
垃圾焚燒工作原理:垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入爐排,爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下拋動垃圾,垃圾與爐排片上的均勻氣孔噴出的助燃空氣混合燃燒,燃燒產生的熱量進入余熱鍋爐,將鍋爐給水加熱到壓力約4Mpa,溫度400℃左右的蒸汽,再推動汽機發電機組發電。由主燃燒室揮發和裂解出來的煙氣進入第二、三級燃燒室,進行進一步燃燒,使煙氣的溫度高達1000℃,煙氣在此稍作停留,使有毒煙氣迅速分解,后經煙氣處理設備和除塵設備處理合格后排入大氣。
垃圾焚燒發電廠主要技術參數:
焚化爐鍋爐2臺,垃圾處理量350t/天,蒸汽量 35t/h,過熱汽壓4.0Mpa,過熱汽溫400℃,爐膛溫度980℃,給水溫度145℃。
汽輪機發電機組一套,主蒸汽壓力3.9Mpa,主蒸汽溫度390℃,發電功率12MW。
二 系統要求
1. 提供完善的垃圾焚燒、余熱發電DCS控制系統;
2. 控制系統采用全冗余配置,**系統高效、可靠、安全;
3. 監控功能友好易用,漢化操作界面;
4. 提供方便易學的功能組態,和專用功能塊和圖庫,方便系統功能擴展或修改。
三 系統配置與功能實現
該控制系統采用西門子較**的過程控制系統PCS7和Profibus-DP現場總線技術,控制系統不僅要承擔起全廠的生產過程控制,還要根據垃圾成分的變化快速調整控制程序,以**焚燒工藝的安全性,使其不再產生二次污染。Profibus-DP總線的通訊速率可達12Mbps,S7-414H雙機熱備系統和ET200M分布式I/O組成的Profibus-DP總線網構成切換結構,實現故障時的無擾自動切換。上位機采用WinCC V6.0組態軟件進行系統組態。該廠的垃圾焚燒工藝引進加拿大RICHWAY公司專利技術,采用四級脈沖爐排,各項指標均達到**環保要求。
控制系統提供的主要回路控制功能有:爐膛壓力控制、干燥爐排溫度控制、再循環煙氣溫度控制、鍋爐汽包水位控制、過熱蒸汽溫度控制、熱井水位控制、除氧器水位控制。
1.操作員站(OS站)和工程師站(ES站)
DCS系統配置4套獨立的操作員站(OS站),其中兩臺焚燒爐配兩個OS站,汽機和輔機控制配兩個OS站。每套OS均采用成熟、可靠的DELL商用計算機。
OS站為操作員提供圖形、列表、操作、歷史數據再現等,可在打印機上輸出。運行Windows 2000多任務網絡操作系統下的PCS7 OS站應用軟件。所有OS站均為**值班配置,圖像、操作、數據一致,實現機、爐、電的運行操作。
系統配置1套工程師站(ES站),采用成熟、可靠的DELL商用電腦。
ES站主要完成實時數據庫、控制塊、圖形、趨勢、報表等系統數據的生成和下裝,完成對系統的詳細自診斷和系統數據的列表和后備。運行Windows 2000多任務網絡操作系統下的PCS7 ES站應用軟件。
可由專業人員通過工程師站對系統進行組態、維護。專業工程師在授權的情況下,可以在現場對系統進行在線或離線修改。同時,所有運行情況和控制邏輯均可在工程師站上查看,增加了用戶對系統掌握的程度,以及系統軟件、硬件的透明度。當不需組態時,可運行與操作員站完全相同的軟件。
整個系統配置2臺網絡打印機,用于記錄打印和CRT圖象拷貝。打印機選用DELL網絡打印機。
2.冗余的CPU414H中央控制單元
本自控系統現場控制站的中央控制器采用冗余設計,它由2套AS-400型中央控制器組成。它們預裝有冗余軟件,并通過一個通訊接口實現相互連接。在系統正常的運行中,當某個中央控制器出現故障時,另一個中央控制器能自動接管所有的工作,**了系統繼續正常運行。因此系統現場控制站的AS-400中央控制器具有很好的冗余性能。
AS 的*處理器采用S7-400 系列工業控制器中S-414 以上的CPU,專為過程控制應用設計,CPU 芯片的底層程序采用類PASCAL語言編寫,為CFC,SFC等過程控制語言提供平臺。中央控制器中預裝有冗余軟件,用戶在組態時可完全忽略其冗余特性,象對非冗余系統組態一樣只需輸入用戶程序。
3.遠程I/O站
每個分布式I/O站的有源背板總線上插有2個IM153-2通訊接口模塊 ,分別通過2條獨立的PROFIBUS-DP現場總線與AS-400中央控制站進行實時通信。在系統運行過程中,當其中某一個IM153-2通訊接口模塊發生故障時, 系統能自動地切換到另一個IM153-2通訊接口模塊,并可帶電熱插拔更換故障的通訊接口模塊,不會影響系統正常運行。
4.冗余的通訊網絡
CP443-1作為標準的工業以太網連接裝置,在物理層上采用高防護等級的通訊線纜,工業以太網的卡件上帶有CPU可以獨立處理通訊信號。高速工業以太網是在工業以太網的通訊協議的基礎上,將通訊速率提高到了100M/s。SIMATIC NET 中的高速以太網采用了全雙工并行(FDX)通訊模式,這種模式允許站點同時發送和接收數據,通訊速率可提高一倍。SIMATIC NET 在高速以太網上還采用了交換技術,利用交換機模塊將整個網段分成若干子網,每個子網都可以獨立地形成一個數據通訊網段,可以大大地提高通訊效率。普通以太網上由于網段上數據通訊阻塞的存在,使得網絡上實際通訊技術只有40%,采用了全雙工并行通訊技術和交換技術后,使得網絡的通訊能力得以充分地利用。
5.主要監控功能描述:
(1) 工藝流程顯示:依據系統工藝控制過程以流程圖形式表現工藝流程圖;
(2) 順序控制操作指導:在PCS7中提供SFC順序功能圖,以圖形方式監控順序控制過程;
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