垃圾焚烧炉控制方案

1、绵竹万洁100T/日生活垃圾焚烧炉系统恢复方 精品文档 ,超值下载案四川捷惠特电气工程有限公司2 0 1 4 年 4 月第一章概述 1第二章 系统设计方案 11、设计原则二 12、设计依据 23、设计范围 24、设计标准 25、控制系统技术指标与基本内容 26控制原理 4第三章系统网络结构及方案实现 61、系统网络结构图 62、系统特性 63、 上位机操作站 错误!未定义书签。4、 上位机主要完成功能： 错误!未定义书签。第四章、控制设备技术参数 错误!未定义书签。第五章、系统设备材料清单 10第六章 交货日期、地点及运输方式 11第七章 竣工验收 11第八章售后服务承诺 11第一章 概述随着

2、国民经济得高速发展 , 都市产生得生活、工业、有害与医务垃圾也在日益增长。 许多大城市已经出现垃圾围城得现象 , 造成严重得环境污染与经济破坏。垃圾处理可分 为:填埋、焚烧、热解气化三种方式。 填埋就是成本最低得垃圾处理方法 , 先进得热解气 化技术投资价格高 , 所以目前我国大多数采用焚烧方式 , 为此我公司一直深入对焚烧炉 控制方面得研究与发展 , 在控制方面积累了一定得经验与技术。由于我公司长期从事锅 炉方面得控制 , 为各种炉子控制也取得了一定业绩 ,得到用户认可。为了满足系统得实用性、灵活性、扩展性与经济性等高质量控制系统得需要 , 该垃 圾炉系统采用西门子公司SIEMENS S7-

3、300系列PLC控制系统完成垃圾焚烧炉控制系统 得数据采集、状态采集、模拟量控制、数字量控制、顺序控制、状态联锁等功能 , 并满 足工艺各种运行工况得要求 , 确保每个控制阀、风机、水泵、油缸等设备安全、高效运 行。系统提供灵活、高速得数据传输通道 , 使现场采集信号可以高速实时地在上位机上 显示, 控制信号能高速实时地地传送到现场执行单元 ,系统实时性好、抗干扰能力强。 系 统结构为分层、 全分布、全开放系统 , 既便于功能与硬件得扩充 , 又能充分保护应用资源 与投资,采用分布式数据库及软件模块化、 结构化设计 ,使系统能适应功能得增加与规模 得扩充,并能自诊断。本监测系统完全符合国际标准

4、定义得开放式环境 , 如采用 Windows XP作为上位操作系统，实时更新数据库，运行数据存盘，历史数据保存，保证数据得连 续。第二章 系统设计方案1、设计原则工业自动化控制得设计本着先进性、 可靠性、实用性、 合理性、经济性得设计原则 , 采用西门子公司S7-300 PLC作为系统控制核心,采用组态王作为上位机操作监控软件, 主要体现在以下几个方面 :1、1、 先进性生产过程控制系统得设计方案综合国内外同行业得总体水平 , 不低于国内其它厂目 前得自动化水平,吸纳国外部分先进得技术与装备。S7-300 PLC控制系统就是西门子公 司推出得面向中型过程应用与设备集成控制得开放型控制系统。 该

5、系统由精练设计得先 进集成控制器与采用独立得并与开放得高性能MPI/Profibus DP网络、操作员站组成一套完整得并能很好地满足工业行业所有从简单到复杂得各种控制应用要求得监测控制 系统。1、 2、 可靠性 在总体设计上采用先进得、成熟得、有成功经验得技术与装备。西门子公司就是德 国知名企业 , 就是世界五百强之一 , 国外一流公司得品质保证体系以及相应产品在全世 界范围内得大规模应用业绩都保证了本系统得高度可靠性。在现行得一线PLC中市场占有率最高 , 安全性与稳定性都就是一流得。1、 3、 实用性 在保证技术先进、质量可靠、功能完善得前提下 , 通过合理得方案配置达到最佳得性 能价格比

