西門子PLC在垃圾焚燒發(fā)電廠的應(yīng)用

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介紹了垃圾處理的特點及處理方法，詳細介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)的特點及相應(yīng)的控制系統(tǒng)的組態(tài)、邏輯控制及PID控制回路。1引言城市生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)院衛(wèi)生廢棄物、淤泥和廢橡膠輪胎等垃圾焚燒處理技術(shù)，利用垃圾焚燒的余熱發(fā)電，變廢為寶，將是今后環(huán)保技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。這種垃圾焚燒日處理廢物能力為1～350t，余熱鍋爐的熱容量小，發(fā)電機組小，一般為20兆瓦以內(nèi)。因此，垃圾焚燒發(fā)電廠的控制系統(tǒng)比大型電廠簡單得多。一般來說，大型電廠的主機控制系統(tǒng)是無法采用PLC來控制的，只有一些輔機系統(tǒng)才能夠使用PLC。但是，隨著現(xiàn)場總線技術(shù)及微處理器性能的突飛猛進，高檔PLC集散控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用在中型及較復雜的控制領(lǐng)域中，例如，垃圾焚燒發(fā)電廠就可以使用高檔PLC控制系統(tǒng)，這樣可以大大降低控制系統(tǒng)的成本。本文將介紹廣東省南海市垃圾焚燒發(fā)電廠PLC控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)由珠海市廣東亞仿科技股份有限公司成功開發(fā)，并一次成功投入生產(chǎn)運行。2控制系統(tǒng)總體方案介紹該集散控制系統(tǒng)采用SiemensS7-400系列PLC，Siemens公司的S7-400系列PLC是90年代推出的S7系列中的大型機型，具有完善的功能和強大的通訊能力，特別是總線國際標準之一的Profibus，得到很多廠家的支持，非常有利于分布式控制系統(tǒng)的使用，Profibus-DP總線的通訊速率可達12Mbps。S7-417H雙機熱備系統(tǒng)和ET200M分布式I/O組成的Profibus-DP總線網(wǎng)構(gòu)成切換結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)故障時的無擾動自動切換，可用在安全性能要求極高的控制系統(tǒng)中。但是S7-417H雙機熱備系統(tǒng)造價相對昂貴，為了減少硬件投資，可以選用軟件雙冗余(用416CPU進行雙機熱備)，采用分布式I/O的Profibus-DP現(xiàn)場控制總線，上位機與PLC之間采用OSM/ESM環(huán)形100兆工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)進行通訊,上位機采用Intouch7.1組態(tài)軟件進行系統(tǒng)組態(tài)。該廠的垃圾焚燒工藝引進美國Basic公司的專利技術(shù)，采用四級脈沖爐排，各項指標均達到國際環(huán)保要求,一期日焚燒處理垃圾200t。該工藝技術(shù)在我國具有實際推廣的應(yīng)用價值。(1)工作原理垃圾經(jīng)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(chǎn)生的熱量由余熱鍋爐回收。余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓水蒸汽推動汽機發(fā)電，燃盡后進入灰渣坑，由自動除渣裝置排出。由主燃燒室揮發(fā)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℃，煙氣在此停留時間不少于2s,使有毒的煙氣迅速分解，后經(jīng)煙氣處理設(shè)備及除塵設(shè)備(電除塵、布袋除塵)處理合格后排入大氣。(2)環(huán)保發(fā)電廠主要設(shè)備①焚化爐鍋爐2臺，每臺主要的技術(shù)參數(shù)如下:垃圾處理量:8.33t/h產(chǎn)生蒸汽量:22.5t/h過熱蒸汽壓力:4.0MPa過熱蒸汽溫度:400℃爐膛溫度:980℃給水溫度:145℃②汽輪機發(fā)電機組一套，主要的技術(shù)參數(shù)如下:主蒸汽壓力:3.9MPa主蒸汽溫度:390℃③發(fā)電機主要的技術(shù)參數(shù)如下:功率:12000kW出線電壓:10.5kV頻率:50Hz額定轉(zhuǎn)速:3000r/min功率因數(shù):0.8勵磁方式:無刷勵磁系統(tǒng)④煙氣處理系統(tǒng)兩套⑤配套電氣供配電系統(tǒng)該PLC集散控制系統(tǒng)I/O點數(shù)有3000余點，其中模擬量300余個。全廠的PLC集散控制系統(tǒng)圖如附圖所示。