垃圾焚烧发电厂设计

第一篇：垃圾焚烧发电厂设计

垃圾焚烧电厂设计探讨

摘 要：结合浙江省电力设计院设计并已建成投产的山东菏泽和杭州乔司垃圾焚烧电厂，对设计中的一些问题，如厂址选择、焚烧炉形式选用、垃圾预处理系统设计、汽轮机系统选用与发电效率分析、各二次污染治理系统的设置等作初步探讨。对垃圾焚烧电厂采用循环流化床焚烧炉与机械炉排焚烧炉进行对比。选用循环流化床焚烧炉的主要优点是可显著降低烟气中二[口恶]英的排放，同时也有利于电厂蒸汽参数的提高。

关键词：垃圾焚烧电厂;循环流化床焚烧炉;电厂设计

1垃圾焚烧电厂的选址

垃圾焚烧电厂工程既属于电力工程，又属于市政工程，工程选址应符合城市总体规划、环境保护规划和垃圾处理政策的取向，具体如下：(1)垃圾焚烧电厂的选址首先是防止二次污染的安全原则，应尽量靠近垃圾集中产生源，以降低垃圾运输成本和减少垃圾运输车辆，大城市可规划分区建垃圾焚烧电厂，中小城市可进行区域化规划和建设。(2)垃圾焚烧电厂的全厂发电效率比普通燃煤电厂低得多，为提高其经济性，厂址最好靠近热负荷需求中心，进行热电联供。如山东菏泽垃圾焚烧电厂位于一小型化工区，杭州乔司垃圾焚烧电厂位于一经济技术开发区，均有一定量的热负荷可供。(3)不仅要考虑电厂的选址，而且还需考虑垃圾焚烧飞灰(危险废弃物)的填埋场址。

2垃圾焚烧炉炉型的选择

目前国内已建成的垃圾焚烧电厂采用的是机械炉排或流化床焚烧炉。山东菏泽垃圾焚烧电厂和杭州乔司垃圾焚烧电厂均采用浙江大学热能工程研究所开发的杭州锅炉厂生产的异重循环流化床焚烧炉。菏泽垃圾焚烧电厂应用单炉日处理垃圾200t/d并产汽35t/h的焚烧炉3台，辅助燃煤与垃圾量重量比为3：7;乔司垃圾焚烧电厂也有焚烧炉3台，其中1台与菏泽厂完全相同，另外2台单炉日处理垃圾300t/d并产汽35t/h，但辅助燃煤与垃圾量重量比为2：8。

2.1垃圾低位热值的影响

从环保角度考虑，要保证焚烧炉稳定燃烧并具有较高的燃烧效率，垃圾平均低位热值要达到5000kJ/kg以上才有可能实现。因此当该地区垃圾热值不高且季节波动较大时，适宜选择流化床焚烧炉，因为流化床焚烧炉在设计时考虑添加一定量辅助燃料(煤)，可实现混合燃料热值达到5000kJ/kg以上，但需注意根据国家经贸委[2000]660号文件规定，原煤掺烧量不超过人炉燃料的20%(质量比)。

2.2焚烧炉设计参数

机械炉排炉在垃圾焚烧过程中HC

1、Sox NOx等有害气体对过热器及锅炉管束有极强的腐蚀性，因此蒸汽温度不宜过高。目前国际上新型机械炉排焚烧炉的设计参数一般为：主蒸汽压力4MPa、主蒸汽温度400cC、给水温度约150℃;流化床焚烧炉由于属中温燃烧，可通过炉内加石灰石控制HC

1、SOx的生成，即主蒸汽压力4MPa、主蒸汽温度450℃、给水温度约150℃，这种形式的焚烧炉目前已在山东菏泽等处投入运行。因此从全厂发电效率考虑，选取流化床焚烧炉具有一定优势。

2.3 焚烧炉国产化情况

从机械炉排炉看，国内已投运的深圳垃圾焚烧电厂3号炉本体由杭州锅炉厂制造，关键部件如炉排则从日本三菱重工进口，目前杭州锅炉厂已引进日本三菱的马丁炉排生产技术，但垃圾处理容量目前只达到150t/d。机械炉排炉焚烧技术较为成熟，在国外有长期的成功运行经验;而流化床焚烧炉日前在国内已有浙江大学热能工程研究所和中国科学院分别开发的产品投入运行，并已完全实现了国产化，但由于国内垃圾焚烧技术起步较晚，尚缺乏长期运行经验。

2.4 二次污染控制

垃圾焚烧所产生的二次污染主要指重金属和二[口恶]英。焚烧垃圾会产生重金属并吸附在微小粒径的飞灰上已被人们所公认，而流化床焚烧炉焚烧垃圾则有助于控制重金属排放。根据山东菏泽垃圾焚烧电厂对烟气处理系统捕集下来的飞灰所作的重金属分析结果看，单位质量飞灰中Cd、Hg、Pb的含量只略高于国际农用垃圾的排放标准;此外，流化床焚烧炉掺一定比例煤焚烧垃圾能有效控制二[口恶]英的产生，在山东菏泽垃圾焚烧电厂焚烧炉尾部烟气取样检测，二[口恶]英类污染物的体积质量仅0.02ng/m3，远低于国家关于垃圾焚烧排放1ng的标准，当然尚需进一步运行检验和机理上的研究。从燃烧过程中控制二次污染，流化床垃圾焚烧炉要优于机械炉排炉。

2.5 飞灰处理

流化床垃圾焚烧炉烟气中的飞灰含量要远高于机械炉排炉，而且可能会有一些粗颗粒的物料被携带出炉膛，尾部烟气处理系统设计需考虑高含灰量烟气特点。实际运行表明：要十分重视布袋除尘器的布袋质量，清除漏灰，不使环境污染。

从以上分析可看出机械炉排炉有成熟的长期运行经验，烟气飞灰处理负荷较轻，而流化床焚烧炉对燃料适应性好，在燃烧二次污染控制上占优势，蒸汽参数较高，已能国产化制造。目前国产化的流化床焚烧炉在技术上已具备了与国外引进机械炉排炉竞争的条件，但尚需在商业运行中积累经验并不断改进。

3 垃圾预处理系统设计

垃圾焚烧厂预处理系统的选择与采用焚烧炉的形式有关，也与当地垃圾回收利用的实际情况有关。不同经济发展水平的地区生活垃圾特性有较大差异，也是影响预处理系统选择的一个因素。

采用机械炉排炉的垃圾焚烧电厂一般不设置垃圾预处理系统，原因是机械炉排炉对人炉垃圾的尺寸要求不高，只需将大尺寸的垃圾挑出即可。为有利于减少焚烧对环境的影响及资源的循环再利用，当地政府应制定计划控制家庭有害废弃物进入焚烧厂(如电池、清洁剂、杀虫剂等)并回收某些有用的物质。

流化床焚烧炉对入炉垃圾的粒度有一定要求(一般为150-200mm)，因此需设置垃圾前端预处理系统，选用冲击式破碎机，同时为提高人炉燃料的热值，通常通过人工或机械方法去除金属类、玻璃和其它一些不燃物质如砖瓦等。实际运行表明：人工分选是不可缺少的工序。4汽轮机系统的选用与效率分析

4.1汽轮机选型

浙江省电力设计院设计的垃圾焚烧电厂均采用抽凝式，选用杭州汽轮机股份有限公司C6-3.43/0.98型抽凝式汽轮机。

4.2热力系统

按3炉2机设计热力系统，焚烧炉供汽3x35t/h，汽轮机进汽2×52.25t/h，主蒸汽汽压3.43MPa，主蒸汽温度435℃，排汽压力5.8kPa。汽轮机对外供0.98MPa、312℃蒸汽2×25t/h，机组发电2×5.8MW。各主要汽水系统采用母管制，回热级数共3级(高压加热器、除氧器、低压加热器)。

4.3效率分析

垃圾焚烧电厂由于其特殊性，根据浙江省电力设计院设计全厂发电效率为24%左右(现代火力发电厂可达41%)。同时厂用电率较高，平均约20%，其原因为：(1)垃圾焚烧电厂容量小、蒸汽参数低;(2)循环流化床焚烧炉需要高压风机，能耗较高;(3)系统复杂，辅机数量及耗电量增加。如垃圾需要与煤混烧，既要有输煤系统，又要有垃圾处理及运输系统;同时，因垃圾焚烧产生的烟气中有害成份较多，需要有烟气净化处理系统等。

5二次污染治理系统的设置

5.1烟气净化系统

生活垃圾焚烧烟气中污染物可分为颗粒物(粉尘)、酸性气体(HC

1、HF、SOx、NOx等)、重金属(Hg、Pb、Cr等)和有机剧毒性污染物(二[口恶]英、呋喃等)四大类。国外经济发达国家的研究和实践表明，“低温控制”和“高效颗粒物捕集”是烟气净化系统成功运行的关键因素。在垃圾焚烧烟气净化过程中，必须将温度控制得尽可能低(但在露点以上)，同时应采用高效除尘器(优先用布袋式)。

