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中国生活垃圾焚烧环境管理的创新与探索

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:为到达上述目标,DCS系统升级改造实施了以下内容:增加企业服务器,不仅满足与公司SIS/MIS系统联网的要求,而且实现DCS、DEH和ECS数据的采集、分析并永久存储。DEH系统升级软件版本,对系统运行环境全面检查,并对系统卡件功能及精度进行测试,优化画面,去除无关报警内容,并完善历史趋势功能。

中国生活垃圾焚烧环境管理的创新与探索

(一)技改目标

通过以DCS系统升级改造项目、焚烧线烟气净化系统升级改造项目、焚烧炉清灰装置升级改造项目、焚烧炉燃烧智能化控制项目为核心的技改项目及空港厂配套的技改项目,逐条响应运营及环境绩效审计建议(见表23),提高斯德哥尔摩公约的符合程度,提升企业环境绩效、运营绩效、投资绩效。

表23 运营及环境绩效审计建议响应措施列表

续表23

(二)技改内容

1.DCS系统升级改造

结合空港厂DCS系统存在的问题,需首先改善控制系统硬件及现场测控设备,为提高生产自动化、信息化、标准化以及后续技改项目的实施提供基础。此外,通过技改优化各子系统控制逻辑,实现各子系统单回路自动控制,从而进一步优化生产工艺。

为到达上述目标,DCS系统升级改造实施了以下内容:

(1)增加企业服务器,不仅满足与公司SIS/MIS系统联网的要求,而且实现DCS、DEH和ECS数据的采集、分析并永久存储。

(2)DCS操作站、工程师站操作系统由Windows server 2003和Windows XP升级为Win7操作系统;主控卡升级,容量增加一倍。

(3)飞灰固化车间增设DCS远程站,将飞灰固化生产工艺过程中的各参数接入DCS进行显示、控制、存储;新增一台电子显示屏,将飞灰固化过程透明化。

(4)燃烧控制系统的设计、施工及调试,完善蒸发量自动控制、给水自动控制、减温水自动控制等,使燃烧更为稳定。

(5)DEH系统升级软件版本,对系统运行环境全面检查,并对系统卡件功能及精度进行测试,优化画面,去除无关报警内容,并完善历史趋势功能。

(6)电气SCADA系统升级为双机版、冗余主机功能,实现历史数据分时分段查询功能,并对能源管理系统进行升级,集成400V低压设备能耗监控。

2. #2焚烧线烟气净化系统升级(www.xing528.com)

为使石灰浆雾滴与烟气混合更充分,反应更高效,使SO2、HCL等酸性污染物进一步稳定降低,排放优于《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)的排放要求。同时将熟石灰的吨垃圾消耗由约18 kg降至13 kg以下,并进一步减少飞灰量。

空港厂选择#2焚烧线烟气净化系统进行技改,主要对雾化器和烟气分配器等关键设备进行升级改造。其中,将原5000RPM的雾化器改造升级为13500RPM雾化器,以提高石灰浆液雾化水平;原布风器改用新型烟气分配器,使原始烟气在喷雾塔内与石灰浆液和活性炭充分混合、有效接触、高效反应。

3. #1炉焚烧炉燃烧智能化控制项目

为解决原有控制系统存在的问题,考虑到生活垃圾成分复杂,热值波动较大等特性,采用全新的控制方式,以实现智能燃烧控制,到达连续稳定的燃烧,减少二噁英及其他污染物的排放量。

技改项目主要通过新增焚烧炉智能化控制站、炉排下支管流量检测与调节系统、立体视觉火焰场监测与火线检测系统、炉膛焚烧温度场检测系统、神经元控制系统(深度学习图像处理工作站)等,实现垃圾焚烧炉燃烧智能化控制,有效利用热值,提高燃烧效率,实现850℃/2s的稳定控制,确保二噁英高温分解,减少CO等污染物的产生。

4.焚烧线清灰装置升级改造

为了减少余热锅炉高温腐蚀,减少非计划停炉,降低维修和维护成本,确保锅炉更长期、稳定的运行,减少排烟损失、提高锅炉效率;同时减少二噁英二次合成。空港厂在每条焚烧线加装超频震波清灰器一套,并在余热锅炉二三烟室及过热器结焦严重区域各开一个连接孔,用于连接清灰器喷嘴,采用滑轨的方式移动清灰器,对积灰结焦严重区域进行清理。同时实现远程自动控制,可根据实际的烟气温度或时间自行设置清灰器的工作频率。

(三)技改核心创新点

1.DCS系统升级

控制系统的三个部分(浙江中控 DCS系统、汽机DEH系统、电气SCADA系统)在技改过程中,统一完成,相互结合,并考虑了与生产管理信息系统等后期的融合,为后续技改项目的开展提供了基础。此外,对控制系统程序优化,消除系统原有缺陷,优化控制逻辑,实现了锅炉部分控制系统的闭环控制。在技改过程中发现并消除了汽机抽汽逆止门开关控制异常、控制系统后备电源不稳定等长期存在的隐患。

2. 2#焚烧线烟气净化系统升级

适配高转速雾化器,获得最佳的石灰浆液雾化效果,提高酸性气体的吸收效率。高速雾化器具有较宽的给料分配调节范围,可根据工况波动情况调节喷雾能力,以减少辅料消耗,实现了吨垃圾耗量远低于13.5kg的目标。对进口烟箱和烟气原布风器的改造使烟气与活性炭、石灰浆液能够充分接触,提高二噁英、重金属、酸性气体等污染物去除率,并有效减少了喷雾塔内部积灰。同时解决了雾化器维护周期短的问题,技改后每年维护、检修次数减少40余台次,减少比例达95.7%。

3. 1#炉焚烧炉燃烧智能化控制

采用新的检测手段,实现风量实时检测、垃圾料层厚度等检测优化一、二次风的分配,改善炉内的燃烧条件,调整一、二次风的分配,确保垃圾燃烧充分,降低二噁英及不完全燃烧产物类前驱物的产生量。通过炉膛温度场监测系统,能够直观并快速的反映炉膛各区的燃烧状况和温度分布情况,通过燃烧模型及时修正焚烧炉燃烧状态,同时实现850℃/2s可视化预警,有效控制二噁英的分解;采用图像处理技术及人工智能神经网络技术,实现炉排垃圾燃烧火线位置检测,通过自适应算法计算,对炉内燃烧工况进行判断学习,实现了智能燃烧控制,连续稳定的运行对降低二噁英及其他污染物的排放量有显著效果。

4.焚烧线清灰装置升级

通过超频震波清灰器引爆加压后的混合可燃气体产生超声波,使炉壁、炉管上的沉积物产生裂缝并剥离,保持了锅炉管壁的良好热交换,解决了锅炉长期超温运行而造成过热器等受热面高温腐蚀,频繁爆管,以及因为结焦无法保障炉膛负压等一系列的问题。通过锅炉扩能改造等配套项目的实施,水平烟道入口烟气温度在600℃左右,排烟温度在210℃左右,跃过二噁英易生成的温度区,减少二噁英合成概率;同时,因排烟损失减少,锅炉效率提高。

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