摘要：隨著社會的進步，一方面人們對環境保護、資源利用的要求不斷提高，另一方面城市化的急速發展，人口過度集中，產生大量的生活垃圾無法及時有效地處理。所以，垃圾焚燒發電因為無害化、減量化和資源化的特點，可轉廢為寶已經被很多國家采用，而垃圾焚燒發電自動控制系統也得到廣泛的推廣和應用。本文重點介紹應用于垃圾焚燒發電廠的自動控制系統，并對其主要控制系統組成和功能進行詳細的敘述，希望能為環保行業同類自動焚燒控制系統發展提供一些參考。

關鍵詞：垃圾焚燒；發電自動控制；分散控制系統（DCS）

1.垃圾發電廠的工藝流程

垃圾焚燒發電廠主要由垃圾給料系統、焚燒爐及余熱鍋爐系統、煙氣凈化系統、熱力汽水系統、原水預處理系統、壓縮空氣系統、燃料油供應系統等的過程檢測和控制系統，以及可燃氣體檢測系統、工業電視監視系統等組成。從人們生活聚集處運來的垃圾，到達垃圾焚燒廠之后，卸載至稱重計量設備，然后統一卸入垃圾池內，通過傳送設備進入焚燒爐進行焚燒，產生的余熱會被送至鍋爐內回收，用于凝汽式汽輪機的發電；產生的廢氣通過除塵、脫硫脫硝等煙氣處理技術處理之后，排入大氣。產生的爐渣通過降毒處理之后送填埋場處置；煙氣系統收集的飛灰收集處理之后，也送至填埋場填埋。產生的滲濾液在廠內處理到達要求綜合排放標準之后，排放到市政污水管網。

2.垃圾發電廠的自動控制方式

垃圾焚燒線、相應的熱力系統和汽輪發電機組等主要生產車間可以組合運用一套集散控制系統DCS集中控制和監視，同時再配合一套電氣監控，就可以組成垃圾發電廠的自動控制方式。對于爐、機、電等三個重點區域各項重點參數的監控，可以在集中控制室內，操作員通過LED操作站進行監視和操作。集控室規范設置有緊急按鈕，可以在DCS遇到緊急情況下，進行應急的處理，比如緊急停爐、緊急停機操作等。同時，在集中控制室內通過工業電視監視系統，可以對垃圾卸料、鍋爐汽包水位和焚燒爐內的燃燒過程等進行監視。

對于稱重地磅系統、垃圾坑抓斗、化學水處理、除灰系統等輔助系統，設置有獨立的可編程邏輯控制設備（PLC）和人機操作界面，用于調試、啟動和異常時的就地監視和操作。輔助控制系統的上位機應通過通信或遠程方式設置在集控室，并在集控室進行監控和操作。

3.垃圾發電廠機組主要自動控制系統的組成和功能

垃圾發電廠控制系統主要由廠級監控信息系統(SIS)、機組控制系統及輔助車間控制系統等組成。機組控制系統包括散控制系統（DCS）、成套儀表和控制裝置兩大類系統。公用及輔助系統（化水、循環水、綜合泵房、滲濾液、煙氣處理等系統）納入全廠分散控制系統DCS網絡。通過以上系統能滿足發電廠全部工藝流程的需要。。

3.1分散控制系統（DCS）

分散控制系統是垃圾發電廠最重要的控制系統，具有閉環控制、開環順序控制、聯鎖保護和數據采集等功能，主要由分散處理站、人機接口裝置和通信系統三個部分組成。可實現垃圾焚燒發電廠整體生產過程的狀態監視、過程控制、事件報警、生產操作、運行聯鎖、安全保護等工作。 主要包括有以下：

A.數據采集系統(DAS)

數據采集系統(DAS)的功能是連續采集和處理所有與系統有關的重要測點信號及設備狀態信號，以便及時向操作人員提供有關的運行信息，實現系統安全經濟運行。一旦發生任何異常工況，及時報警，提高系統的可利用率。

B.模擬量控制系統(MCS)

模擬量控制系統(MCS)包括如下子系統： 1)爐膛壓力控制系統；2)反應塔入口、出口煙氣溫度控制系統；3)過熱蒸汽溫度控制系統；4)汽包水位控制系統；5)煙氣SO2和HCL控制系統；6)反應塔化學噴藥控制；7)濾瀝液噴量控制系統；8)旁路減溫減壓調節；9)凝結水再循環控制系統；10)除氧器水位控制系統；11)除氧器壓力控制系統；12)低加水位控制系統；13)給料溜槽閉式冷卻水箱控制系統；14)減溫減壓裝置壓力、溫度控制系統。

C.順序控制系統(SCS)

