垃圾焚烧控制系统控制方案.docx

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垃圾焚烧控制系统控制方案

一、系统设计依据

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ABB公司ACS500系列PLC冗于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Windows2000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。

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ABB公司ACS500系列PLC冗于系统作为系统控制核心，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内外同行业的总体水平，不低于国内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。

PLC控制系统是ABB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ModbusTCP/IP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。

国外一流公司的品质保证体系以及相应产品在全世界范围内的大规模应用业绩都保证了本系统的高度可靠性。

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。

ABBPLC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Windows2000，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》

.《垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表

（一）》

.《垃圾焚烧炉风烟系统设备及电气控制方式一览表

（二）》

.《垃圾焚烧炉污水系统设备及电气控制方式一览表》

.《垃圾焚烧炉工艺对电气自控要求的说明》

2、设计范围

本工程自控的设计范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。

3、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。

4、控制系统技术指标和基本内容

■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℃

■烟气温度（T2）：

>850℃并在炉膛停留2秒；

■炉膛负压（P1）：

-20～-40Pa；

■布袋除尘器入口温度控制（T5）：

<180℃；

■主要检测和控制内容：

序号

检测或控制内容

1

炉膛温度（T1）检测、显示、自动调节

2

炉膛负压（P1）检测、显示、自动调节

3

烟气温度（T2）：

检测、显示

4

烟气含氧量：

检测、显示、自动调节

5

空气预热器入口烟气温度（T3）：

检测、显示

6

空气预热器入口烟气压力（P3）：

检测、显示

7

喷雾干燥吸收塔入口烟气温度（T4）：

检测、显示、自动调节

8

喷雾干燥吸收塔入口烟气压力（P4）：

检测、显示

9

布袋除尘器入口烟气温度（T5）：

检测、显示、自动调节

10

布袋除尘器入口烟气压力（P5）：

检测、显示

11

布袋除尘器出口烟气压力（P6）：

检测、显示

12

一次风温度（T7）：

检测、显示

13

一次风压力（P2）：

检测、显示

14

预热器出口一次风温度（T6）：

检测、显示

15

喷淋降温水泵出口压力（P7）：

检测、显示、自动调节

16

沉淀池水位：

检测、显示

17

垃圾储料坑水位：

检测、显示、自动调节

18

垃圾储仓渗滤液井水位：

检测、显示、自动调节

19

一次风机变频调速

20

二次风机变频调速

21

引风机变频调速

22

1#喷淋降温水泵变频调速

23

2#喷淋降温水泵变频调速

24

热风放空阀D1开度控制

自动调节，T1温度作为信号源

25

冷风调节阀D2开度控制

26

二次风调节阀D3开度控制

27

烟气调节阀D4开度控制

28

烟气调节阀D5开度控制

29

烟气调节阀D6开度控制

30

热风调节阀D7开度控制

31

渗滤液加压泵启停控制

32

潜污泵启停控制

二、垃圾焚烧控制工艺流程：

主要由垃圾接收系统、焚烧系统、余热锅炉系统、燃烧空气系统、烟气净化系统、灰渣、渗沥水处理系统、蒸汽及冷凝水系统、废金属回收、自动控制系统和仪表系统组成。

图1工艺流程

图2工艺设备

进入焚烧炉系统处设置两个抓斗，一台从垃圾坑抓起垃圾送入焚烧炉给料斗，另一台用于将垃圾坑中的垃圾混合均匀或进行堆垛储存，垃圾从给料斗经斜槽进入焚烧炉，由液压给料机推入炉内炉排上。

炉渣处理：

当垃圾在炉排末端燃烬时，只留下残渣。

炉渣由出渣机经水冷到50/60℃，然后由出渣吊车从渣斗中取出，通过振动筛和磁选机排分离出废钢铁，炉渣经卸渣斗卸入卡车运出。

三、烟气净化处理工艺

图3烟气净化处理工艺

采用半干法除酸+活性碳喷射+滤袋除尘器的处理工艺，配置烟气净化处理自动控制系统，及烟气在线监测仪，这样可以使烟气净化处理系统稳定、连续的运行，有效的取除烟气污染物。

