【正文】 廣西大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計論文 單片機在垃圾發(fā)電中的應(yīng)用摘 要垃圾是人類生活的產(chǎn)物。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和物質(zhì)消費的日益現(xiàn)代化，城市生活垃圾逐年增多，成為大量廢棄物的主要組成部分。而城市生活垃圾所造成的生態(tài)、環(huán)境污染已成為當(dāng)今社會面臨的一個問題。尤其在污染日益嚴(yán)重，而能源缺乏的今天城市生活垃圾所形成的問題變得日益有嚴(yán)重。垃圾發(fā)電也就變得日益重要。本文就此問題簡單介紹垃圾發(fā)電的原理與其目前國內(nèi)外一些垃圾發(fā)電工藝。主要介紹單片機在垃圾發(fā)電控制系統(tǒng)中各種工業(yè)參量的檢測與控制方案。該設(shè)計的硬件部分主要以ATmega16為系統(tǒng)的核心，通過對溫度、壓力及液位等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并送入信號處理電路，從而準(zhǔn)確地得到控制系統(tǒng)可以識別的數(shù)字信號。其控制參數(shù)的數(shù)字信號應(yīng)用單片機的異步串口通過RS485總線向上位機傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。并分析系統(tǒng)的工作原理與相關(guān)硬件的選型，給出系統(tǒng)的部分硬件電路圖和軟件流程。關(guān)鍵詞：單片機 傳感器 垃圾發(fā)電 檢測控制 RS485總線Applications of Single chip in wastetoenergyAbstractGarbage is a product of human life. With the continuous development of the socioeconomic and material consumption， increasingly modern， municipal solid waste is increasing year by year， and has became the major ponent of the waste. And municipal solid waste resulting from the ecological， environmental pollution has bee an issue facing the munity. Especially in the city that the pollution increasingly serious， and lack of the energy， municipal solid waste bees a serious problem. Wastetoenergy will bee increasingly important. In this paper， a brief introduction on the issue of the principle of wastetoenergy at home and abroad with it’s current wastetoenergy technology. Introduces singlechip microputer control system in wastetoenergy parameters in a variety of industrial testing and control program. The design of the hardware is ATmega16 as the main core of the system， through temperature， pressure and liquid level， such as data acquisition parameters and into the signal processing circuit， which accurately control the system39。s digital signal can be identified. It’s control parameters of the application of singlechip digital signal through the asynchronous serial RS485 busbit machine to transmit data up to show. And analyze the working principle of the selection of hardware and related， give the part of the system hardware circuitry and software processes.Key words: single chip microcontroller， sensors， wastetoenergy， measurement and control， RS485 bus單片機在垃圾發(fā)電中的應(yīng)用目 錄第一章 垃圾發(fā)電的現(xiàn)狀與意義 1 國內(nèi)的情況 1 國外的情況 1 垃圾發(fā)電的意義 3第二章 垃圾焚燒發(fā)電的原理與工藝流程 4 焚燒垃圾發(fā)電原理 4 垃圾發(fā)電的工藝流程 4第三章 垃圾發(fā)電中主要的技術(shù) 9 垃圾分揀與回收 9 垃圾焚燒過程中如何防止二惡英產(chǎn)生的控制技術(shù) 11 垃圾焚燒煙氣凈化理技術(shù) 12 垃圾焚燒爐干法尾氣凈化工藝與優(yōu)點 13第四章 單片機在垃圾發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 15 溫度的監(jiān)控 15 壓力的監(jiān)控 20 液位的監(jiān)控 21 氣流的監(jiān)控 23 氣體氧氣含量的測控 25 電機運行狀態(tài)的控制 26 被控參量的顯示 28第五章 垃圾發(fā)電測控系統(tǒng)的搭建 