绵竹万洁100T/日生活垃圾焚烧炉系统恢复方案捷惠特电气工程2 0 1 4 年4月目录第一章概述 (1)第二章系统设计方案 (1)1、设计原则 (1)2、设计依据 (3)3 、设计围 (4)4、设计标准 (4)5、控制系统技术指标和基本容 (4)6、控制原理 (8)第三章系统网络结构及方案实现 (11)1、系统网络结构图 (11)2、系统特性 (12)3、上位机操作站 .............................................. 错误!未定义书签。
4、上位机主要完成功能：.................................. 错误!未定义书签。
第四章、控制设备技术参数............................................ 错误!未定义书签。
第五章、系统设备材料清单 (18)第六章交货日期、地点及运输方式 (18)第七章竣工验收 (18)第八章售后服务承诺 (18)第一章概述随着国民经济的高速发展, 都市产生的生活、工业、有害和医务垃圾也在日益增长。
许多大城市已经出现垃圾围城的现象，造成严重的环境污染与经济破坏。
垃圾处理可分为：填埋、焚烧、热解气化三种方式。
填埋是成本最低的垃圾处理方法，先进的热解气化技术投资价格高，所以目前我国大多数采用焚烧方式，为此我公司一直深入对焚烧炉控制方面的研究和发展，在控制方面积累了一定的经验和技术。
由于我公司长期从事锅炉方面的控制，为各种炉子控制也取得了一定业绩，得到用户认可。
为了满足系统的实用性、灵活性、扩展性和经济性等高质量控制系统的需要，该垃圾炉系统采用西门子公司SIEMENS S7-300系列PLC控制系统完成垃圾焚烧炉控制系统的数据采集、状态采集、模拟量控制、数字量控制、顺序控制、状态联锁等功能，并满足工艺各种运行工况的要求，确保每个控制阀、风机、水泵、油缸等设备安全、高效运行。
系统提供灵活、高速的数据传输通道，使现场采集信号可以高速实时地在上位机上显示，控制信号能高速实时地地传送到现场执行单元，系统实时性好、抗干扰能力强。
系统结构为分层、全分布、全开放系统，既便于功能和硬件的扩充，又能充分保护应用资源和投资，采用分布式数据库及软件模块化、结构化设计，使系统能适应功能的增加和规模的扩充，并能自诊断。
本监测系统完全符合国际标准定义的开放式环境，如采用Windows XP作为上位操作系统，实时更新数据库，运行数据存盘，历史数据保存，保证数据的连续。
第二章系统设计方案1、设计原则工业自动化控制的设计本着先进性、可靠性、实用性、合理性、经济性的设计原则，采用西门子公司S7-300 PLC作为系统控制核心，采用组态王作为上位机操作监控软件，主要体现在以下几个方面：1.1、先进性生产过程控制系统的设计方案综合国外同行业的总体水平，不低于国其它厂目前的自动化水平，吸纳国外部分先进的技术和装备。
S7-300 PLC控制系统是西门子公司推出的面向中型过程应用和设备集成控制的开放型控制系统。
该系统由精练设计的先进集成控制器和采用独立的并与开放的高性能MPI/Profibus DP网络、操作员站组成一套完整的并能很好地满足工业行业所有从简单到复杂的各种控制应用要求的监测控制系统。
1.2、可靠性在总体设计上采用先进的、成熟的、有成功经验的技术和装备。
西门子公司是德国知名企业，是世界五百强之一，国外一流公司的品质保证体系以及相应产品在全世界围的大规模应用业绩都保证了本系统的高度可靠性。
在现行的一线PLC中市场占有率最高，安全性和稳定性都是一流的。
1.3、实用性在保证技术先进、质量可靠、功能完善的前提下，通过合理的方案配置达到最佳的性能价格比。
