西门子PLC在垃圾焚烧发电厂的应用

　　工控摘要：本文介绍了垃圾处理的特点及处理方法，详细介绍了垃圾焚烧发电厂控制系统的特点及相应的控制系统的组态、逻辑控制及PID控制回路。
　　
　　1引言
　　
　　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1～350t，余热锅炉的热容量小，发电机组小，一般为20兆瓦以内。因此，垃圾焚烧发电厂的控制系统比大型电厂简单得多。一般来说，大型电厂的主机控制系统是无法采用PLC来控制的，只有一些辅机系统才能够使用PLC。但是，随着现场总线技术及微处理器性能的突飞猛进，PLC集散控制系统已经成功应用在中型及较复杂的控制领域中，例如，垃圾焚烧发电厂就可以使用PLC控制系统，这样可以大大降低控制系统的成本。
　　
　　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。
　　
　　2控制系统总体方案介绍
　　
　　该集散控制系统采用SiemensS7-400系列PLC，Siemens公司的S7-400系列PLC是90年代推出的S7系列中的大型机型，具有完善的功能和强大的通讯能力，特别是总线标准之一的Profibus，得到很多厂家的支持，非常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，实现故障时的无扰动自动切换，可用在安全性能要求*的控制系统中。但是S7-417H双机热备系统造价相对昂贵，为了减少硬件投资，可以选用软件双冗余（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。该厂的垃圾焚烧工艺引进美国Basic公司的技术，采用四级脉冲炉排，各项指标均达到环保要求,一期日焚烧处理垃圾200t。该工艺技术在我国具有实际推广的应用价值。
　　
　　（1）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，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1000℃，烟气在此停留时间不少于2s,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、布袋除尘）处理合格后排入大气。
　　
　　（2）环保发电厂主要设备
　　
　　①焚化炉锅炉2台，每台主要的技术参数如下:
　　
　　垃圾处理量:8.33t/h
　　
　　产生蒸汽量:22.5t/h
　　
　　过热蒸汽压力:4.0MPa
　　
　　过热蒸汽温度:400℃
　　
　　炉膛温度:980℃
　　
　　给水温度:145℃
　　
　　②汽轮机发电机组一套，主要的技术参数如下:
　　
　　主蒸汽压力:3.9MPa
　　
　　主蒸汽温度:390℃
　　
　　③发电机主要的技术参数如下:
　　
　　功率:12000kW
　　
　　出线电压:10.5kV
　　
　　频率:50Hz
　　
　　额定转速:3000r/min
　　
　　功率因数:0.8
　　
　　励磁方式:无刷励磁系统
　　
　　④烟气处理系统两套
　　
　　⑤配套电气供配电系统