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    21世紀(jì)的垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)目標(biāo)之一，就是用一套DCS系統(tǒng)來控制整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的機(jī)、爐、電以及全廠主要的輔機(jī)系統(tǒng)，從而建立覆蓋全廠的高效先進(jìn)的實(shí)時(shí)信息集成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)行設(shè)備生產(chǎn)過程信息的“全廠一體化” 采集、監(jiān)控和共享。在此方面，和利時(shí)公司做出了有益的嘗試。

   為什么多年來，垃圾焚燒爐的往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置都是由可編程控制器PLC控制的呢？這主要是因?yàn)樵S多國外公司在銷售垃圾焚燒爐的同時(shí)，就已經(jīng)把一套控制往復(fù)式機(jī)械爐排液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和給料裝置的軟件下裝到可編程控制器PLC打包賣給了中國用戶，而這一套可編程控制器PLC及其軟件價(jià)格非常昂貴，并且是完全加密的。
  
                        

    但是從垃圾焚燒爐的燃燒控制角度上來說，這樣做又非常不合理——因?yàn)槔贌隣t的燃燒系統(tǒng)必須根據(jù)主蒸汽流量、主蒸汽溫度、垃圾厚度來同時(shí)調(diào)整垃圾給料量、一、二次風(fēng)量及各段爐排的運(yùn)動(dòng)速度。目前，在我國，大多數(shù)垃圾焚燒發(fā)電廠的主蒸汽流量和主蒸汽溫度以及一、二次風(fēng)量的調(diào)整都是由DCS系統(tǒng)來完成的；但是垃圾給料量和垃圾焚燒爐的各段（干燥段、燃燒段、燃燼段）液壓驅(qū)動(dòng)爐排的運(yùn)動(dòng)速度又都是由可編程控制器PLC來完成的。也就是說，一個(gè)完整的垃圾焚燒爐燃燒控制系統(tǒng)被人為地割裂了：分別由DCS系統(tǒng)和可編程控制器PLC來實(shí)現(xiàn)；然后再以數(shù)據(jù)通訊方式來實(shí)現(xiàn)DCS與PLC的聯(lián)系。在有的項(xiàng)目中，PLC與DCS的通訊量達(dá)到了上萬點(diǎn)。顯然，這種控制方式不合理、不科學(xué)，代價(jià)又非常昂貴。并且一旦可編程控制器PLC與DCS系統(tǒng)之間的通訊出故障，那么整個(gè)垃圾焚燒爐的控制就會(huì)出現(xiàn)一系列嚴(yán)重問題，不得不同時(shí)找到DCS系統(tǒng)供應(yīng)商和可編程控制器PLC的供應(yīng)商一起到現(xiàn)場來才能解決問題。
 
                  

    那么，究竟能不能用DCS系統(tǒng)取代可編程控制器PLC直接來控制垃圾焚燒爐的往復(fù)式液壓驅(qū)動(dòng)爐排和給料裝置呢？究竟能不能提供一個(gè)完整的、直接的、全部由DCS組成控制的垃圾焚燒爐控制系統(tǒng)（包括垃圾焚燒爐的燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)兩大部分）呢？讓我們從垃圾焚燒爐往復(fù)式機(jī)械爐排的主要特點(diǎn)說起吧。

   垃圾焚燒爐往復(fù)式機(jī)械爐排的主要技術(shù)特點(diǎn)是什么？

    通常，垃圾焚燒爐往復(fù)式機(jī)械爐排主要特點(diǎn)是：爐排的傾斜度向下為25 左右。爐排由兩列爐排片構(gòu)成，每列爐排片中，又分為固定爐排片和可動(dòng)爐排片，相互間隔排列。而可動(dòng)爐排片的逆推運(yùn)動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)油缸控制的。當(dāng)可動(dòng)爐排片逆向運(yùn)動(dòng)時(shí)，垃圾依靠自身的重力作用，不斷翻轉(zhuǎn)、攪拌、破碎、干燥、燃燒，并向前移動(dòng)。根據(jù)燃燒過程本身的需要，往復(fù)式機(jī)械爐排共分成三段：干燥段、燃燒段、燃燼段；每一段分別配置一對(duì)驅(qū)動(dòng)油缸，來獨(dú)立地控制該段爐排的運(yùn)動(dòng)速度。通常稱為“三驅(qū)動(dòng)”爐排。

