前言：          眾所周知，環(huán)境保護(hù)是構(gòu)建和諧社會(huì)，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的一個(gè)重要組成部分。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)增長和人民生活水平的持續(xù)提高，城市生活垃圾產(chǎn)生量不可避免地快速增加，垃圾構(gòu)成成份也在發(fā)生著變化。如何科學(xué)、經(jīng)濟(jì)并有效地進(jìn)行垃圾處理并充分利用這些資源變廢為寶已成為世界范圍共同關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問題。垃圾焚燒發(fā)電作為城市生活垃圾處理的一種方式，正在受到越來越多的重視并被認(rèn)為是目前無害化、減量化和資源化的最有效的垃圾處理技術(shù)之一。我國“九 五”環(huán)境目標(biāo)中明確指出：“到2010年基本改變生態(tài)環(huán)境惡化的情況，城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量有比較明顯的改善，建成一批經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、環(huán)境清潔優(yōu)美生態(tài)良性循環(huán)的城市和地區(qū)。”垃圾處理是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路的重要組成部分，全國各大城市及沿海城市經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)都在積極采取垃圾焚燒的處理方式。          對于一座現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電廠而言，自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為發(fā)電廠日常生產(chǎn)運(yùn)行的中樞，通過對焚燒爐、余熱鍋爐、汽輪發(fā)電機(jī)等主體設(shè)備和相關(guān)輔助設(shè)備的工藝參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)既定控制邏輯與策略，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)過程狀態(tài)監(jiān)視、運(yùn)行操作、過程控制、事件報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等功能，對保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高生產(chǎn)效率和控制成本起著舉足輕重的作用。 寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠簡介          寧波是我國重要的港口城市和沿海開放城市，也是計(jì)劃單列市和副省級(jí)城市，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高。寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠位于寧波市北侖區(qū)小港，占地256畝。采用3臺(tái)從德國NOELL公司引進(jìn)的適合處理低熱值、高水份生活垃圾的大容量順推階梯式焚燒爐和2臺(tái)6000kW的汽輪發(fā)電機(jī)組及配套系統(tǒng)。每臺(tái)焚燒爐的日處理垃圾量可達(dá)350t，采用母管制運(yùn)行，是我國第一個(gè)千噸規(guī)模、采用主流技術(shù)的垃圾焚燒發(fā)電廠。電廠的部分運(yùn)行參數(shù)已被吸納在國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，其建成投運(yùn)開創(chuàng)了國內(nèi)同行業(yè)“建設(shè)速度、投資控制、處理能力、焚燒質(zhì)量”的新紀(jì)錄，在我國垃圾處理和資源綜合利用領(lǐng)域具有里程碑意義。上海浦西垃圾發(fā)電廠及杭州濱江、天津泰新等許多垃圾焚燒發(fā)電廠都曾先后組織員工來此進(jìn)行培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，也從一個(gè)側(cè)面印證了寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠在國內(nèi)同行業(yè)占據(jù)的領(lǐng)先地位。

寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠外景 面臨挑戰(zhàn)          相對于傳統(tǒng)的火力發(fā)電機(jī)組而言，垃圾焚燒機(jī)組控制系統(tǒng)雖然在規(guī)模上不算很大，但由于涉及燃燒控制的參數(shù)比較多，控制對象復(fù)雜，因此是一個(gè)需要根據(jù)行業(yè)工藝特征專門設(shè)計(jì)配置控制單元和控制策略算法的復(fù)雜系統(tǒng)。寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠在選擇全廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，借鑒國外同類企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)并充分考慮自身情況，對控制系統(tǒng)的要求可歸納為以下幾點(diǎn)： 1.      高度的系統(tǒng)可靠性          毋庸置疑，考量一套自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，可靠性永遠(yuǎn)是最基本也最重要的先決條件。垃圾焚燒發(fā)電廠的控制系統(tǒng)不僅掌控著全廠的生產(chǎn)過程控制，還要根據(jù)同一批次不同的垃圾成份快速調(diào)整控制程序，以保證焚燒工藝的安全性，嚴(yán)格避免產(chǎn)生二次污染。因此，對于垃圾焚燒發(fā)電而言，控制系統(tǒng)可靠性顯得尤為突出。 2.      靈活、開放的分布式控制體系          與傳統(tǒng)的火力發(fā)電機(jī)組相比，垃圾焚燒發(fā)電廠的系統(tǒng)構(gòu)成具有較為明顯的獨(dú)立性。分布式控制系統(tǒng)具有的先進(jìn)性可滿足垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)實(shí)可操作性和管理的靈活性的需求并避免“自動(dòng)化孤島”的出現(xiàn)。綜合國外一些成功案例和控制系統(tǒng)總體發(fā)展潮流來看，基于現(xiàn)場總線技術(shù)、高度集成的分布式控制系統(tǒng)是垃圾焚燒電廠最佳的選擇方案。 3. 優(yōu)越的性價(jià)比與較短的開發(fā)周期          傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)雖然功能強(qiáng)大、技術(shù)成熟、廣泛應(yīng)用于火電機(jī)組的主控系統(tǒng)，但同時(shí)也勢必帶來高投入及昂貴的運(yùn)行維護(hù)成本，并不符合我國垃圾焚燒發(fā)電廠的現(xiàn)狀需要，因此，在系統(tǒng)選型過程中，具有突出性價(jià)比和易學(xué)易用、開發(fā)周期短的系統(tǒng)將占有明顯的優(yōu)勢。          最終，西門子公司提供的基于Profibus現(xiàn)場總線的SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)在眾多頗具實(shí)力的競爭者中脫穎而出，擔(dān)負(fù)起了為寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠保駕護(hù)航的重任。上海西門子工業(yè)自動(dòng)化有限公司（以下簡稱SIAS）除承擔(dān)了常規(guī)控制系統(tǒng)硬件集成及軟件組態(tài)的工作以外，還開發(fā)了專用于垃圾焚燒行業(yè)的功能庫，操作面板及專用于垃圾焚燒行業(yè)的報(bào)表系統(tǒng),同時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場投運(yùn)配合及操作手冊和系統(tǒng)維護(hù)手冊的編寫。 寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠生產(chǎn)工藝

