探索自动控制技术在垃圾焚烧发电厂飞灰 处理中的应用

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:尹成龙
[导读] 摘要:文章主要系统分析了自动控制技术在垃圾焚烧发电厂飞灰处理中的有效应用,包括改造前生产状况、改造方案,以及改造后的实施效果,希望能给相关人士提供有效参考。
        (广州永兴环保能源有限公司  广东省广州市  510000)
        摘要:文章主要系统分析了自动控制技术在垃圾焚烧发电厂飞灰处理中的有效应用,包括改造前生产状况、改造方案,以及改造后的实施效果,希望能给相关人士提供有效参考。
        关键词:自动控制;垃圾焚烧;发电厂;飞灰处理
        引言
        当下我国对日常生活垃圾的处理主要是焚烧发电方式为主,其拥有资源化、减量化以及无害化等优势,城市中的垃圾焚烧发电厂数量也逐渐增加,能够帮助解决垃圾围城的困局,其中飞灰稳定处理始终是垃圾焚烧发电领域的重点研究内容。
        一、改造前生产状况
        改造前,主要是通过螯合剂稳定法实施处理,螯合剂、水、水泥以及飞灰相关工艺配置比例是2.5:40:9:100。相关生产操作方式为人工操作为主,对飞灰固化系统中的各个独立单元进行有效控制,包括固化成型、搅拌处理、添加物料、药剂配置等控制、调配工作全部都是由人工方式进行远程操控,利用启停按钮实施操作。其主要问题如下:人工手动操作方式,在实际应用中存在诸多不可控制因素,同时还存在较为严重的环境风险,检测出不合格结果的概率较大,同时对于那些检测不合格的飞灰物质,还需要重新进行处理,造成人力资源浪费,还容易产生二次污染问题,为此需要针对螯合剂、水、水泥、飞灰等材料进行重新称重配比,确保进行充足搅拌,降低各种可控制的人为操作因素,飞灰处理系统中结合自动化控制措施进行全面改造已经成为新时期发展中的必然趋势[1]。
        二、具体改造方案
        (一)工艺流程
        烟气系统所收集到的飞灰输入到飞灰仓后,会利用螺旋输送机把飞灰传送到飞灰计量罐内。卸灰阀也会将水泥传输至水泥专用计量罐内,启动螯合剂泵,随后把螯合剂传输至螯合剂的专用计量罐内。水气动球阀开启,会把水输送至计量称重。结束计量工作的螯合剂、水资源、水泥以及飞灰等材料便会相继进入搅拌机内进行充分混合。飞灰内各种重金属有害物质会和螯合剂之间形成充分反应,随后形成一种状态较为稳定的飞灰化合物,避免重金属溶出,以及有害有机物质流出。该种处理措施还能够避免出现二次扬尘问题,通过固化螯合剂处理后的飞灰,在养护检测达标后,便会被运输至相应的卫生填埋场中进行安全埋设。
        (二)物料计量系统
        飞灰称相关容量设计指标是500克,能够确保各次搅拌量达到设计标准,称体主要是通过支架和悬臂传感器装置进行连接。计量称的上部和螺旋机两者之间的连接位置设置了软接头,称体外部设置了破拱装置,下部设置了气动蝶阀,蝶阀下方还设置有分料螺旋机,可以向两台搅拌装置内分别投放材料。螺旋机的上部出口位置还设置了检修孔和气动蝶阀。
        水泥相关计量称是150千克的容量,能够保证各次拌和量能够满足工艺配置用量要求。水和螯合剂方面,可以于飞灰计量称两边分别设置水和螯合剂的计量称。针对水以及螯合剂相关计量工作,可以选择悬臂式传感器。最后在水称上方安装螯合剂计量称,封闭上部,用来防护灰尘,计量称下方安装气动球阀。进水管途中增设不锈钢气动球阀、手动球阀,并在卸水管途中针对各个搅拌机进水管设置气动球阀。
        (三)自控系统改造
        自动通知系统的改造内容如下:第一是飞灰的自动化输送,螺旋机相关输送量保证90秒内可以把称中所有粉料全部卸载到搅拌机内,螺旋机不管是右旋还是左旋转相对应的气动蝶阀,需要在5秒前开启,螺旋机停止运行相关启动蝶阀需要延迟五秒后关闭,上述所有执行任务全部通过PLC自动控制系统实施。

