节能减排发电自动化解决方案.docx

节能减排发电自动化解决方案传统火力发电厂的建设，化石能源的大量消耗，导致了温室效应和一系列自然灾害。保护环境、防治气候变化成了人类面临的重要挑战。秸秆、垃圾、煤矸石等新兴能源综合利用，余热余能的充分利用是节能减排的一个重要手段。科远股份针对节能减排领域的实际需要，通过数年的技术研发，提出了面向行业细分市场的解决方案，包括：秸秆焚烧发电厂控制系统一体化解决方案、垃圾焚烧发电厂DCS、ACC、辅助设备等一体化解决方案、基于“残炭量”控制理论的循环流化床锅炉煤矸石综合利用电厂控制系统方案、钢铁厂余热、余能利用综合解决方案等。垃圾焚烧发电 秸秆焚烧发电 煤层气瓦斯发电水泥/玻璃窑纯低温余热发电 循环流化床煤矸石发电 钢铁厂高炉煤气发电 汽轮机数字电液调节系统解决方案垃圾焚烧发电垃圾发电背景随着中国城市化进程的加快，垃圾污染日益严重。对垃圾处理不当，可能会造成严重的大气、水和土壤污染，并将占用大量土地，从而制约城市的生存与发展。如何解决垃圾问题，已引起全社会的高度重视。城市生活垃圾是城市生存与发展所必需要解决的问题，利用城市生活垃圾发电、供热是解决城市生活垃圾问题的理想方法之一。垃圾焚烧发电现状垃圾焚烧在国内属于新兴的行业，伴随着城市发展越来越受重视，当前主要焚烧技术大多来源于欧洲技术。70年代初，垃圾焚烧技术不断完善，同时不断向大规模、全自动化方向发展，相继出现了日焚烧规模1000吨以上的大型焚烧厂，随着焚烧规模向大型化，利用焚烧废热发电得以发展起来。垃圾焚烧发电厂的生产工艺为了达到焚烧处理的目的，垃圾焚烧炉的设计必须满足焚烧的三条件：足够的温度（850950），充分的烟气燃烧滞留时间（2s以上）和充分的混合搅拌。除了焚烧炉本体外，还要有满足环保标准的烟气、废水、灰渣处理系统，行之有效的余热利用系统等。因此，现代的垃圾焚烧处理不同于传统的简易锅炉焚烧，而是一个综合科技的系统工程。垃圾焚烧最重要的任务就是使烟气用固体废料飞灰残渣尽可能地完全燃尽，这使得存在的有机成分被破坏，并不会产生新的有害成分如二恶英和呋喃。同时，通过适当的措施（如分段燃烧）使氮氧化物的浓度降低，粉尘量尽可能减少。通过对垃圾输送和燃烧空气流量的控制，保证了热量在炉排的整个长度和宽度上尽可能均匀释放，尽可能少地形成污染物，使废气和残渣全部燃尽。无分拣垃圾发电有分拣垃圾发电垃圾焚烧炉分类炉排式垃圾焚烧炉垃圾运到焚烧发电厂的垃圾池，经抓吊进入料斗，料斗中的垃圾经推料器进入倾斜向下的炉排（炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区），由于炉排之间的交错运动，将垃圾向下方推动，使垃圾依次通过炉排上的各个区域（垃圾由一个区进入到另一区时，起到一个大翻身的作用）。垃圾在炉排中经不同方法搅动下，充分燃烧，烧烬的炉渣排出炉膛，进入渣池冷却后，运往厂外填埋。燃烧空气（空气过剩系数等于1.8）从炉排下部进入并与垃圾混合，垃圾燃烧后产生的高温烟气（850-900）进入余热锅炉换热，产生过热蒸汽，过热蒸气进入汽轮发电机组发电。同时烟气也得到冷却，最后烟气经烟气处理装置处理后排出。炉排炉焚烧方式的主要特点是垃圾无需严格的预处理。滚动炉排和往复炉排的拨火作用强，比较适用于低热值、高灰分的城市垃圾的焚烧；但炉排的材质要求和加工精度要求高，要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂，损坏率高，维护量大。流化床式垃圾焚烧炉炉体是由多孔分布板组成，在炉膛内加入大量的石英砂，将石英砂加热到600以上，并在炉底鼓入200以上的热风，使热砂沸腾起来，再投入垃圾。垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后，落在活动床的中央，垃圾同热砂一起沸腾，垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重较大，落到炉底，经过水冷后，用分选设备将粗渣、细渣送到厂外，少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。