【文章內(nèi)容簡介】 ，可能會導(dǎo)致整個(gè)工藝的失敗。半干法反應(yīng)塔與后續(xù)的袋式除塵器相連，構(gòu)成了半干法凈化工藝系統(tǒng)。半干法煙氣凈化處理系統(tǒng)主要是去除煙氣中的固體顆粒、硫氧化物、氯化氫、重金屬 (Hg、 Pb、 Cr)、二噁英及呋喃等有害物質(zhì)，以達(dá)到煙氣排放的標(biāo)準(zhǔn)。 半干法煙氣凈化系統(tǒng)通常由反應(yīng)塔、旋風(fēng)分離器、返料器、布袋除塵器、制漿裝置等設(shè)備組成。 粉狀的石灰加入一定量的水，形成石灰漿液，通過泵 加壓噴入半干法凈化反應(yīng)器，完成對氣態(tài)污染物的凈化。反應(yīng)塔有上噴和下流兩種型式。在下流式反應(yīng)劑漿液以霧滴的形式，從噴槍側(cè)面的小孔噴出，由于霧化后的霧滴具有很大的比表面積，保證了吸收劑與煙氣的充分接觸，使煙氣中的酸性氣體得以去除。漿液中的水分在高溫?zé)煔獾淖饔孟抡舭l(fā)，殘余物則以固態(tài)的形式從反應(yīng)塔底部排出。攜帶有大量顆粒物的煙氣從反應(yīng)塔排出后，進(jìn)入布袋除塵器，凈化后的煙氣自煙囪排入大氣。 活性炭噴射器布置在布袋除塵器前的煙道內(nèi)?；钚蕴荚跓煹纼?nèi)與 煙氣強(qiáng)烈混合吸附一定量的污染物，但未達(dá)到飽和，隨后再與煙氣一起進(jìn)入布袋式除塵器停留在濾袋上，與緩慢通過的煙氣繼續(xù)接觸，最終達(dá)到對煙氣中的重金屬和二噁英（ PCDD）及呋喃（ PCDF）等污染物的吸附凈化。半干式脫硫率為 ~% 15 除塵效率大于 %。由于結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)動部件少，所以維護(hù)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)成本低廉，可適用于不同的爐型，例如垃圾焚燒爐，燃煤鍋爐等。這種凈化裝置的缺點(diǎn)是對自控水平要求高。另外對噴嘴的要求也高，不但霧化效果要好，而且要抗腐、蝕耐磨損、且不易堵塞。 綜上所述，半干法煙氣處理系統(tǒng)與濕法和干 法煙氣處理系統(tǒng)相比較，半干法的最大優(yōu)點(diǎn)是，充分利用了煙氣中的余熱使?jié){液中的水分蒸發(fā)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)固體的形式排出，避免了濕式洗滌器凈化過程中的廢水處理問題，因而大量運(yùn)用于生活垃圾焚燒煙氣中氣態(tài)污染物的凈化。半干法以濃度約為 10~20%的 Ca(0H)2漿液為凈化吸收劑，石灰的循環(huán)利用使吸收劑的利用率進(jìn)一步提高。半干法具有設(shè)備成本低、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、凈化效率高、維護(hù)簡單、且無需對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行二次處理等優(yōu)點(diǎn)。半干法工藝流程圖如圖 34 所示： 圖 34 :半干法工藝流程圖 煙氣凈化裝置 生活垃圾焚燒爐的煙氣 凈化裝置是一種分別設(shè)有石灰干粉與水噴射、石灰漿噴射及活性炭噴射的系統(tǒng)，從而可自動啟用和調(diào)整以石灰干粉與水噴射和，或石灰漿的噴射去除煙氣中的酸性氣體、有毒氣體和粉塵的煙氣凈化裝置。它包含帶煙氣進(jìn)口、排渣口、石灰干粉的噴口、煙氣出口的反應(yīng)塔和依次連接在煙氣出口上的預(yù)除塵器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)。其特征是，反應(yīng)塔在文丘里管擴(kuò)散段上還設(shè)有水和漿液以及霧化空氣的噴口、在布袋除塵器之前設(shè)有活性炭混合器，及熱電偶和酸性氣體檢測儀。