壽光垃圾焚燒發電煙氣處置控制設計

文_付存斌 光大水務（深圳）有限公司

生活垃圾焚燒過程中產生煙氣主要污染物包括煙塵（顆粒物）、酸性氣體（HCl、SOx、NOx、HF 等）、重金屬（Hg、Pb、Cd等）、有機毒性污染物質（PCDDs/Fs）等，因此，煙氣處置系統成為生活垃圾焚燒發電項目環保達標最重要的系統設施。煙氣處置協同控制系統運行狀況將直接影響垃圾焚燒發電項目煙氣處置系統各單元系統設備的運行狀況、脫硫脫硝除塵的效率以及生產物料的消耗，進而影響環保排放指標、生產成本等，煙氣處置控制系統決定垃圾焚燒發電項目二次污染物的排放水平，是垃圾焚燒發電核心系統。

1 垃圾焚燒發電煙氣處置設備

1.1 系統工作流

通過分析國內外垃圾焚燒發電項目煙氣處置系統主流設計方案，結合壽光垃圾焚燒發電項目煙氣的原始參數和運行公用工程參數，及煙氣排放指標滿足歐盟EU2000/76/EC標準要求，借鑒先進且適合壽光垃圾焚燒發電項目現狀的煙氣處置技術及控制流程，研究確定各組成單元處置裝置及其控制參數，設計形成壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統。壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統由SNCR脫硝系統+石灰漿制備系統+半干噴霧反應塔系統+消石灰噴射系統+活性炭噴射系統+袋式除塵器系統等六個單元系統組成，經處置后的煙氣各項排放指標全面穩定達到歐盟EU2000/76/EC標準要求。壽光生活垃圾焚燒發電項目煙氣處置協同控制系統包括現場控制站、上位機人機界面、網絡通信設備、控制軟件等四部分組成，開發語言為匯編語言，開發工具為STEP7 V5.5，運行硬件環境為西門子S7-300/400 CPU。壽光垃圾焚燒發電煙氣處置系統由SNCR脫硝系統、石灰漿制備系統、半干噴霧反應塔系統、消石灰噴射系統、活性炭噴射系統和袋式除塵器系統等單元處理裝置組成，項目煙氣處置工作流程如圖1所示。

1.2 網絡結構圖

壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統設有3個現場控制站，各現場控制站采用西門子通用現場控制器，系統包含開關功能模塊、電機功能模塊、閥門功能模塊、模擬量功能模塊、控制器功能模塊和順控功能模塊。現場控制器中子程序調用通用模塊，將需處理的數據以相同的數據結構存儲在各現場控制站內存中，實現對不同設備的控制。通用功能塊相對于硬件是獨立的，可以獨立進行調試和安裝，對于不同項目可進行直接引用。公用控制站程序，根據控制系統功能說明，對通用功能塊進行不同的組合及調用從而完成對現場設備的控制。 控制室監控界面提供人機界面，供運行人員操作及監視現場生產用。煙氣控制系統中電動機、閥門、模擬數值、開關、PID控制器和功能塊所使用到的過程數據全部以數據塊的形式存放在PLC中。壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統網絡結構如圖2所示。

壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統現場控制站的數據通過以太網傳輸到位控制室監控界面上，通信網絡采用工業光纖環網，協議采用以太網西門子FETCH/WRITE協議直接和PLC實現數據交換，不僅節約軟件成本，降低開發難度，同時加快系統響應速度，可以讀取PLC所有區域數據。壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統采用SIMATIC WinCC 7.0作為界面編程軟件。基于本系統是用SIMATIC S7-400PLC實現控制，在界面編程時采用了WINCC 7.0作為相應軟件。

2 煙氣排放

對壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統進行性能檢測，測試煙囪入口處SO2、NOx、CO、CO2、O2、氯化物、氟化物、粉塵、重金屬、TOC等主要煙氣污染物濃度，將系統煙氣處置前后煙氣數據對比歐盟EU2000/76/EC標準，測算半干噴霧反應塔系統、袋式除塵器系統等系統效率。

就壽光垃圾焚燒發電項目煙氣處置系統前后煙氣數據進行對比，項目煙氣處置效果良好。煙氣處置系統處置前后的煙氣參數如表1所示。

表1 煙氣處置系統處置前后的煙氣參數

通過驗證壽光垃圾焚燒發電煙氣處置協同控制系統所控制煙氣污染物排放限值滿足歐盟2000/76/EU標準。壽光垃圾焚燒發電項目已經建成投運，正式并網發電，實現生活垃圾的無害化、減量化、資源化處理。

3 結語

隨著我國垃圾焚燒發電煙氣排放標準的不斷提高，在垃圾焚燒發電廠要求必須達到國標甚至歐美國家的排放標準的情況下，未來垃圾焚燒發電煙氣處置控制要在以下方面進行研究：各單元系統串連在整個煙氣處置控制系統中，單個設備的問題將影響其他設備運行效果，煙氣處置協同協同控制是必要的，需要不斷革新改造，設計出運行可靠、科學先進的煙氣協同處置控制系統。可以引用國外技術，其中，歐盟垃圾焚燒煙氣處置控制技術路線很值得我國參考。但我國的生活垃圾與國外的存在較大差異，在煙氣處置技術路線選擇時應遵循“因垃圾制宜，因爐型制宜，因地制宜，統籌協同，兼顧發展”的基本原則。