流化床燃烧充分，炉内燃烧控制较好，但烟气中灰尘量大，操作复杂，运行费用较高，对燃料粒度均匀性要求较高，需大功率的破碎装置，石英砂对设备磨损严重，设备维护量大。热解气化式垃圾焚烧炉该炉从结构上分为热解气化炉和二燃室。热解气化炉内燃烧层次分布如图所示，从上往下依次分为干燥段、热解段、燃烧段、燃烬段和冷却段。进入热解气化炉的垃圾首先在干燥段由热解段上升的烟气干燥，其中的水分挥发；在热解气化段分解为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合烟气，混合烟气被吸入二燃室燃烧；热解气化后的残留物（液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质等）沉入燃烧段充分燃烧，温度高达1100-1300，其热量用来提供热解段和干燥段所需能量。燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后进入冷却段，由热解气化炉底部的一次风冷却（同时残渣预热了一次风），经炉排的机械挤压、破碎后，由排渣系统排出炉外。一次风穿过残渣层给燃烧段提供了充分的助燃氧。空气在燃烧段消耗掉大量氧气后上行至热解段，并形成了热解气化反应发生的欠氧或缺氧条件。由此可以看出，垃圾在热解气化炉内经热解后实现了能量的两级分配：裂解成分进入二燃室焚烧，裂解后残留物留在热解气化炉内焚烧，垃圾的热分解、气化、燃烧形成了向下运动方向的动态平衡。在投料和排渣系统连续稳定运行时，炉内各反映段的物理化学过程也持续稳定进行，从而保证了热解气化炉的持续正常运转。热解法是在隔绝空气的条件下，垃圾在热解装置中受热而使有机质分解，转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后，过热蒸气进入汽轮发电机发电。此种方法是近1020年研制出来的，是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单，无运动件，设备技术投资比较前二种便宜约50%，很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。秸秆焚烧发电概述我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过7.2亿吨，其中6.04亿吨可作能源使用。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源，如果将这些秸秆资源用于发电，相当于0.9亿千瓦火电机组年平均运行5000小时，年发电量为4500亿千瓦时。秸秆为低碳燃料，且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低，是一种较为“清洁”的燃料，在有效的排污保护措施下发展秸秆发电，会大大地改善环境质量，对环境保护非常有利。在农村推广实施秸秆发电技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要意义。生物质秸秆发电秸秆燃烧方式秸秆直接燃烧发电直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能。秸秆直接燃烧发电技术已基本成熟，进入推广阶段，这种技术在规模化情况下，效率较高，单位投资也较合理；但受原料供应及工艺限制，发电规模不宜过大，一般不超过30MW。秸秆混燃发电混合燃烧发电包括：直接混合燃烧发电、间接混合燃烧发电和并联混合燃烧发电，其中直接混合燃烧发电是主要的应用方式。直接混合燃烧发电是将秸秆燃料与化石燃烧在同一锅炉内混合燃烧产生蒸汽，带动汽轮机发电。气化发电气化发电是在气化炉中将秸秆原料气化，生成可燃气体，经过净化，供给内燃机或小型燃气轮机，带动发电机发电。一般规模较小，多数不大于6MW。