固体垃圾焚烧发电装置自动控制系统设计与研究

论文摘要

本文试以使用最为广泛的固体垃圾焚烧发电装置为研究对象,对固体垃圾焚烧发电的生产工艺流程、主要设备装置,以及特点进行了分析和研究。基于MACS-V系统,进行了DCS硬件设计和软件组态编程方案的研究分析,试图开发从硬件到软件的DCS控制系统。分析目前普遍采用的PLC控制模拟量控制功能、不同厂家的PLC以及与汽轮机DEH系统通讯的弱点以及固体垃圾焚烧发电厂的智能化和管控一体化问题。在基于MACS-V的炉排型垃圾发电焚烧炉的优化控制方案基础上对焚烧炉炉膛温度自动燃烧控制系统、汽包水位调节系统、过热蒸汽温度调节系统、燃烧空气调节系统、炉膛负压控制系统及烟气中含氧量的控制系统进行深入研究。通过与电气专用装置（ASS/AVR等）的配合,设计电气监控系统ECS,目的在于实现发电机与电网的自动准同期并网。为提供电气监控系统（ECS）与运行人员的人机接口,满足运行人员监视系统和相关设备的启动及运行的需求做相应调研以及可行性论证。通过分析固体垃圾焚烧发电装置控制系统运行稳定可靠性,从是否能够满足安全生产、高效控制、减少有毒气体的产生、降低环境污染的要求入手。同时,以MACS-V系统在2×300t/d的焚烧线装置的控制为依据,旨在论证垃圾焚烧线采用DCS控制为垃圾发电厂的安全稳定运行提供可靠性保证,从提高装置的自动化水平,简化生产操作；提高垃圾焚烧炉的控制精度、优化控制指标、减少焚烧垃圾所产生的有毒气体、降低环境污染；降低国内固体垃圾焚烧装置控制系统投资成本等方面进行可靠性论证。本文试图在国外已完成的研究、应用基础上,再结合国内的实际情况对固体垃圾焚烧发电装置自动控制系统进行多角度的分析和探讨,注重由理论出发拓展研究内容,重点进行科学的调查研究、实践推广。同时参阅大量相关文献、技术报告。试图从各个角度,针对不同问题现象进行具体的分析、比较、评述和总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 国内外垃圾处理方法
• 1.2 国内外垃圾处理现状
• 1.3 国内垃圾焚烧炉技术对比
• 1.4 国内垃圾发电控制技术现状
• 1.5 主要研究内容
• 1.6 本文的研究意义
• 2 控制系统硬件设计
• 2.1 炉排型焚烧炉垃圾焚烧发电工艺概述
• 2.2 2×300T/D焚烧炉+1×9MW汽机装置测点统计
• 2.2.1 单台垃圾焚烧炉I/O测点
• 2.2.2 汽轮发电机组I/O测点
• 2.2.3 外围公用工程I/O测点
• 2.2.4 I/O测点统计
• 2.3 DCS选型
• 2.3.1 MACS-F系统整体结构
• 2.3.2 时钟同步
• 2.3.3 MACS-F系统功能
• 2.3.4 MACS-F系统特点
• 2.4 系统硬件配置
• 2.4.1 垃圾焚烧线DCS系统现场控制站设计
• 2.4.2 汽轮发电机组DCS系统现场控制站设计
• 2.4.3 外围DCS系统现场控制站设计
• 2.4.4 DCS系统操作站及辅助设备配置
• 3 软件组态编程
• 3.1 操作员站组态
• 3.2 控制方案组态
• 3.2.1 垃圾焚烧炉MCS控制
• 3.2.2 垃圾焚烧炉SCS控制
• 3.2.3 汽轮发电机组MCS控制
• 3.2.4 汽轮发电机组SCS控制
• 3.2.5 汽轮发电机组ETS控制
• 4 炉排型垃圾焚烧炉的优化控制方案
• 4.1 国内炉排型焚烧炉控制现状
• 4.2 垃圾焚烧炉的优化控制方案
• 4.2.1 垃圾焚烧炉的主蒸汽压力控制
• 4.2.2 垃圾焚烧炉的燃料量控制
• 4.2.3 垃圾焚烧炉送风量系统的控制
• 4.2.4 垃圾焚烧炉的炉膛压力控制
• 4.2.5 垃圾焚烧炉的主蒸汽温度控制
• 4.2.6 垃圾焚烧炉的汽包水位控制系统
• 4.3 完成垃圾焚烧的其它模拟量控制系统
• 4.3.1 除氧器水位的控制
• 4.3.2 除氧器的压力控制
• 4.3.3 凝汽器热井水位的控制
• 4.3.4 均压箱压力的控制
• 4.3.5 均压箱温度的控制
• 4.3.6 汽机轴封压力的控制
• 4.3.7 减温减压器压力、温度的控制
• 5 垃圾焚烧发电装置的ECS控制方案设计
• 5.1 垃圾焚烧发电厂的电气监控系统（ECS）
• 5.1.1 电气监控系统（ECS）的监控方式
• 5.1.2 电气监控系统（ECS）的监控范围
• 5.1.3 电气监控系统（ECS）的控制功能
• 5.1.4 电气性能计算项目
• 5.1.5 在LCD屏幕上设计的电气主要画面
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 个人简历、攻读研究生期间发表的学术论文
• 致谢