6、。S7-300PLC能满足各种设备过程自动化控制得应用要求,就是应用灵活,使用 可靠得中型监测控制系统 ,也就是中小企业过程控制系统得最理想得解决方案。1、 4、 可维护性控制系统得硬件与软件选择做到全厂一致 , 控制系统得选型应本着全厂一致得原则 , 以利于全厂管控网络系统得形成与控制系统得备品、备件采购及维护方便。1、 5、 灵活性在总体设计中 , 要考虑今后技术得发展与进步 , 使系统在软件与硬件得升级换代方面 留有余地。控制系统包括三大组成部分 : 系统监控、操作及管理部分 , 网络通讯部分与实 时控制部分。 采用这样得结构为用户带来了各种灵活得应用。 用户可以根据生产控制与 管理得实

7、际需求来构筑其系统得规模以及功能。系统得规模可大可小, 预留得扩展能力可满足未来得系统扩展 , 保护用户得投资。1、6、 可操作性在上位机采用组态王作为操作站软件 ,提供直观、 完整、丰富、友好得操作界面 , 满足 生产与管理等多方面、多用户需求。操作员站运行环境采用用户熟悉得操作系统WindowsXP方便用户得操作；提供操作员 / 操作员站得系统安全保护功能 ;用户可自由设置菜单 , 采用菜单来调用画面或执行指定操作 ； 用户可自由设置工具栏 , 采用工具栏上得工具来调用画面或执行指定操作 ； 消息汇总区提供系统消息汇总显示功能 , 帮助用户对系统得运行情况进行分析 , 控制命 令区提供用户

8、直接用命令方式来执行指定得任务 ； 系统报警区为用户提供各种报警事件得在线报告功能 ； 系统状态区为用户提供系统得在线运行情况。1、7、 设计依据 技术资料 :、带控制点及热力设计参数得风烟系统图 、焚烧炉及烟气处理等系统技术要求、200t/d 垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表（ 一）、200t/d 垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表（ 二）、200t/d 垃圾焚烧炉污水系统设备及电气控制方式一览表、300t/d 垃圾焚烧炉工艺对电气自控要求得说明2、2 国内外自动控制现状及同类工程信息反馈2、3 国家标准、行业标准与院标等标准及规定2、4 设计中有关本专业得具体规定3 、设

9、计范围 本工程自控得设计范围主要包括垃圾焚烧炉得炉膛温度自动控制、 炉膛负压控制、 烟气 含氧量控制、 喷淋降温水压控制、 喷雾干燥吸收塔进出口温度控制、 布袋除尘器入口温 度控制、沉淀池水位得控制、垃圾储料坑与垃圾储仓渗滤液井水位得控制、连锁控制 , 风烟温度与压力得监测 , 必要得工艺参数报警、 生产报表 , 并在上位操作软件上对相关参 数进行显示、参数设定、报警、保存处理 , 设备制作等。4、 设计标准工程采用得标准尽可能使用现行有效得国际标准、 国标、行业标准行业标准与院标等标 准及规定。5、控制系统技术指标与基本内容确保垃圾组分变化时也能充分燃烧,热灼减率 5及确保排放达标； 保证垃

10、圾充分燃烧 ；烟气含氧量：6%12%;炉膛温度（T1）: 850 C <T1<1050C ,超过 105OC报警；烟气温度（T2）:>850 C并在炉膛停留2秒； 炉膛负压 （P）:-20 -40Pa；布袋除尘器入口温度控制 （T5）:<180 C ；主要检测与控制内容序号检测或控制内容1炉膛温度(T1)检测、显示、自动调节2炉膛负压(P1)检测、显示、自动调节3烟气温度(T2):检测、显示4烟气含氧量：检测、显示、自动调节5空气预热器入口烟气温度(T3):检测、显示6空气预热器入口烟气压力(P3):检测、显示7喷雾干燥吸收塔入口烟气温度(T4):检测、显示、自动调节8

