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西门子PLC 在垃圾焚烧发电厂的应用

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日期:2006-8-6 22:09:54     来源:   作者: 点击:
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   城市生活垃圾、工业垃圾、医院卫生废弃物、淤泥和废橡胶轮胎等垃圾焚烧处理技术,利用垃圾焚烧的余热发电,变废为宝,将是今后环保技术的一个重要发展方向。这种垃圾焚烧日处理废物能力为1—350 吨,余热锅炉的热容量小,发电机组小,一般为了20 兆瓦以内。因此,垃圾焚烧发电厂的控制系统较大型电厂简单得多。一般来说,大型电厂的主机控制系统是无法用PLC 来控制的,只有一些辅机系统才用得上PLC 控制系统;但是,随着现场总线技术及微处理器性能的突飞猛进,高档PLC 集散控制系统已经成功应用在中型、较复杂的控制领域中,像垃圾焚烧发电厂用高档的PLC 控制系统就足够了,这样可以大大降低控制系统的造价。
   本文将介绍广东省南海市垃圾焚烧发电厂PLC 控制系统,此控制系统由珠海市广东亚仿科技股份有限公司成功开发,并一次成功投入生产运行。
   该集散控制系统采用Siemens S7-400 系列PLC。SIEMENS 公司的S7-400 系列PLC 是九十年代推出的S7 系列中的大型机型,具有完善的功能和强大的通讯能力,特别是PROFIBUS 是总线国际标准之一,得到很多厂家的支持,很有利于分布式控制系统的使用,PROFIBUS-DP 总线的通讯速率可达12Mbps。S7-417H双机热备系统和ET200M分布式I/O组成的PROFIBUS-DP总线网构成切换结构,实现在故障时无扰动自动切换,可用在安全性能要求极高的控制系统中。但是S7-417H 双机热备系统造价相对昂贵,为了减少硬件的投资,我们选用软件双冗余(用416CPU 进行双机热备),采用分布式I/O 的Profibus-DP 现场控制总线,上位机与PLC 之间采用OSM/ESM 环形100 兆工业以太网光网进行通讯,上位机采用Intouch7.1 组态软件进行系统组态。该厂垃圾的焚烧工艺引进美国Basic公司的专利技术,采用四级脉冲炉排,各项指标均达到国际环保要求;一期日焚
  烧处理垃圾200 吨,该工艺技术在我国是有很广的推广应用价值。
   工作原理:垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入炉排,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动垃圾,与炉排片上的均匀气孔喷出的助燃空气混合燃烧,燃烧产生的热量由余热锅炉回收,余热锅炉产生的高温高压的水蒸汽推动汽机发电;燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出;由主燃烧室挥发和裂解出来的烟气进入第二、三级燃烧室,进行进一步燃烧,使烟气的温度高达
  摄氏1000 度,并烟气在此停留时间不短于2 秒,使有毒的烟气迅速分解,后经烟气处理设备及除尘设备(电除尘及布袋除尘)处理合格后排入大气。
   本环保发电厂主要设备包括:
   焚化炉锅炉两台;每台主要的技术参数如下:
   ·垃圾处理量: 8.33 t/h
   ·产生蒸汽量: 22.5 t/h
   ·过热蒸汽压力: 4.0 MPa
   ·过热蒸汽温度: 400 ℃
   ·炉膛温度: 980 ℃
   ·给水温度: 145 ℃
  􀂋 汽轮机发电机组一套;主要的技术参数如下:
   ·主蒸汽压力: 3.9 MPa
   ·主蒸汽温度: 390 ℃
   发电机,主要的技术参数如下:
   ·功率: 12000 kw
   ·出线电压: 10.5 kv
   ·频率: 50 Hz
   ·额定转速: 3000 RPM
   ·功率因素: 0.8
   ·励磁方式: 无刷励磁系统
  􀂋 烟气处理系统两套;
  􀂋 配套电气供配电系统,其中,
  一、上位机监控系统配置如下:
  共设四台操作员站,一台工程师站。其中两台操作员站用于炉.侧.设.备.的监控,包括焚烧炉、锅炉两套系统,烟气脱硫系统,除灰系统;另两台操作员站用于机.侧.设.备.的监控,包括汽机系统,制给水系统,废水处理系统,电气及其它部分。
  
  炉侧的两台操作员站和机侧的两台操作员站均为双机热备。炉侧和机侧的操作员站之间功能独立,不能互换操作。程师工作站,用于系统软件开发组态和警报顺序事件记录之用;工程师站将能够作为任一操作员站完成相关控制监测功能。工程师站、操作员站及PLC 之间采用采用OSM/ESM 环形100 兆工业以太网光网进行互连通讯。操作系统采用中文Windows NT 窗口操作系统。
  
  上位机采用Intouch7.1 组态软件进行系统组态。人机界面主要设计有以下内容:
  ①系统工艺流程显示。
  依据设计院提供的系统工艺流程图,按照功能组区域划分。
  ②顺控系统操作指导显示。
  有顺控步序显示,即顺控程序步骤的状态显示,以及操作提示等。
  ③调节系统调节画面。
  回路手操站,调节参数与参数趋势的集中显示。
  ④重要参数趋势显示。有实时趋势与历史趋势两种显示。

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