在垃圾焚烧烟气净化系统中，除尘和脱酸是非常重要的。由于大量重金属、二[口恶]英(PCDDs)、呋喃(PCDFs)等污染物以固体的形式存在于颗粒物(尤其是粒度很小的颗粒物)中，所以除尘的同时也是对其它污染物的净化过程。布袋式除尘器+半干法脱除酸性气体是推荐的方法，烟气中向大气排放污染物限值可达到国家环保总局现行有关排放标准

GWKB3-2000的规定。流化床焚烧炉烟气中实测的二[口恶]英类排放体积质量远低于排放标准。

5.2灰渣处理系统

GWKB3-2000中对垃圾焚烧灰渣的处置要求是：“垃圾焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输;垃圾焚烧炉渣按一般固体废物处理，焚烧飞灰应按危险废物处理，其它尾气净化装置排放的固体废物按CB5085·3《危险物废物鉴别标准》判断是否属于危险废物，如属于危险废物，则按危险废物处理”。

灰渣处理系统由2个独立的子系统组成：炉渣处理系统和飞灰处理系统。炉渣处理系统：对炉渣收集并冷却，将其输送至贮坑，再由运输车送往填埋场最终处理，炉渣中的铁可用磁分选方法回收，炉渣如果浸出毒性经测试合格可用作建筑原料。飞灰处理系统：收集飞灰，经过调湿后送至灰斗贮存，再运出填埋，由于飞灰中含有大量重金属及有机类污染物是危险废弃物，填埋前要进行固化处理。上述要求主要是针对机械炉排炉的焚烧灰。考虑到流化床炉所产生的灰单位重量含重金属及有机类污染物量非常低，杭州乔司垃圾焚烧电厂正在探索飞灰的综合利用，在规划设计时紧靠厂区建设1座制砖厂，利用杭州建筑材料科学研究所开发的垃圾焚烧灰制砖技术生产多孔砖和欧式彩瓦，该制砖厂年消耗灰量4万t，总投资约600万元，年产多孔砖2700万块，欧式彩瓦250万张，预计2.5a即可收回投资。

5.3废水处理系统

废水包括工艺生产废水和生活污水。工艺生产废水包括垃圾渗沥液及生产废水。生产废水包括洗车废水、卸料场地冲洗废水、除灰渣废水及锅炉废水等。垃圾渗沥液主要产生于垃圾贮坑，是垃圾发酵腐烂后，垃圾内水分排出造成的，含有较多难降解有机物，可喷入焚烧炉内，用燃烧法处理。生产废水经废水处理系统处理，处理后的废水应优先考虑循环再利用，必须排放时，水中污染物允许值按GB8978《污水综合排放标准》执行。

5.4恶臭与噪声污染控制

垃圾焚烧厂与填埋场相比，产生的恶臭要轻得多。产生恶臭的地方有垃圾贮坑、从贮坑向焚烧炉加料及焚烧过程中。由于恶臭对厂区周围影响非常大，必须加以有效处理。氨、硫化氢、甲硫醇和臭气体积质量厂界排放限值根据厂址所在区域，应分别按GBl4554《恶臭污染物排放标准》中相应级别的指标执行。

恶臭污染控制与防治主要采用隔离与抽气的方法，常用措施：(1)垃圾贮坑上方抽气作为助燃空气，使贮坑区域形成负压，以防止恶臭外逸;(2)采用封闭式垃圾运输车;(3)垃圾卸料平台的进出口处设置风幕门;(4)设置自动卸料门，使垃圾贮坑密闭化。

垃圾焚烧厂噪声应符合CB12348《工业企业厂界噪声标准》。

6结束语

(1)垃圾焚烧电厂采用循环流化床焚烧炉型是可行的，其烟气中关键污染物二[口恶]英类的排放体积质量远低于CWKB3—2000的规定1ng/m3，这是它最大的优点，但它需要垃圾预处理(人工分选加一次破碎)，同时飞灰处理量大，但目前已开展探索飞灰的综合利用。

(2)垃圾焚烧电厂必须对二次污染源(烟气、灰渣、废水、恶臭、噪声)进行控制，使各污染物排放达到相关标准规定，这是第一目标。(3)垃圾焚烧电厂在技术和经济可行的条件下，尽量提高热能利用率，采用流化床焚烧炉有利于蒸汽参数的提高。

第二篇：湖北垃圾焚烧发电厂分布

湖北省近年将建10余座垃圾焚烧发电厂

武汉市现行的生活垃圾处理方式全部为填埋，青山北洋桥、江岸岱山、汉阳紫霞观、江夏二妃山等4处垃圾场的设计处理能力为2400吨/日，而目前每天处理垃圾5000吨左右，处于“超负荷工作”状态。其中的3座垃圾填埋场仅剩1-3年的使用寿命。全市垃圾处理形势严峻。

经过长期调查研究，市政府决定选择目前世界上最先进的焚烧发电方式，作为武汉市未来城市生活垃圾的主要处理方式，既省地又环保。

从省住房和城乡建设厅获悉，今年我省6个城市将建10座垃圾焚烧发电处理厂，其中7个已动工开建。武汉市长山口、武汉市汉口地区、黄石市黄金山、荆州市集美等4个垃圾焚烧发电厂有望年内建成发电。这4个项目建成后，累计日处理垃圾规模可达4600吨，能使我省城市生活垃圾无害化处理率提高近20个百分点。武汉市锅顶山、武汉市东西湖、咸宁市等3个项目已开工，并正在加快建设进度。武汉市青山、襄樊市、孝感市等3个项目已与相关投资公司达成合作意向，有望年内开工。

武汉

青山厂(日处理垃圾1000吨，投资4亿)汉阳锅顶山厂(日处理垃圾1500吨，投资4.5亿元)、江夏凤凰山厂。三厂建成后，将基本满足武汉市未来5年的生活垃圾处理需求。5年内，该市原则上不再新建垃圾焚烧发电厂。

武汉长山口厂

江夏区郑店街长山口,由武汉市绿色环保能源有限公司运营.日生活处理垃圾能力1000吨，年发电量1.6亿千瓦时

汉口北盘龙城垃圾发电厂

汉口北的垃圾发电厂则选址于盘龙城经济开发区刘店村道贯泉，驱车过府河大桥三分钟既达，距江岸区直线距离不足2千米。根据未来的发展规划，道贯泉将处于盘龙城中心与武汉中心城区的衔接地带，附近已落成的小区众多，包括府河明珠、汉北家园、瑞祥熙园、288社区等。

日生活处理垃圾能力2000吨，年发电量3.5亿千瓦时

青山厂-武汉星火垃圾发电厂

青山垃圾焚烧发电厂已定址群力村，即将进行场平工程。 武汉市与香港一家公司签订了《武汉市青山地区垃圾焚烧发电厂项目特许经营合同》，总投资4亿元人民币，该厂占地72190平方米，可日处理生活垃圾1000吨。

汉阳锅顶山厂

华中地区最大的垃圾焚烧发电厂在汉阳锅顶山开工建设。建成后，日处理垃圾1500吨(占全市垃圾量的1/4)，年发电2.2亿度(即千瓦时)，相当于湖北省一天的用电量。

新沟垃圾发电厂-武汉市江北西部(新沟)垃圾焚烧发电厂

武汉市江北西部垃圾焚烧发电厂工程位于武汉市东西湖新沟镇，地处新沟八队，位于武汉市世源热电有限责任公司及其二期扩建的控制用地范。本工程建设规模为1x22MW次高压中温凝汽式机组，配2x500吨/日机械炉排式垃圾焚烧炉。工程一次建成。工程以新建一回110kV电压出线上网，一回10kV电压出线作为厂用备用电源，二回线路均接入约4公里以外的110kV荷包湖变电站。 围内。场地西临惠安大道，东侧紧靠现有世源热电有限责任公司铁路专用线，北侧与世源热电有限责任公司主厂房相邻。场地开阔、地势平坦，地质情况较好。

陈家冲垃圾填埋场填埋气发电厂 汉口新洲

陈家冲垃圾处理场于2007年4月启用，规划使用21年。该垃圾场目前日消纳垃圾量达2500吨左右，占武汉市近四成生活垃圾。合理利用沼气，武汉环境投资开发集团有限公司与法国罗地亚集团达成协议，决定合资共建填埋气发电项目。一吨垃圾可发200度电此外，该工程年均碳减排量可达13万吨二氧化碳当量。

目前，在垃圾填埋场内已先后设置了44口“竖井”，通过这些“竖井”，他们以每小时880至900立方米流量从垃圾堆内抽取沼气。

沼气通过连接在“竖井”井口的橡胶管，被直接送至垃圾填埋气预处理系统。在预处理系统内，通过对沼气除湿、提纯、加压处理后，再分流到3台发电机组作为燃料用于驱动发电机发电。所发电除了满足陈家冲垃圾填埋场自用外，还被送至阳逻柴泊变电站并入华中电网。

武汉伯乐莱环保科技有限公司

资料不全，未作统计

襄阳

襄阳余家湖垃圾发电厂

位于襄阳区的洪山头垃圾场，是城区唯一的垃圾卫生填埋点。该厂2001年建成，总库存350万立方，日处理垃圾630吨，寿命15年。目前，城区垃圾日产量近800吨，超过洪山头垃圾场的处理能力。至去年年底，该垃圾场已填满，扩容30多万立方后，仅能延长一年寿命。

