垃圾焚烧炉工艺

1、城市垃圾燃烧发电厂 DCS空制系统设计说明书目录1 设计目的和工艺说明 51.1 垃圾燃烧局部 51.1.1 燃烧炉工艺 51.1.2 烟气污染物处理设备及技术 61.1.3 结论 71.2 公共局部 71.3 汽轮机局部 81.3.1 调节系统 81.3.2 保安系统 81.3.3 汽轮机工艺限制设计 91.4 电力监控局部 101.4.1 电力设备监控与操作 111.4.2 数据采集与监测 121.4.3 事故追忆功能 122 系统结构 122.1概述 122.2 系统结构 142.2.1概述 142.3 工程结构 142.3.1工厂层级定义 142.3.2工程限制区定义 152.3.3权

2、限治理 182.3.4消息报警功能 182.3.5归档设置 192.3.6程序运行速率 193 命名规那么 错误！未定义书签.3.1 层级文件夹 错误！未定义书签.3.2 CFC 错误！未定义书签.3.3 位号TAG命名规贝0 错误！ 未定义书签.3.4 操作台和计算机命名 错误！未定义书签.3.5 AS 站命名 错误！未定义书签.3.6 机架 DP 地址定义 错误！未定义书签.3.7 I/O 机架命名 错误！未定义书签.3.8 机柜命名规那么 错误！未定义书签.3.9 交换机命名 错误！未定义书签.3.10OLM 光电转换器 错误！未定义书签.3.11 网线电缆 错误！未定义书签.3.12

3、终端总线计算机IP 地址 错误！未定义书签.3.13 系统总线计算机IP 地址 错误！未定义书签.3.14 MTA 错误！未定义书签.3.15 平安栅命名 错误！未定义书签.3.16 平安继电器命名 错误！未定义书签.3.17 硬件通道符号名 错误！未定义书签.3.18MAC 地址定义 错误！未定义书签.4 操作界面 错误！未定义书签.4.1 总貌区域 错误！未定义书签.4.2 工作区区域 错误！未定义书签.4.3 系统功能栏 错误！未定义书签.4.4 操作员通过以下按钮集来实现标准消息列表. 错误！未定义书签.4.5 组显示 错误！未定义书签.4.6 趋势图 错误！未定义书签.4.7 趋势组

4、 错误！未定义书签.4.8 系统操作 错误！未定义书签.5 静态画面 错误！未定义书签.5.1 概述 错误！未定义书签.5.2 画面层级定义 错误！未定义书签.5.3 颜色约定 错误！未定义书签.5.4 线型约定 错误！未定义书签.5.5 字体及颜色定义 错误！未定义书签.5.6 概论 错误！未定义书签.5.7 通用设置 错误！未定义书签.5.7.1 PID 参数 错误！未定义书签.5.7.2监测块参数 - Measurement Parameters 错误！未定义书签.5.7.3 Tool-Tip 文本 错误！未定义书签.5.7.4 流程画面动态元素刷新速率 错误！未定义书签.5.7.5 工

5、程单位 错误！未定义书签.5.7.6 动态数据格式 错误！未定义书签.5.8 工程库 - 限制回路的定义 错误！未定义书签.5.9 动态图标库 错误！未定义书签.5.9.1模拟量监测 .5.9.2累计量 5.9.3PID 限制 5.9.4手动限制回路5.9.5数字量监测 .5.9.6数字量限制 .5.9.7阀5.9.8马达/泵错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签. 错误！未定义书签.设计目的和工艺说明 众所周知,城市垃圾燃烧发电厂的建成和投入使用可极大地解决城市地区的垃圾堆积和环境污染问题,采用