生物质能秸秆发电的工艺流程秸秆的处理、输送和燃烧发电厂内建设独立的秸秆仓库，秸秆要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25，则为不合格。在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内，可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分，该探测器能存储99组测量值，测量完所有秸秆捆之后，测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆包放在进料输送机上；进料输送机有一个缓冲台，可保留秸秆5分钟；秸秆从进料台通过带密封闸门（防火）的进料输送机传送至进料系统；秸秆包被推压到两个立式螺杆上，通过螺杆的旋转扯碎秸秆，然后将秸秆传送给螺旋自动给料机，通过给料机将秸秆压入密封的进料通道，然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉，是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。锅炉系统采用自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高，因此，烟气在高温时（450以上）具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题，因此，专门设计了过热器系统。汽轮机系统汽轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致，协调锅炉、汽轮机和凝汽器的工作非常重要。环境保护系统在湿法烟气净化系统之后，安装一个布袋除尘器，以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于25mg/Nm3，大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。副产物秸秆通常含有35的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣/炉底灰的形式被收集，这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。秸秆收购物流信息系统物流网络图秸秆收购流程图秸秆的配送模式秸秆结算流程图煤层气瓦斯发电煤层气在煤矿称为煤矿瓦斯。煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。 煤层气不加以利用，直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。科远股份采用NT6000分散控制系统、SY8000透平机数字电液调节器、智能电动执行机构、SY3000旋转机械在线监测保护系统等，实现对瓦斯发电机组的一体化控制方案，控制范围涵盖瓦斯抽送站、输气管线、储气柜、预处理系统、放散系统、火炬系统、燃气发电机组、余热锅炉、蒸汽发电机组等瓦斯气抽送站纳入NT6000分散控制系统，主要控制设备包括水循环真空泵及其相应进、出口阀门。（1）正常情况下，瓦斯气通过抽送站系统加压、混气平衡后送人储气柜。（2）当储气柜检修时或故障时，满足浓度要求的瓦斯气接入预处理车间。（3）当检测到浓度低于30%时，送人火炬系统。由于抽送站与主机房有一般均有一定距离，考虑设计的经济性以及电缆、桥架的施工因素，因此在瓦斯抽送站设置远程控制站，用于水循环真空泵、储气柜等工艺参数、设备的采集与控制。在抽送站不设置独立的操作站，远程控制站与主机房通过光缆连接，抽送站在主机房集中监控。输气管线系统瓦斯输气管线中的压力、流量、温度及阀门需要纳入纳入NT6000分散控制系统，在主机房操作站中实现集中监视和保安控制。储气柜储气柜的主要作用时解决瓦斯抽放时的不稳定性，起到均衡浓度和流量的作用，保证联系提供足够的气量。当燃气发电机组在运行过程中，遇到检修、调整、故障等情况时，瓦斯输送系统不能均衡供气，储气柜可以对不稳定的瓦斯气体进行平衡和缓冲，并储存一定量的瓦斯，对输配系统进行调节。