底破壞，不再產(chǎn)生新的有害成分如二惡英和呋喃。同時(shí)，通過適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ绶侄稳紵┦沟趸锏臐舛群艿?，粉塵量盡可能減少。燃燒控制的目的是保證熱量在爐排的整個(gè)長度和寬度上盡可能均勻釋放，盡可能少的形成污染物，使廢氣和殘?jiān)咳急M。
二、杭州綠能垃圾發(fā)電工程規(guī)模及工藝
杭州綠能垃圾發(fā)電工程規(guī)模，一期工程配3臺杭州鍋爐廠生產(chǎn)的150t/d垃圾焚燒爐、3臺15t/h余熱鍋爐及3套尾氣處理系統(tǒng)，配套1臺杭州汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的7.5MW凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，除氧系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)，綜合水系統(tǒng)以及岸邊取水泵房等。日處理垃圾能力達(dá)450t/d。
整個(gè)工程垃圾焚燒系統(tǒng)工藝單元包括：
• 垃圾計(jì)量系統(tǒng)
• 垃圾卸料及貯存系統(tǒng)
• 垃圾給料系統(tǒng)
• 垃圾焚燒系統(tǒng)
• 余熱利用系統(tǒng)
• 煙氣凈化和排放系統(tǒng)
• 灰渣處理系統(tǒng)
• 水處理或回用系統(tǒng)
• 煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)
• 垃圾焚燒自動控制系統(tǒng)
電動門及電動機(jī)控制要求：
1．電動門控制：當(dāng)DCS發(fā)出開閥信號后，畫面中“閥開”指示以閃光表示，直至收到“閥已開”信號后轉(zhuǎn)平光，關(guān)閥亦同。并要求在開/關(guān)閥門 DO信號輸出后，XX秒后如沒有收到閥門開/關(guān)的反饋 DI信號， 即給出報(bào)警提示。XX秒為全行程時(shí)間，不同的電動門應(yīng)在現(xiàn)場做整定。
2.電動機(jī)控制：
DCS可手/自動控制電動機(jī)的啟停，監(jiān)視電機(jī)的運(yùn)行。
每臺鍋爐有1臺鼓風(fēng)機(jī)、1臺引風(fēng)機(jī)，均采用變頻調(diào)節(jié)，2臺渣坑排水泵，2臺垃圾滲濾液坑排水泵。
汽機(jī)系統(tǒng)有1臺高壓啟動油泵、1臺直流潤滑油泵，1臺盤車電機(jī)、2臺疏水泵，2臺凝結(jié)水泵。
除氧給水系統(tǒng)有 4臺給水泵等。
循環(huán)水系統(tǒng)有3臺循環(huán)水泵（主要由主控室控制）和2臺冷卻塔風(fēng)機(jī)。
綜合水泵房有工業(yè)給水泵2臺，2臺消防給水泵，1臺反沖洗水泵，1臺生活用水自動給水設(shè)備和2臺排水泵等。
岸邊水泵房有2臺原水取水泵和2臺排水泵。
三、項(xiàng)目控制規(guī)模
杭州綠能垃圾發(fā)電工程控制部分的設(shè)計(jì)為DCS系統(tǒng)，采用北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司生產(chǎn)的現(xiàn)場總線控制技術(shù)的開放性系統(tǒng)－－HOLLiAS-MACS。該系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模及特點(diǎn)，共配置雙冗余服務(wù)器2臺，現(xiàn)場控制站4臺，擴(kuò)展站及遠(yuǎn)程站7臺，工程師站1臺，操作員站9臺，配置了1臺A3激光黑白網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)以及1臺A3彩色噴墨網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)用于報(bào)表打印和趨勢頁面打印等。在日常運(yùn)行中，6臺操作員站分別對1#、2#、3#焚燒爐和余熱鍋爐、尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行操作，1臺汽機(jī)操作站，1臺公用系統(tǒng)操作站和1臺站在綜合控制摟會議室作演示監(jiān)視站。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的 DCS系統(tǒng)用于集中控制機(jī)-爐-電動機(jī)，不設(shè)后備手操調(diào)節(jié)儀表。鍋爐輔助盤BAP裝設(shè)了3臺鍋爐的汽包水位電接點(diǎn)表并且裝設(shè)緊急停爐按鈕，汽機(jī)輔助盤TAP裝設(shè)了除氧水箱水位電接點(diǎn)表并且裝設(shè)緊急停機(jī)按鈕。為滿足機(jī)組安全可靠運(yùn)行， HOLLiAS-MACS系統(tǒng)采用了多項(xiàng)冗余控制技術(shù)，控制器冗余，通迅網(wǎng)絡(luò)冗余，電源冗余等。各操作站互為備份，8臺操作站中任一臺都可以監(jiān)控所有工藝參數(shù)，當(dāng)操作站故障時(shí)，不影響控制器正常工作。
DCS的輸入/輸出清單。
AI（4－20mA信號）：168
TC：59
RTD：37
AO: 96
DI: 621,分為常開 NO,常閉 NC。
DO: 329，其中控制啟停電動機(jī)的 DO有常開NO和常閉NC之分，也有脈沖型和持久型之分，觸點(diǎn)閉合時(shí)間 0－2S可調(diào)。電動機(jī)的二次控制回路為 220VAC和220VDC，DCS負(fù)責(zé) DO信號的觸點(diǎn)容量不同。