6、生活垃圾燃烧发电的方式既可有效解决生活垃圾污染问题,又可实现能源 再生.本限制系统可靠有效的设计完全能满足垃圾燃烧发电的需要,保证垃圾燃烧发电厂的 平安、稳定运行.本文主要介绍城市垃圾燃烧发电厂DCS限制系统在垃圾燃烧发电厂的应用,并对工艺流程和限制功能的设计思路进行详细的阐述.1.1垃圾燃烧局部锅炉出口烟气污染物的浓度,主要取决于生活垃圾的成分和燃烧工况的限制.在 相同的燃烧工况下,生活垃圾中含有经燃烧能产生相应污染物的物质越多,那么锅炉出 口烟气污染物产生的浓度越高,例如含氯塑料的含量越高,那么锅炉出口烟气中HCI气体的浓度越高.在生活垃圾未完全分类收集的情况下,只有采取最正确的燃烧工况,

7、 尽量减小锅炉出口烟气污染物的浓度.影响锅炉出口烟气污染物浓度的燃烧工况包括炉膛负压、炉膛温度、空气过量系数,烟气在高温、低温区域停留的时间,炉内气体的湍流度等.ITT 1殳唤如1.-工"1【rjstir1 1 11 HI1111.j1 111iJ1T1nru,1!D1 -1 TT 1L!l 1 '1 131 '711 T 1 1i11 rrr迴Id 13 E 固画 FUai.i.i燃烧炉工艺城市垃圾燃烧发电厂装备2条300t/d生活垃圾燃烧生产线,日处理生活垃圾 600t.2台垃圾燃烧炉都从日本荏原公司引进,采用液压限制的双列顺推阶梯式炉排 系统,每列炉排又分成4个

8、区,第一区为枯燥区,第二、三区为燃烧区,第四区为燃 尽区.每个区都是相互交叠的固定炉排与可移动炉排组成,一次风从炉排下方吹人提 供垃圾燃烧需要的氧气并冷却炉排,这种炉排结构能使垃圾翻动、破碎并与氧气充分接触.自动燃烧演算装置ACC能够根据燃烧炉内的燃烧工况,自动调整每个区的 炉排速度与一次风量、一次风压到达最优比例,保证生活垃圾的完全燃烧,释放出大 量的热量能使整个炉膛保持在较高温度850 C以上,有效的减少CO、有机污染物 等各类污染物的生成.为了保证剧毒的有机污染物得到充分分解,日本荏原公司在焚 烧炉的出口设计了很长的绝热水平烟道,使得烟气在850 C以上的停留时间超过2s,并且在这个烟道

9、的人口处布置二次风风温可调解喷口,它能对烟气进行充分的扰 动3T限制法.在二次风口的左右侧墙上方各布置一只助燃燃烧器,在垃圾发热 量较低时,燃烧器自动投人使用保证烟气在燃烧炉的出口处能一直保持在850 C以上.通过采取上述举措,可以使在燃烧过程中生成的有机污染物绝大局部被破坏分 解,最终锅炉出口烟气中有机污染物的浓度得到最大限度的降低.1.1.2烟气污染物处理设备及技术通过限制燃烧工况可以减少烟气污染物生成,但是还需要经过特殊的烟气净化处 理才能到达排放标准.城市垃圾燃烧发电厂采用半干法除酸+活性炭喷射+滤袋除尘 器的处理工艺,并且配备烟气净化处理自动限制系统及烟气在线监测仪.这样就可以 保证

10、烟气净化处理系统稳定、连续地运行,有效地去除烟气污染物.*叫1rr金扎n将I 1 1 1 1 0L3配1 Ediey “1 1J:：丨 IUI 1.1.11111i.D I匚ri i r 111Ilini-1 TT1iLLLLJJ匚n muI M IMiiniltrvtrllllllSIEMENSrrrrr.周-iffrK.AH" 严皿 芋J*Ill_rw- *回m門團回画画记件回尺回匹凶丘蜜画團匣21三臣在半干式洗涤塔中,雾状的 CaOH2与烟气中的酸性气体如SO2、HCI、HF等经过充 分接触,发生酸碱中和反响,除去绝大局部酸性气体.酸性气体净化处理系统由石灰 浆制备系统、雾化喷