新建的垃圾焚烧处理厂，位于余家湖水洼村，投资总额为4.33亿元，占地123亩，日处理1200吨，预计明年6月可建成。据介绍，1200吨(一期800吨，二期400吨)垃圾焚烧后，能发电1亿多度，可供4万多户家庭使用1年;残渣可用于道路基建材料。

洪山头垃圾发电厂

湖北省襄樊市洪山头垃圾发电厂,公司地址是航空路中段, 您可以打电话86-0710-2887880,联系刘翌,欢迎各界人士联系合作，共谋发展。

荆州

集美垃圾发电厂(美欣达，浙江旺能环保有限公司)

荆州集美热电公司开始承担荆州生活垃圾的焚烧发电项目的建设和运营。2007年5月，荆州垃圾发电厂正式开工建设。此发电项目是荆州“十一五”规划5个重点能源建设项目之一，年处理城市生活垃圾26.67万吨，年发电1.3亿度。

州各县市及乡镇生活垃圾处理能力不足，垃圾处理率不高。针对集美垃圾发电厂缺“粮”这种情况，荆州拟将公安、江陵生产的生活垃圾运到集美垃圾发电厂集中处理。

黄石

黄石垃圾发电厂-- 投资商为创冠环保(国际)有限公司。

目前黄石市生活垃圾处理主要采取填埋方式，西塞山填埋场虽然是按标准建设的填埋场，但由于地处低凹的原因，每逢大雨垃圾渗滤液四处溢出，对周围的农田、地表水造成污染。

黄荆国介绍，该填埋场2003年12月投入使用，使用期限只有15年。其他填埋场均为简易填埋，场底没有设置防渗漏层，垃圾渗滤液没有进行收集处理，填埋气体也没有进行收集导排，对周围环境(特别是水土)造成的二次污染较为严重。

为解决黄石市和大冶市生活垃圾处理问题，改善两市城市环境质量，实现生活垃圾处理“无害化、减量化、资源化”的要求，黄石通过市场化运作，以招商形式与香港创冠环保(国际)有限公司合作，兴建生活圾焚烧发电厂。

总投资4.7亿元的湖北黄石生活垃圾焚烧发电厂在黄金山开发区奠基，该项目占地近视90亩，建成后日处理垃圾1200吨，2010年11月将正式建成投入运营，年最高发电量1.6亿度。

据建设单位黄石市城市管理综合执法局黄荆国介绍，黄石市区和大冶市区目前每日收运的城市生活垃圾量约为700吨，年垃圾量约25万吨。随着黄石市城市经济的快速发展及城市化水平的进一步提高，城市垃圾的实际产生量将呈现出快速增长的趋势。黄金山生活垃圾焚烧发电项目是该市重点招商引资项目，已列入市政府2009年重点工程和十件实事。

孝感

孝感垃圾发电厂

项目位于湖北省孝感市云梦县沙河乡辛安寺村，占地面积72000平方米，该工程计划新建一座生活垃圾焚烧发电厂，日处理垃圾能力1050吨。项目分两期建设，一期规划建设2台350t/d机械炉排高温焚烧炉，配备一台12MW凝汽式汽轮发电机组;二期建设1台350t/d的焚烧炉，配备一台6MW发电机组。

该项目以BOT(建设-运营-移交)方式引资4.9亿元，建设期为24个月，其中一期设计规模为日处理垃圾700吨，预定2012年12月建成投入运营。届时，孝感城区和云梦城区垃圾将都能达到无害化处理。

咸宁

咸宁丰泉垃圾发电厂-中德集团

咸宁丰泉垃圾焚烧发电厂项目在咸安区向阳湖绿山村奠基。这是该市首家垃圾焚烧发电厂。

据介绍，该项目投资4亿元，建设总规模为日处理垃圾1000吨。项目分两期进行，一期处置规模为500吨/天。建成投产后，预计每天发电10万度以上，每天发电收入可达5万元左右。

仙桃

仙桃垃圾发电厂--武汉汉华集团与香港绿色东方集团

武汉文华集团国际家居产业园、香港绿色东方集团垃圾发电厂项目相继落户仙桃，签约金额达23.6亿元。

武汉文华集团是中国布艺、家居行业的龙头企业，此次计划在仙桃投资21亿元兴建家居商贸综合项目。香港绿色东方集团是我国最早从事垃圾处理产业化的企业，计划投资2.6亿元建120亩生活垃圾焚烧发电厂，年处理城市生活垃圾18万吨。

宜昌

宜昌黄家湾垃圾填埋气发电厂

第三篇：垃圾焚烧发电厂-节能评估报告

北京华咨工程设计公司苏州分公司

XXX垃圾焚烧发电厂项目 节能评估报告书

(北京华咨工程设计公司苏州分公司-甲级资质) 北京华咨工程设计公司苏州分公司

目录

第一章 编制说明

1.1 评估的目的和意义

(1) 评估分析垃圾焚烧发电厂项目是否符合国家和地方的法律、法规、规划、产业政策、行业准入条件以及相关标准、规范等的要求。

(2) 对垃圾焚烧发电厂项目工艺工序以及工艺设备在能源消耗方面是否先进可行，进行评估。

(3) 阐述建设垃圾焚烧发电厂项目设计用能的情况，以科学、严谨的评估方法，客观、全面地分析垃圾焚烧发电厂项目合理用能的先进点和薄弱环节，判定垃圾焚烧发电厂项目合理用能的政策符合性、科学性、可行性，提出合理用能的建议措施。

(4) 根据节能评估的结论和建议，为实现国家、地方有关节能减排的宏观政策目标，加强垃圾焚烧发电厂项目合理用能管理，从源头严把节能关。

1.2 评估依据

1.2.1 国家现行法律法规和规划、产业政策、行业准入条件 1.2.1.1 法律

《中华人民共和国节约能源法》(八届人大常委会二十八次会议主席令第九十号，十届人大常委会三十次会议主席令第七十七号修订) 《中华人民共和国可再生能源法》(十届人大常委会14次会议主席令第33号，十一届人大常委会12次会议主席令第23号修订) 《中华人民共和国清洁生产促进法》 (九届人大常委会28次会议主席令第72号) 《中华人民共和国电力法》(八届人大常委会17次会议主席令第60号) 《中华人民共和国城乡规划法》(七届人大常委会11次会议主席令第23号) 《中华人民共和国建筑法》(八届人大常委会28次会议主席令第91号) 《中华人民共和国水法》(九届人大常委会29次会议主席令第74号) 《中华人民共和国环境保护法》(七届人大常委会11次会议主席令第22号) 《中华人民共和国循环经济促进法》(十一届人大常委会第4次会议主席令第4号) 北京华咨工程设计公司苏州分公司

《中华人民共和国计量法》(六届人大常委会第12次会议主席令第28号) 《中华人民共和国统计法》(六届人大委员会第三次会议主席令第9号，十一届人大委员会第九次会议主席令第15号修订) 1.2.1.2 法规 (1) 国家法规

《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(发改委令[2010]第6号) 《“十二五”节能减排综合性工作方案》(国发[2011]26号) 《国务院关于加强节能工作的决定》(国发[2006]28号) 《国务院关于进一步加强节油节电工作的通知》(国发[2008]23号) 《关于进一步加强工业节水工作的通知》(工信部[2010]218号) 《节能中长期专项规划》(发改环资[2004]2505号) 《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》(发改投资[2006]2787号) 《关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南(2006)的通知》(发改环资[2007]21号) 《民用建筑节能条例》(国务院令第530号) 《民用建筑节能管理规定》(建设部令第143号) 《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定(2009)》(国家电网公司) (2) 地方法规 《XX市节约能源条例》

《关于XX市固定资产投资项目节能评估和审查有关规定的通知》

《关于印发XX市固定资产投资项目合理用能评估和审查管理暂行办法的通知》 《XX市人民政府关于加强节能工作的决定》 《XX市供热用热条例》 《XX市建筑节能管理规定》 《XX市节约用水条例》

《XX市城市排水和再生水利用管理条例》 1.2.2 行业与区域规划、行业准入与产业政策 (1) 规划

《XX市城市总体规划》

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》 《XX市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》 (2) 产业政策 北京华咨工程设计公司苏州分公司

《外商投资产业指导目录(2011年修订)》国家发改委商务部令[2011]第12号 《天然气利用政策》发改能源[2007]2155号

《工业和信息化部关于钢铁工业节能减排的指导意见》(工信部节[2010]176号) 《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录(2010年本)》(工产业[2010]第122号) 《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第一批)工节[2009]第67号 《国家重点节能技术推广目录》(第一批)国发[2008] 36号 《国家重点节能技术推广目录》(第二批)国发[2009] 24号 《国家重点节能技术推广目录》(第三批)国发[2010] 33号 《国家重点节能技术推广目录》(第四批)国发[2011]34号

《工业和信息化部节能机电设备(产品)推荐目录》(第一批)工节[2009]第41号

《工业和信息化部节能机电设备(产品)推荐目录》(第二批)工节[2010]第112号

《工业和信息化部节能机电设备(产品)推荐目录》(第三批)工节[2011]第42号 1.2.3 相关标准及规范 (1) 工业类及行业标准

《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993 《工业企业能源管理导则》GB/T15587-2008 《机械行业节能设计规范》JBJ14-2004 《机械工厂年时基数设计标准》JBT2-2000 《空气压缩站设计规范》GB50029-2003 《容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值》GB19153-2003 《热处理节能技术导则》G/Z18718-2002 《评价企业合理用热技术导则》GB/T3486-93 《设备及管道绝热技术通则》GB4272-2008 《工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法》GB/T1028-2000 (2) 电气专业