11、喷雾干燥吸收塔入口烟气压力(P4):检测、显示9布袋除尘器入口烟气温度(T5):检测、显示、自动调节10布袋除尘器入口烟气压力(P5):检测、显示11布袋除尘器出口烟气压力(P6):检测、显示12一次风温度(T7):检测、显示13一次风压力(P2):检测、显示14预热器出口一次风温度(T6):检测、显示15喷淋降温水泵出口压力(P7):检测、显示、自动调节16沉淀池水位：检测、显示17垃圾储料坑水位：检测、显示、自动调节18垃圾储仓渗滤液井水位：检测、显示、自动调节19一次风机变频调速20二次风机变频调速21引风机变频调速221#喷淋降温水泵变频调速232#喷淋降温水泵变频调速24碱液搅拌器启

12、停控制251#空压机启停控制262#空压机启停控制27热风放空阀D1开度控制自动调节,T1温度作为信号源28冷风调节阀D2开度控制29二次风调节阀D3开度控制30烟气调节阀D4开度控制31烟气调节阀D5开度控制32烟气调节阀D6开度控制33热风调节阀D7开度控制341#渗滤液加压泵启停控制352#渗滤液加压泵启停控制36潜污泵启停控制37搅匀潜水泵就地启停 PLC控制系统信号统计：a、模拟量输入:30温度:T1T7共7个测温点压力:P1P7共7个测点 氧含量 :1 个测点 酸度计 :1 个测点水位 :3 个测点变频器频率 :6 个测点 烟风调节电动执行机构位置 :7 个b、模拟量输出:11变频

13、器频率给定 :6 点 烟风电动执行机构位置给定 :7 点c、数字量输入：52变频器状态信号 :4 点 变频器故障信号 :4 点 空压机状态信号 :2 点 空压机过电流信号 :2 点 碱液搅拌器状态信号 :1 点 碱液搅拌器过电流信号 :1 点 渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵状态信号 :4 点 渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵过电流信号 :4 点 液压油缸前进到位与后退到位信号 :24 点 火焰检测信号 :4 点 d数字量输出:49变频器启停信号 :4 点 变频器故障复位信号 :4 点空压机启停信号 :2 点 碱液搅拌器启停信号 :1 点渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵启停信号 :4 点 液压油缸前进与后

14、退信号 :24 点6、控制原理a、炉膛负压(P1)得控制：炉膛负压得大小取决于引风机得转速 , 因此要控制炉膛得负压就需要控制引风机得 转速。引风机得转速由变频器控制 , 而引风机得转速与其工作电压频率成正比例关系 , 故PLC控制系统控制变频器得输出频率就能控制引风机得转速。PLC 控制系统对炉膛负压得控制首要任务就是要控制负压稳定在误差允许得范围之内 , 即实际炉膛负压与炉膛负压设定值得偏差在误差允许得范围之内。在控制理论中 , 要使 被控量稳定在误差范围内 , 应采用负反馈控制系统。PLC制系统采用PID控制算法完成炉膛负压得稳定控制：将负压得实际测量值与负 压设定值进行偏差比较 , 然

15、后把比较结果进行 PID 运算,最后将运算结果作为频率设定 值传送给引风机变频器 , 控制引风机转速来控制炉膛负压。b、炉膛温度(T1)得控制：在炉膛内燃烧得垃圾从本质上瞧就就是焚烧炉内得燃料 ,因此一般正常情况下 , 控 制炉膛内温度得主要措施就是控制投入焚烧炉得垃圾量、一次风与二次风风量比 ： 当一 次风与二次风风量比在满足工艺情况下 , 在一定时间内炉膛温度超过炉膛温度设定值表 明投入焚烧炉得垃圾量过多 , 应减少投入焚烧炉得垃圾量 ;炉膛温度低于炉膛温度设定 值表明投入焚烧炉得垃圾量不足 ,应增加投入焚烧炉得垃圾量。 垃圾投送就是由 12支液 压油缸顺序移动完成得 , 因此控制投入焚烧