11、入系统、半干式洗涤塔、袋式除尘器等组成.石灰浆制备系统主 要由石灰粉储罐、硝化器、储浆罐、浆 泵组成,根据烟气中酸性气体浓度的大小连续 提供适宜浓度根据烟气在线监测仪监测到的各酸性气体的浓度的石灰浆.雾化喷 人系统是利用压缩空气,将石灰浆雾化后在洗涤塔喉部喷人.石灰浆的喷人位置在半 干式洗涤塔的喉部,此处烟气流速较高能与石灰浆雾滴充分混合、接触反响,并且一 起向下流动(下进气,反之那么为上进气).洗涤塔的高度决定了反响时间,它不但可 以使石灰浆雾与酸性气体充分反响,到达极高的去除效率,而且还可以把反响产物(CaS03、CaC12)中的水分蒸发,成为枯燥的颗粒物,其中较大的颗粒从洗涤塔底 部排出

12、,较细小的颗粒随着烟气横向随烟气通过后续的滤袋除尘器时被捕集.这种半 干式的烟气净化处理工艺除了反响效率高,石灰浆利用率高之外,还有反响时间短、 可以获得枯燥的反响产物的优点.1.1.3 结论采用了炉内限制燃烧与尾部烟气净化处理相结合的举措后,城市垃圾燃烧发电厂 垃圾燃烧系统排放的烟气污染物浓度将可以限制在较低的水平.1.2 公共局部 生活垃圾燃烧厂渗滤液成分复杂,含有高浓度有机物和盐分,如果直接回喷至燃烧炉内燃烧处理,产生的本钱折合成燃料计算本钱将高达122m相比之下,将垃圾渗滤液集中进行生化处理是一种经济有效的解决方法.据研究,生活垃圾在堆酵 48h 后,实际脱水率为 12 左右,垃圾整体

13、减重可达 20左右.燃烧厂垃圾渗滤液中氨氮含量高,可生化性较差,常给 生化处理带来一定的难度,采用厌氧处理后,渗滤液中一些难降解有机物被酸化水解成易于 生化的小分子化合物,氨氮含量随着苯胺类化合物等的分解还会有一定程度的升高.垃圾渗 滤液中铁、铅、锌、钙的浓度均较高,采用一套适宜的工艺对处理效果致关重要.垃圾渗滤液经过细格栅后,除去渗滤液中的悬浮物及漂浮物,进入调节池,经泵提升至UASB上流式厌氧反响器进行厌氧发酵,产生的沼气接至垃圾燃烧炉助燃,污泥脱水后填埋或 燃烧,出水加GO调碱度后自流进入SBR反响器.SBR是 一种具有较好的脱氮除磷功能的循环 间歇处理工艺,整个系统经历进水期、反响期、

14、沉淀期、排水期和待机期5 个阶段,而 SBR反响器又分为三个区：一区为生物选择器,二区为兼氧区,三区为好氧区.出水流经生物选 择器区,既可提升系统的稳定性,预防产生污泥膨涨,又可发生比拟显著的反硝化作用.出 水自生物选择器进入兼氧区和好氧区,该区主要完成降解有机物和硝化 / 反硝化过程.再经沉 淀期后外排.工艺流程图1.3汽轮机局部汽轮机限制系统包括调节系统和保安系统.1.3.1调节系统调节系统是为了保证汽轮机组稳定运行和获得运行所需的静态特性；保安系统的作用那么是当机 组出现危险工况时,保护机组的平安.汽轮机的主要用途,是用来驱动发电机发电,向用户输送电能.发电用汽轮机分为凝汽式和中 间再热

15、凝汽式.另有一些型式的汽轮机,除驱动发电机发电外,还在其中某一级或一级以上抽 汽,向热用户供热.这些汽轮机称为热电联供机组或称供热机组.发电用汽轮机具有转速调节系 统,简称调节系统,用来维持机组等转速运行,以保证所提供的电能频率稳定.热电联供汽轮 机,除具有调速系统外,还具有调压系统,用以维持供热抽汽压力的稳定.转速调节和抽汽压力 调节是汽轮机的根本限制策略.调节系统由测速元件,给定机构放大器和执行机构等环节组成.根据这些环节功能不同,可将调节系统划分为两局部,即限制器和执行器.限制器的主要任 务是完成限制策略运算,执行器的任务是根据调节器限制器的运算结果驱动和定位调节机 构.液压调速系统限制