生活垃圾焚烧处理工艺流程演示图

1.一号垃圾坑2.抓斗吊车3.受料斗4.板式给料机5.上料输送机6.大件拣选平台7.筛下物转运输送机8.筛下物输送机9.滚筒破袋筛分机10.筛上物输送机11.强力磁选器12.二号垃圾坑13.抓斗吊车14.鼓风机15.进料系统16.焚烧炉17.二次燃烧室18.余热锅炉19.热水站20.半干法除尘器21.水处理系统22.布袋除尘器23.引风机24.烟囱

四、就地控制操作

4.1.1、进线柜

进线柜（见P1-GGD控制电路图）；当外部有电源，且电源电压正常，进线柜后所有开关在“断开”位置时，可在进线柜上人为按下“合闸按钮”，进线自动空气开关合闸，这时各个设备的进线电源在预备状态。

当不需要对进线柜后的设备供电时，将各个设备的开关“断开”然后按下“分闸按钮（注：

断开进线柜的自动开关时，必须在无负载的情况下），进线自动空气开关断开。

4.1.2、控制柜

控制柜（见P2-GGD控制电路图）；

4.1.2.1引风机控制

在控制柜中合上空开QF1这时变频器（柜式）上电，在就地（控制柜）控制时，将控制柜上的引风机就地/远程选择开关拨到“就地”位置，再按下“引风机启动”按钮，引风机启动运行，并可在控制柜面板上调节“引风机调速”来调节引风机的风量大小；在远程（计算机上）控制时，将控制柜上的引风机就地/远程选择开关拨到“远程”位置，这时引风机的运行和调节都由计算机上来控制。

引风机变频器控制参数：

P0.00=0P0.01=1P0.07=1P0.08=1P0.11=45

P0.10=0P1.06=1P5.01=1P5.02=13P6.03=4

P6.05=0

4.1.2.2一次风机控制

在控制柜中合上空开QF2这时变频器上电，在就地（控制柜）控制时，将控制柜上的一次引风机就地/远程选择开关拨到“就地”位置，再按下“一次风机启动”按钮，一次风机启动运行，并可在控制柜面板上调节“一次风机调速”来调节一次风机的风量大小；在远程（计算机上）控制时，将控制柜上的一次风机就地/远程选择开关拨到“远程”位置，这时一次风机的运行和调节都由计算机上来控制。

一次风机变频器控制参数：

P0.00=0P0.01=1P0.07=1P0.08=1P0.11=45

P0.10=0P1.06=1P5.01=1P5.02=13P6.03=4

P6.05=0

4.1.2.3二次风机控制

在控制柜中合上空开QF3这时变频器上电，在就地（控制柜）控制时，将控制柜上的二次引风机就地/远程选择开关拨到“就地”位置，再按下“二次风机启动”按钮，二次风机启动运行，并可在控制柜面板上调节“二次风机调速”来调节二次风机的风量大小；在远程（计算机上）控制时，将控制柜上的二次风机就地/远程选择开关拨到“远程”位置，这时二次风机的运行和调节都由计算机上来控制。

二次风机变频器控制参数：

P0.00=0P0.01=1P0.07=1P0.08=1P0.11=45

P0.10=0P1.06=1P5.01=1P5.02=13P6.03=4

P6.05=0

4.1.2.4喷淋泵控制

在控制柜中合上空开QF4这时变频器上电，在就地（控制柜）控制时，将控制柜上的喷淋泵就地/远程选择开关拨到“就地”位置，同时再选择”1#/2#选择”开关在1#或2#喷淋泵远行选择下,再按下“喷淋泵启动”按钮，当选择1#喷淋泵时,1#喷淋泵启动运行，当选择2#喷淋泵时,2#喷淋泵启动运行（注意：

在运行时，严禁波动“1#或2#喷淋泵”选择开关）。

并可在控制柜面板上调节“喷淋泵调速”来调节喷淋泵的转速大小；在远程（计算机上）控制时，将控制柜上的喷淋泵就地/远程选择开关拨到“远程”位置，这时喷淋泵的运行和调节都由计算机上来控制。