從而使本發(fā)明裝置能適應(yīng)生活垃圾焚燒煙氣的負(fù)荷大幅 16 度且頻繁波動、運(yùn)行故障少、應(yīng)對故障的能力強(qiáng)，還 能在煙氣排放指標(biāo)合格的同時(shí)，具有運(yùn)行成本低、裝置的使用壽命較長等特點(diǎn)。煙氣凈化裝置如圖 35 所示： 圖 35 煙氣凈化裝置及流程 17 4 我國應(yīng)用垃圾焚燒發(fā)電實(shí)例 成都洛帶垃圾發(fā)電有限公司 1998 年浙江大學(xué)熱能研究所與杭州錦江集團(tuán)將聯(lián)合開發(fā)的此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到余杭成都洛帶垃圾發(fā)電廠，把余杭成都洛帶垃圾發(fā)電廠原有的一臺 35t/h 鏈條鍋爐改造為垃圾流化床焚燒爐。 流化床燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代迅速發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)。它利用爐內(nèi)燃料的充分流動、混合，達(dá)到高效燃燒。我國在利用流化床燃燒技術(shù)燃用低熱值燃 料方面處于國際領(lǐng)先水平。特別是浙江大學(xué)熱能工程研究所多年來進(jìn)行廢棄物 (如洗煤泥、煤矸石、城市生活垃圾等 )的研究開發(fā)和應(yīng)用。成功開發(fā)出流化床城市生活垃圾焚燒技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒。 采用硫化燃燒技術(shù)焚燒垃圾的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在一下幾方面： （ 1）操作方便 ,運(yùn)行穩(wěn)定。由于流化床床料為石英沙或爐渣 ,蓄熱量大 ,因而避免了床的急冷急熱現(xiàn)象燃燒穩(wěn)定。垃圾的干燥、著火、燃燒幾乎同時(shí)進(jìn)行 ,無需復(fù)雜的調(diào)整 ,燃燒控制容易 ,易于實(shí)現(xiàn)自動化和連續(xù)燃燒。 （ 2）設(shè)備壽命長。爐內(nèi)沒有機(jī)械運(yùn)動部件，使用壽命長。 （ 3）可采用全面的防二次 污染的措施。對焚燒時(shí)產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)行處理，在不增加太多投資的前提下，可將 NOX、 SO2等氣體排放控制在國家標(biāo)準(zhǔn)一下，爐渣呈干態(tài)排出，便于爐渣的綜合利用。 （ 4）流化床焚燒爐由于爐內(nèi)燃燒強(qiáng)度和傳熱強(qiáng)度高，相同垃圾處理量的流化床焚燒爐和爐排爐相比體積要小，故而投資小，適應(yīng)于大型化發(fā)展。 （ 5）燃料適應(yīng)性廣，可燃燒高水分、低熱值、高灰分的垃圾，床內(nèi)混合均勻，燃盡度高，使垃圾容積大大減少，特別適應(yīng)于垃圾熱值隨季節(jié)變化很大的特點(diǎn)。 18 5 熱工檢測及控制 控制水平 為保證垃圾焚燒發(fā)電廠及滲濾液處理廠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ，將采用可靠、實(shí)用、先進(jìn)的控制系統(tǒng)，以滿足工藝所必須的運(yùn)行、控制、監(jiān)視及實(shí)時(shí)在線管理功能。 全廠主要生產(chǎn)車間采用一套分散控制系統(tǒng)（ DCS）進(jìn)行集中自動控制，且系統(tǒng)具有擴(kuò)展能力和接口，能滿足電廠擴(kuò)建的要求。在各輔助生產(chǎn)車間（煙氣處理、垃圾吊、渣吊、化水及滲濾液處理廠等），設(shè)有單獨(dú)的可編程邏輯控制器（ PLC），DCS 的通訊。 