   必須指出，這些控制爐排運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)油缸，本身是受比例調(diào)節(jié)電磁閥控制的：通常，比例調(diào)節(jié)閥開度增加，就使得液壓驅(qū)動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)速度加快，進(jìn)而導(dǎo)致爐排運(yùn)動(dòng)速度加快；反之，比例調(diào)節(jié)閥開度減小，就使得液壓驅(qū)動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)速度減慢，進(jìn)而導(dǎo)致爐排運(yùn)動(dòng)速度減慢。

   與此同時(shí)，與三段爐排相對(duì)應(yīng)，在每一段爐排下方設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的風(fēng)室，各配置一臺(tái)獨(dú)立的變頻調(diào)速一次風(fēng)機(jī)；風(fēng)量可以根據(jù)干燥段、燃燒段、燃燼段的不同燃燒狀況來靈活方便地分別調(diào)節(jié)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

   由圖1可知，往復(fù)式機(jī)械爐排（逆推爐排）共有三段，因此共配置了3對(duì)驅(qū)動(dòng)油缸（每段一對(duì)）；并配置了3臺(tái)獨(dú)立的變頻調(diào)速一次風(fēng)機(jī)（每段一個(gè)）；所以，干燥段、燃燒段、燃燼段各自的逆推爐排運(yùn)動(dòng)速度和風(fēng)量可分別靈活方便地實(shí)現(xiàn)獨(dú)立調(diào)節(jié)。

   值得注意的是：傳統(tǒng)的逆推式爐排是不分段的，整個(gè)爐排系統(tǒng)只有一對(duì)驅(qū)動(dòng)油缸。因此無法根據(jù)干燥段、燃燒段、燃燼段三段爐排實(shí)際燃燒情況來要求三段爐排具有不同的速度。同時(shí)，由于只有一臺(tái)總的送風(fēng)機(jī)，所以控制系統(tǒng)只能控制總的送風(fēng)量，而每一段的一次風(fēng)量往往需要人到現(xiàn)場去進(jìn)行調(diào)整，非常不方便。因此，從燃燒控制角度來看，采用DCS控制的往復(fù)式機(jī)械爐排（三驅(qū)動(dòng)逆推爐排）是對(duì)傳統(tǒng)的單驅(qū)動(dòng)爐排燃燒方式的重大改進(jìn)和創(chuàng)新。

   除此之外，在爐膛內(nèi)，還單獨(dú)配置了1臺(tái)變頻調(diào)速二次風(fēng)機(jī)。因而可以為往復(fù)式機(jī)械爐排（三驅(qū)動(dòng)逆推爐排）垃圾焚燒爐的風(fēng)量控制提供理想的、科學(xué)的、合理的控制方式。特別是燃燒段的風(fēng)量能夠得到100%的保證，從而確保垃圾在爐膛內(nèi)可以被徹底焚燒掉。而干燥段的一次風(fēng)量可以根據(jù)負(fù)荷情況調(diào)小一些；燃燼段的一次風(fēng)量可以根據(jù)燃燼情況靈活調(diào)節(jié)。各段爐排速度控制的具體情況可在現(xiàn)場調(diào)試中確定，并保存在DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫之中。傳統(tǒng)的單驅(qū)動(dòng)爐排爐由于只有一臺(tái)總的送風(fēng)機(jī)而導(dǎo)致風(fēng)量調(diào)節(jié)沒有如此方便。此外，由于增加了獨(dú)立的二次風(fēng)機(jī)，因此DCS可以根據(jù)鍋爐的煙氣含氧量來調(diào)節(jié)二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或者入口檔板的開度，確保垃圾在爐膛里充分燃燒，并使煙氣含氧量達(dá)到環(huán)保部門的標(biāo)準(zhǔn)。