《供配电系统设计规范》GB50052-2009 《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008 《评价企业合理用电技术导则》GB/T3485-98 《低压配电设计规范》GB 50054-1995 《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93 北京华咨工程设计公司苏州分公司

《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-1994 《电力变压器经济运行》GB/T 13462-2008 《电力变压器选用导则》GB/T 17468-2008 《建筑照明设计标准》GB50034-2004 《金属卤化物灯能效限定值及能效等级》GB 20054-2006 《金属卤化物灯用镇流器能效限定值及能效等级》GB 20053-2006 《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》GB18613-2006 《三相异步电动机经济运行》GB12497-2006 《清水离心泵能效限定值及节能评价值》GB19762-2005 (3) 暖通专业

《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010 《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》GB12021.3-2010 《散热器恒温控制阀》JG/T 195-2007 《通风机能效限定值及节能评价值》GB19761-2005 (4) 给排水专业

《节水型企业评价导则》GB/T7119-2006 《建筑给水排水设计规范》GB 50015-2003(2009年版) 《室外排水设计规范》GB 50014-2006(2011年版) 《室外给水设计规范》GB 50013-2006 《民用建筑节水设计标准》GB 50555-2010 《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343-2010 《节水型生活器具》CJ164-2002 (5) 燃气专业

《燃气燃烧器具安全技术条件》GBl6914-2003 《城镇燃气设计规范》GB50028-2006 《城镇燃气技术规范》GB50494-2009 (6) 建筑专业

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005 《XX市公共建筑节能设计标准》DB29-153-2010 《建筑外门窗气密、水密、抗风性能分析及检测方法》GB/T 7106-2008 《关于加强外墙保温工程安全防火管理的紧急通知》建质安[2010]1039号 《建筑设计防火规范》GB50016-2006 北京华咨工程设计公司苏州分公司

《建筑外门窗气密、水密、抗风性能分析及检测方法》GB/T 7106-2008 《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004 《全国民用建筑工程设计技术措施》建质[2009]124 《XX市民用建筑节能工程施工质量验收规程》DB29-126-2010 《XX市民用建筑围护结构节能检测技术规程》DB29-88-2007 《XX市民用建筑节能工程施工技术规程》DB29-125-2007 (7) 其它

《综合能耗计算通则》GB/T2589-2008 《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006 《能源管理体系要求》GB/T 23331-2009

1.3 评估范围和内容 1.3.1 评估范围

拟建垃圾焚烧发电厂项目节能评估的范围主要包括：项目政策符合性、工艺、设备、选址及总平面布置、建筑专业、暖通专业、电气专业、给排水专业和燃气专业等与项目直接关联的所有用能环节。 1.3.2 评估内容

(1) 项目是否符合国家、地方及行业的节能相关法律法规、政策要求、标准规范; (2) 项目有无采用国家明令禁止和淘汰的落后工艺及设备; (3) 项目建设方案和用能方案;

(4) 项目能源消费总量及结构，能效指标水平;

(5) 项目对所在地能源消费及节能目标完成情况的影响; (6) 项目采取的节能措施及效果评价; (7) 项目设计方案存在的主要问题及补充建议。

1.4 评估工作程序(略)

第二章 项目概况介绍(略)

第一节 项目建设单位概况

第二节 项目建设方案

第三节 项目用能情况 北京华咨工程设计公司苏州分公司

第三章 能源供应情况分析评估(略)

第一节 项目所在地能源供应条件及消费情况

第二节 项目能源消费对当地能源消费的影响

第四章 项目建设方案节能评估(略)

第一节 项目选址、总平面布置节能评估

第二节 工艺流程、技术方案节能评估

第三节 主要用能工艺和工序节能评估

第四节 主要耗能设备节能评估

第五节 辅助生产和附属生产设施节能评估

第六节 本章评估小结

第五章 项目能源消耗及能效水平评估(略)

第一节 项目能源消费种类、来源及消费量评估

第二节 能源加工、转换、利用情况评估

第三节 能效水平分析评估

第四节 本章评估小结

第六章 节能措施评估(略)

第一节 项目节能措施概述

第二节 单项节能工程

第三节 节能措施效果评估

第四节 节能措施经济性评估

第五节 本章评估小结

第七章 存在问题及建议(略)

第八章 结论(略) 北京华咨工程设计公司苏州分公司

详情请咨询：

QQ：2011502794

第四篇：垃圾焚烧发电厂热工控制方案

垃圾焚烧发电工程热工控制系统方案

李宏文

摘要：本文以某大型环保能源集团的一个垃圾焚烧发电厂为例，阐述了垃圾焚烧发电厂控制特点、方案策略、控制手段及控制系统选择与优化。

关键词：垃圾发电，热工控制方案，选择与优化。

垃圾焚烧发电在国内经过十几年的发展，经过引进国外先进设备，消化吸收国外先进技术，形成适应我国垃圾成分特点的相应技术，并开发出有效的分散集约化控制系统。

根据工程的可行性研究、环境影响报告书、初步设计和施工图设计，分析垃圾焚烧发电的热工控制系统。

一、.工程概述

垃圾焚烧发电项目一期工程由两条原生垃圾焚烧线和二套汽轮机发电机组以及辅助公用系统组成。

原生垃圾焚烧，主要工艺设备为两台日处理量350t/d 马丁式逆、顺推(两段)炉排，单锅筒自然循环垃圾焚烧余热锅炉，蒸发量22t/h、过热器出口温度400℃、压力4.0MPa，两套烟气净化处理系统。两套额定电压10.5KV功率7500KW，进汽压力3.8Mpa进气温度395℃的汽轮机发电机组。

发电机组年发电量 12000 万度。

垃圾电厂的机组装机容量都比较小，垃圾焚烧发电厂的控制系统与常规小型燃煤火力发电厂基本一样，由于垃圾发电厂的自动化程度要求高于小型燃煤火力发电厂，从控制方式、控制手段和控制规模上讲，可以说是还要复杂一些。

由于垃圾成分复杂、受季节变化影响其热值和含水率变化较大，基本是每一次投料的垃圾成分都不一样，就对稳定焚烧控制系统有较高的要求。

二、垃圾焚烧发电对热工自动化的控制要求

1、每天焚烧处理的垃圾量，必须充分燃烧;通过燃烧控制使余热锅炉蒸发量稳定在额定值范围内;必须保证炉膛的温度在850℃以上，必须保证二恶英的分解时间2S;烟气通过烟气净化处理设备，脱硫-脱销-去除有害气体(二恶英类)-除尘，控制烟气排放指标参数在国家标准规定值以下;并优化焚烧控制减低单耗(耗电量、耗水量)提高产汽量;做到保证排放标准的前提下提高发电量。

2、保证垃圾焚烧生产线工艺设备对热工自动化控制系统的要求，确保工艺设备能够安全、可靠稳定的运行。在保证经济合理性的前提下，遵照先进适用的原则，尽量采用先进的技术、质量可靠的设备，并适宜地提高自动化水平。

3、热控专业包括热工检测、热工报警、热工保护、热工控制等部分，尽量采用标准设计、典型设计和通用设计。

三、垃圾焚烧发电监控系统的构成

本工程以和利时MACS V为核心构成 DCS控制系统，完成对两条焚烧线和两套汽轮发电机组及其辅助公用系统和热力系统的监控，为二期设备预留相应的通道和容量。和利时MACS V DCS 控制系统由服务器站、现场控制站、工程师站、操作员站、冗余通讯网络、现场仪表等成。

本一期工程配置5个现场I/O控制站，均配置有一对高性能、大容量的冗余主控单元(一台主控单元可控制多达2048点数字量和模拟量，34M内存)，在通过冗余100M工业以太网与操作站间构成一个可靠的实时控制网络的同时，又具备各自独立的控制功能(每对冗余的主控单元分别控制和管理各自的输入输出模块)，加上每个现场I/O站内的各卡件都是独立的1：1冗余供电，所以系统的可靠性特别高(系统危险性降到最低)。

另外，本系统远程I/O(控制)机柜，由于是采用防腐、防尘、防雨、微正压设计，加上本系统的控制层采用Profibus DP总线方式结构，所以将I/O站放在I/O点比较集中的现场，也可以放在集中控制室内(每个站可以根据需要带远程扩展柜)，这样不仅可以大大降低成本(可以节省大量信号电缆和减少工程量)，还可以提高系统信号的抗干扰能力。