分散控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒、煙氣處理、熱能利用及滲濾液處理的高度自動化，因此有必要建立一個(gè)高水平、高可靠性、高性能價(jià)格比的分散控 制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制和管理，從而獲得全廠一體化高度的自動化水平。 對焚燒爐、汽機(jī)、除氧給水、循環(huán)水等系統(tǒng)的監(jiān)視、操作和控制 ,都將在集中控制室的操作員站中實(shí)現(xiàn)。 焚燒爐、汽機(jī)的起動、停機(jī)、正常運(yùn)行和故障情況的處理 ,只需有少量的現(xiàn)場人員配合在集中控制室里就能實(shí)現(xiàn)。 焚燒爐、汽機(jī)和有關(guān)的輔助系統(tǒng)集中控制； 在不同的起停運(yùn)行方式中，借助于功能子組級的順序控制可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)輔機(jī)組的啟動、停機(jī)和運(yùn)行。 分散控制系統(tǒng) 整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠的生 產(chǎn)過程，采用分散控制系統(tǒng) (DCS)在中央控制室進(jìn)行集中監(jiān)視和控制滲濾液處理廠的控制系統(tǒng)與 DCS 系統(tǒng)通訊。 分散控制系統(tǒng)構(gòu)成 該分散控制系統(tǒng)主要由操作員站 (OS)、工程師站 (ES)、控制站 (AS)、分布式I/O 和數(shù)據(jù) 組成。 過程控制級 （ 1）控制站 每套控制站都采用冗余設(shè)計(jì)，帶有冗余的中央處理器 (CPU)、冗余的電源模塊以及冗余的通訊網(wǎng)絡(luò)。 AS417 系列控制站具有自動同步功能 ,采用不同于周期同步、特定時(shí)間同步的先進(jìn)的事件驅(qū)動同步技術(shù)。冗余的控制站安裝在一個(gè)緊湊型機(jī)架上，緊湊型機(jī) 架采用分立式的背板總線，使電源、通訊卡件及 CPU 仍然被分成兩個(gè)獨(dú)立部分?？刂普驹谶\(yùn)行過程中可以更換所有組件，更換 CPU 時(shí)， 19 系統(tǒng)可將新安裝的 CPU，自動同步為當(dāng)前狀態(tài)。 控制站和上一級系統(tǒng)之間的通訊將采用冗余配置的光纖環(huán)網(wǎng)， CPU 和 /或通訊總線的損壞均不會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 設(shè)備自帶的控制器通過現(xiàn)場總線與分散控制系統(tǒng)的控制站通訊。 （ 2）分布式 I/O 根據(jù)垃圾發(fā)電廠的工藝流程，設(shè)置分布式 I/O 部件 ET200M，用于連接工業(yè)現(xiàn)場，向上則通過 ProfibusDP 現(xiàn)場總線與控制站連接，提高了 I/O 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的靈活性。 （ 3）操作管理級 1）操作員站 操作員站采用多客戶機(jī) /服務(wù)器 (C/S)體系結(jié)構(gòu)，允許多個(gè)客戶機(jī)訪問冗余服務(wù)器的數(shù)據(jù)。這些訪問可以同時(shí)進(jìn)行，可訪問的數(shù)據(jù)包括項(xiàng)目數(shù)據(jù)、過程變量、歸檔數(shù)據(jù)、報(bào)警和消息。 系統(tǒng)設(shè)置冗余服務(wù)器一套，采用冗余配置的光纖環(huán)網(wǎng)與控制站相連?？刂普竞?/或總線的損壞不會妨礙設(shè)備的正常運(yùn)行。 一期系統(tǒng)設(shè)操作員站 6 套。