   傳統(tǒng)的國外爐排都是PLC控制，用DCS直接控制爐排液壓系統(tǒng)行嗎？

   多年來，進(jìn)口的爐排型垃圾焚燒爐的爐排液壓系統(tǒng)都是由PLC控制的。這主要是因?yàn)閲夤驹谫u垃圾焚燒爐的同時(shí)，就把一套控制爐排運(yùn)動(dòng)的PLC及其軟件打包賣給了國內(nèi)用戶。而這套PLC系統(tǒng)及其軟件價(jià)格非常昂貴，并且保密。而從技術(shù)上來看，PLC主要是在控制爐排液壓系統(tǒng)的比例調(diào)節(jié)電磁閥。而當(dāng)代的DCS系統(tǒng)也完全有能力控制爐排液壓系統(tǒng)的比例調(diào)節(jié)電磁閥。特別是對(duì)和利時(shí)公司來說，已經(jīng)完全有能力控制高速運(yùn)轉(zhuǎn)的汽輪機(jī)液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此控制低速運(yùn)行的爐排液壓系統(tǒng)更是輕而易舉的事。

   那么，究竟能不能用DCS直接控制爐排的液壓系統(tǒng)呢？實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。和利時(shí)在3個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的成功實(shí)踐回答了這個(gè)問題。

   和利時(shí)與常州綠色動(dòng)力環(huán)保集團(tuán)股份有限公司緊密合作，已經(jīng)成功地在江蘇武進(jìn)某垃圾焚燒發(fā)電廠、浙江平陽某垃圾焚燒發(fā)電廠、浙江永嘉某垃圾焚燒發(fā)電廠等，用DCS系統(tǒng)取代可編程控制器PLC直接來控制垃圾焚燒爐的往復(fù)式液壓驅(qū)動(dòng)爐排和給料裝置；為這些工廠提供了一個(gè)完整的、直接的、全部由DCS組成控制的垃圾焚燒爐控制系統(tǒng)。

   舉例來說，江蘇武進(jìn)某垃圾焚燒發(fā)電廠已經(jīng)有3臺(tái)垃圾焚燒爐往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置采用DCS系統(tǒng)直接控制順利投運(yùn)。其中，第1臺(tái)垃圾焚燒爐的往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置已經(jīng)正常運(yùn)行5年以上。其余2臺(tái)垃圾焚燒爐的往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置已經(jīng)正常運(yùn)行4年以上。浙江平陽垃圾焚燒發(fā)電廠和永嘉垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾焚燒爐往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置采用DCS系統(tǒng)直接控制已經(jīng)正常運(yùn)行2年以上。

   綜上所述，多個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠二年以上的運(yùn)行實(shí)踐證明：DCS系統(tǒng)完全能夠直接控制往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置，而且效果非常好，全部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。特別是爐排液壓控制系統(tǒng)運(yùn)行非常穩(wěn)定，修改程序非常方便，用戶十分滿意。

   怎樣才能用DCS系統(tǒng)直接控制往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置的液壓系統(tǒng)？

   要使DCS直接控制爐排液壓系統(tǒng)和給料裝置，DCS控制公司就必須對(duì)爐排液壓系統(tǒng)和給料裝置有比較深刻的了解和認(rèn)識(shí)。以江蘇武進(jìn)某垃圾焚燒發(fā)電廠為例，和利時(shí)技術(shù)人員通過對(duì)該廠使用的往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置分析和研究，制定了一整套的控制解決方案。該項(xiàng)目的液壓系統(tǒng)是某液壓控制公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)并提供全套液壓設(shè)備的。為規(guī)范控制接口，該公司要求把他們的部分控制卡件安裝在DCS的現(xiàn)場控制柜內(nèi)。根據(jù)控制要求，DCS系統(tǒng)需要對(duì)液壓設(shè)備的19個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)油缸加以控制：