16、器,由调速器、同步器、放大器、信号分配器等环节组成,限制策略为转速 有差调节.由调速器和同步器给出转速偏差信号,经过液压放大器放大,形成总阀位信号,经过 信号分配器限制各执行器,即油动机,由油动机驱动和定位汽轮机的调节机构,即调节阀.单机 运行时,同步器用来调整汽轮机转速；并网后,同步器用来调整分配给本机的负荷.为了适应现代汽轮机限制系统复杂的限制策略,数字电液限制系统应运而生.数字电调称为纯电调 或称全电调,简称 DEH.DEH限制器由微机系统组成,执行器由多个油动机组成的液压执行系 统.1.3.2保安系统保安系统是汽轮机限制系统不可分割的局部.各种汽轮机保安系统的组成大致相同,主要包括超速

17、保护系统、危急遮断系统、挂闸系统和各种试验系统.其中遮断系统与汽轮机监视系统TSITurbi ne Supervisory In strume ntation System的遮断信号和其它设备来的遮断信号接口.133汽轮机工艺限制设计本系统针对的汽轮发电机组采用抽凝式.它的热工检测及限制系统可以分为：模拟量限制系统MCS 系统,顺序限制系统SCS ,数据采集系统DAS 和紧急跳闸系统ETS ,这几 个系统根据目前的计算机的平安系数,可以将这几个局部用一个集散限制系统来完成,通过一个 系统将这几个局部有机的结合在一起,实现功能的统一,减少了维护人员的工作负担.汽轮发电机组的工艺流程图如下所示.1

18、.3.3.1模拟量限制系统MCS 在汽轮发电机组中模拟量限制系统中,都是单回路调节限制,一般分为：除氧器水位和压力调 节系统、高压减温减压器的温度和压力调节系统以及低压减温减压器的温度和压力调节系统.1.3.3.2除氧器压力调节系统在除氧器压力调节系统中,机组启动期间使用的是减温减压器来的蒸汽,机组正常运行后使用的 汽轮机的调整抽汽,这样来维持除氧器压力在预先的设定值；在正常运行工况,设定值跟踪除氧 器压力.在除氧器压力调节系统中,除氧器压力测量值与给定值一起送入PID中进行运算,运算结果用来调整除氧器压力调节阀,维持除氧器压力在预先设定值.1.3.3.3除氧器水位调节系统除氧器水位调节系统中

19、使用的水是来自脱盐水,通过调节脱盐水管道上的调节阀来限制除氧器的水位.除氧器限制如下图1.334减温减压器调节系统高温减温减压器系统和低温减温减压器系统的工作原理都是一样的,它们都是通过调节进入减 温减压器的蒸汽量调节阀来限制减温减压器出口的蒸汽压力,同时通过调节进入减温减压器的减 温水调节阀来限制减温减压器出口的温度.由于高温减温减压器和低温减温减压器都是相同的工 作原理,所以他们都是单回路限制,限制手段非常的简单.减温减压装置限制如下列图所示1.4电力监控局部ECS监控系统Electric Control System主要对城市垃圾燃烧发电厂的电力设备包括发电机、变压器、断路器以及隔离开关

20、进行远程的状态监测和操作限制,并通过PROFIBUS总线通讯技术实现与其他电力智能设备例如 UPS、直流屏、电度表、励磁装置、同期装置、快切装 置通讯,从而对重要的电力参数进行监测、记录和治理 ,实现四遥遥测、遥信、遥控、遥调功能通过全厂电力设备的一体化治理,提升城市垃圾燃烧发电厂电力监控的自动化水监控主画面沁IK-LtK.h 11 j imJ I I 11 ,LJi i i i i nl 11朋I F曲窗担帀I . I m J SIEMENSJ I I LIE 3 3 0 画画回丁日叵朗亶|厨71丘面1.4.1电力设备监控与操作操作员通过DCS监控画面可对电厂所有电力电气设备进行监视和限制,