主要控制设备包括储气柜瓦斯气体进、出口阀门，监控参数包括流量、压力、温度等。预处理系统瓦斯预处理系统在整个瓦斯发电工艺中位于气柜和发电机组之间，通过预处理系统完成对瓦斯气体进行除尘、升压、稳压、脱水、除湿等并实时调节供气温度、压力、流量等参数，使进入发电机组的气体满足起机的要求。瓦斯预处理装置是瓦斯发电工程中的一个重要设备，该设备不仅用于实现对瓦斯的脱水、稳压、去除杂质、安全保护等功能，同时还是煤矿瓦斯收集系统与发动机之间的燃气输送桥梁。通过纳NT6000分散控制系统，完成气体输送与压力、流量控制，湿度和温度调节，粉尘浓度和粒径控制等功能。（1）正常情况下，燃气发电机组入口的流量和压力通过控制系统变频调节风机转速来实现。当预处理系统的处理量高于发电机组的耗气量时，预处理系统出口的气体可以通过自动放散阀排空调节。（2）在压力严重超标的时候，通往大气的泄压阀会开启。（3）瓦斯气甲烷浓度低于25%不得启动预处理系统设备（4）预处理系统要运行，厂房通风机定要先启动运行，否则预处理系统无法启动投运；火炬系统在低热值气体处理过程中，当气体达不到利用标准、发电机停机检修，或者气体大幅度波动时，需要通过安全火炬将气体焚烧，以确保系统的安全性。火炬系统也是减少温室气体排放、降低恶臭和异味、改善周边环境的一种重要手段。火炬系统作为预处理系统一部分，由预处理系统完成。当燃气机组降负荷或机组停运时，火炬系统自动开启。燃气发电机组燃气发电机组是瓦斯发电站的核心部分，通过NT6000分散控制系统，完成机组的正常启、停机及并网发电。根据抽送站抽送的瓦斯流量，调整燃气发电机组的发电量，确保瓦斯能够被充分利用。通过SY3000旋转机械在线监测保护系统，确保燃气发电机组的各项参数处于可靠状态。余热锅炉余热锅炉主要是用来进一步充分利用燃气发电机组燃烧瓦斯发电产生的高温热烟气，加热产生水蒸气，输送到蒸汽发电机组发电，或送到工矿企业、居民小区进行供热。进一步利用瓦斯的热值。由于瓦斯燃气发电机组的容量往往较小，所以一台余热锅炉一般对应着数台燃气发电机组。主要控制设备包括给水泵、给水调节阀等，监控参数包括炉膛压力、炉膛温度、过热蒸汽压力、温度、流量，汽包水位等等。蒸汽发电机组利用余热锅炉参数的高温水蒸气，推动汽轮机带动发电机并网发电。采用SY8000透平机数字电液调节器实现对蒸汽轮机的自动控制，并纳入到NT6000分散控制系统中。通过SY3000旋转机械在线监测保护系统，确保蒸汽发电机组的各项参数处于可靠状态。其他辅助系统燃气机组循环冷却水系统工业水系统（厂外给水泵、厂内循环水泵等设备）水泥/玻璃窑纯低温余热发电纯低温水泥/玻璃窑余热发电技术回收效率高、在发电过程中无需补充燃料，不产生任何污染，是符合可持续发展要求的循环经济技术，NT6000控制系统已经在多条纯低温水泥/玻璃窑余热发电工程得到应用，运行稳定，各项控制功能均达到技术要求，在国内处于领先水平，并且达到国际先进水平。工艺流程整个生产工艺是一个能量转化的过程。给水通过PH余热锅炉和AQC余热锅炉，将水泥/玻璃熟料生产线排放的低温余热的热能进行回收，使其转化为蒸汽，再通过蒸汽管道导入蒸汽轮机，在汽轮机中热能转化为动能，使汽轮机转子高速旋转，驱动发电机转动发出电能。热力系统凝汽器内的凝结水经凝结水泵泵入闪蒸器出水集箱，与出水汇合，然后通过锅炉给水泵升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热，经省煤器加热后的水分三路分别送到AQC炉汽包，PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热，最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功。进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第五七级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。