其中 2 套用于 1~2焚燒爐 /鍋爐 /煙氣處理系統(tǒng)的集中監(jiān)視和操作， 1 套用于汽輪機(jī)以及除氧給水的集中監(jiān)視和操作， 1 套用于公輔系統(tǒng)的集中監(jiān)視和操作， 2 套用于電氣 系統(tǒng)的集中監(jiān)視和操作。 操作員站和工程師站的硬件配置基本一致，它們的區(qū)別在于系統(tǒng)軟件的配置不同，工程師站除了安裝有操作、監(jiān)視等基本功能的軟件外，還裝有相應(yīng)的系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)等工程師應(yīng)用的工具軟件。 另設(shè)值長站 1 套，硬件配置與操作員站一致。 2）工程師站 設(shè)工程師站一套，用于整個(gè)分散控制系統(tǒng)的硬件配置、通訊網(wǎng)絡(luò)組態(tài)、連續(xù)和順序過程運(yùn)行組態(tài)、操作和監(jiān)控策略設(shè)計(jì)、在線調(diào)試和程序修改等用途。 （ 4）數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)總線采用數(shù)據(jù)傳輸速率 100Mbps 的快速以太網(wǎng)技術(shù)，具有以下特點(diǎn)： 1）更高的數(shù)據(jù)傳輸速率帶 來性能的改進(jìn) 2）負(fù)擔(dān)分擔(dān)也提高了系統(tǒng)性能 3）通過擴(kuò)展工作站的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級和優(yōu)化 4）極其簡單的網(wǎng)絡(luò)配置和擴(kuò)展，無須復(fù)雜的配置規(guī)則 5)數(shù)據(jù)總線采用兩級總線結(jié)構(gòu)，工業(yè)以太網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)預(yù)留通訊接 口與垃圾焚燒發(fā)電廠的二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即管理信息系統(tǒng)連接。 20 （ 5）控制系統(tǒng)的可靠性 分散控制系統(tǒng)的可靠性通過在工廠自動化各層次上的冗余來實(shí)現(xiàn)。 在多客戶機(jī) /服務(wù)器 (C/S)體系結(jié)構(gòu)中，多個(gè)客戶能訪問一臺 OS 服務(wù)器的數(shù)據(jù)，兩臺 OS 服務(wù)器之間也可以進(jìn)行歸檔數(shù)據(jù)的刷新。 操作站的多屏功能 ，即允許多臺過程監(jiān)視器通過一個(gè)多 VGA 卡與一臺操作站相連。 具有完備的冗余特性的光纖交換管理器 (OSM)和冗余的工廠快速以太網(wǎng)總線將自動化系統(tǒng)與操作站 /工程師站之間、以及自動化系統(tǒng)彼此之間連接在一起。 冗余的 AS417 自動化系統(tǒng)、冗余的 ProfibusDP 總線以及帶有兩個(gè)通訊模塊的冗余設(shè)計(jì)的 ET200M 分布式 I/O 構(gòu)成了具有冗余功能的過程控制級。 過程檢測和控制的主要內(nèi)容 圖 51 垃圾發(fā)電控制對象及流程 圖 52 垃圾發(fā)電流程圖 21 垃圾給料系統(tǒng) (1)垃圾稱重系統(tǒng) 設(shè)垃圾稱 重計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，運(yùn)垃圾的卡車進(jìn)廠后可自動稱量，在地磅房值班室顯示垃圾凈重，卡車進(jìn)廠時(shí)間，垃圾來源等，并可定時(shí)打印。同時(shí)將有關(guān)數(shù)據(jù)送至集中控制室。 (2)垃圾卸料門 在每個(gè)垃圾卸料門的上方分別設(shè)置卸料指示燈和開啟卸料門的手動開關(guān)，在垃圾起重機(jī)控制室內(nèi)設(shè)有控制裝置。