喷淋泵变频器控制参数：

P0.00=0P0.01=1P0.07=1P0.08=1P0.11=45

P0.10=0P1.06=1P5.01=1P5.02=13P6.03=4

P6.05=0

4.1.2.5化工泵控制

在控制柜中合上空开QF5这时变频器上电，在就地（控制柜）控制时，将控制柜上的化工泵就地/远程选择开关拨到“就地”位置，同时再选择”1#/2#选择”开关在1#或2#化工泵远行选择下,再按下“化工泵启动”按钮，当选择1#化工泵时,1#化工泵启动运行，当选择2#化工泵时,2#化工泵启动运行（注意：

在运行时，严禁波动“1#或2#化工泵”选择开关）。

并可在控制柜面板上调节“化工泵调速”来调节化工泵的转速大小；在远程（计算机上）控制时，将控制柜上的化工泵就地/远程选择开关拨到“远程”位置，这时化工泵的运行和调节都由计算机上来控制。

化工泵变频器控制参数：

P0.00=0P0.01=1P0.07=1P0.08=1P0.11=45

P0.10=0P1.06=1P5.01=1P5.02=13P6.03=4

P6.05=0

1）、就地控制柜（见螺旋电机及卸灰阀控制电路图）；

在控制柜（见P2-GGD控制电路图）上合上空开QF8这时就地柜上电，将就地控制柜中的空开QF1~QF4螺旋电机电源空开合上，这是柜体上的螺旋电机电源指示灯分别得电亮，系统准备就绪后，可根据需要启动柜体上的“螺旋启动”按钮启动运行螺旋电机和停止螺旋电机的运行；

将就地控制柜中的空开QF5~QF8卸灰阀电机电源空开合上，这是柜体上的卸灰阀电机电源指示灯分别得电亮，系统准备就绪后，可根据需要启动柜体上的“卸灰阀启动”按钮启动运行卸灰阀和停止卸灰阀的运行；

在柜体内的QF9电源空开是除尘器的电源空开。

2）、就地控制柜（液压电机就地控制电路图）；

在控制柜（见P2-GGD控制电路图）上合上空开QF16这时就地柜上电，将就地控制柜中的空开QF1~QF4液压电机电源空开合上，这是柜体上的液压电机电源指示灯分别得电亮，系统准备就绪后，在就地（就地控制柜）控制时，当选择1#液压电机运行时，将控制柜上的“1#液压电机就地/远程”选择开关拨到“就地”位置，油缸控制箱上的“1#液压电机联动/手动”拨到“手动”位置时，再按下“1#液压启动”按钮，1#液压电机启动运行，其它3台液压电机就地启动控制相同；

在就地（就地控制柜）控制时，当选择在油缸1#、2#、3#就地控制箱上启动时，将控制柜上的“1#液压电机就地/远程”选择开关拨到“远程”位置，再将油缸控制箱上的“1#液压电机联动/手动”拨到“联动”位置时，1#液压总卸载阀（断电卸载,通电加载）自动运行。

这时可启动油刚按钮手动运行油缸。

其它3台液压电机联动启动控制相同；

油缸手动控制：

当液压电机运行后，按下相应的按钮（如1#油缸控制），系统就将油缸推进一次，例如：

动作顺序：

按下1#油缸控制按钮—1#油缸前进运行——1#油缸前进到位——1#油缸后退运行——1#油缸后退到位——停止1#油缸控制。

其它油缸手动控制相同。

（注意在手动运行油缸控制时，先启动运行相应的液压电机）

3）、其它控制箱

在控制柜（见P2-GGD控制电路图）上合上相应空开使就地控制箱上电，同时根据需要分别选择就地/远程，就地控制在控制箱上分别启停各个设备，远程由计算机上启动/停止各个设备的运行。

五、远程计算机控制操作

5.1、PLC控制柜

在控制柜（见P2-GGD控制电路图）上同时合上PLC控制柜电源QF18，操作台电源QF19，这时PLC柜电源准备就绪，将PLC柜上的QF11合上（PLC系统电源），再将QF1~QF10合上，QF1各个设备的总开关，QF3为油缸控制电源，QF4~QF10为电动执行器电源，当合上QF11后，观察PLC系统上的CPU（双CUP）上的液晶屏是否在“RUN”，如果没在等候她显示在“RUN”后在进行系统操作。