技术特点1） 该技术为纯低温余热发电技术，可广泛应用与建材行业，可吸入排入大气的350左右的废气，不补燃，不增加系统能耗。2） 采用减速式两点混汽式汽轮机，利用参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电。3） 发电系统采用2.45MPa中压力参数的热力系统，与其他技术相比，能多回收20 30%的废气。4） 采用了热水闪蒸技术，设置一台高压闪蒸器和一台低压闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功，增强了与水泥/玻璃窑的适应性，发电系统相对窑运转率可达96%以上。5） AQC锅炉设计为立式自然循环锅炉，带汽包，烟气自上而下通过锅炉。锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降；另外为增大换热面积，强化换热效果，AQC锅炉的传热管设计为螺旋翅片管。6） PH锅炉采用卧式强制循环锅炉，由于PH出口废气还要用于原料烘干，所以PH锅炉无省煤器，只设蒸发器和过热器，从而使出炉烟温达 250，仍可用于原料烘干，烟气在管外水平流动，受热面为蛇彩光管，设置机械振打装置来解决废气的粉尘附着问题。7） 采用先进的集散控制系统，系统的操作简便可靠，并设有完善的报警和保护程序，使整个发电工艺系统能够长期稳定运行。目前水泥/玻璃窑纯低温余热发电技术中热力循环系统的构成、循环参数及熟料冷却机、窑尾预热器废气取热方式有如下三种：不补汽式纯低温余热发电仅在水泥窑窑头熟料冷却机中部设一个抽取冷却机废气的抽废气口，根据水泥窑规模的不同，抽取的废气温度在250400范围内。利用抽取的废气设置窑头熟料冷却机余热锅炉（简称AQC炉），AQC炉生产0.81.6Mpa、饱和温度至360的蒸汽或同时生产0.10.5Mpa、饱和温度至180的低压低温蒸汽、85200的热水。复合闪蒸补汽式纯低温余热发电仅利用水泥窑窑尾预热器排出的250400废气余热设置窑尾预热器余热锅炉（简称SP炉或PH炉），SP炉生产0.81.6Mpa、饱和温度至360的蒸汽。多压补汽式纯低温余热发电将AQC炉、SP炉生产的0.81.6MPa蒸汽及AQC炉生产的0.10.5Mpa蒸汽或AQC炉生产的85200热水经闪蒸器生产出的0.10.5MPa蒸汽通入汽轮机再由汽轮机带动发电机发电。水泥/玻璃窑余热发电技术不仅可以给企业带来经济效益，从社会会效益来讲，水泥/玻璃生产过程中消耗的能源有效利用率仅为60，其余40的能量随废气排放到大气中，余热发电建成后，可将排放掉的38的废气余热进行回收，使工厂的能源利用率提高到95以上，为工厂的可持续发展创造了有利条件。 并且余热发电减少了二氧化碳的排放量，这对减少温室效应、保护生态环境起着积极的促进作用。综上所述，NT6000分散控制系统应用于水泥/玻璃余热发电项目，不仅能够提高控制系统本身的可靠性，而且能够提高工艺系统的控制水平，对于运行维护而言，系统简单易用、大大减轻了工作强度，能够取得明显的经济效益和社会效益，建议向同类机组或相关行业推广使用。水泥/玻璃窑纯低温余热发电纯低温水泥/玻璃窑余热发电技术回收效率高、在发电过程中无需补充燃料，不产生任何污染，是符合可持续发展要求的循环经济技术，NT6000控制系统已经在多条纯低温水泥/玻璃窑余热发电工程得到应用，运行稳定，各项控制功能均达到技术要求，在国内处于领先水平，并且达到国际先进水平。工艺流程整个生产工艺是一个能量转化的过程。给水通过PH余热锅炉和AQC余热锅炉，将水泥/玻璃熟料生产线排放的低温余热的热能进行回收，使其转化为蒸汽，再通过蒸汽管道导入蒸汽轮机，在汽轮机中热能转化为动能，使汽轮机转子高速旋转，驱动发电机转动发出电能。热力系统凝汽器内的凝结水经凝结水泵泵入闪蒸器出水集箱，与出水汇合，然后通过锅炉给水泵升压泵入AQC锅炉省煤器进行加热，经省煤器加热后的水分三路分别送到AQC炉汽包，PH炉汽包和闪蒸器内。进入两炉汽包内的水在锅炉内循环受热，最终产生一定压力下的过热蒸汽作为主蒸汽送入汽轮机做功。