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PCS7控制系统在垃圾焚烧发电厂中的应用
更新时间:2019-07-02 发布:www.csktvxj.com

1、垃圾焚烧发机电组的特点
  近年来,人们对发机电组的环保要求越来越高,垃圾焚烧发电技术在世界范围内获得了迅猛成长和普遍运用。由于垃圾焚烧发电技术具有高效率处置生活垃圾、勤俭能源、建设周期短和有益于环保等特点,我国今朝正在慢慢加年夜垃圾焚烧发机电组的资金投进。
  随着科技的成长和人们生活水平的提高,人类对能源的消耗不竭增加,由此到来的情况污染问题也日益严重。对能源需求的增加与对污染排放的控制这一矛盾迫使科技工作者不竭追求高效低污染的燃烧技术,加速新型燃烧装配及环保装备的开发。下降成本、提高靠得住性、下降污染排放成为电力行业的追求方针。
  垃圾焚烧发电技术作为传统行业派生的新行业,由于其燃料主要是生活垃圾等,是以,燃烧进程可以实现垃圾无害化,而且使垃圾容量年夜幅缩减,清洁环保;垃圾焚烧机组还有建设周期短,勤俭能源且环保等优点。故该项技术今朝越来越遭到重视,并获得迅速推行和不竭成长。

2、垃圾焚烧发机电组的控制系统要求
  垃圾焚烧发机电组的主要组成部门有:焚烧汽锅、余热汽锅、蒸汽轮机、发机电等装备。
  同常规的火机电组相比,垃圾焚烧发电中以发电为辅,垃圾燃烧为主。反映在燃烧系统上,燃烧的热值变化较慢,燃料成份中非可控身分较多,蒸汽负荷的变更较小,压力的变化较年夜。因而,对于垃圾焚烧发电,传统的火电燃烧系统的机理和控制方式其实不完全顺应于垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电的怪异的地方决议了其对控制系统的要求既同等于常规要求,又在常规要求中有着极年夜的变通性。
  1)对分系统强烈的自力性的要求:
  对于垃圾焚烧,以垃圾焚烧为主,发电为辅,在整个控制系统的组成上,自力性的要求较着高于常规的火机电组。采用散布式的控制系统,不单可以削减整个控制系统的成本,散布式系统的更年夜的灵活性保证了垃圾焚烧发电的现实可操作性和经管的灵活性。从国内已正式投运的垃圾焚烧电厂的情况看,散布式控制系统的选用是垃圾焚烧电厂最好的选择方案。
  2)对系统网络传输特征的高性能、高要求:
  现代化的垃圾焚烧发电厂,对信息的传输与交换比常规的火机电组更年夜。采用进步前辈的高速控制网络,对整个控制系统的协调、经管系统的交互运作,都可提供强有力的传输网络的支持。
  3)对运行成本的迫切的要求:
  在垃圾焚烧发电中,对低运行成本的要求集中在两个方面:①灵活、利便的硬件设置装备摆设可保证系统的功能性要求与硬件系统的最合理的配合,从而组成最合理的性能价格比②极低的装备维护成本和系统经管成本,这就要求选择的自动化控制系统具有优秀的可扩充性、开放性(可最年夜限度的哄骗现有的成熟的信息资本)和持久工业恶劣场所运行的稳定性和靠得住性。

3、自动控制系统在垃圾焚烧发机电组的运用
  毫无疑问,已在国内外许多年夜型发机电组上成功运用的涣散控制系统(DCS)是可以运用于联合轮回发机电组的控制的。但这类传统意义上的DCS具有一定的局限性,如投资较年夜,涣散化水平和开放性水平均不够高,建设周期长等等,均不适合于中小型规模机组的控制运用。
  今朝,一种新型概念上的自动控制系统已普遍遭到重视。随着计较机技术、通讯技术和电子技术等领域的高速成长,原有概念上的PLC或中、小规模的控制系统吸纳新技术,形成一种涣散度更高的现场总线控制系统。它将在中、小规模的运用中年夜年夜跨越了传统的DCS。它的主要特点有:
  引进WEB技术,将控制向远程监控成长,实现远方数据阅读、进程监视、组态维护等功能。
  引进ETHERNET局域网技术,使控制系统能与经管网资本同享。
  引进现场总线技术,将系统硬件由集中安插转向涣散安插,使之高度涣散化。
  提高系统的抗干扰能力,下降控制系统对接地系统及情况的要求,下降工程造价。
  正是由于这类新型的进程控制系统的上述特点,使其比力适合于垃圾焚烧发机电组的控制运用。今朝,比力有代表性的这类控制系统有:Siemens公司的SimaticPCS7控制系统,Honeywell公司的PlantScale控制系统等。
  深圳盐田垃圾焚烧发电厂的控制系统采用了Siemens公司的SimaticPCS7控制系统,整个系统的总成、设计、组态及调试由深圳能源环保公司和国家电力公司热工研究院自控技术中心配合承当。

