BCS技術在垃圾焚燒發電鍋爐上的應用

垃圾焚燒鍋爐應用前景

如今，中國的垃圾產量世界第一。資料顯示，歷年來堆積的垃圾已經超過60億噸，侵占了300多萬畝的土地并對周邊產生嚴重的環境污染甚至災難，全國600多座城市有三分之二被垃圾包圍。據統計，目前國內每年城市垃圾產生量在1.8億噸左右，90%為填埋，只有7%為焚燒，其余為堆肥等處理方式。

在全國1636個縣城里，每年的垃圾產生量在5000萬噸左右。在全國650多座城市當中，325個城市還沒有建設生活垃圾處理設施。大量的垃圾只是做簡單的堆放，在城市里產生了大量的異味以及一氧化碳等，嚴重污染了水體、大氣、土壤。2015和2020年中國城市垃圾年產量將達1.79億噸和2.1億噸。在中國人多地少、能源緊缺，城市化進程快速發展的現實情況下，如果全國垃圾完全焚燒利用，每年可節約3600多萬噸煤，將大大減少煤炭開采潛在的安全事故，減少9400多萬噸二氧化碳排放，既可抑制全球氣候變暖，又為中國節能減排和低碳經濟建設做貢獻。垃圾焚燒發電，是符合國情最明智的選擇。

國內CFB垃圾焚燒爐的控制現狀

目前國內的CFB垃圾焚燒爐的運行操作大多是依靠操作人員手動控制，因為國內未經分類篩選的垃圾存在著熱值低且變化大(熱值范圍大約1000~1300大卡)、水分變化大(15%~50%)、成分復雜，除廚房垃圾外，還有建筑垃圾、玻璃、金屬、陶瓷、塑料等等，斷料、堵料比較頻繁的問題勢必造成焚燒爐的工藝參數波動大、運行不穩定，同時增加了有害氣體的排放可能性，也減小了垃圾處理能力，操作人員的勞動強度非常大。

BCS技術改造內容

以和隆優化公司實施的漢口綠能垃圾發電為例。

1、實現自動控制。在現有條件下將CFB垃圾焚燒爐投入自動運行，保證鍋爐運行參數的穩定性，根據設定負荷及時調整各個執行設備，及時克服垃圾品質、負荷調整等工況的變化，將操作人員從繁重的操作中解放出來。

采用軟測量技術利用現有的電機電流、變頻輸出、反饋等參數構建風量、煤量、給料量等參數;利用和隆優化專家算法根據床溫、負荷、氧量等參數的變化以及變化趨勢及時進行各個回路的調整;利用故障診斷和自愈控制技術，結合安全控制與報警功能使鍋爐時刻運行在一個相對安全的區間，并能夠將部分發生或即將發生的故障自動處理。

2、實現優化控制。在鍋爐實現自動運行的基礎上實現優化控制，利用自尋優技術在保證鍋爐負荷穩定的前提下尋找使用最少的煤量，最大量地處理垃圾，在安全穩定運行的前提下最大量地生產蒸汽和發電。

3、實現的自動控制回路。汽包水位優化控制、主汽溫度優化控制、鍋爐負荷-給煤和給料優化控制、一次風優化控制、二次風優化控制、爐膛負壓優化控制、料層厚度優化控制。

4、安全控制技術改造內容

① 智能語音報警功能

BCS系統將CFB鍋爐的主要運行故障都納進了智能語音報警模型，當某種故障發生或將要發生，BCS系統會以不同的模仿真人聲音進行報警，直接定位到點，如“二號皮帶機給煤異常，可能發生斷煤，請進行處理!”。

如果BCS系統處于全面自動優化狀態，操作人員可以只在有報警出現時進行干預，這就是我們所說的“準無人化操作”。

② 通訊故障自動切換功能

當BCS系統與DCS系統的OPC通訊出現異常且在一定時間沒有自動恢復時，BCS系統會自動將控制權無擾切換到DCS側并報警。

③ 部分儀表故障的自動處理

主要有三種情形：一是測量儀表不準確，BCS系統會根據其變化趨勢實施有效的優化操作;二是BCS系統可以自動剔除完全損壞的儀表，如密相層溫度，并自動消除由此帶來的突變影響或可切換至軟測量模型;三是設計了智能控制器用于對付那些特性不好的閥門或液力耦合器等。

④ 部分工藝故障的自動處理

BCS系統已完成了如下工藝故障的自動處理模型：一是斷煤/斷料自動處理模型，二是左右兩側床溫或氧含量不平衡處理模型。

⑤運行統計技術改造方案

主要針對每一個班的主要運行參數以及噸汽煤耗、運行穩定性等關鍵運行參數進行統計顯示，同時還對本班的各個回路的自控率及總自控率、操作質量等進行統計，可以直觀地顯示本班、上班及本月的統計結果，讓運行人員能夠了解上班及以前的操作水平，為其運行提供參考。

實現的效果

1、實現長期可靠的全自動優化運行，長期自控率大于90%，徹底解決工人的勞動強度大和生產安全性差的問題。

2、實現燃料垃圾、燃煤和風系統的協調優化控制，通過合理的控制點尋優，讓鍋爐處于最佳的運行工況之下，提高垃圾處理能力及鍋爐生產能力。

3、主要控制點實現如下目標：

汽包水位控制精度：R±5%

主汽溫度控制精度：R±5℃

鍋爐主汽壓力控制精度：R±0.2 MPa(母管中鍋爐都投入BCS)

床溫：R±15℃

料層差壓：R±0.3KPa

爐膛負壓控制精度：R±30Pa

氧含量控制精度：R±2%