21、实现发电厂机组 电气自动化,包括发电机保护、变压器保护、联络线保护、厂用电系统、发电机录波、励 磁、同期、UPS、直流系统、电度表等的监控和治理.电厂监控系统可以实现不同对象的分区分权限治理功能发电机监控画面142 数据采集与监测信号类型有模拟量信号 电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、温度等,开关量信号位置及状态信号、事故信号、预告信号、BCD码、公用信号等和智能接口数据发电机励磁装置、微机保护数据、电度量采集数据、火灾报警系统数据、智能直流系统数据等.ECS监控系统对采集的电力数据进行实时的显示,并保存在系统的数据 库里,供操作员查询、分析.143 事故追忆功能当发电厂的线路、

22、母线、主变发生短路或接地故障,主变、电容器、电抗器本体等出 现故障,引起保护及自动装置动作,开关跳闸,产生事故总信号时,系统将把事件过程中 各测点的动作顺序,以毫秒级的分辨率正确记录下来,进行显示、打印和存贮,供事故分 析、处理和查询.每条信息包含发生的时间、描述及动作状态.系统可无限期保存事件顺 序记录条文.SOE的分辨率为1ms.事故追忆功能可按用户需求自行配置事故前后的数据 记录间隔和数据长度来分组记录事故时数据.系统同时存贮24个以上的事故追忆报告,事故追忆的触发可以是开关的事故跳闸或人工触发.系统支持多重事故追忆.2 系统结构2.1概述在城市垃圾燃烧发电厂 中,电气工程为一套 DCS

23、系统.在DCS系统中采用单站方式有,4个DCS客户机操作站,2个工程师站,一个 OPC服 在 DCS 中由 SIEMENS 工业级以太网交换机 SCALANCE X216 和 X204-2 构成两级数据传输速率为 100Mbit/s 环型网络,系统总线与终端总线.在环型网络的某一个节点出现故障 时,环形网络会在 0.3 秒内重建通讯通道.现场系统总线与 DCS 系统总线之间通过冗余光缆连接,通讯速率为 100Mbit/s .一个为 Standby Master, 一个为 Standby Slave ,当 Master 通讯中断时,系统自动切换到 Slave 通 讯. DCS 中的工程师站和操作

24、员站提供大局部的工程操作和数据归档功能 .整个系统的结构可以分为 2 层：限制器层：通过现场总线层实现对现场仪表的监测和输出限制；系统网络层：所有现场限制器 ,工程师站,操作员单站通过系统网络连接到一起.2.2系统结构2.2.1 概述如下的是关于系统结构总貌Fiber-Optic Cable for Ether netTwist Cable for Ether netProfibus DPCity Garbage DCS Project汀200MProfiIIIHIIiiiiwProfiminminHimProfilinnii川iiiniProfi川IIInunProfiminmmmmnunl

25、innbubuHllllill川图2-1 :系统结构总貌2.3工程结构2.3.1工厂层级定义通常来说,建议在工程中定义清楚的工厂层级结构,如下列图所示.一个工厂有假设干过程区域,一个过程区域分为假设干单元,一个单元分为假设干子单元,最多可以扩展8级.在每个子单元下可以定义假设干现场回路,与这些现场回路相关的流程画面与这些回路逻辑定义在相同的子单元目录下.Plant OverviewProcessL ProcessL Process匚 DisplaysFaceplatesDisplays1-FaceplatesDisplays此工程层级结构原那么如下:工厂层级层级类型HMI对应画面1单元单元总貌

26、图2工艺段工艺段原那么流程图3子工艺段对应流程图表2-1:层级结构定义232工程限制区定义限制系统分为1个操作区,12个限制区,如下表2-1相同限制区Ctrl No.的单元属于同一操作区,同属同一限制区的操作员站可以限制同一 区内的所有单元数据,同时对同属同一操作区的其它单元只有监视权限.AreaNo.CtrlNo.PH1PH2Un it NameDCS Clie nt11Oxidati on氧化11Oxidati onPID-2/30异丙苯碱洗11Oxidati onPID-3/4氧化进料槽11Oxidati onPID-5氧化进料预热11Oxidati onPID-6空气碱洗塔11Oxid