   （1）卡鎖裝置1：單缸；單軸鉸耳；對(duì)破橋裝置1起到卡鎖作用。

   （2）卡鎖裝置2：單缸；單軸鉸耳；對(duì)破橋裝置2起到卡鎖作用。

   （3）破橋裝置1：雙缸；缸底單耳；運(yùn)行時(shí)，垃圾進(jìn)入料斗的左開閉門。

   （4）破橋裝置1：雙缸；缸底單耳；運(yùn)行時(shí)，垃圾進(jìn)入料斗的右開閉門。

   （5）料斗門：雙缸；缸底單耳；啟停時(shí)，料斗中部的密封門。

   （6）左送料滑板：單缸；缸底單耳；把垃圾推入爐膛的給料裝置。

   （7）中送料滑板：單缸；缸底單耳；把垃圾推入爐膛的給料裝置。

   （8） 右送料滑板：單缸；缸底單耳；把垃圾推入爐膛的給料裝置。

   （9） 左列干燥爐排：單缸；缸底單耳；逆推左列干燥爐排，速度可調(diào)。

   （10）右列干燥爐排：單缸；缸底單耳；逆推右列干燥爐排，速度可調(diào)。

   （11）左列燃燒爐排：單缸；缸底單耳；逆推左列燃燒爐排，速度可調(diào)。

   （12）右列燃燒爐排：單缸；缸底單耳；逆推右列燃燒爐排，速度可調(diào)。

   （13）左列燃燼爐排：單缸；缸底單耳；逆推左列燃燼爐排，速度可調(diào)。

   （14）右列燃燼爐排：單缸；缸底單耳；逆推右列燃燼爐排，速度可調(diào)。

   （15）出渣裝置：雙缸；缸底單耳；爐膛底部定時(shí)排渣用。

   此外，還有液壓系統(tǒng)的變量泵也納入DCS系統(tǒng)的控制范疇。在綠色動(dòng)力環(huán)保集團(tuán)股份有限公司的積極指導(dǎo)和配合下，和利時(shí)經(jīng)過半年的努力，終于成功地開發(fā)出“往復(fù)式液壓驅(qū)動(dòng)爐排和給料裝置液壓系統(tǒng)控制專用軟件”，并已經(jīng)在武進(jìn)、平陽、永嘉等3個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的往復(fù)式機(jī)械爐排和給料裝置中成功投運(yùn)。

   用DCS系統(tǒng)直接控制爐排液壓系統(tǒng)有什么重大意義？

   目前，在許多垃圾發(fā)電廠，由于種種原因，仍然采用了大量的PLC。PLC用于開關(guān)量控制非常理想。但是各個(gè)廠家的PLC之間基本上不能實(shí)現(xiàn)相互通訊。并且DCS系統(tǒng)和PLC之間也往往會(huì)出現(xiàn)通訊不暢的問題。這樣，PLC往往就容易變成為一個(gè)個(gè)“自動(dòng)化孤島”。

   進(jìn)入21世紀(jì)的垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)，必須有代表21世紀(jì)水平的垃圾焚燒發(fā)電工程項(xiàng)目。那就是要采用最先進(jìn)的DCS系統(tǒng)和最先進(jìn)的信息集成技術(shù)，不僅要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的控制方案，而且要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的信息管理模式。目標(biāo)之一就是：用一套DCS系統(tǒng)，來控制整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的機(jī)、爐、電以及全廠主要的輔機(jī)系統(tǒng)（包括爐排液壓系統(tǒng)、化學(xué)水處理系統(tǒng)、循環(huán)水和工業(yè)水系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、爐內(nèi)加藥系統(tǒng)、鍋爐吹灰系統(tǒng)和空壓機(jī)站等），從而能夠建立覆蓋全廠的高效先進(jìn)的實(shí)時(shí)信息集成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有運(yùn)行設(shè)備生產(chǎn)過程信息的 “全廠一體化” 采集、監(jiān)控和共享。

   和利時(shí)與綠色動(dòng)力環(huán)保集團(tuán)股份有限公司緊密合作，已經(jīng)在向上述目標(biāo)前進(jìn)了一大步，今后將逐步實(shí)現(xiàn)“全廠一體化”的控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)。 

   摘自《自動(dòng)化博覽》2013年6期