进入闪蒸器内的高温水通过闪蒸技术产生一定压力下的饱和蒸汽送入汽轮机第五七级后做功，做过功后的乏汽经过凝汽器冷凝后形成凝结水重新参与热力循环。技术特点1） 该技术为纯低温余热发电技术，可广泛应用与建材行业，可吸入排入大气的350左右的废气，不补燃，不增加系统能耗。2） 采用减速式两点混汽式汽轮机，利用参数较低的主蒸汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电。3） 发电系统采用2.45MPa中压力参数的热力系统，与其他技术相比，能多回收20 30%的废气。4） 采用了热水闪蒸技术，设置一台高压闪蒸器和一台低压闪蒸器，闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功，增强了与水泥/玻璃窑的适应性，发电系统相对窑运转率可达96%以上。5） AQC锅炉设计为立式自然循环锅炉，带汽包，烟气自上而下通过锅炉。锅炉自上而下布置过热器、蒸发器和省煤器，由于废气粉尘为熟料颗粒，粘附性不强，除尘方式采用自然沉降；另外为增大换热面积，强化换热效果，AQC锅炉的传热管设计为螺旋翅片管。6） PH锅炉采用卧式强制循环锅炉，由于PH出口废气还要用于原料烘干，所以PH锅炉无省煤器，只设蒸发器和过热器，从而使出炉烟温达 250，仍可用于原料烘干，烟气在管外水平流动，受热面为蛇彩光管，设置机械振打装置来解决废气的粉尘附着问题。7） 采用先进的集散控制系统，系统的操作简便可靠，并设有完善的报警和保护程序，使整个发电工艺系统能够长期稳定运行。目前水泥/玻璃窑纯低温余热发电技术中热力循环系统的构成、循环参数及熟料冷却机、窑尾预热器废气取热方式有如下三种：不补汽式纯低温余热发电仅在水泥窑窑头熟料冷却机中部设一个抽取冷却机废气的抽废气口，根据水泥窑规模的不同，抽取的废气温度在250400范围内。利用抽取的废气设置窑头熟料冷却机余热锅炉（简称AQC炉），AQC炉生产0.81.6Mpa、饱和温度至360的蒸汽或同时生产0.10.5Mpa、饱和温度至180的低压低温蒸汽、85200的热水。复合闪蒸补汽式纯低温余热发电仅利用水泥窑窑尾预热器排出的250400废气余热设置窑尾预热器余热锅炉（简称SP炉或PH炉），SP炉生产0.81.6Mpa、饱和温度至360的蒸汽。多压补汽式纯低温余热发电将AQC炉、SP炉生产的0.81.6MPa蒸汽及AQC炉生产的0.10.5Mpa蒸汽或AQC炉生产的85200热水经闪蒸器生产出的0.10.5MPa蒸汽通入汽轮机再由汽轮机带动发电机发电。水泥/玻璃窑余热发电技术不仅可以给企业带来经济效益，从社会会效益来讲，水泥/玻璃生产过程中消耗的能源有效利用率仅为60，其余40的能量随废气排放到大气中，余热发电建成后，可将排放掉的38的废气余热进行回收，使工厂的能源利用率提高到95以上，为工厂的可持续发展创造了有利条件。 并且余热发电减少了二氧化碳的排放量，这对减少温室效应、保护生态环境起着积极的促进作用。综上所述，NT6000分散控制系统应用于水泥/玻璃余热发电项目，不仅能够提高控制系统本身的可靠性，而且能够提高工艺系统的控制水平，对于运行维护而言，系统简单易用、大大减轻了工作强度，能够取得明显的经济效益和社会效益，建议向同类机组或相关行业推广使用。循环流化床发电循环流化床CFB 锅炉由于具有燃烧效率高、污染排放物低、燃料适应性广的优点而得到越来越广泛的应用，但除了CFB 锅炉本体设计和结构本身存在的缺点外，热工自动控制方面的问题已经成为其推广应用的主要障碍，主要包括： （1） CFB 锅炉是一个非线性、时变、多变量耦合的控制对象,CFB 锅炉自动控制系统需要完成比煤粉锅炉更复杂的控制任务。（2） 采用现代控制理论方法的基础是要求有描述受控对象的较为精确的数学模型。然而由于CFB 特性的复杂性,难以建立CFB 锅炉精确的燃烧数学模型。（3） 由于CFB 燃烧的复杂性和特殊性,使得实现CFB 锅炉的自动控制变得十分困难。对于煤粉锅炉行之有效的常规控制方法,已经难以保证CFB 锅炉各项控制指标的实现。