27、ati onPID-7第一氧化塔11Oxidati onPID-8第一氧化塔外循环11Oxidati onPID-9第二氧化塔11Oxidati onPID-10第二氧化塔外循环11Oxidati onPID-11第三氧化塔11Oxidati onPID-12第三氧化塔外循环11Oxidati onPID-13氧化出料11Oxidati onPID-14/17氧化泄放槽11Oxidati onPID-15氧化尾气催化处理11Oxidati onPID-16氧化尾料11Oxidati onPID-16氧化尾料12Condense提浓12CondensePID-18一级提浓塔12CondenseP

28、ID-20二级提浓塔12CondensePID-19/21/23/24提浓冷凝真空12CondensePID-22提浓出料12CondensePID-30CHP排液收集13Break-up分解13Break-upPID-25硫酸13Break-upPID-26分解反响器13Break-upPID-27/29分解岀料13Break-upPID-28二级分解13Break-upPID-31/32中和13Break-upPID-33中和洗涤13Break-upPID-34/36中和聚结丙酮汽提13Break-upPID-35MHP分解13Break-upPID-71B酚放净槽14Acet one丙酮

29、14Acet onePID-38/39精馏进料槽14Acet onePID-40/42粗丙酮塔14Acet onePID-41粗丙酮塔顶岀料14Acet onePID-43/47精丙酮塔14Acet onePID-44/45/46精丙酮塔顶出料15Phe nol苯酚15Phe nolPID-48粗苯酚塔15Phe nolPID-49/50粗苯酚塔顶岀料15Phe nolPID-51/52/53重组分塔15Phe nolPID-54脱烃塔15Phe nolPID-55/56脱烃塔顶岀料15Phe nolPID-57/58苯酚第一树脂床15Phe nolPID-59苯酚第二树脂床15Phe nol

30、PID-60精苯酚塔15Phe nolPID-61/62精苯酚塔顶出料1r6AMSAMS1r6AMSPID-63/64AMS水洗碱洗1r6AMSPID-65AMS塔1r6AMSPID-66/67/68AMS塔顶岀料1r6AMSPID-69加氢反响器1r6AMSPID-70加氢反响器岀料1r6AMSPID-71A酚放净槽17Extracti on萃取17Extracti onPID-72脱酚进料槽17Extracti onPID-73/78酚水槽17Extracti onPID-74/74A放空洗涤塔17Extracti onPID-75萃取塔17Extracti onPID-76溶剂再生槽17

31、Extracti onPID-77脱酚溶剂槽18Utility公用工程18UtilityPID-79/80硫酸槽18UtilityPID-81激冷水18UtilityPID-82/83碱液18UtilityPID-84/85/86蒸汽18UtilityPID-87/88冷冻水19Storage-ta nk中间罐区19Storage-ta nkCume neTa nk异丙苯槽/污水隔油池19Storage-ta nkAcet on eTa nk丙酮产品槽19Storage-ta nkPhe no ITa nk苯酚产品槽19Storage-ta nkAMSTa nk粗MAS槽/污水水槽110FG可

32、燃气体报警110FGCen tralphase中间罐区110FGNewphase新区110FGOldphase老区表2-2:操作限制区定义表233 权限治理对每个装置设置三个不同级别的操作用户组,即操作员,工艺工程师和仪表工程师级别Group 组Rights权限Monitoring监视用户只监视过程参数,不操作；Operator操作员根本的参数设定,操作；Technical工艺工程师上述所有,PID参数的修改,高报警和低报警的修改；Engineer仪表工程师高高报警、低低报警的修改,及其它所有系统功能表2-3:功能/权限分类根据如上所示权限定义,对于 PCS 7的权限设置具体如下:功能描述监视权限操作员权限工艺工程师仪表工程师权限权限User Admini strati on用户治理调用用户治理员,进 行更改YESAuthorization for Area区域权限变更区域YESYESYESYESSystem cha nge 系统切换变更系统状态YESMon itori ng 监控显示工厂状态YESYESYESYESProcess con trolli ng过程限制变更过程值YESYESYESHigher process con troll ing高级过程限制变更/设置参数YESYESReport system报