16、炉得垃圾量即需要控制动作液压油缸得数量 及动作顺序。PLC控制系统米用多变量模糊控制算法及顺序控制算法控制液压油缸得动 作。由于炉膛内得助燃空气一次风就是经空气预热器加热得高温空气 , 控制一次热 风得排空可以控制进入炉膛得一次风热量从而控制炉膛内温度: 炉膛温度超过炉膛温度设定值表明炉膛内得热量过多 , 开排空阀将热风适量排空可以减小进入炉膛内得一次风 热量,降低炉膛温度 ;炉膛温度低于炉膛温度设定值表明炉膛内得热量不足 ,关排空阀可 以减小进入炉膛得一次风热量得散失 , 增加炉膛温度。不论开或关排空阀都应控制排空 阀动作得幅度。PLC控制系统米用比例算法控制排空阀开或关得幅度。二次风就是常

17、温 , 掺入到一次风可以降低一次风得温度 , 因此控制炉膛内温度还可 以通过控制掺入一次风得二次风量进行 : 炉膛温度超过炉膛温度设定值表明炉膛内得热 量过多,开二次风调节阀 D2 增加进入一次风管得二次风量 ,同时开启热风防空阀 ,保持 入炉空气量不变得情况下 ,入炉空气温度使进入炉膛得一次风热量减小 , 从而减小进入 炉膛得辅助热量 ,降低炉膛温度 ; 炉膛温度低于炉膛温度设定值表明炉膛内得热量不足 , 关二次风调节阀D2减小进入一次风管得二次风量，使进入炉膛得一次风热量增加，从而 增加进入炉膛得辅助热量 , 增加炉膛温度。不论开或关二次风调节阀都应控制二次风调 节阀动作得幅度。PLC控制

18、系统采用比例算法控制二次风调节阀开或关得幅度。PLC 控制系统将上述三种调节方式同时交叉进行 , 通过模糊逻辑判断控制三种调节方式 得调节顺序及调节幅度 , 既能满足炉膛温度得调节要求 , 又不致影响烟气得氧含量。 C烟气氧含量得控制：烟气中得氧含量主要取决于进入炉膛得风压 , 当烟气得温度低时说明引风机得风量 大了; 这时候就可以调整引风机得频率 , 当烟气得温度高时说明鼓风风机得风量大了 ; 这时候就可以调整鼓风机得频率 , 让炉膛燃烧温度保持在合理水平、因此调节烟气中得 氧含量通过调节一次风量进行。一次风量得调节就是通过调节一次风机得转速实现得 , 一次风机得转速通过变频器调节 , 一次

19、风机得转速与其工作电压得频率成正比例关系 , 因此烟气中得氧含量调节通过调节变频器得输出频率实现。d喷雾干燥吸收塔入口烟气温度(T4)得调节： 喷雾干燥吸收塔入口烟气温度得调节通过降温装置进行。 变频调节水压 , 使水压保持 恒定值 , 达到调节水量控制烟温。e、布袋除尘器入口烟气温度(T5)得调节：布袋除尘器入口烟气温度得调节通过喷雾干燥吸收塔进行。PLC控制系统采用PID控制算法及模糊逻辑顺序判断综合控制来控制布袋除尘器入口得烟气温度。f 、喷淋降温水泵出口水压 (P7) 得控制 ： 喷淋降温水泵出口水压得大小取决于喷淋降温水泵得转速 , 因此要控制喷淋降温水 泵出口水压就需要控制喷淋降温

20、水泵得转速。喷淋降温水泵得转速由变频器控制 , 而喷 淋降温水泵得转速与其工作电压频率成正比例关系 ，故PLC控制系统控制变频器得输出 频率就能控制喷淋降温水泵得转速。PLCe制系统采用PID控制算法完成喷淋降温水泵出口水压得控制：将喷淋降温水泵 出口水压得实际测量值与喷淋降温水泵出口水压设定值进行偏差比较 ,然后把比较结果 进行 PID 运算,最后将运算结果作为频率设定值传送给喷淋降温水泵变频器 ,控制喷淋 降温水泵转速来控制喷淋降温水泵出口水压。 降温水得压力由变频控制电动机得转速来 实现恒压调节。当压力低电机转速自动上升 ,达到设定压力时自动调整输出频率 ,维持管 网压力恒定。g、联锁控

