摘要:广州环投从化环保能源有限公司所属第七资源热力电厂于2017年10月建成投产，由两台丹麦伟伦公司焚烧炉技术制造的日处理垃圾500吨的炉排式垃圾焚烧炉，带两台国产12MW的汽轮发电机组组成。控制系统采用艾默生公司OVATION的DCS控制系统。
关键词: 焚烧炉; 垃圾电厂; ACC自动控制改造;
引言:从化垃圾发电厂年处理36.5万吨，年发电量1.32亿度。随着城市化进程加快和物质消费的日趋现代化，城市生活垃圾急剧变化，大多数城市垃圾特性差异、热值变化较大，使现有垃圾处理设备适应不了垃圾特性的变化。垃圾焚烧发电行业发展至今已有几十年，但焚烧炉自动控制系统作为垃圾焚烧发电领域的核心技术，难度远远大于燃煤、燃气锅炉，是国内外垃圾焚烧发电行业的技术难点和瓶颈，制约行业控制系统标准化体系的建立。
从化垃圾发电厂焚烧炉原设计额定蒸发量43.5T/H，现在实际蒸发量控制在48T/H，超过额定蒸发量10.3%。并且一次风系统、二次风系统、给料炉排等全部是手动控制，造成运行中焚烧炉频繁出现料层厚度分布不均、火焰中心偏离，锅炉负荷波动，并且容易发生断料、偏料等现象，一定程度上影响环保指标（尤其是热灼减率）的达标排放。调整炉排速度和一次风量完全依靠运行人员的经验手动调整，操作方式多样化，未形成一套标准的焚烧炉自动控制体系。[1]
为积极应对未来垃圾特性的变化，继续提高垃圾处理设施无害化、减量化、资源化的处理能力，减轻“垃圾围城压力”，提升环境质量，不断加强垃圾发电厂标准化、精细化管理，保证机组安全、环保、长周期稳定运行，有必要投入焚烧炉ACC自动控制系统。
为解决以上问题，从化垃圾电厂对两台焚烧炉进行ACC自动控制调试及改造，结合从化垃圾电厂生产运行的计划安排，确定先在2#炉进行ACC自动控制改造。
1.DCS现有逻辑检查与调整
根据焚烧炉控制说明，结合实际运行工况，对2#焚烧炉的自动控制逻辑做了一个全面细致的检查。发现了两个主要问题：
1.1.汽包压力瞬时值频繁波动
垃圾焚烧炉因燃料为垃圾，瞬时热值变化较大，导致燃烧过程中汽包压力值频繁波动，从而导致负荷无法稳定控制。[2]
我们将汽包压力的设定值由手动设定修改为浮动的汽包压力60秒均值，使汽包压力能够更真实的反映焚烧炉负荷变化的趋势。取消了垂直烟道顶部烟温对负荷的控制。
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（改造后的主蒸汽流量控制逻辑）
1.2.二次风前端风控制。
垃圾焚烧炉焚烧垃圾时会产生大量的二恶英，造成环境污染，为了消除二恶英，需保持炉温在850℃以上两秒，这样就需要对二次前端风进行控制。[3]
针对这种情况，增加了二次风的前端风的自动切换控制。
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当垂直烟道上部烟温低于885℃时，前端风切到前端1，增加风量前端1，将焚烧炉的热量带到余热锅炉，提高炉温，此时前端1的风门按一定速率自动打开，同时前端2的风门按同样速率自动关到5%。这样减少了因风门切换对炉膛负压的扰动。
当垂直烟道上部烟温高于890℃时，以同样的方式与速率将二次风切换到前端2。
料层厚度一般设定在1800~3000（经验值）。为保证火焰正中燃烧，防止偏料，增加了偏料调整，在发生偏料时，在一侧增加±200。 这个调整可以和给料速度系数、炉排速度系数同时调整，也可以单独调整。
2.自动投入步骤
焚烧炉运行在额定工况下，负荷平稳时，氧量在5~6%范围内，上述控制系统的自动投入步骤如下：
2.1投入炉排速度自动控制
在正常运行时，根据实际工况设定炉排调整系数，调整1~4段炉排的速度比。
2.2投入给料自动控制
根据实际料层厚度，调整料层厚度设定值（一般经验值）。
2.3投入氧量自动控制
氧量设定为 5~6%。
二次风机投自动，风压逐步提升到设定值。
前端1、前端2、OFA1、OFA 2风门投入自动控制。
2.4投入负荷自动控制（一次风量自动控制）
一次风机投自动，风压逐步调整到设定值，风压的调整，必须在风门全部投入自动后，并要缓慢进行，防止负荷大幅波动。
各段一次风门逐步投自动，先投一段一次风门自动，再投二、三段风门自动，当四段无火时投入四段一次风门自动。
二、三段风门在投自动时，必须调整风量，使测量值与串级自动设定值接近，再投入自动。
调整主蒸汽流量的设定值到目标值，正常工况下设定值为锅炉额定值。
结论:
从化垃圾电厂焚烧炉ACC自动控制改造完成后，经过两个月的运行验证，各项运行指标均大幅提高，达到了改造的目的。
1. ACC自动投入率：#1炉自动投入率98.3%；#2炉自动投入率99.1%。
2. 负荷波动量：小时均值负荷波动（3.2）%，没有因自动控制跟踪不上，造成锅炉负荷低于70%额定工况或超过110%额定工况的情况
3. 850℃（2秒）温度控制达到自动控制要求，无因炉温下降被迫投运辅助燃烧器，维持炉膛温度情况的出现。
4. 无锅炉超温、超压或安全阀起跳、受热面泄漏等不安全事件发生。
5. 烟气各指标达标排放，符合广州市生活垃圾处理设施运营规范。
参考文献：
[1]垃圾发电厂自动化技术研究[J].汤云涛.电工技术.2018(08)：87-88
[2]垃圾焚烧锅炉扩容改造及各系统设备能力评估[J].彭小军.工业锅炉.2019(06)：46-47+58
[3]流化床垃圾焚烧锅炉配套设备技改升级及燃烧自动控制系统建设[J].祝剑，吉海军，王勇等.国企管理.2018(21)：58-63