30 總線的選擇與接口轉(zhuǎn)換 30 測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 34第六章 系統(tǒng)中上下位機間的通信過程 36 通信網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu) 36 通信協(xié)議的設(shè)計方案 36 虛擬儀器軟件在系統(tǒng)上位機中的應(yīng)用 37第七章 目前國內(nèi)垃圾發(fā)電還需要解決的問題 41 人們環(huán)保意識還需增強 41 人們應(yīng)該正確看待垃圾發(fā)電 41 垃圾發(fā)電需要國家相關(guān)政策的制定與扶持 42第八章 中國發(fā)展垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建議 43 國內(nèi)垃圾處理的方式應(yīng)由填埋為主向焚燒處理過度 43 垃圾焚燒設(shè)備應(yīng)適合我國國情的國產(chǎn)化為主 43 垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)供熱應(yīng)得政府的支持 43 垃圾發(fā)電主要解決的問題是垃圾污染的問題而不是發(fā)電 44總 結(jié) 45參考文獻(xiàn) 46致 謝 48 49 第一章 垃圾發(fā)電的現(xiàn)狀與意義1．概述 隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，城市的不斷增多與擴大。在我們生活的周圍城市和工業(yè)的垃圾也變得越來越多，已成為受到人們重視的城市污染源之一。城市人口的不斷增加和物資消費的日益現(xiàn)代化，城市垃圾已成為嚴(yán)重的社會問題，這日益尖銳的問題擺在世界各國的面前。為了美化我們生活的城市，改善生活環(huán)境，造福人類，使城市生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，處理城市垃圾已成為日益迫切的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)任務(wù)之一。因此垃圾發(fā)電也就在這樣的環(huán)境下隨之產(chǎn)生了。垃圾焚燒發(fā)電是當(dāng)前世界上普遍采用的垃圾處理方法。 國內(nèi)的情況 我國是一個發(fā)展中國家，改革開放后城市發(fā)展迅速，但是我國的城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)相對一些發(fā)達(dá)的國家來說還是比較薄弱，城市垃圾已成為城市環(huán)境污染源之一。中國的人多地少，人們對生活環(huán)境要求越來越高。隨著中國城市化進(jìn)程的加快，而垃圾污染也日益嚴(yán)重。對垃圾處理不當(dāng)，可能會造成嚴(yán)重的大氣、水和土壤污染，并將占用大量土地，從而制約城市的生存與發(fā)展。早期的垃圾填埋也不再適合我國國情。結(jié)合我國國情分析，焚燒處理垃圾利用其余熱發(fā)電或供熱是城市垃圾處理無害化、減量化和資源化的最有前途的方法，更適合中國國情。目前，國內(nèi)一些城市采用國外技術(shù)或國內(nèi)自行開發(fā)技術(shù)建設(shè)和正在建設(shè)一批垃圾發(fā)電廠，已開始取得一些較好的社會效益。隨著國家環(huán)保政策的實施和城市基礎(chǔ)建設(shè)的加快，垃圾發(fā)電在我國將會得到迅速發(fā)展，也必將成為我國極有發(fā)展前途的一種產(chǎn)業(yè)。 國外的情況 國外一些發(fā)達(dá)國家的垃圾發(fā)電比我國發(fā)展的早很多年，現(xiàn)在已經(jīng)形成了許多先進(jìn)成熟的技術(shù)，并在國外得到很好應(yīng)用與發(fā)展。國外在垃圾分揀方面也做得很好，什么樣的垃圾該放哪里都有相關(guān)的法律明確規(guī)定，這對垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也起到一定的促進(jìn)作用。 由東北電力設(shè)計院張之川先生編寫《國外垃圾發(fā)電技術(shù)及開發(fā)現(xiàn)狀》對現(xiàn)在國外的垃圾發(fā)電的相關(guān)技術(shù)做了比較詳細(xì)的介紹。將本文垃圾發(fā)電方式主要有一般垃圾發(fā)電、RDF發(fā)電和MEET綜合發(fā)電三種。摘要如下：　　一般垃圾發(fā)電。利用城市一般垃圾當(dāng)作燃料，采用能燃燒一般垃圾、樹皮等低溫?zé)嶂档难h(huán)流化床鍋爐進(jìn)行發(fā)電。日本目前以一般垃圾發(fā)電為主，全國約有180座，其中50MW、10MW以上有15座，其余均為10MW以下，裝機總量近800MW?！　DF發(fā)電。RDF(Refuse Derived Fuel)燃料是由制造廠從一般垃圾中分揀出廢塑料、廢料渣、木屑等，經(jīng)過破碎、干燥、壓形、固化，制造過程嚴(yán)防二氧化物的發(fā)生，制成無害固體燃料，即RDF燃料。然后將RDF燃料運到電廠進(jìn)行發(fā)電。RDF制造廠可因地分散建立，就地制成RDF燃料，它為粉筆形狀，直徑15mm，長度50mm，發(fā)熱量為14595～20016kJ/kg，在制造過程中滅菌，故可運到RDF燃料集中點進(jìn)行RDF發(fā)電。美國芝加哥郊外的伊利諾斯洲的Robbins是首次使用循環(huán)流化床鍋爐的50000kV的大型RDF發(fā)電站，由世界水平的流化床鍋爐廠家Foster Wheeler公司制造，在1997年開始運行；日本1995年在群馬等四縣及宇都興產(chǎn)等地實施RDF發(fā)電，發(fā)電規(guī)模為10～30MW，1996～1997年在其他各地相繼實施。　　MEET綜合發(fā)電。在制造廠設(shè)置可處理和提取能源的設(shè)備，將生產(chǎn)各階段的垃圾所具有的熱能提取的技術(shù)稱為MEET(MultiStaged Enthalphy Extraction)工程。