S7-300PLC能满足各种设备过程自动化控制的应用要求，是应用灵活，使用可靠的中型监测控制系统，也是中小企业过程控制系统的最理想的解决方案。
1.4、可维护性控制系统的硬件和软件选择做到全厂一致，控制系统的选型应本着全厂一致的原则，以利于全厂管控网络系统的形成和控制系统的备品、备件采购及维护方便。
1.5、灵活性在总体设计中，要考虑今后技术的发展和进步，使系统在软件和硬件的升级换代方面留有余地。
控制系统包括三大组成部分：系统监控、操作及管理部分，网络通讯部分和实时控制部分。
采用这样的结构为用户带来了各种灵活的应用。
用户可以根据生产控制与管理的实际需求来构筑其系统的规模以及功能。
系统的规模可大可小，预留的扩展能力可满足未来的系统扩展，保护用户的投资。
1.6、可操作性在上位机采用组态王作为操作站软件，提供直观、完整、丰富、友好的操作界面，满足生产和管理等多方面、多用户需求。
操作员站运行环境采用用户熟悉的操作系统WindowsXP，方便用户的操作；提供操作员/操作员站的系统安全保护功能；用户可自由设置菜单，采用菜单来调用画面或执行指定操作；用户可自由设置工具栏，采用工具栏上的工具来调用画面或执行指定操作；消息汇总区提供系统消息汇总显示功能，帮助用户对系统的运行情况进行分析，控制命令区提供用户直接用命令方式来执行指定的任务；系统报警区为用户提供各种报警事件的在线报告功能；系统状态区为用户提供系统的在线运行情况。
1.7、设计依据技术资料：.《带控制点及热力设计参数的风烟系统图》.《焚烧炉及烟气处理等系统技术要求》.《200t/d垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表（一）》.《200t/d垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表（二）》.《200t/d垃圾焚烧炉污水系统设备及电气控制方式一览表》.《300t/d垃圾焚烧炉工艺对电气自控要求的说明》2.2 国外自动控制现状及同类工程信息反馈2.3 国家标准、行业标准和院标等标准及规定2.4 设计中有关本专业的具体规定3 、设计围本工程自控的设计围主要包括垃圾焚烧炉的炉膛温度自动控制、炉膛负压控制、烟气含氧量控制、喷淋降温水压控制、喷雾干燥吸收塔进出口温度控制、布袋除尘器入口温度控制、沉淀池水位的控制、垃圾储料坑和垃圾储仓渗滤液井水位的控制、连锁控制，风烟温度和压力的监测，必要的工艺参数报警、生产报表，并在上位操作软件上对相关参数进行显示、参数设定、报警、保存处理，设备制作等。
4、设计标准工程采用的标准尽可能使用现行有效的国际标准、国标、行业标准行业标准和院标等标准及规定。
5、控制系统技术指标和基本容■确保垃圾组分变化时也能充分燃烧，热灼减率≤5%及确保排放达标；■保证垃圾充分燃烧；■烟气含氧量：6%～12%；■炉膛温度（T1）：850℃<T1<1050℃，超过1050℃报警；■烟气温度（T2）：>850℃并在炉膛停留2秒；■炉膛负压（P）：-20～-40Pa；■布袋除尘器入口温度控制（T5）：<180℃；■主要检测和控制容：■PLC控制系统信号统计：a、模拟量输入：30▲温度：T1～T7共7个测温点▲压力：P1～P7共7个测点▲氧含量：1个测点▲酸度计：1个测点▲水位：3个测点▲变频器频率：6个测点▲烟风调节电动执行机构位置：7个b、模拟量输出：11▲变频器频率给定：6点▲烟风电动执行机构位置给定：7点c、数字量输入：52▲变频器状态信号：4点▲变频器故障信号：4点▲空压机状态信号：2点▲空压机过电流信号：2点▲碱液搅拌器状态信号：1点▲碱液搅拌器过电流信号：1点▲渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵状态信号：4点▲渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵过电流信号：4点▲液压油缸前进到位和后退到位信号：24点▲火焰检测信号：4点d、数字量输出：49▲变频器启停信号：4点▲变频器故障复位信号：4点▲空压机启停信号：2点▲碱液搅拌器启停信号：1点▲渗滤液加压泵、潜污泵、潜水泵启停信号：4点▲液压油缸前进和后退信号：24点6、控制原理a、炉膛负压（P1）的控制：炉膛负压的大小取决于引风机的转速，因此要控制炉膛的负压就需要控制引风机的转速。
引风机的转速由变频器控制，而引风机的转速和其工作电压频率成正比例关系，故PLC控制系统控制变频器的输出频率就能控制引风机的转速。
PLC控制系统对炉膛负压的控制首要任务是要控制负压稳定在误差允许的围之，即实际炉膛负压和炉膛负压设定值的偏差在误差允许的围之。
在控制理论中，要使被控量稳定在误差围，应采用负反馈控制系统。
PLC控制系统采用PID控制算法完成炉膛负压的稳定控制：将负压的实际测量值和负压设定值进行偏差比较，然后把比较结果进行PID运算，最后将运算结果作为频率设定值传送给引风机变频器，控制引风机转速来控制炉膛负压。
b、炉膛温度（T1）的控制：在炉膛燃烧的垃圾从本质上看就是焚烧炉的燃料，因此一般正常情况下，控制炉膛温度的主要措施是控制投入焚烧炉的垃圾量、一次风和二次风风量比：当一次风和二次风风量比在满足工艺情况下，在一定时间炉膛温度超过炉膛温度设定值表明投入焚烧炉的垃圾量过多，应减少投入焚烧炉的垃圾量；炉膛温度低于炉膛温度设定值表明投入焚烧炉的垃圾量不足，应增加投入焚烧炉的垃圾量。
垃圾投送是由12支液压油缸顺序移动完成的，因此控制投入焚烧炉的垃圾量即需要控制动作液压油缸的数量及动作顺序。
PLC控制系统采用多变量模糊控制算法及顺序控制算法控制液压油缸的动作。
由于炉膛的助燃空气——一次风是经空气预热器加热的高温空气，控制一次热风的排空可以控制进入炉膛的一次风热量从而控制炉膛温度：炉膛温度超过炉膛温度设定值表明炉膛的热量过多，开排空阀将热风适量排空可以减小进入炉膛的一次风热量，降低炉膛温度；炉膛温度低于炉膛温度设定值表明炉膛的热量不足，关排空阀可以减小进入炉膛的一次风热量的散失，增加炉膛温度。
不论开或关排空阀都应控制排空阀动作的幅度。
PLC控制系统采用比例算法控制排空阀开或关的幅度。
二次风是常温，掺入到一次风可以降低一次风的温度，因此控制炉膛温度还可以通过控制掺入一次风的二次风量进行：炉膛温度超过炉膛温度设定值表明炉膛的热量过多，开二次风调节阀D2增加进入一次风管的二次风量，同时开启热风防空阀，保持入炉空气量不变的情况下，入炉空气温度使进入炉膛的一次风热量减小，从而减小进入炉膛的辅助热量，降低炉膛温度；炉膛温度低于炉膛温度设定值表明炉膛的热量不足，关二次风调节阀D2减小进入一次风管的二次风量，使进入炉膛的一次风热量增加，从而增加进入炉膛的辅助热量，增加炉膛温度。
不论开或关二次风调节阀都应控制二次风调节阀动作的幅度。
PLC控制系统采用比例算法控制二次风调节阀开或关的幅度。
PLC控制系统将上述三种调节方式同时交叉进行，通过模糊逻辑判断控制三种调节方式的调节顺序及调节幅度，既能满足炉膛温度的调节要求，又不致影响烟气的氧含量。
C、烟气氧含量的控制：烟气中的氧含量主要取决于进入炉膛的风压，当烟气的温度低时说明引风机的风量大了;这时候就可以调整引风机的频率, 当烟气的温度高时说明鼓风风机的风量大了;这时候就可以调整鼓风机的频率,让炉膛燃烧温度保持在合理水平.因此调节烟气中的氧含量通过调节一次风量进行。