1、监控系统的功能 1.1数据采集系统(DAS) 1.1.1图形显示功能：包括回路操作显示，分组显示，棒状图显示，趋势显示， 工艺流程图显示等等。

1.1.2报警管理：报警显示，可按报警时间，报警优先级，报警区域，报警类型来管理所有报警。报警包括工艺参数越限报警、控制设备故障报警、控制系统自诊断故障报警等。

1.1.3制表记录：包括操作工艺设备的记录与定期记录，事故追忆记录， 联锁动作的记录，事故顺序(SOE)记录，跳闸记录等。

1.1.4历史数据存储和检索、性能计算、指导信息、管理报告。 1.2模拟量控制系统(MCS) 模拟量控制系统能满足焚烧炉、锅炉和汽机及其辅助系统安全可靠、稳定高效运行。在系统故障时，自动地将系统无扰动地从“自动”方式切换 为“手动”方式。 1.3 顺序控制系统(SCS) 以程序控制为基础，对下列系统进行顺序控制，焚烧炉联锁控制、焚烧炉炉排的控制、出渣系统控制、锅炉吹灰器和布袋除尘器反吹程序控制，汽机联锁保护等。 1.4 开环控制和联锁控制系统

对于泵阀联锁、泵泵联锁、各个水池液位控制泵启停、等需要开环控制、联锁控制。 2.监控系统的构成 2.1 现场控制站

控制站由主控单元控制器、模拟量输入输出卡件、数字量输入输出卡件、网络通讯等单元构成。 为了确保焚烧线和汽轮发电机组更安全可靠运行，尽量减少停炉停机，控制站采用双机热备结构。 其中一台为主控单元，另一台为后备主控单元，它随时准备在主控单元出现故障时代替主控单元来继续对 I/O 进行控制。

通讯系统为双网冗余，部分重要输入、输出冗余配置，参与保护的参数实现三取二信号输入确保系统安全可靠，三取二配置的I/O要接入不同的I/O卡件上。

每条焚烧线(焚烧余热锅炉)各设一个现场控制站，汽机各设一个现场控制站，公用辅助系统设一个现场控制站，1对冗余的服务器，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。 2.2 操作员站

由工业级控制机与人机接口LCD、操作台、打印机。 DCS 系统共提供6台全功能操作员站2台炉各1套、2台机各1套，值长台1套布置在集中控室内。提供1台工程师站布置在工程师站，各个站之间1:1冗余以100M工业以太网。

台操作站、工程师站平时各自完成所控的对象，在特殊需要时通过密码身份的切换可完全对等，互为备用，只要任意一台操作员站正常，即可完成全功能操作，此外，在特殊情况下，也可通过身份密码和权限的切换，实现操作员站和工程师站的切换。 2.3 打印机

控制系统设两个网络打印机，一台黑白A3激光打印机(用于报表打印)，一台彩色A3激光打印机(用于事件、报警、图形等打印)安放在工程师站内。 2.4 GPS脉冲时钟装置

2.4.1 GPS时钟装置包括天线、接受器、整套装置内部设备之间及GPS装置至DCS系统的连接。 2.4.2 装置的时钟输出信号精度至少为1uS，GPS与DCS之间每秒进行一次时钟同步。

2.4.3 GPS时钟装置提供至少8路时钟信号输出通道，能支持以下可选的接口形式：IRIGB(调制或非调制)、1PPS、RS-2

32、RS422/48

5、NTP(10 Base-T以太网接口)。

2.4.4 当GPS时钟装置的实时时钟无法跟踪GPS时，装置提供继电器输出接点输出进行报警。 2.4.5所供GPS时钟装置提供一路输出信号给电气监控系统，并满足电气监控系统时钟精度需求，达到统一全厂控制系统的时钟。 2.5电源

2.5.1和利时电源柜内配置冗余电源切换装置和回路保护设备，二路电源中的一路来自不停电电源(UPS)，另一路来自厂用电源，并用这二路电源在机柜内馈电给DCS现场控制站、服务器机柜、操作员站和工程师站(正常使用UPS电源)。

2.5.2和利时控制柜内的二套冗余直流电源，并这二套直流电源都具有足够的容量和适当的电压，能满足设备负载的要求。

2.5.3 任一路电源故障都报警，二路冗余电源自动切换，以保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。 3.监控系统可靠性措施

3.1 控制站具有分散性首先控制站在地理位置上是分散布置的， 其次控制站所实现的如数据采集、过程控制等按功能进行分散，也就意味着整个控制系统的危险性分散。 3.2 冗余配置

3.2.1DCS系统服务器冗余配置

3.2.2控制站主控单元采用双机热备配置 3.2.3通讯总线双缆冗余，重要的I/O通道冗余

3.2.4 DCS网络分为服务器自操作员双网冗余、服务器与工程师站双网冗余供4个网段 3.2.5操作员站为多站互备冗余配置，其中任一操作员站有故障其它的站均能实现上位控制功能，并能冗余后备工程师站(带有有权限管理)。

3.3 锅炉和机组的重要保护和跳闸功能采用独立的多个测量通道，跳闸回路采取三取二逻辑。 3.4 对每个独立的控制对象，有投入运行的许可条件，以避免不符合条件的投运，还有动作联锁，以便在危险的运行条件下使设备联锁保护跳闸。

3.5 当主控系统发生全局性或产生大故障时，为确保机组紧急安全停机，设置独立于主控系统的紧急停机按钮。

锅炉操作台需要布置以下操作按钮：

(1) 紧急停炉(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯);

(2) 汽包事故放水门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯); (3) 向空排汽门(双按钮，开、关各一副，加防护罩带指示灯);

汽机操作台需要布置以下操作按钮：

(1) 紧急停机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 启动交流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (3) 启动直流润滑油泵(单按钮，加防护罩带指示灯); (4) 开真空破坏门(单按钮，加防护罩指示灯); 电气操作台需要布置以下操作按钮：

(1) 紧急停发电机(双确认双按钮，加防护罩不带指示灯); (2) 分发电机灭磁开关(双按钮，加防护罩不带指示灯); (3) 启动消防水泵(单按钮，加防护罩指示灯); (4) 增磁、减磁(各一副按钮，加防护罩指示灯);

4、DCS监控系统通讯网络

4.1 DCS系统外部设备通讯网络设有并支持，RS323 RS422/485接口MODBUS协议、及PROFIBUS -DP现场总线、HATE协议等。

4.2 DCS与厂级监控信息系统(SIS)

4.2.1和利时DCS系统配置一台数据采集接口可以与SIS相连。数据采集接口功能由值长站完成。包括数据库、网络接口卡(冗余)、驱动程序、相关网络通讯接口功能软件包。

该接口计算机提供的服务能够让SIS系统通过该计算机访问DCS数据 ，除了这种数据采集接口功能以外该计算机可监视DCS数据，但不具有DCS系统的其它功能。

SIS系统向数据采集接口计算机请求获得数据，数据采集接口计算机接到SIS系统的请求后从DCS系统取得数据并发送给SIS系统。使得SIS系统可以方便地定义所要采集的数据并且与接口计算机实现通讯、实时地取得数据。

4.2.2 SIS系统的接入不会降低DCS的性能，如分辨率、操作响应速度、网络的负荷率等。

5、垃圾焚烧余热锅炉控制方式

垃圾焚烧炉的控制原则是按余热锅炉的蒸发量控制垃圾的投入量、炉排运动及

一、二次燃烧空气量，保证余热锅炉效率最大。当炉膛温 度<850℃时，投入辅助燃烧器，确保二恶英的分解。 垃圾焚烧余热锅炉热工控制系统主要由以下几大部分构成： 5.1、以 DCS 为核心的监控系统;

DCS系统同时提供MODBUS 和PROFIBUS-DP 两种通讯协议与控制子系统进行通讯。 Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。 常用于智能仪表的通讯。 PROFIBUS-DP具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。是一种用于自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。

可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络， 从而为实现工厂综合自动化和现场智能化提供了可行的解决方案，最大优点在于具有稳定的国际标准保证，并经实际应用验证具有普遍性，用于PLC等车间级控制系统的通讯。 5.2、焚烧炉综合燃烧控制系统(ACC)

ACC(炉排控制系统)与焚烧余热锅炉主控系统通讯通过 PLC(S7-300)实现炉排液压自动控制和接受 DCS 来的含氧量、炉膛温度和主汽流量信号，可实现自动燃烧控制。 ACC 系统与焚烧余热锅炉总控DCS 通讯采用 ProfiBus-DP 现场总线通讯。

5.2.1 在ACC就地控制柜设有操作面板，并设有切换开关,可以选择“DCS 信号接受/不接 受”,当选择“不接受”时，DCS 不能操作炉排系统所有动作，但显示仍正常。

5.2.2 当选择“DCS 信号接受时”,大部分动作都能就地(OP 面板)和主控室同时操作,以最后操作的动作为最后指令。

主要控制推料器、逆顺 推炉排的进退，料层调节、炉排冷却风机、清灰风机各风室风门的开关， 主油泵、 滤油泵和冷却油泵的启停， 还有行程和阀位的反馈显示，液压站压力、油温、油位参数和泵的状 态显示。还有相关控制变量的设定值进行设定，包括速度、时间和长短行程设定。 5.2.3 对逆推炉排、顺推炉排、推料间隔控制中的“间隔开,间隔停”料层厚度调节等时间设定设有选择开关,当选择“就地”时,DCS 不能操作;当选择“远方”时,就地不能操作，推料、逆推、顺推、出渣 DCS/PLC 选择开关是共用一个的。

