1、垃圾焚燒發(fā)電機組的特點(diǎn)

    近年來(lái)，人們對發(fā)電機組的環(huán)保要求越來(lái)越高，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)在世界范圍內得到了迅猛發(fā)展和普遍應用。由于垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)具有高效率處理生活垃圾、節約能源、建設周期短以及有利于環(huán)保等特點(diǎn)，我國目前正在逐步加大垃圾焚燒發(fā)電機組的資金投入。

    隨著(zhù)科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，人類(lèi)對能源的消耗不斷增加，由此到來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴重。對能源需求的增加與對污染排放的控制這一矛盾迫使科技工作者不斷尋求高效低污染的燃燒技術(shù)，加快新型燃燒裝置及環(huán)保設備的開(kāi)發(fā)。降低成本、提高可靠性、降低污染排放成為電力行業(yè)的追求目標。

    垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)作為傳統行業(yè)派生的新行業(yè)，由于其燃料主要是生活垃圾等，因此，燃燒過(guò)程可以實(shí)現垃圾無(wú)害化，而且使垃圾容量大幅縮減，清潔環(huán)保；垃圾焚燒機組還有建設周期短，節約能源且環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。故該項技術(shù)目前越來(lái)越受到重視，并得到迅速推廣和不斷發(fā)展。

2、垃圾焚燒發(fā)電機組的控制系統要求

    垃圾焚燒發(fā)電機組的主要組成部分有：焚燒鍋爐、余熱鍋爐、蒸汽輪機、發(fā)電機等設備。

    同常規的火電機組相比，垃圾焚燒發(fā)電中以發(fā)電為輔，垃圾燃燒為主。反映在燃燒系統上，燃燒的熱值變化較慢，燃料成份中非可控因素較多，蒸汽負荷的變動(dòng)較小，壓力的變化較大。因而，對于垃圾焚燒發(fā)電，傳統的火電燃燒系統的機理和控制方法并不完全適應于垃圾焚燒發(fā)電。垃圾焚燒發(fā)電的獨特之處決定了其對控制系統的要求既等同于常規要求，又在常規要求中有著(zhù)極大的變通性。

1） 對分系統強烈的獨立性的要求：

    對于垃圾焚燒，以垃圾焚燒為主，發(fā)電為輔，在整個(gè)控制系統的構成上，獨立性的要求明顯高于常規的火電機組。采用分布式的控制系統，不但可以減少整個(gè)控制系統的成本，分布式系統的更大的靈活性保證了垃圾焚燒發(fā)電的現實(shí)可操作性和管理的靈活性。從國內已經(jīng)正式投運的垃圾焚燒電廠(chǎng)的情況看，分布式控制系統的選用是垃圾焚燒電廠(chǎng)最佳的選擇方案。

2） 對系統網(wǎng)絡(luò )傳輸特性的高性能、高要求：

    現代化的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)，對信息的傳輸與交換比常規的火電機組更大。采用先進(jìn)的高速控制網(wǎng)絡(luò )，對整個(gè)控制系統的協(xié)調、管理系統的交互運作，都可提供強有力的傳輸網(wǎng)絡(luò )的支持。

3） 對運行成本的迫切的要求：

    在垃圾焚燒發(fā)電中，對低運行成本的要求集中在兩個(gè)方面：

    ①靈活、方便的硬件配置可保證系統的功能性要求與硬件系統的最合理的配合，從而構成最合理的性能價(jià)格比

    ②極低的設備維護成本和系統管理成本，這就要求選擇的自動(dòng)化控制系統具備良好的可擴充性、開(kāi)放性（可最大限度的利用現有的成熟的信息資源）和長(cháng)期工業(yè)惡劣場(chǎng)所運行的穩定性和可靠性。

3、自動(dòng)控制系統在垃圾焚燒發(fā)電機組的應用

    毫無(wú)疑問(wèn)，已在國內外許多大型發(fā)電機組上成功應用的分散控制系統（DCS）是可以應用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的控制的。但這種傳統意義上的DCS具有一定的局限性，如投資較大，分散化程度和開(kāi)放性程度均不夠高，建設周期長(cháng)等等，均不適合于中小型規模機組的控制應用。