观察直流电源是否在正常状态（指示灯亮）。

5.2、计算机控制

5.2.1烟风系统操作

当电源QF19合上时，操作台上电源准备就绪，检查电源插座是否电源正常，并将各设备的电源插头插入插座中，将PLC柜来的网线和计算机来的网线连接到工业以太网交换机上，启动计算机，当启动完成后，检查网络线是否连接正确（正常时计算机上的网卡灯在闪烁），用鼠标点击计算机桌面上的“垃圾炉运行系统”系统就进入到控制系统操作画面见下图4（工艺流程），进入画面后,可监控各个设备的状态及数据,在初始启动垃圾炉时,各个设备需将”就地/远程”选择开关拨到”远程”位置,然后在图4的画面上点击:

进入到”烟风系统控制”画面（见图5）,

点击如下的按键系统可进入点击的画面。

图4工艺流程

图5烟风系统控制

进入到”烟风系统控制”画面中（见图5）,先设定引风机控制参数:

图6图7

“手动自动调节控制”选择开关在手动位置时,只设定频率（见图6）就可以,当在”自动”位置时,设定炉膛负压（见图7）,并根据负荷情况设定P、I、D三个参数，P值参数范围0~100.0；I值参数范围0~50.0；D值参数范围0~30.0。

当引风机参数设定完成后，可手动启动“手动控制”引风机运行，“烟风系统自动/手动”选择开关在“手动”位置。

当引风机参数设定完成后，并可手动启动/停止运行，设定一次风机和二次风机的参数：

图8图9

在图8中“一次风机控制”只设定频率参数，在图9中“二次风机控制”只设定频率参数，在手动启动时（“烟风系统自动/手动”选择开关在“手动”位置），先启动引风机运行后再启动一次风机，当要启动二次风机运行时，需先关闭D-3和D-2电动执行器风门，再启动二次风机运行，然后根据工况开启D-3和D-2。

图10图11

在图10中可监控炉膛温度，当指针在黄色区域时，温度出在警告状态；当指针在红色区域时，温度出在报警状态；当指针在绿色区域时，温度属于正常范围。

图11中只是作为监视曲线，方便操作人员观察炉膛温度趋势。

在图12中是垃圾焚烧炉烟风控制系统的自动控制，在此控制前，先设定各个设备的参数，设定方式同上诉，当各个参数都设定完成后，将“烟风系统自动/手动”选择开关拨到“自动”位置，然后设定“二次风机自动投入点温度设定”（一般设定在850℃）参数，并关闭D-3和D-2电动执行器风门，各个设备在“远程”状态，并无故障，当各个设备准备就绪后，点击“启动”系统会按工艺控制自动按要求顺序启动各个设备（注：

当二次风机运行完成后，可根据工艺手动开启D-3和D-2电动执行器风门）。

图12

在图17中可点击电动执行器

图标，弹出设定画面

，根据工况要求手动设定达到要求。

在图4工艺流程中也可以按此操作，控制调节电动执行器开启和关闭。

5.2.2喷淋及化工泵控制系统操作

在图13“喷淋及化工泵控制”画面中，加压泵可根据工况手动开启运行，喷淋泵系统和化工泵系统的控制，在运行前检查设备是否在“远程”状态，在计算机上控制时，设备需将选择开关拨到“远程”位置，此时画面中的各个设备显示“远程”状态。

并且设备无故障。

图13喷淋及化工泵控制

在画面图13中，喷淋泵的控制（见图14）；在控制柜中选择为1#喷淋泵控制时，当“喷淋泵自动/手动控制”选择开关在“手动”时，可点击“喷淋泵手动控制”这时1#喷淋泵手动运行，并可根据要求设定频率来调节喷淋泵的转速实现工况需要，当“喷淋泵自动/手动控制”选择开关在“自动”时，根据设定的温度上下限来自动启停喷淋泵运行（频率在运行中可调），在自动控制前先设定温度然后在点击选择开关，系统根据设定的温度上限启动运行，下限停止运行；喷雾干燥吸收塔进口温度T4是在自动控制时的参照点温度，当设定上限小于T4时启动喷淋泵，当设定的下限温度大于T4时停止喷淋泵运行。

