西門子PLC系統(tǒng)應(yīng)用在垃圾焚燒發(fā)電廠
| 本文介紹了垃圾處理的特點(diǎn)及處理方法，詳細(xì)介紹了垃圾焚燒發(fā)電廠控制系統(tǒng)的特點(diǎn)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(jī)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(jī)控制系統(tǒng)是無法采用PLC來控制的，只有一些輔機(jī)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(jìn)，高檔PLC集散控制系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用在中型及較復(fù)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(yùn)行。 2 控制系統(tǒng)總體方案介紹 該集散控制系統(tǒng)采用Siemens S7-400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(jī)型，具有完善的功能和強(qiáng)大的通訊能力，特別是總線國際標(biāo)準(zhǔn)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(dá)12Mbps。S7-417H雙機(jī)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(shí)現(xiàn)故障時(shí)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(jī)熱備系統(tǒng)造價(jià)相對昂貴，為了減少硬件投資，可以選用軟件雙冗余(用416CPU進(jìn)行雙機(jī)熱備)，采用分布式I/O的Profibus-DP現(xiàn)場控制總線，上位機(jī)與PLC之間采用OSM/ESM環(huán)形100兆工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)進(jìn)行通訊, 上位機(jī)采用Intouch7.1組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)。該廠的垃圾焚燒工藝引進(jìn)美國Basic公司的專利技術(shù)，采用四級脈沖爐排，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)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(shí)際推廣的應(yīng)用價(jià)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(jī)發(fā)電，燃盡后進(jìn)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(jìn)入第二、三級燃燒室，進(jìn)行進(jìn)一步燃燒，使煙氣的溫度高達(dá)1000℃，煙氣在此停留時(shí)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(jī)發(fā)電機(jī)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(jī)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P(yáng)LC集散控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)有3000余點(diǎn)，其中模擬量300余個。 3 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置 系統(tǒng)共設(shè)4臺操作員站，1臺工程師站。其中2臺操作員站用于爐側(cè)設(shè)備的監(jiān)控，包括焚燒爐、鍋爐兩套系統(tǒng)，煙氣脫硫系統(tǒng)，除灰系統(tǒng);另2臺操作員站用于機(jī)側(cè)設(shè)備的監(jiān)控，包括汽機(jī)系統(tǒng)、制給水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、電氣及其它部分。爐側(cè)的兩臺操作員站和機(jī)側(cè)的2臺操作員站均為雙機(jī)熱備。爐側(cè)和機(jī)側(cè)的操作員站之間功能獨(dú)立，不能互換操作。工程師工作站，進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)組態(tài)和警報(bào)順序事件記錄，工程師站將能夠作為任一操作員站完成相關(guān)控制監(jiān)測功能。工程師站、操作員站及PLC之間采用OSM/ESM環(huán)形100兆工業(yè)以太網(wǎng)光網(wǎng)進(jìn)行互連通訊。操作系統(tǒng)采用中文Windows NT 窗口操作系統(tǒng)。 |