4、工程运用情况介绍
  盐田垃圾焚烧发电厂安装两条垃圾焚烧线(每条垃圾焚烧线日处置垃圾能力为225吨),一台6兆瓦凝汽式汽轮发机电组,母管制。全厂设置一套涣散控制系统(DCS),以全厂集中操作与各工段涣散控制相连系的系统运行模式实现垃圾焚烧发电厂整体生产进程的状态监视、生产操作、进程控制、事务报警、运行联锁、平安庇护。完成数据收集(DAS)、模拟量控制(MCS)、顺序控制(SCS)和联锁庇护(PRO)等系统功能。
  垃圾焚烧发电厂的其他生产进程,如焚烧线燃烧控制、烟气处置系统、汽机数字电和谐垃圾吊控制等系统将经由过程数据通讯方式划分接进涣散控制系统(DCS),建立全厂生产运行经管。
  凭据系统性能价格比尽量高、系统性能稳定和系统组态维护利便的要求,同时针对本机组的特点和控制要求,经过普遍调研和论证,最终肯定采用SIEMENS公司的SimaticPCS7(ProcessControlSystem)控制系统完成其控制功能。此系统在本工程的基本结构为:
  系总共设置装备摆设3台操作员站(其中一台兼工程师站),2对冗余CPU-417H的控制器:#1控制器主要控制余热汽锅及垃圾焚烧线辅助部门;#2控制器主要控制汽轮机及其辅助装备。本系统的I/O模件采用了S7-300系列I/O模件,经由过程ET200M远程机架与控制器相连。系统设置装备摆设的总I/O点数达1800点左右。系统设置装备摆设了5台打印机,其中报表打印机3台、图形打印机1台、工程师站配打印机1台。
  每对冗余控制器均经由过程冗余的现场总线Profibus-DP(最高数据传输速度可达12Mbit/s)带一定数目的远程I/O扩大机架ET200M及I/O模件。该系总共设置装备摆设11个ET200M远程机架,按工艺流程分成11个I/O站,控制器与各I/O站间的通讯是经由过程PROFIBUS-DP现场总线完成的,传输介质为双绞线,网络数据传输速度1.5Mbit/s。
  操作员站按服务器?D?D客户机方式设置装备摆设,一对冗余服务器经由过程冗余的工业以太网(速度100MHz)与三台客户机相连。
  CPU由二对完全冗余的高效控制器AS-417-H组成,CPU之间、CPU与冗余服务器间的数据通讯是经由过程100MHz的冗余工业以太网来实现的,工业以太网和服务器完成操作员站与CPU和CPU间的数据交换功能。
  每对冗余CPU均经由过程冗余的现场总线Profibus-DP(最高速度12M)带一定数目的远程I/O扩大机架ET200M及I/O模件。
SOE系统采用PCS7的SICAM系统。
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  图1:深圳市盐田垃圾焚烧发电厂DCS系统设置装备摆设图
  机组投产后,运行人员在主控室,就能够完玉成厂各部门的控制,包括焚烧汽锅、余热汽锅、蒸汽轮机等等。该机组的自动化水平在全国的垃圾焚烧发机电组中处于领先地位。
  该系统经过严重的组态设计、调试阶段后投进使用,今朝已稳定运行了一年。

5、竣事语
  随着垃圾焚烧发电技术的迅速成长,控制系统性能的不竭提高,可以预见,PCS7控制系统在垃圾焚烧机组控制领域具有广漠的运用前景。随着对现场总线控制系统(FCS)的领会和研究的深进,智能化现场仪表和装备将运用到电厂,组成完整的FCS,会进一步提高垃圾焚烧发机电组的自动化和经管水平。

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