按照工藝系統及主要輔機的要求劃分成若干功能子組進行控制。操作員能通過CRT/鍵盤對各個子功能組進行順序啟、停，對其中的單個設備進行啟、停、或開關操作。

D.鍋爐安全監控系統（FSSS）

鍋爐安全監控系統主要功能由四部分組成：1）安全監控功能，在鍋爐熄火、爐膛壓力過高、送引風機跳閘情況下使主燃料跳閘（MFT）。2）爐膛吹掃功能。3）燃料及油槍管理功能。4）主燃料投入的管理。

3.2成套儀表和控制裝置

成套儀表和控制裝置由設備制造廠直接配置。由汽機制造廠配置的有汽機數字電液控制系統(DEH)、汽機緊急跳閘系統（ETS）和汽機本體監測儀表系統(TSI)。由汽機制造廠配置的有吹灰控制動力裝置和汽包水位工業電視。

A.數字式電液調速系統（DEH）

數字式電液調速系統（DEH）是由控制裝置、執行部套和相關測量部件組成，通過靜態解偶和動態PID來協調控制調節汽閥的執行部套，以期達到轉速、電量或機前壓力的穩定。

B.汽機本體監測儀表系統(TSI)

用來連續測量汽輪機的轉速、振動等機械參數，并將測量結果送到控制、保護系統。供運行值班人員監視、分析。同時具備在參數超過限制時執行報警和保護措施。

3.3工業電視系統

每臺焚燒爐設置一套爐膛火焰監測電視系統和一套汽包水位監測電視。同時，設置一套工業電視監控系統，在垃圾斗、垃圾貯槽、垃圾卸料平臺、渣坑擋渣器出口設置攝像頭進行監控，實現對垃圾抓斗的控制，集中控制室焚燒爐進料及攔渣器。

3.4煙氣連續測量監視系統

在煙道直管段設置在線式煙氣連續排放監測系統，監測以下指標：煙氣的流量、溫度、壓力，濕度、氧濃度、煙塵、氯化氫（HCL）、HF、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）等，可以通過預留的通訊接口與當地環保部門聯網，方便政府在線監督管理。

4.輔助系統熱工自動化

4.1垃圾抓斗控制系統

系統采用PLC，并與DCS有通信接口。主數據被發送到DCS。主控室可實現全自動模式。就地值班室設有就地控制和操作設備，操作人員可就地操作。

4.2化學水處理控制系統

在化水控制室設DCS遠程控制站，在集控室的輔助操作員站上對化水系統進行監控。

4.3滲濾液處理系統

滲濾液系統采用DCS系統，在就地設置控制室，設操作員站兼工程師站，與主控DCS通訊，實現在集中控制室的集中監控。。

4.4除灰控制系統

除灰控制系統采用PLC，并與DCS有通信接口。主數據被發送到DCS，主控室可實現全自動模式。

5.控制系統可靠性措施

5.1冗余配置

控制系統連接各分散處理單元、電源和氣源、I/O處理系統、人機接口及系統外設等的數據通訊總線冗余配置，在任何時候都可以同時工作，分別配置在不同I/O模板上。

5.2機組保護和跳閘功能

該機組的重要保護和跳閘功能，回路采取三取二邏輯，采用獨立的多個測量通道。

5.3分散系統故事操作

當分散控制系統發生全局性或重大故障時，獨立于DCS的緊急事故操作手段為：一是垃圾焚燒爐緊急停爐；二是汽機緊急跳閘；三是發電機緊急跳閘；四是汽包事故放水門；五是汽機真空破壞門；六是直流潤滑油泵；七是交流潤滑油泵；八是電動給水泵，這些措施可以確保機組緊急安全停機。

5.4數據可靠性

分散處理單元之間用于跳閘、重要聯鎖和超馳控制的信號，將直接采用硬接線，而不是通過數據通訊總線發送。

結束語：由于我國對垃圾焚燒技術的研究和應用起步較晚，垃圾焚燒技術的研究滯后于當前的發展需要。垃圾焚燒發電自動控制系統的設計缺乏法規、規范和成熟的運行經驗。隨著計算機技術、總線技術、網絡技術、通信技術的發展，研究垃圾焚燒發電自動控制系統的應用，對于提高裝置自動化水平，簡化生產操作，提高垃圾焚燒爐的控制精度、優化控制指標、減少焚燒垃圾所產生的有毒氣體、降低環境污染，降低國內固體垃圾焚燒裝置控制系統投資成本意義重大。

參考文獻：

[1]胡桂川.朱新才.周雄主編.垃圾焚燒發電與二次污染控制技術[J].重慶大學出版社.2012

[2]劉海.石海芳.生活垃圾焚燒爐排技術及其應用[J].重慶科技學院學學報（自然科學版）.2011

[3]周修杰主編.2010-2015年中國垃圾發電行業投資分析及前景預測報告[EB\OL].中國投資咨詢網.2010.9

[4]蔣建忠.周利峰.垃圾焚燒爐的燃燒調整[J].熱電技術.2007（2）

[5]王建榮.垃圾焚燒電站設計特點[J].中國電力.2003(8)