    目前，一種新型概念上的自動(dòng)控制系統已經(jīng)廣泛受到重視。隨著(zhù)計算機技術(shù)、通訊技術(shù)和電子技術(shù)等領(lǐng)域的高速發(fā)展，原有概念上的PLC或中、小規模的控制系統吸納新技術(shù)，形成一種分散度更高的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統。它將在中、小規模的應用中大大超過(guò)了傳統的DCS。它的主要特點(diǎn)有：

    1) 引入WEB技術(shù)，將控制向遠程監控發(fā)展，實(shí)現遠方數據瀏覽、過(guò)程監視、組態(tài)維護等功能。

    2) 引入ETHERNET局域網(wǎng)技術(shù)，使控制系統能與管理網(wǎng)資源共享。

    3) 引入現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，將系統硬件由集中布置轉向分散布置，使之高度分散化。

    4) 提高系統的抗干擾能力，降低控制系統對接地系統及環(huán)境的要求，降低工程造價(jià)。

    正是由于這種新型的過(guò)程控制系統的上述特點(diǎn)，使其比較適合于垃圾焚燒發(fā)電機組的控制應用。目前，比較有代表性的這類(lèi)控制系統有：Siemens公司的Simatic PCS7控制系統，Honeywell公司的Plant Scale控制系統等。

    深圳鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的控制系統采用了Siemens公司的Simatic PCS7 控制系統，整個(gè)系統的總成、設計、組態(tài)及調試由深圳能源環(huán)保公司和國家電力公司熱工研究院自控技術(shù)中心共同承擔。

4、工程應用情況介紹

    鹽田垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)安裝兩條垃圾焚燒線(xiàn)（每條垃圾焚燒線(xiàn)日處理垃圾能力為225噸），一臺6兆瓦凝汽式汽輪發(fā)電機組，母管制。全廠(chǎng)設置一套分散控制系統（DCS）， 以全廠(chǎng)集中操作與各工段分散控制相結合的系統運行模式實(shí)現垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)整體生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)監視、生產(chǎn)操作、過(guò)程控制、事件報警、運行聯(lián)鎖、安全保護。完成數據采集（DAS）、模擬量控制（MCS）、順序控制（SCS）和聯(lián)鎖保護（PRO）等系統功能。

    垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的其他生產(chǎn)過(guò)程，如焚燒線(xiàn)燃燒控制、煙氣處理系統、汽機數字電調和垃圾吊控制等系統將通過(guò)數據通訊方式分別接入分散控制系統（DCS），建立全廠(chǎng)生產(chǎn)運行管理。

    根據系統性能價(jià)格比盡可能高、系統性能穩定和系統組態(tài)維護方便的要求，同時(shí)針對本機組的特點(diǎn)和控制要求，經(jīng)過(guò)廣泛調研和論證，最終確定采用SIEMENS公司的Simatic PCS7（Process Control System）控制系統完成其控制功能。此系統在本工程的基本結構為：

    系統共配置3臺操作員站（其中一臺兼工程師站），2對冗余CPU-417H的控制器：#1控制器主要控制余熱鍋爐及垃圾焚燒線(xiàn)輔助部分；#2控制器主要控制汽輪機及其輔助設備。本系統的I/O模件采用了S7-300系列I/O模件，通過(guò)ET200M遠程機架與控制器相連。系統配置的總I/O點(diǎn)數達1800點(diǎn)左右。系統配置了5臺打印機，其中報表打印機3臺、圖形打印機1臺、工程師站配打印機1臺。            

    每一對冗余控制器均通過(guò)冗余的現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus-DP（最高數據傳輸速率可達12Mbit/s）帶一定數量的遠程I/O擴展機架ET200M及I/O模件。該系統共配置11個(gè)ET200M遠程機架，按工藝流程分成11個(gè)I/O站，控制器與各I/O站間的通訊是通過(guò)PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)完成的，傳輸介質(zhì)為雙絞線(xiàn)，網(wǎng)絡(luò )數據傳輸速率1.5Mbit/s。

    1) 操作員站按服務(wù)器