科远股份通过从CFB锅炉与煤粉炉的燃烧和能量传递机理的差别入手，分析了CFB锅炉燃烧过程中存在于床料中的未燃尽的煤颗粒，对于燃烧过程的影响和控制方法，归纳和提出了CFB锅炉的“残炭”控制方法，并以此为基础设计了基于残炭控制的循环流化床机组协调控制系统。CFB锅炉的燃烧过程CFB 锅炉与普通煤粉炉最本质的差异是在其燃烧系统。CFB 锅炉没有磨煤机等煤粉制备系统,入厂煤经过破碎机破碎成粒径8 mm 的颗粒后,经给煤机送入炉膛,燃煤粒径比普通煤粉炉的煤粉大得多。当煤粒进入炉膛后,不能像煤粉一样直接充分燃烧,而是发生一系列复杂过程。1、在充分流化的高温床料的作用下，煤颗粒与高温床粒混合，被加热干燥； 2、煤颗粒发生热解，其中的挥发分燃烧。某些煤种还会发生颗粒膨胀和一级破碎现象；3、剩余未燃尽的煤颗粒蓄积在床料中，直至满足燃烧条件。如果未燃尽的煤颗粒被带出床料中，离开炉膛出口经旋风分离器和返料装置将被送回至炉膛的床料中。煤颗粒完全燃尽需要约810分钟。其能量传递过程如下图：CFB锅炉残炭的概念由上图可知，能量转换的过程分为四个主要阶段，一是燃料化学能阶段,包括从煤仓经过给煤机环节进入炉膛的过程。系统通过控制给煤机的转速来调节输入CFB锅炉系统的燃料化学能。二是残炭化学能阶段，包括煤颗粒在床料中的加热干燥、热解、挥发分燃烧、循环的过程。在煤颗粒进入床料的初始阶段，其中的挥发份就会快速燃烧，通过热交换转化成蒸汽热能。所以，挥发份较高的煤种应用在CFB锅炉中，其滞后性较小，相对容易控制。但是煤颗粒中的固定碳成份大都需要通过干燥、热解，转换成“残炭”之后，再逐步达到燃烧条件的。由于固定碳是煤颗粒的主要成分，因此我们将CFB锅炉的主要燃烧过程理解为燃料通过床温的作用转化为“残炭”之后，再进行充分燃烧的。从能量转换过程来看，锅炉入口的燃料化学能大部分在炉膛中转化成了“残炭”化学能。小部分挥发份部分直接燃烧转化为了蒸汽热能。对于450t/h等级的CFB锅炉，满负荷时，其床温中蓄积的残炭有1.5t左右。CFB锅炉给煤管线产生的纯滞后一般为36分钟，从煤颗粒进入床料再转化为“残炭”时间滞后一般为35分钟。三是蒸汽热能过程；四是动能和电能过程；三四两个过程与常规煤粉炉没有区别。应用CFB锅炉能量转换过程的概念，能够深入分析CFB锅炉的动态响应特性，完整地解释其动态过程。以床温为例，我们来分析两个典型过程。一是加煤过程，提高给煤量，经过给量线的纯延迟时间后，床温下降，这是床料在加热煤颗粒；经过五分钟左右的时间，床温回升并稳定在一个比实始床温更高的水平，这是残炭量增加之后，CFB锅炉燃烧率加强的结果。二是加一次风过程，增加一次风之后，床温快速上升，这是燃烧率加强，残炭加速燃烧的结果；经过数分钟，床温下降并稳定在一个比初始床温更低的水平，这是残炭被消耗后，床料中的残炭量下降后，CFB锅炉稳定在一个较低的燃烧率水平上。基于残炭控制的机组协调控制协调控制是对于快慢两个过程的协调，通过对锅炉的慢过程和汽机的快过程的协调，在保证锅炉汽机工艺过程稳定的前提下，尽可能快地响应电网的负荷指令。协调控制的核心算法有三个部分。一是，尽可能地利用中间蓄热，在保证工艺参数稳定在一定范围内前提下，尽可能快的响应电网的负荷指令，如何合理地运用中间蓄热，将决定小范围负荷变化的特性。二是，尽可能快的调整锅炉这个慢过程，锅炉调整的特性最终决定了大范围的负荷变化的特性。三是，协调快慢过程的步调，避免相互干扰，影响整个系统的稳定性。对于煤粉炉，其中间蓄热主要是指汽包的蓄热，汽轮机主汽调门能够控制汽包蓄热的释放或蓄积。对于CFB锅炉，除了汽包蓄热，工艺系统中床料蓄热的容量更大，在额定负荷下，如果燃料全部中断，利有床料中蓄积的“残炭”和床料的热容量，机组甚至能维持十几分钟的运行。因此如果能够利用床料的蓄热来满足机组的负荷变化，将比改变给煤量来改变负荷要减少近10分钟的时间，而且其容量更大，比汽包蓄热大两个数量级。但是利用床料的蓄热存在两个大的障碍，一是缺乏床料蓄热的测量手段，汽包的蓄热能够直接用汽包压力来表征，床料的热容量可以用床温来表征，但是床料蓄热的主要部分“残炭”却缺乏测