5.2.4 对于少数操作不频繁的参数操作,DCS 上不设操作控制,可以就地地操作面板去操作。 5.2.5 ACC 与 DCS 系统之间有焚烧余热锅炉联锁，紧急停炉信号联锁、引风机跳闸联锁用于ACC 紧急停止，联锁保护信号采用硬接线，为无源常开触点。 5.3、启动燃烧器控制系统，辅助燃烧器控制系统;

就地综合燃烧控制系统、主控制系统上监控。 燃烧器控制逻辑由厂家进行 PLC 编程，通过硬接线方式接入DCS 系统进行控制。 实现远程和就地的燃烧器控制，在 DCS 上实现启停，油调节阀的控制， 自动控制时设有点火允许开关， 在现场的配合下， DCS 向 PLC 发出吹扫指令，吹扫完成后实现点火。

根据炉膛温度，DCS 能够自动启停辅助燃烧器，确保炉膛温度不低于 850℃。

6、烟气净化处理系统;

烟气净化控制系统采用了西门子公司的S7-300 系列PLC，可采用 profbus-DP 协议与 DCS 系统通讯，需要进入的点达到 500 多点，由于通讯的点太多，控制站的响应速度会变慢。为了避免出现这种情况，我们采取以下控制方案：

6.1烟气净化处理系统和布袋除尘控制系统配一台上位机，通过以太网与 PLC 通讯，放在中控室进行监视和操作。

组成完整独立的烟气净化系统，只需将在线监测的数据通讯到烟气净化控制系统控制和DCS监视，既减轻DCS系统负荷，又减少DCS至PLC的中间环节，直接由PLC的上位机监视和控制，分散了系统风险。

7、就地远传监视仪表和控制设备;

焚烧余热锅炉及汽轮机组的运行参数监视检测，温度、压力、流量、物位、液位、主辅系统控制各种电动门、电磁阀、电动机、执行器等控制均进入DCS 集中控制，并有状态、故障显示，运行检修、就地远程控制功能。

8、辅助车间控制系统;

8.1化学水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，化水系统是一个完整独立的控制系统，余热锅炉和汽轮机组的汽水取样在线检测数据，通讯至化学水处理系统和主控DCS 监视，方便运行人员及时了解汽水指标参数。

8.2污水处理控制系统由一台 PLC 控制站和一台上位机组成，是一套完整独立的控制系统，只将必要的监视控制通过profbus-DP 协议通讯到DCS监控。

8.3也可将化水和污水的两台上位机可通过交换机组成一个对等的工业以太网络(通讯协议为 TCP/IP)，实现操作站和工程师站的互备，通过 ProfiBus-DP 协议与 DCS 系统进行通讯，监视必要的运行参数。

8.4空压机站控制系统，通过 MODBUS 协议与 DCS 系统通讯，监视空压机的运行状态，通过硬接线方式，实现在 DCS 上的控制操作。

8.6飞灰固化控制系统，定期运行操作,DCS不设控制监测,由就地控制操作。

9、微机型电气综合测控保护系统(微机保护);

微机型电气综合测控保护系统，是发电厂电气监测、保护、控制的一套完整独立电气保护测控系统，具有高安全性、可靠性、稳定性。执行电力规范标准。

本工程采用许继CCZ8000微机保护系统，配置WBF-821A和WFB-822A发电机主保护和后备保护、WBH-821和WBH-822主变主保护和主变后备保护、WXH-823线路保护、WJE-821故障解列装置、WXH-800母线保护装置、WCB-822厂变保护、WBT-821备自投、WCH-821母联保护测控、WDH-821电动机保护、WYJ-821电压检测并列测控、同期屏、电度表屏。组成一套完整的发电厂站微机电气综合测控保护系统。

微机型电气综合测控保护系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议通讯和硬接线方式和 DCS 系统进行通讯联锁，主要监视主变、厂用变，高低压配供线路的电压、电流、功率和电气主开关状态等。

10、烟气在线监测系统(CEMS);

烟气在线监测系统是德国西克 麦哈克的MCS100E监测设备，在每套焚烧线的烟气出口安装了独立的监测探头，配置独立的监测分析设备。

烟气排放参数通过ProfiBus-DP 协议进入 DCS 系统，另提供一路同样使用ProfiBus-DP 协议或采用RS422/485接口MODBUS协议通讯给烟气净化处理系统作为控制变量。烟气在线监测数据采集仪器采用硬接线方式(4-20mA)信号将烟气监测参数通过电信局环保专线网络上传地方环保监测平台。

11、余热锅炉吹灰系统;

焚烧余热锅炉激波吹灰系统自带PLC控制系统，由PLC控制吹灰时间、频率，激波吹灰系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，监控吹灰系统的启停和手/自动、故障状态显示，可远传和就地控制调整。

12、地中衡称重系统;

本项目采用一套全自动无人值守地中衡称重记录管理系统、称重系统通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯，仅上传日入厂垃圾重量、石灰粉重量、生物质重量等数据。

13、公示屏数据显示，

LED公示屏通过RS422/485接口 MODBUS 协议与 DCS 系统进行通讯， 按环保部门要求显示烟气排放相关参数。

四、焚烧炉燃烧控制子系统

1、锅炉给水三冲量串级调节系统; 锅炉给水控制的主要任务是使锅炉的给水量跟踪锅炉的蒸发量， 保证锅炉汽水平衡和正常运行所需的工况， 对锅炉汽包水位实现自动控制，使其在允许范围内变化，以提高锅炉汽轮机组的安全性和锅炉运行的经济性。

本工程采用常用的串级三冲量控制方式。该系统由主、副两个 PID 调节器和三个冲量(汽包水位、蒸汽流量、给水流量)构成。这个系统有三个回路，即 I 为主回 路， Ⅱ为副回路， Ⅲ为前馈回路， 副回路的作用主要为快速消除内扰， 主回路用于校正水位偏差，而前馈通道则用于补偿外扰，主要用于克服“虚假水位”现象。该系统的主调节器 PID1 为水位调节器，它根据水位偏差产生给水流量给定值，副调节器 PID2 为给水流量调节器，它根据给水流量偏差来控制给水流量， 蒸汽流量信号作为前馈信号用来 维持负荷变动时的汽水平衡， 由此构成的是一个前馈-反馈双回路控制系统。 该系统可保证稳态时汽包水位无静态偏差， 其控制品质较高。 为了测量准确，汽包的液位采取三选中的测量措施且汽包液位有汽包压力补偿，给水流量有给水温度补偿，主蒸汽流量有主蒸汽温度与压力补偿。

2、过热蒸汽温度串级调节系统; 锅炉汽包产生出来的饱和蒸汽，经三级过热器加热成过热蒸汽。使热蒸汽达到设计蒸汽温度，垃圾焚烧余热锅炉设计了两级过热器蒸汽温度串级调节系统(一级减温器、二级减温器)，在此过热汽温调节控制系统中，副回路对主汽温度起粗调作用，而主调节器对主汽温度起细调作用。过热汽温调节对象为一高阶惯性环节，它可用一个一阶惯性环节和一个纯滞后环节的串联近似，这样就可以用史密斯补偿器进行补偿，可以显著改善系统的调节品质。

3、炉膛负压调节系统;

3.1垃圾焚烧余热锅炉燃烧的稳定性和可靠性是实现焚烧余热锅炉安全经济运行的关键，余热锅炉炉膛负压是一个重要控制参数，炉膛负压的大小受引风量、一次、二次风量与燃料量三者的相互作用影响。

3.2传统的焚烧余热炉膛负压控制方式是引风机电机恒速运行时，检测炉膛负压再根据负压给定值经 PID 运算后，由执行器控制引风机入口挡板开口度，改变风阻调节引风量来调整。 3.3焚烧余热锅炉炉膛负压闭环控制中，若负压过大，还会造成炉内燃料的费，导致排烟温度过高，炉膛漏风量增加，引风机电耗增加。负压过小，又会影响燃料的充分燃烧，焚烧余热炉膛向外泄漏烟气(含可燃气体)飞灰等，影响焚烧余热锅炉的安全经济运行。

3.4我们变频调速技术，将原有引风机风门挡板开至最大，应用炉膛负压闭环控制，通过调节引风机电机转速直接调节风量来实现焚烧余热锅炉炉膛负压自动调节控制，保证垃圾焚烧余热锅炉运行在设计要求炉膛负压范围内。

4、减温减压器出口压力温度控制系统; 4.1减温减压器的压力控制：

Pset：减温减压器的压力设定值;

Pvap2：减温减压器的压力测量值;

由于减温减压器的压力是一个快相应信号，用 Pset，Pvap2构成一个简单的PID回路，来控制蒸汽调门开度。

4.2减温减压器的温度控制：

Hvap1：主蒸汽焓值，由 TVap1(主蒸汽温度)、 Pvap1(主蒸汽压力)得到;

Hwat：给水焓值，由 Twat(给水温度)、 Pwat(给水压力)得到;

Hset：减温减压器蒸汽焓值设定值，由 Tset(减温减压器的温度设定值)、 Pset(减温减压器的压力设定值)得到;

Kjs：由理论计算得到的水汽比(给水流量与主蒸汽流量的比值);