21、制：(1) 引风机与一次风机得联锁 ：启动联锁：引风机没有启动时，一次风机不能启动；停机联锁：一次风机停机后运行3分钟,引风机才能停机。h液压油缸得工作原理液压油缸得最大工作压力由溢流阀调定 ,液压缸得工作压力由减压阀调定,缸头可 用来夹紧工件。一级减压回路之二液压油缸活塞下行时通过减压阀获得低于溢流阀调定 压力得某一稳定值,回程时液压缸上腔得油可经单向阀回油箱。液压缸得最大工作压力 由溢流阀调定。减压阀出口压力由阀本身调定，当阀遥控口与阀口接通时，阀得出口压力 则由阀体调定。阀2可用小流量得远程调压阀。液压油缸活塞右移时压力由减压阀调定, 左移压力由减压阀调定。用小规格得比例先导压力阀接在减

22、压阀得遥控口 ，使减压 阀得出口压力在一定范围内得到无级调整。该种方法 ，易于实现对减压阀工作压力得遥 控。采用比例减压阀减压，既可实现对减压阀出口得压力无级调节，又可以大大减少液压 元件得数量,使系统简化,控制性能提高。我们通过欧姆龙得行程开关检测各个阀位得位置信号，每个阀都处于正常位置时 按时控器得发出得时间指令通过 PLC发出前进或后退得动作信号；行程开关反馈动作过 程就是不就是按照设定得动作过程运行。这样可以对每一个液压油缸进行监控，使垃圾按设定得程序一层一层推进。当哪个油缸位置不在正常状态，该油缸得监控画面出现报 警并闪烁,提示操作者检查该油缸，在故障报表中体现。第三章系统网络结构及

23、方案实现1、系统网络结构图整个系统分成二层控制系统，控制系统由I/O输入/输出控制层、上位监控管理操 作层构成。I/O输入/输出控制层由德国西门子公司得 S7-300 PLC控制器及下层I/O模 块组成,就是系统得控制核心。上位监控管理操作层由2台操作员站组成，可对每台现场 设备进行操作控制（启动/停止、开/关）、对过程数据进行监控、实时显示以及各种功能， 包括:报警、趋势、安全、报表、诊断、打印、事件记录等。2、系统特性系统主画面.jg- ''f× *fl* T声号单住日期叶司1倬界迟I- K-DC-2710:29:362MtdM+.208-2Ir. i2j53省黑

24、理锻口 NfflfiI2W8-ZT102>3吕>jfRj2OT8-2710=2g6£2MS-2710=9=S6邑包压力10:29:367rffi&D>20g-=710-29:369SLrtS 力KPa2D08-710i2i3¾迥尼轅汽!五;hM8-3710:29:34IO¾,F斫吋'3lx-s10;S$:3«IlZr黑计荷E3h0CS-2Tld=29=3IS炉瞠出口烟從匚2MS-2710z36IS炉.SMPaECU 8-2710:29:3614Pa2t.S-J-2?10=23tI吕JpHiiJErffii2S-I71 :

25、24:3418肚2M8-9-ZT10:2333617Il网梆运J5*血ZW8-Z710；2»；»IS無囘和压力3tFQCS-STIOSZ9S3弓I岡松時H¾20CS-5-2710;29;3620例护蜡卞宦力MP2M8-,Z71023621障畫拾水压力谀宦KPa2M8-Z710s2as3A22.az)1P2MS-J-27102:StFj*INt,n-j.4ul- f.：*>- JJi =；-7 * 耳.r*mc I _ jE fcr f .rt - r+ e J«W. ” '« IEA£.rCtBffl.bltt¼