垃圾焚燒發(fā)電工藝流程圖          如圖，垃圾由車輛運(yùn)輸進(jìn)廠后首先經(jīng)地衡、卸料平臺(tái)進(jìn)入垃圾貯坑，垃圾在貯坑內(nèi)存放時(shí)經(jīng)過發(fā)酵、排出滲瀝水后可提高進(jìn)爐垃圾的熱值，又使垃圾容易著火燃燒，然后由垃圾抓斗將垃圾投入給料漏斗，再通過水冷式給料斜槽進(jìn)入焚燒爐，給料爐排定量地向燃燒爐排供應(yīng)垃圾。燃燒爐排是整個(gè)燃燒設(shè)備的核心，分左右兩區(qū)，四級(jí)燃燒爐排的速度可根據(jù)需要人為進(jìn)行設(shè)定。一、二次風(fēng)在空氣預(yù)熱器中由汽機(jī)抽汽加熱。加熱的一次風(fēng)供應(yīng)到干燥區(qū)和燃燒區(qū)爐排下。末級(jí)爐排是燃盡區(qū)，不需要預(yù)熱空氣。二次風(fēng)在第一煙道的前后墻同一高度上噴入，以使助燃空氣和煙氣充分混合并充分燃燒。燃燒器用以保證爐溫維持在850℃以上至少2秒以防止垃圾低溫燃燒時(shí)產(chǎn)生有害氣體。燃盡的垃圾從最后一級(jí)爐排離開焚燒爐落入灰渣貯坑中。燃燒后的煙氣通過余熱鍋爐的受熱面，產(chǎn)生過熱蒸汽，來驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。爐渣通過渣車送至專門設(shè)置的爐渣處理廠實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的循環(huán)利用，冷卻的煙氣經(jīng)過噴加石灰和布袋除塵凈化處理后排出，同時(shí)，煙道還隨時(shí)添加活性炭用以除去可能由二次污染產(chǎn)生的有害氣體。   實(shí)施方案

全廠DCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖          寧波市垃圾焚燒發(fā)電廠三爐二機(jī)DCS控制系統(tǒng)從功能上可以劃分為工廠級(jí)、車間級(jí)和現(xiàn)場級(jí)三個(gè)層次： 1.      工廠級(jí)(上層、管理層)          設(shè)置在中控室的上位系統(tǒng)采用客戶機(jī)／服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)，通過遵循TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的100 Mb快速冗余以太網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)間的管理數(shù)據(jù)交換，所有的站點(diǎn)均通過4個(gè)智能交換機(jī)OSM連接到系統(tǒng)中。配置工程師站（ES）一套，用于工程項(xiàng)目的組態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)視，Profibus-PA現(xiàn)場總線儀表的維護(hù)。ES站兼做服務(wù)器（OS SERVER），完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、歷史數(shù)據(jù)的記錄及報(bào)警信息的發(fā)生記錄。系統(tǒng)配置冗余的OS SERVER一臺(tái)，兼做操作員站，和ES站一起完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)ES站發(fā)生故障時(shí)，冗余OS SERVER承擔(dān)主SERVER功能，等ES恢復(fù)后，冗余SERVER將ES在故障期間的過程歷史記錄送往ES站，從而保證ES站數(shù)據(jù)的完整性。這種SERVER間的切換對操作員是無擾動(dòng)的。另配置三臺(tái)客戶端（OS CLIENT）作為操作員站，從SERVER獲得過程數(shù)據(jù)并可進(jìn)行相應(yīng)操作，其中兩臺(tái)OS CLIENT配備雙顯示屏，另一臺(tái)配備大屏幕顯示器。

上位機(jī)監(jiān)控主界面