該技術(shù)可就地處理垃圾，并利用垃圾具有的熱能將灰分溶解，固化為無害，加工成建筑材料，并回收鐵、銅、鋁、礦渣等資源，同時還進(jìn)行發(fā)電。其電力作為本制造廠的動力，多余出售，既提高制造廠綜合經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)了環(huán)境?！　∫话憷l(fā)電站建設(shè)在城市，垃圾充足的地方；RDF發(fā)電站，可由各分散點的RDF燃料制造點運輸?shù)絉DF發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電，供電給人口疏稀的廣大地區(qū)，是極為有利的方式；一般垃圾發(fā)電幾乎為空冷，少數(shù)為水冷，而RDF發(fā)電為水冷；一般垃圾發(fā)電用鍋爐效率不超過70%，而RDF流化床鍋爐可達(dá)90～%；RDF流化床鍋爐與一般垃圾發(fā)電的鍋爐相比，前者燃燒后的灰含量較少，為9%左右，且灰里沒有溶渣，是疏散粒狀，裝卸方便，灰處理及用費較少，而一般垃圾發(fā)電的灰含量較多，為14～15%?！　沫h(huán)?？紤]RDF發(fā)電是今后發(fā)展的方向，適用于人口在30～40萬、日處理一般垃圾400t、安裝10MW機組。目前，我國不斷加強城市環(huán)保工作，特別對大氣、水、垃圾和噪聲污染的綜合治理作為重點。根據(jù)統(tǒng)計，我國城市生活垃圾的年產(chǎn)量約為一億噸以上且每年以8%速度遞增。因此，城市生活的有效處理垃圾已迫在眉睫。解決辦法可首先在大、中城市邊緣地點建設(shè)一般垃圾發(fā)電站；在工業(yè)區(qū)內(nèi)，各制造廠設(shè)立RDF燃料廠，將RDF燃料運到RDF發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電；由于MEET綜合發(fā)電處于研究開發(fā)階段，有待我們?nèi)ラ_發(fā)利用。 垃圾發(fā)電的意義 隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，工業(yè)垃圾與生活垃圾等的大量增加，而填埋等傳統(tǒng)垃圾處理方法使得土地資源減少和環(huán)境污染。因為大量的垃圾填埋需要占用很多的土地資源，而垃圾中有很多有害的物資。由于長期的填埋這些有害物資中的毒素將會下滲到地下水，經(jīng)過長時間的不斷積累，它將會污染地下水，那必將會造成很大的影響，亦將會影響我們的子孫后代?？紤]到這些垃圾填埋的方法已不再適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的要求。而垃圾焚燒發(fā)電隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，它不但可以節(jié)約出大量的占用土地，而且把污染環(huán)境的垃圾變廢為寶，使資源得到可持續(xù)發(fā)展，把危害人類的垃圾變成服務(wù)人類社會的資源。垃圾焚燒發(fā)電是目前處理垃圾最快捷的也是最有效的技術(shù)方法，它有下列優(yōu)點。垃圾焚燒后，體積可以減少90%以上，質(zhì)量減少75%以上，可以減少土地資源的浪費。高溫焚燒后，能消除垃圾中的大量的有害細(xì)菌和有害物資，有效地控制二次污染。實現(xiàn)了能源的綜合利用，焚燒產(chǎn)生的熱能可以用于發(fā)電供熱。因此，對于我們這樣人口眾多，資源緊張的國家，利用垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，比較適應(yīng)我國的國情。這樣高新環(huán)保產(chǎn)業(yè)必將得到加快發(fā)展。在不久的未來，垃圾發(fā)電將會變成最主要的垃圾處理方式。垃圾并不是百無一用的廢物，它只是被放錯地方的資源，只要科學(xué)地加以利用，它就會成為地球上唯一可以不斷增長的可再生資源。第二章 垃圾焚燒發(fā)電的原理與工藝流程 垃圾焚燒發(fā)電已有一百多年的歷史。垃圾焚燒發(fā)電供熱就是利用垃圾在垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱量加熱給水，使水轉(zhuǎn)變成蒸汽送入汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電（或者直接供熱）。垃圾焚燒發(fā)電（供熱）真正體現(xiàn)了垃圾處理的減量化、資源化、無害化的原則，從而也成為21世紀(jì)垃圾處理的一個發(fā)展方向。 焚燒垃圾發(fā)電原理垃圾發(fā)電是把各種垃圾收集后，進(jìn)行分類處理。其中：一是對燃燒值較高的進(jìn)行高溫焚燒（也徹底消滅了病源性生物和腐蝕性有機物），在高溫焚燒（產(chǎn)生的煙霧經(jīng)過處理）中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，使發(fā)電機產(chǎn)生電能。二是對不能燃燒的有機物進(jìn)行發(fā)酵、厭氧處理，最后干燥脫硫，產(chǎn)生一種氣體叫甲烷，也叫沼氣。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，推動渦輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能。從能量轉(zhuǎn)換的角度來說就是，把垃圾中的物資能經(jīng)過轉(zhuǎn)化燃燒變成熱能，再由熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽推動渦輪機轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為機械能，渦輪機帶動發(fā)電轉(zhuǎn)動發(fā)電產(chǎn)生電能。發(fā)電機輸送出來的電能經(jīng)過一定的處理后，就可以輸送到電網(wǎng)中，電能通過電網(wǎng)， 輸送到各地，實現(xiàn)了垃圾處理的資源化。為生活和工業(yè)供電，為人類社會服務(wù)。垃圾發(fā)電的原理基本上都是一樣的，就是在工藝上有所區(qū)別。而垃圾焚燒發(fā)電工藝的主要區(qū)別在