卸料門的開啟和關(guān)閉可自動控制或由吊車司機(jī)控制。 (3)垃圾吊 垃圾吊既可人工控制也可自動操作，可與全廠分散控制系統(tǒng)進(jìn)行操作數(shù)據(jù)的通訊，如電機(jī)運(yùn)行的小時(shí)數(shù)、垃圾吊運(yùn)行的小時(shí)數(shù)、投入每個(gè)焚燒爐的垃圾噸數(shù)、抓斗抓取的重量、時(shí)間統(tǒng)計(jì)等。 焚燒爐及鍋爐系統(tǒng) 焚燒爐及鍋爐系統(tǒng)由以下主要的閉環(huán)控制系統(tǒng)組成：焚燒爐系統(tǒng)如圖 53 所示： 圖 53 焚燒爐系統(tǒng)圖 （ 1）燃燒控制 （ 2）主蒸汽流量控制 （ 3）進(jìn)料控制 （ 4） O2控制 （ 5） CO 控制 22 （ 6）爐排速度控制 （ 7）一次風(fēng)流量控制 （ 8）一次風(fēng)壓力控制 （ 9）二次風(fēng)流量控制 （ 10）鍋筒液位控制 （ 11）主蒸汽溫度控制 （ 12）一次風(fēng)溫度控制 （ 13）燒嘴控制 （ 14）燃燒室壓力控制 煙氣處理系統(tǒng) （ 1） SO2/HCl 控制 （ 2）噴淋吸收器溫度控制 （ 3）石灰漿回路的壓力控制 （ 4）煙氣溫度控制 （ 5） SNCR注入 熱力系統(tǒng) （ 1）給水箱壓力控制 （ 2）給水箱的液位控制 （ 3）汽機(jī)旁路控制 （ 4）主蒸汽的減壓站 1 的控制 （ 5） 低壓加熱器 2 的控制 （ 6）凝汽器的液位控制 （ 7）膨脹箱的溫度控制 （ 8）冷卻塔水池的液位控制 （ 9）凝結(jié)水加熱器的液位控制 原水預(yù)處理系統(tǒng) （ 1）除鹽水流量累計(jì)、 pH （ 2） 原水箱、超濾水箱、反滲透產(chǎn)水箱、除鹽水箱的液位檢測和上下限報(bào) （ 3）清水泵出口、反滲透機(jī)組進(jìn)出口、過濾器進(jìn)出口、除鹽水泵出口等處的壓力指示。超濾機(jī)組、反滲透機(jī)組的自動控制由設(shè)備廠家成套供貨。 壓縮空氣系統(tǒng) 23 除壓縮機(jī)組本體的溫度、壓力檢測外，還設(shè)有壓縮機(jī)排氣壓力指示，過濾器進(jìn)出口壓力指示，干燥器進(jìn)出口壓力指示，儲氣罐壓力指示和出口流量累計(jì)等。 燃料油供應(yīng)系統(tǒng) 每個(gè)儲油罐設(shè)油位檢測和下限報(bào)警，供油總管設(shè)壓力檢測和報(bào)警、流量累計(jì)，輸油泵出口設(shè)壓力指示。上述報(bào)警信號除在油泵房值 班室內(nèi)報(bào)警外，還要在中央控制室內(nèi)報(bào)警。 自動保護(hù)系統(tǒng) （ 1）鍋爐保護(hù) 為保證鍋爐的安全，設(shè)置了鍋爐保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)下列事件之一發(fā)生時(shí)，保護(hù)系 1 2 3 4 5 6）按下緊急按鈕。 （ 2）汽輪機(jī)保護(hù) 1）當(dāng)以下參數(shù)超過整定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，超過停機(jī)值時(shí)，汽輪機(jī)跳閘停機(jī)： 2 3 4）軸承振動 5 6 7 8 9）軸向位移高 自動燃燒控制 鍋爐主蒸汽流量的控制 鍋爐主蒸汽流量是 AGC 中的最重要的控制參數(shù)。通過測量送到汽機(jī)的蒸汽量，運(yùn)用溫度和壓力補(bǔ)償來計(jì)算取得。這個(gè)參數(shù)首先要用來控制主爐排上垃圾層的厚度，也就是保持一個(gè)相對恒定的燃燒量，保持出力的均勻；同樣，這個(gè)參數(shù)要用來控制調(diào)節(jié)穿過主爐排的風(fēng)量，以維持爐膛內(nèi)合理的燃燒，不因?yàn)槔l(fā)熱量的變化引起主蒸汽流量的較大波動