2#喷淋泵同上。

图14

图15

图16

化工泵的控制（见图15、图16）；在控制柜中选择为1#化工泵控制时，当“化工泵自动/手动控制”选择开关在“手动”时，可点击“化工泵手动控制”这时1#化工泵手动运行，并可根据要求设定频率来调节化工泵的转速实现工况需要，当“化工泵自动/手动控制”选择开关在“自动”时，根据设定的温度上下限来自动启停化工泵运行（频率在运行中可调），在自动控制前先设定温度然后在点击选择开关，系统根据设定的温度上限启动运行，下限停止运行；喷雾干燥吸收塔出口温度T5是在自动控制时的参照点温度，当设定上限小于T54时启动化工泵，当设定的下限温度大于T5时停止化工泵运行。

2#化工泵同上。

图17电动执行器控制

图18油缸控制

5.2.3油缸控制系统操作

在图18画面中，当“油缸系统自动/手动控制”在“手动”位置时，油缸系统处于手动控制，此时，选择1#油缸控制时，需先启动1#液压电机运行，手动启动1#液压电机时（见图19），检查1#液压电机系统是否在“远程”状态，系统无故障，点击启动按钮1#液压电机启动运行（在远程状态时，液压电机的控制在油缸控制箱上是联动状态时，液压电机将自动运行），当液压电机运行后，点击“1#控制”1#油缸运行。

当需要手动运行1#、2#、3#油缸时，必须先运行1#液压电机；需要手动运行4#、5#、6#油缸时，必须先运行2#液压电机；需要手动运行7#、8#、9#油缸时，必须先运行3#液压电机；需要手动运行10#油缸时，必须先运行4#液压电机；同时，可计算进料的吨数（见图20），当需要清零时点击“清零”选择开关，系统就将记录的数据清零，点击到“复位”系统将从0

开始记录数据（每次为0.55吨）；

图19图20

在图18画面中，当油缸系统需自动控制时，先设定各个油缸的控制时间，如：

1#油缸设定时间是10S，在运行时，当时间到1#油缸自动加载一次，当下次时间到油缸在加载一次；其它油缸相同。

在设定好各个油缸的时间参数后，可点击“油缸系统自动/手动控制”在“自动”位置，这时，系统将从1#油缸自动运行到10#油缸，当完成这一顺序后，系统将按照设定的时间自动控制各个油缸的加载和卸荷运行。

时间参数范围：

0~999S

图21历史曲线

5.2.4历史曲线查阅操作

在此画面中（图21），点击

系统弹出选择参数曲线的画面（图22），

图22图23

在此画面中（图22），点击

系统弹出选择参数曲线的画面（图23），这时可选择所要查看的数据曲线。

5.2.5实时曲线和报表操作

此画面中（图21），点击

系统弹出选择各个实时曲线和报表的画面，

图24温度曲线

图25压力曲线

图26实时报表

图27报表查询

图28事故报表

图29故障查询

六、ACC系统

6.1、ACC系统简介

自动燃烧控制系统简称为ACC系统

6.1.1、ACC系统的目的

1.对应变化的垃圾形状以及症状，打倒稳定的焚烧及运行

2.实现长时间稳定作业，燃烧的稳定和防止公害

3.消除由手动运行状态时容易发生的操作缓慢、误判等引起的运行错误

6.1.2、ACC系统的控制内容

1.垃圾料层厚度控制

2.燃烧位置控制

3.热灼减量控制（燃尽炉排上部温度控制）

4.炉温控制

5.炉温控制（850℃、炉内停留2S）

6.烟气含氧量控制

6.1.3、ACC系统的控制任务

1.恒定的向焚烧炉内装入垃圾

2.将垃圾进料的灼烧损失降至最低

3.减少焚烧炉污染物排放

6.2、ACC系统操作

见下图

该系统分为自动和手动操作方式

6.2.1手动控制操作

在手动的情况下，操作人员可以单独的启动和停止，点击

的1，即为启动系统，点击0即为停止系统，当系统运行是运行灯会变成红色，当故障的时候故障灯会变成黄色

6.2.2自动控制操作

在自动的情况下，操作人员需要设置

上限和下限温度，下限温度为启动系统温度点，上限为停止系统温度点，当设置好上限温度和下限温度后，系统自动控制燃烧系统，