四、MCS控制方案
根據(jù)該項(xiàng)目的工藝要求，對系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了編制。
焚燒爐及余熱爐部分MCS控制方案：
• 引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)
一次風(fēng)量指令在進(jìn)行處理時(shí)，需要考慮燃料的特性及負(fù)荷變化情況，燃料不同時(shí)，助燃空氣量會有所不同。負(fù)荷不同一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比例也會發(fā)生變化，同時(shí)，如果床溫偏高，增加一次風(fēng)量；如果床溫偏低，則減小一次風(fēng)量。當(dāng)床溫偏高，增加了一次風(fēng)量，則總風(fēng)量相應(yīng)增加，總風(fēng)量調(diào)節(jié)回路輸出減小，則一次風(fēng)、二次風(fēng)指令減小，最后達(dá)到平衡時(shí)，一次風(fēng)增加，二次風(fēng)減小，從而達(dá)到調(diào)節(jié)床溫的目的。其它MCS方案不再贅述。鼓風(fēng)機(jī)變頻MCS調(diào)節(jié)
• 引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)
• 一次分風(fēng)門擋板控制
• 二次風(fēng)門擋板控制
• 汽包水位調(diào)節(jié)
• 二級噴水減溫調(diào)節(jié)
• 一級噴水減溫調(diào)節(jié)
• 煙氣空氣預(yù)熱器出口溫度調(diào)節(jié)
• 給料器速度調(diào)節(jié)
• 爐排速度調(diào)節(jié)
• 熔渣滾筒速度調(diào)節(jié)
• 推灰器速度調(diào)節(jié)
汽機(jī)部分MCS控制方案：
• 料斗門控制
• 熱井液位調(diào)節(jié)
公用部分MCS控制方案：
• 除氧器頭汽相壓力調(diào)節(jié)
• 除氧器水箱水位調(diào)節(jié)
• 減溫減壓器出口蒸汽溫度調(diào)節(jié)
• 減溫減壓器出口蒸汽壓力調(diào)節(jié)
五、SCS控制方案
• 焚燒爐及余熱爐
汽包水位（以鍋筒中心以下50mm處為正常水位）≥+50mm報(bào)警，≤-50報(bào)警，≥+75mm停爐，≤-75停爐
引風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，以及手動停爐時(shí)，停全部送風(fēng)和給料。
送風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，停燃料供應(yīng)。
啟動順序：引風(fēng)機(jī)—鼓風(fēng)機(jī)—爐排—給料器
停止順序：給料器－爐排—鼓風(fēng)機(jī)—引風(fēng)機(jī)
• 循環(huán)水泵房
冷卻塔冷卻水池液位HH≥1900mm報(bào)警，LL≤1500mm報(bào)警并停止開啟的循環(huán)水泵
• 汽機(jī)
當(dāng)發(fā)生下列情況之一（不僅限于此）時(shí)，將發(fā)出跳機(jī)指令：
汽機(jī)軸承振動大；
軸向位移大；
差脹大；
推力瓦溫度高；
潤滑油壓力低；
凝汽器真空低；
汽機(jī)超速；
上述參數(shù)都是開關(guān)量輸入接點(diǎn)，來自于DAS、TSI、就地觸點(diǎn)型變送器和硬手動開關(guān)等。當(dāng)以上參數(shù)中的任何一個(gè)超過規(guī)程限值時(shí)，DAS、TSI、各保護(hù)測量二次儀表等設(shè)備閉合這些接點(diǎn)，使ETS系統(tǒng)關(guān)閉汽輪機(jī)的進(jìn)汽閥門，同時(shí)聯(lián)動相應(yīng)的其他設(shè)備（如逆止門、發(fā)電機(jī)等），以保護(hù)設(shè)備和人身安全。
• 除氧給水
疏水泵出口母管壓力≤0.45MPa時(shí)啟動備用并報(bào)警
疏水箱液位(距箱頂)≥80％時(shí)自動開疏水泵并報(bào)警
疏水箱液位(距箱頂)≤20％時(shí)停疏水泵并報(bào)警
給水泵出口壓力≤6MPa時(shí)，啟動備用泵并報(bào)警
六、結(jié)束語
在杭州綠能環(huán)保工程股份有限公司相關(guān)各方的配合下，經(jīng)過雙方工程技術(shù)人員的聯(lián)合調(diào)試，垃圾焚燒余熱鍋爐于2004年8月份陸續(xù)投運(yùn)，經(jīng)過運(yùn)行，整套系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，該項(xiàng)目的投運(yùn)不僅使杭州綠能環(huán)保公司提高了經(jīng)濟(jì)效益，更為杭州市垃圾處理作了積極的工作，提高了一定的社會效益。垃圾焚燒余熱鍋爐以其低溫分段燃燒技術(shù)、適應(yīng)范圍廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn)，正被越來越多地應(yīng)用，隨著科技的進(jìn)步和垃圾焚燒余熱鍋爐的成熟，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)將會更環(huán)保、更高效。