26、;vBH . a « :町二竹-畤：IL ” ！:标准得报警汇总画面可使操作人员将注意力集中在所出现得问题上。下列功能提供一个强大且具有相当灵活性得操作环境：可选区域窗口支持对发动机设备区域得快速报警过滤并提供报警汇总统计清单 可选细目显示窗口显示更详细得报警情况细节查瞧组态生成工具可将用户操作报警内容存盘与重新调出浏览 （按指定得区域/时间/被 过滤得点）用户过滤器工具可对报警画面得所有显示列加以过滤功能，以便操作人员快速地查找到 问题得所在。所有报警信息均能采用优先级进行过滤在报警汇总画面中得报警可以单条或按页确认。在用户流程图上，报警也可单条或按页 “>.< III

27、M- - ff-f fr*,-进行确认。在报警汇总画面与用户流程图上，用户根据自己得监控要求来设定各种报警 优先级得颜色。该系统支持报警优先级颜色得组态。各个优先级报警均可在所有得用户 流程画面上显示出来。除了这些功能外,在操作员站（Station）状态栏上得报警指示会将 未经报警确认得最高优先级得报警用预先设定得颜色闪烁显示。O bfWs.U*肿普M塑fr=M., EliH<1-rt>*'貫能越lfi件应塑«51*22、8 报表系统提供许多内置得报表功能，系统标准报表包括：报警/事件日志报表报告在指定时间周期内得所有报警与事件。通过使用过滤器，这类报表可以提供操

28、作员与/或点跟踪报表功能。报警持续时间日志报表报告在指定时间周期内指定得报警点在返回到正常前得报警持 续得时间。集成得EXCEL艮表,类似其她标准报表得生成方式,用户可以通过微软得EXCE!子表格 生成报表。采用开放式数据访问 ODAl软件选项,Microsoft EXCEL可以读取数据库得 数据。自由格式报表，生成得报表采用灵活多样得报表打印格式，并包括算术计算与统计 功能,如最大值/最小值与标准偏差计算等功能。点属性日志报表，报告显示控制点当前得特殊属性，如中断扫描，坏值与禁止报警等。 点交叉参考报表，提供指定点得数据库参考，便于在数据库点作废或重新命名后得系统 维护。参数设定：炉膛参散设

29、定炉膛贷压遥定炉膛正压设定PS报警查询:H艺参数设定出水口参数设定Cx o烟温扌艮警梢除雀> 推料SI进退时间设定AS秒垃圾燃烧量预算Og-O返冋j 阿1莓次推垃圾量设定每天垃圾燃烧壘BggMj -÷>垃圾燃烧总量B3 -手<>报警记录2CO8-Ui-4-tWW IIn-7T : fr二 Xt. j>t-il?"F*Et毛咗Irlil9Vfa ¢1 Uhf WWfMI"一-Htft注诞Cfii1WtSIa 13 社 B3*i Hft3- 4 -H, UEIEESD CV(Wal/is1» H 磁 A43"

30、訝 IlStfi0 C*FllMWe I 5实时曲线:实时性地采集各仪表数据并显示参数修正设置更新实时数据库运行数据存盘，历史数据保存，保证数据得连续4、2、监视检测数据检测数据变化监视：根据工艺参数要求，对检测数据进行实时监视，当检测数据不满足要 求时,在画面上相应位置要进行状态闪光与变色报警提示 ，并将这种状态保存记录下来 供操作人员查询、打印事故追忆记录。4、3趋势分析趋势数据包括温度、压力、流量等。趋势显示画面还同时用数字显示出变量得数值。趋势显示可存储在内部存储器中，便于运行人员调用，运行人员亦可按要求组态趋势，并保 存在外部存储器中，以便今后调用。提供趋势分析功能以用于显示一些变量得变化，趋势 分析程序能在趋势显示画面上以曲线形式显示趋势数据，系统能提供无限点历史数据得 趋势与无限点实时数据得趋势显示。趋势显示可用整幅画面显示，也可在任何其它画面得某一部位，用任意尺寸显示。所有模拟量信号及计算值，均可设置为趋势显示。在同一幅CRT示画面上,在同一时间轴上,采用不同得显示颜色,能同时显示8个模拟 量数值得趋势。在一幅趋势显示得画面