深圳市南山垃圾發(fā)電廠DCS硬件采用美國FOXBORO公司IA系統(tǒng)，DCS整體的組件、設(shè)計(jì)、組態(tài)和調(diào)整由西安熱工研究院有限公司(熱工院)承擔(dān)，成功運(yùn)輸為實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒技術(shù)的國產(chǎn)化積累了經(jīng)驗(yàn)。

1控制系統(tǒng)配置

南山垃圾發(fā)電廠配置2臺(tái)引進(jìn)比利時(shí)SEGHERS公司400t/d多級(jí)帶攪拌爐排放焚燒爐，1臺(tái)12MW凝汽式汽車發(fā)電機(jī)組，母管制。全廠設(shè)有一套分散控制系統(tǒng)(DCS)。硬件采用美國FOXBORO公司的I/ASeries系統(tǒng)，其監(jiān)控范圍包括:

垃圾焚燒爐輔助設(shè)備、馀熱鍋爐、煙氣處理輔助設(shè)備、汽輪機(jī)及其輔助系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、連鎖保護(hù)(PRO)等系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)共配置1臺(tái)工程師工作站(AW5100)、1臺(tái)值長站(AW7004)、3臺(tái)操作員工作站(WP5101、WP5102、WP5103)、6對(duì)控制器(CP60FT)和4臺(tái)打印機(jī)(圖1)。

圖1深圳市南山垃圾發(fā)電廠DCS配置

單元中一些大型設(shè)備的控制系統(tǒng)與主設(shè)備一起購買，沒有直接納入DCS控制范圍，主要包括焚燒爐排放控制系統(tǒng)、煙氣處理控制系統(tǒng)、垃圾抓斗控制系統(tǒng)、除渣除灰系統(tǒng)、化水處理控制系統(tǒng)。根據(jù)各控制系統(tǒng)采用的硬件特征，采用不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立以DCS為主體的全工廠通信網(wǎng)絡(luò)，使運(yùn)營者能夠在DCS上監(jiān)視全工廠的主要設(shè)備信息。

2控制方案

垃圾焚燒發(fā)電過程與傳統(tǒng)火力發(fā)電機(jī)組發(fā)電大不相同。因此，如何很好地實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒過程的自動(dòng)控制是一個(gè)全新的課題。熱工院依靠DCS設(shè)計(jì)的豐富經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)研究了南山電廠爐爐的技術(shù)特點(diǎn)，為一些獨(dú)特的系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專業(yè)的控制方案。

2.1爐膛負(fù)壓控制

爐灶在焚燒垃圾時(shí)爐灶連續(xù)翻轉(zhuǎn)，爐灶翻轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)入爐灶的風(fēng)量瞬間增大，變送器輸出的爐灶負(fù)壓值瞬間變化很大。對(duì)此，采用過濾爐膛負(fù)壓信號(hào)的方案，要求切除瞬間變化的信號(hào)。

具體方法是設(shè)定過濾時(shí)間參數(shù)，在變送器輸出信號(hào)的過程中，過濾處理后的輸出為輸入的63%(過濾時(shí)間t后)，將處理后的信號(hào)作為過程參數(shù)。由此，避免爐膛負(fù)壓信號(hào)瞬間變化，爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng)不穩(wěn)定

2.2瀝青過濾液回流量控制

垃圾瀝青過濾液能否安全無害處理是垃圾發(fā)電廠避免二次污染的重要環(huán)節(jié)，南山垃圾發(fā)電廠用瀝青過濾液回爐膛處理。

瀝青過濾液噴入爐膛會(huì)影響燃燒，隨著垃圾成分的變化，爐膛的溫度也會(huì)發(fā)生很大變化。因此，瀝青濾液的回流流量必須根據(jù)爐內(nèi)的燃燒狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。否則，就不能滿足單元的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)合工程實(shí)際參考國外經(jīng)驗(yàn)，采用根據(jù)爐膛燃燒情況自動(dòng)調(diào)整瀝青濾液回流設(shè)定值的方案:

(1)爐膛溫度高于瀝青濾液回流控制系統(tǒng)啟動(dòng)溫度時(shí)，瀝青濾液回流控制系統(tǒng)啟動(dòng)(瀝青濾液進(jìn)入爐膛)，設(shè)定值自動(dòng)設(shè)定為最小設(shè)定值。

(2)投入一段時(shí)間后，爐膛溫度仍高于啟動(dòng)溫度時(shí)，設(shè)定值自動(dòng)階梯增大的爐膛溫度低于啟動(dòng)溫度時(shí)，設(shè)定值自動(dòng)階梯減小。每次增加或減少的值和間隔時(shí)間可由運(yùn)行人員設(shè)定(系統(tǒng)設(shè)定最大設(shè)定值和最小設(shè)定值，避免運(yùn)行中設(shè)定值過高或過低)。

(3)爐膛溫度低于瀝青濾液回流控制系統(tǒng)停止溫度時(shí)，瀝青濾液回流控制系統(tǒng)停止。

由于采用了合理的控制戰(zhàn)略，南山垃圾發(fā)電廠DCS有效地保證了單元的安全穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)整后，該發(fā)電站于2003年12月正式并網(wǎng)發(fā)電，DCS運(yùn)行良好，穩(wěn)定可靠。實(shí)踐證明，該單元的DCS完全符合垃圾焚燒發(fā)電廠的控制要求。

3結(jié)語

目前垃圾已成為現(xiàn)代城市的一大公害，垃圾焚燒發(fā)電方式有效解決垃圾污染問題，實(shí)現(xiàn)能源再生，可靠有效的自動(dòng)控制系統(tǒng)保證垃圾焚燒發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。深圳市南山垃圾發(fā)電廠的成功投運(yùn)為最終實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒技術(shù)的國產(chǎn)化積累了經(jīng)驗(yàn)。