在实际运行过程中,需要先启动灰仓下方的输送螺旋机、刮板机以及卸灰阀,在重量满足设计重量要求后,输送设备便会自动停止计量飞灰。
        第二是水泥,飞灰称通过悬臂传感装置和支架进行连接,计量称的上部和水泥仓下方位置之间的卸灰阀设置了软接头,下部设置了气动蝶阀,蝶阀下方还设置有分料螺旋机,可以向两台搅拌装置内分别投放材料。螺旋机的上部出口位置还设置了检修孔和气动蝶阀。
        第三是水与螯合剂的自动输送,供水气动球阀开启后会朝水计量称内倒入水分,螯合剂泵会为螯合剂称中输入螯合剂,在水和螯合剂满足标准值后,利用自动控制系统能够停止螯合剂泵运行,关闭球阀,结束螯合剂以及水的计量工作,随后通过系统中的设定程序,自动将螯合剂下方球阀开启,把螯合剂输送到水中进行全面混合,结束计量工作。
        第四是控制系统,利用可编程智能控制装置,其涵盖自动启停机、报警、在线检测、自动采集数据信息等功能,生产界面中,可以设置人性化生产流程,将飞灰处理中的工作状态充分展示出来,操作更为直观方便。具体操作如下:选择就地工程师站相关方式进行控制,在车间控制室内安装控制柜,自动控制柜具备RS-485接口,能够和工控计算机之间进行顺利连接。就地控制还可以实施远控模式切换以及设备就地切换,控制系统启停,或单独设备的启停操作。工控机和组态软件还能够将流程图实时显示出来,提供报警信息、设备运行状态信息,将故障、报警、运行参数、控制以及运行记录等数据在硬盘中妥善保存,并自动形成报表形式,进行打印和拷贝。在运行中可以点击触摸屏内相关按钮,发布运行命令,对各个系统运行发展进行合理控制,同时还可以启动相关电磁阀和电机设备,用来进行卸料、搅拌和供料等操作。飞灰的稳定处理系统,选择独立式自动控制系统加上触摸屏和上位机控制系统进行统筹管理。模块组成方面,系统控制模块可以为计量模块、模拟量模块、阀门模块、开关模块、控制器模块、电机模块、顺序控制模块等的组合运行提供生产任务。
        (四)电气系统改造
        此次系统中的电气改造部分相对来说较为简单,新增一台现场控制装置和部分动力电缆,可以针对单台设备进行手动操作,现场实施设备联调处理,除此之外,为了进一步减少投资,在新增自动化控制柜中安装部分电气元件,对现场各个运行设备进行全面控制。气路控制改造中,因为此次项目中的各个借助开关阀全部上电磁阀启动,所以需要改造原有电路,结合自动控制的气动电磁阀顺利实施螯合剂、飞灰、水和水泥的截断和添加[2]。
        三、改造后的实施效果
        此次项目在结束实施改造后,经过两年多的运行评价,最终得出改造成功这一结论,主要可以从社会效益和环境效益两种层面体现出来。其中环境效益是在项目改造两年多,按照工艺配置比例实施飞灰的固化螯合处理,随后将最终成果送到第三方机构进行检测,没有出现任何一例检测不达标的问题,送到指定填埋场进行处理后,能够在最大程度上降低环境二次污染问题。社会效益方面,在项目实施后,有效改善了现场施工环境,能够避免出现二次扬尘问题,促进飞灰处理效率的有效提升,同时还降低工人现场作业强度,避免重新返工处理问题的发生。
        结语
        综上所述,在我国环保要求和环保政策越加严格背景下,怎样预防环境问题发生逐渐成为一项重点研究内容,为此垃圾发电厂需要针对三废问题进行有效处理,积极探索无害化处理措施,此次研究对于垃圾发电企业中的飞灰处理具有一定的参考意义。
        参考文献
        [1]吴王圣,石靖宇.城市生活垃圾焚烧发电厂的前处理与后处理技术[J].环境影响评价,2017,39(03):75-78+83.
        [2]刘李忠,逄汉宇.浅析垃圾焚烧发电厂“零排放”设计——以成都市万兴环保发电厂为例[J].环境卫生工程,2017,25(02):65-67.
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