能量守恒公式有: Hvap1+ Kjs * Hwat = (1 + Kjs) * Hset

即有: Kjs = (Hvap1Hwat) 4.3温度控制可用2级PID控制：

副控用 Tset,Tvap2(减温减压器的温度测量值)构成一个简单的PID回路，来调整水汽比 K ，以消除水汽流量、压力、温度测量的误差。

主控用 K*Fvap(水汽比乘主汽流量)、Fwat(水流量)构成一个简单的PID回路，来控制给水调门开度。副控为慢调PID， 主控为快调PID。

5、烟气净化处理控制系统;

5.1烟气净化处理主要有由脱酸、除尘、活性炭吸附3 个部分组成。采用的工艺主要是半干法/ 干法+ 活性炭吸附+ 布袋除尘器，脱酸是垃圾焚烧烟气净化系统的核心。

5.2通过监测反应塔入口和出口的压差和烟气流量来调节石灰浆量，雾化喷嘴喷入石灰浆，在净化塔内以很高的传质速率与烟气混合，烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2 等酸性物质混合反应，垃圾焚烧余热锅炉的烟气经过净化塔、活性炭吸附、布袋除尘器净化达到国家的大气污染物排放标准。

5.3烟气净化系统主要控制调节子项：1反应塔出口温度调节;2排烟量与中间反应物回流量间的自动调节; 3排烟中 HCL 和 SO2 酸性气体含量与石灰乳量间的自动调节;4活性炭吸附量的自动调节;

5、除尘器差压调节、布袋的离线清灰、布袋的反吹;6飞灰收集输送调节;

6、顺序控制系统(SCS)

顺序控制主要在锅炉辅助控制系统中，包括： 启动燃烧器、辅助燃烧器、炉排清灰系统、风机系统、布袋除尘器控制系统、 石灰浆制备系统、 锅炉定期排污系统、 锅炉自动吹灰系统等。

7、锅炉联锁保护系统

7.1 事故停炉联锁保护由DCS主控系统内完成。只有停炉的逻辑条件出现时(按垃圾焚烧余热锅炉制造厂的技术要求)联锁保护系统能自动切断进入焚烧系统的垃圾和其他燃料，停止推料器和炉排的运动，关闭所有燃烧器，关闭所有风机。锅炉安全保护系统包括：MFT、炉膛吹扫、油泄漏试验、锅炉点火、炉膛火焰监视和灭火保护功能、MFT首出和快速减负荷等。

7.2 局部保护：锅炉汽包水位保护高水位保护：打开紧急放水电动门; 低水位保护：LLL保护动作停炉;主蒸汽压力超压保护：自动打开生火排汽电动门;

8、综合燃烧控制装置

综合燃烧控制装置控制下列各环节，液压装置、受料斗档板、推料器、逆推炉排、顺退炉排、一次和二次燃烧空气调节、炉排清灰风机、炉排冷却风机、 出渣机、辅助燃烧器等，组成综合燃烧控制装置及其系统 (ACC)。

五、垃圾发电厂汽轮机组的运行方式

1.垃圾焚烧发电厂汽轮机组的运行方式因垃圾焚烧工况特点而定：

1.1正常情况垃圾燃烧的热惯性很大，蒸发量不能立即改变。为了充分利用热能，必须有一台机组运行在前压调节方式下，即机跟随的运行方式，这样才能保证机炉热能参数稳定运行。 1.2汽机检修或汽机故障检修时，焚烧炉继续运行处理一定的垃圾量，产生的多余蒸汽应经旁路冷凝系统，冷凝后回收凝结水重复使用或者直接由旁路放空系统放空(这种情况造成能源的浪费)达到停机不停炉继续处理焚烧垃圾。

1.3二台套汽轮发电机组配置的垃圾焚烧线，可以不设旁路冷凝系统，一台机组检修或故障可以转移负荷到另一台机组，可以保证一条焚烧线的正常运行(本工程取消了旁路冷凝系统)。 1.4当外电网发生故障时应有一台汽机带厂用电在转速控制方式下运行(孤网运行)。

六、汽轮机控制系统构成

2.1 以DCS为核心的汽轮机监控系统

1) 汽轮机调节系统、凝汽器热井水位自动调节系统、疏水调节系统、射水真空调节系统、轴封调节系统、循环水调节系统，

2)除氧器模拟量控制系统(MCS)、除氧器液位自动系统，除氧器压力自动调节系统， 减温减压装置压力、温度调节系统，给水调节系统、

2.2汽机危急跳闸系统(ETS)采用硬接线组态进入DCS，ETS危机跳闸系统和DCS。

2.3 汽机安全监视系统(TSI)主要监视汽机超速、轴振动、轴位移等参数，分别由汽机安全监视仪表和主控系统监视，以确保其系统安全性和数据可靠性。

2.4汽机数字电液调节系统(DEH 系统实现前压、功率、转速调节)采用美国伍德沃德Woodward 505汽轮机控制系统，Woodward 505数字电液控制系统与DCS 系统硬接线互通联锁、保护、控制信号。

2.5 Woodward 505数字电液调节系统是一种汽轮机智能控制装置， 它接受汽机转速、主蒸汽压力、发电机功率信号，经过速度/负荷 PID、限制控制 PID 和串级 PID 等运算后，输出控制信号给电液转换阀，通过油动机驱动进汽调节阀，还可实现一系列的系统保护。

2.6本工程中它要实现垃圾焚烧发电所要求的前压控制、 功率控制和转速控制。 在两台汽机正常运行时， 有一台运行在前压调节状态下。外电网跳闸时，控制器切换到转速控制方式，带约 20%的厂用电运行。

2.7 汽机联锁保护系统，汽轮机是高温高压蒸汽热能动力高速运转的设备，在机组启动、运 行或停机过程中，必须按设备制造厂的技术规定要求操作，违规违章操作很容易发生严重的安全事故，汽轮机辅机设备必须协同工作才能保证汽轮机组的安全运行。所以汽轮机联锁保护系统是及其重要的。

汽轮机主要保护：润滑油压力过低、汽机超速、汽机轴位移大、胀差过大、冷凝器真空度过低、泠凝器热井水位过低、发电机故障跳闸、轴振动和轴承温度等重要的监视和保护。

汽机联锁保护系统中，重要的信号如汽轮机转速HH 信号、 凝汽器压力HH信号、润滑油压力LLL 信号均采用3 取 2信号组合法，提高保护系统的动作率和减低拒动误动作率，提高系统的可靠性。

2.8机组联锁保护;主要是机组跳闸保护，由DCS主控系统内完成。当汽轮机、发电机跳闸条件出现时，联锁保护系统关闭汽机自动主汽门，调节门及抽汽逆止门，实现机跳电或电跳机，在汽机就地盘及中央控制室的控制台上设有紧急停机按钮。在紧急情况时，操作人员能迅速按急停按钮保护机组设备安全。

八、.热工自动化设备选型 5.1 温度测量

1)选用符合 IEC 标准且为电站设计的热电偶、热电阻测温元件; (上海自动化仪表) 2)联锁保护用温度信号一般选用温度开关或电接点双金属温度计;(上海自动化仪表) 3)就地温度显示选用双金属温度计;(上海自动化仪表) 5.2 压力测量

1)选用智能式压力、差压变送器;(罗斯蒙特3051)

2)联锁保护用压力信号一般选用压力开关或电接点压力表;(美国SOR压力开关)

3)就地压力显示，选用弹簧管压力表，膜盒式压力表、膜片压力表。(选用上海自动化仪表) 5.3 流量测量 根据被测介质的性质，对于汽水流量采用孔板、喷咀测量(孔板、喷嘴的节流损失过大)我们采用新型的流量测量元件德尔塔吧、其他导电介质流量选用电滋流量计、燃料油流量测量选用金属管转子流量计等。(江苏杰创电磁流量计) 5.4 物位侧量

1)液位测量一般选用差压液位变送器。常压容器选用静压式液位变送器也可以采用远传磁翻板液位计;

2)储浆、液位侧量选用超声波物位计;(西门子超声波液位计) 3)液位信号测量选用磁性浮球液位开关。

5.5 调节阀选用进口调节阀或引进电动调节阀也可用国内知名品牌调节阀;(上仪调节阀配PS执行器)

5.6执行机构选用角行程电动执行机构驱动。带全开、全关位置信号反馈，4-20mA 信号控制。 5.7 电动阀选用机电一体化电动头(扬州电力) 5.8 变频器 选用性能优异的变频器;(选用ABB)

5.9 烟气排放监测系统确保烟气的排放指标符合国家标准，每条焚烧线设一套烟气检在线测仪表以检测烟气中的 HCL、SO

2、CO

2、NOX、CO、O2 等组分含量。(选用西克麦哈克)

九、工业电视监控系统

工业电视监控系统服务器置于电子间，在中控室设置监视器、大屏幕、LED等，视频信号采用光纤通讯采集，工业电视系统设置一套服务器可通过网络实时查询监视。并根据监视对象配置带云台可调焦距、光圈的摄像机。 基本监视对象有：

1) 门卫室 2)地磅房 3)垃圾卸料平台 4)垃圾进料斗 5)炉膛火焰监视 6)汽包水位 7)出渣口8)烟囱 9)升压站10)高低配电间 11)厂区等重要的设备安全及保安管理点。

十、厂内网络通讯系统

电信运营商提供固定电话、移动通讯、互联网接入服务及设备，我们采用100M光纤网络、25门内部虚拟网电话(可选开外线)、80部电信工作手机，配置两个通讯站(办公楼电讯间、主厂房)，组成全厂生产调度指挥和网络办公安全监控系统。

2012年7月

第五篇：垃圾焚烧发电厂锅炉参数技术的选用

- 摘要：垃圾焚烧锅炉的蒸汽参数直接影响到余热锅炉的热效率和焚烧厂的经济收益，为此，分析了中温中压和中温次高压技术对垃圾焚烧发电厂热效率的影响，比较了两种技术在实际运行中的差异，并提出了防止高温腐蚀的措施。

关键词：中温中压;中温次高压;高温腐蚀;热效率

在国内垃圾焚烧发电厂中，垃圾焚烧锅炉的蒸汽参数主要选用中温中压工况(4.0MPa，400℃)，中温次高压工况(6.5MPa，450℃)则很少采用;广州李坑垃圾焚烧发电一厂在国内首次采用中温次高压工况(6.5MPa，450℃)技术。蒸汽参数直接影响到余热锅炉的制造成本、运行成本、热效率和焚烧厂的经济收益。

1蒸汽参数对发电厂热效率的影响

采用纯冷凝机组时，发电厂的热效率取决于余热锅炉热效率、凝汽轮机组热效率、发电机效率和线损率。

1.1余热锅炉热效率

余热锅炉热效率与垃圾热值和成分、热源加热燃烧空气和温度、余热锅炉选用的过量空气系数、余热锅炉排烟温度和灰渣含碳量都有密切关系。目前，采用国外先进技术的、在建的较大规模垃圾焚烧电厂余热锅炉的热效率为78%～80%，随着国内垃圾热值的逐年提高和国内垃圾焚烧余热锅炉设计制造水平的提高，国产余热锅炉最终也能达到国际先进水平。

1.2凝汽轮机组热效率

汽轮机热效率与汽轮机容量和进汽参数成正比。由于垃圾成分和焚烧特点，进汽温度和压力都不宜过高，主蒸汽温度不宜超过400℃，蒸汽压力不宜超过4.9～5.9MPa。适用于垃圾焚烧的凝汽轮机必须进行适应参数的改进和改型，才能得到比较理想的热效率，国产常规中低压、中压和次高压凝汽轮机热效率见表1。

表1国产常规中低压、中压和次高压凝汽轮机热效率

1.3垃圾焚烧发电厂的热效率

目前，我国建造的垃圾焚烧发电厂热效率范围见表2。

表2垃圾焚烧发电厂热效率范围

由此可见，提高垃圾焚烧发电厂热效率的主要途径有：增大垃圾焚烧厂处理规模;提高余热锅炉热效率;提高汽轮机进汽参数;降低线损率。

2中温中压和中温次高压工况蒸汽参数和实际运行情况比较中温中压和中温次高压蒸汽参数与实际运行情况的比较见表3。

表3中温中压、中温次高压两种工况比较

3中温中压、中温次高压工况耐腐蚀情况

中温中压、中温次高压工况耐腐蚀情况比较见表4。

表4中温中压和中温次高压工况的腐蚀性情况比较

图1表示了焚烧炉中受热面管壁温度与腐蚀速度的关系。从表4和图1可看出，当管擘温度达到450℃以上时，锅炉受热面高温腐蚀呈现加剧的现象，在650℃附近高温腐蚀达到最大值。同样材料在中温次高压下使用寿命比中温中压工况要减少一半以上。

上述两种工况的比较是在一定外部条件下的粗略估算。条件不同，上述比率会有不同，但对比的趋势是相近的。在发电量和售电收入方面，次高温高压方案有利，但锅炉设备成本费用及运营维修费用较高。由于中温次高压技术提高了蒸汽参数，其不利因素包括：

图1锅炉受热面管壁温度与腐蚀速度的关系

a)对过热器材料要求高，管壁厚度增加，导致总投资和成本上升(约增加4000万元投资);

b)对过热器的腐蚀高，导致使用寿命减少，更换频率高，增加维护成本(每次更换约500万元);

c)无法控制每年维护时间，在运营中必须注意监测过热器寿命，并保证在焚烧炉检修期问完成过热器的更换。

综合比较25年运行情况，两种工况的经济效果基本相当。实际上，国内外已建成的垃圾焚烧厂中，其余热锅炉约90%以上采用中温中压参数。近年来，由于使用了优质耐腐蚀材料(如高镍合金钢的应用)，延长了过热器的寿命，虽然一次性投资较高，但综合经济效益较好。因此，随着优质耐腐蚀材料价格降低和运营管理水平提高，中温次高压次高温参数的应用有增加趋势。 (来源：互联网) 本篇文章来源于 环卫科技网(http://-hw.net/html/27/201004/14358.html 4垃圾焚烧发电厂实际运行情况比较

由于广州和珠江三角洲在地域、气候、垃圾组分、垃圾热值等方面都较为接近，特选取深圳平湖垃圾焚烧发电一厂(中温中压技术)、中山中心组团垃圾发电厂(中温中压技术)和李坑一厂(中温次高压技术)2006～2007年的生产运营平均数据进行对比分析，并列出台湾中鼎工程公司(中温中压技术)2006年的运行参数进行比较，见表5。由此可见，提高蒸汽参数、采用中温次高压并非是提高发电量的唯一途径。影响垃圾焚烧发电厂单位发电量的重要因素还有垃圾热值、运营水平、垃圾焚烧厂处理规模、汽轮发电机组的效率和余热锅炉热效率等。

中温中压和中温次高压参数运营情况分析说明：

a)中温中压和中温次高压参数的垃圾焚烧余热锅炉，主要差别是受热面的材质，特别是过热器，一般认为蒸汽温度450℃是垃圾焚烧锅炉过热器选用材质的分界线，且两种材质的价格相差较大。

表5垃圾焚烧发电厂实际运行情况比较

b)从表5可以看出，中温次高压技术的优势并未能很好地体现，增加的效益与初期投资的增加比率不一致，这主要是由于垃圾实际热值达不到设计要求所引起的。垃圾焚烧炉热值设计点的选择是着眼于整个建设-运行-移交(BOT)周期，在项目投产前期，垃圾热值必然是无法达到设计点的要求，这也就是对中温次高压技术的效率优势不能很好体现的根本原因。

c)由于我国现有的垃圾焚烧发电设备成熟技术都集中在中温中压技术上，又有一套成熟的中温中压运行管理经验，而中温次高压技术在我国才刚起步，运行维护经验不足，将使蒸汽参数提高带来的收益低于预期。由于中温次高压技术的设备初投资高，投资回收年限将增长，增大了投资风险，降低了投资回报率。

d)截至目前全国单台处理能力最大的垃圾焚烧炉(800t/(炉•d))采用的是中温中压技术，另外，国内尚未有一个BOT形式的垃圾焚烧发电厂采用中温次高压技术，由此可见在现阶段，中温次高压的垃圾焚烧发电系统对于BOT投资人来说还是存在一定的风险的。

e)从我国目前的技术发展趋势来看，随着制造水平的提高、耐腐蚀材料价格的下降以及垃圾分类收集的进一步完善，使得锅炉过热器耐腐蚀能力的进一步提高成为可能，因主蒸汽参数的提高带来的发电收益将会提高，对于大容量焚烧炉尤为明显，中温次高压技术在我国大容量垃圾焚烧炉上应用是一个发展趋势。

5减缓高温腐蚀的对策

a)为了避免炉内形成还原性气氛，在垃圾焚烧炉内通常采用较高的过量空气系数，一般为1.8～2.2。研究表明，造成垃圾焚烧锅炉高温腐蚀的重要原因是烟气中的各种氯化物对金属管壁的侵蚀;在这些腐蚀发生的条件中，除了温度及烟气中的氯、硫等组分的原因外，烟气中的含氧量是相当重要的因素。金属中的铁与烟气中的氯在氧化性气氛中生成氧化铁(Fe2O3)。Fe2O3是一层致密的保护膜，可阻止Cl2与管壁金属进一步反应和腐蚀。当焚烧炉内为含氧量较低的还原性气氛时，FeCl2在金属表面形成，由于它的气化点很低，生成后迅速挥发，使管壁直接暴露在高温烟气中进一步腐蚀。

b)在设计高参数的锅炉时采用耐高温腐蚀的镍基金属(如INCONEL625)作为过热器高温段材料，以提高过热器的使用寿命。

c)采用有效的除灰装置，如卧式过热器采用振打式除灰器，省煤器采用蒸汽吹灰等。

d)优化锅炉过热器布置，适当增加处于腐蚀温度区的管壁温度，也可减轻高温腐蚀、延长受热面的寿命。

参考文献：

[1]赵有才.生活垃圾资源化原理和技术[M].北京：化学工业出版社，2002. [2]程平.垃圾焚烧技术的应用[J].中国环卫科技，2007(4)：18-22.

[3]卞俊，王柯.垃圾焚烧炉的腐蚀问题及其对策[C]//2004年城市生活垃圾焚烧处理技术与设施建设专题研讨会论文集.北京：中国城市环境卫生协会，2005.(来源：互联网)

本篇文章来源于 环卫科技网(http://-hw.net/html/27/201004/14358_2.html