Применение в проекте электростанции по сжиганию отходов

Автор UniMAT • 0 комментариев • 13 минута чтения

1. Резюме

Сжигание отходов может уменьшить, переработать и обезвредить отходы, а также восстановить их тепло для производства электроэнергии и отопления. Сжигание мусора стало основным способом утилизации мусора в некоторых развитых странах. Эта мусоросжигательная электростанция представляет собой общую инвестицию в 410 миллионов юаней мусоросжигательной электростанции в провинции Гуандун и Канаде, занимающей площадь более 30 000 квадратных метров. Есть четыре мусоросжигательных завода, четыре котла-утилизатора и два турбогенератора мощностью 6 МВт. Четыре производственные линии рассчитаны на утилизацию 600 тонн мусора в сутки. Годовая мощность производства электроэнергии составляет 8797 кВтч. Тонна мусора может произвести не менее 300 кВтч электроэнергии.

Основной технологией этого проекта является технология CAPS третьего поколения в мире, а именно технология термического разложения твердых отходов с контролируемым газом. По этой технологии построены четыре печи пиролиза CAPS. Пар, вырабатываемый четырьмя котлами-утилизаторами, подается на две паровые турбины мощностью 6 МВт для выработки электроэнергии, которая действительно осуществляет преобразование отходов в ресурсы.

Два. Мусоросжигательные установки и сопутствующее оборудование

Мусоросжигательная установка на этом мусоросжигательном заводе представляет собой многоступенчатую решетчатую печь с выдвижным механизмом, изготовленную в Канаде. В мусоросжигательном заводе применяется третье поколение технологии термического разложения твердых отходов (CAPS) с контролируемым газом, которая может эффективно уменьшить выброс токсичных газов, образующихся при сжигании.

1. структура мусорного ведра

Мусор транспортируется на очистные сооружения после транспортировки в мусорный бак. Новый мусор может храниться на складе 3 дня, а затем сжигаться в печи. После ферментации и сброса фильтрата теплотворная способность мусора может быть увеличена, и мусор может легко воспламениться. На складе мусор можно отправить в передний бункер грейфером крана.

2. камера сгорания и конструкция решетки мусоросжигателя

Мусоросжигатель представляет собой поршневую, толкающую и многоступенчатую решетчатую печь с механической решеткой. Инсинератор состоит из питателя и восьми колосниковых блоков, в том числе двухступенчатой решетки в секции сушки, четырехступенчатой решетки в секции газификационного сжигания и двухступенчатой решетки в секции догорания. Температура внутри инсинератора поддерживается в пределах 700 С. Сгоревшие отходы с решетки последней ступени покидали инсинератор и попадали в зольник.

1) кормушка и противопожарная дверца.

Питатель вталкивается в камеру сгорания из топочной дверцы через питатель (загрузочный плунжер). Питатель отвечает только за подачу, не обеспечивая приток воздуха для горения и изоляцию от зоны горения через противопожарную дверь. Противопожарная дверца остается закрытой, когда кормушка убрана. Закрытие противопожарной двери может отделить печь от внешней среды и поддерживать отрицательное давление внутри печи. При этом на входе в камеру сгорания имеется точка измерения температуры. Когда температура мусора на входе в камеру сгорания слишком высока, электромагнитный клапан будет управлять распылителем, распыляемым после противопожарной двери, чтобы предотвратить возгорание мусора из загрузочного желоба в бункере при открытии противопожарной двери.

2) колосниковая решетка

Восьмиступенчатая решетка сгорания разделена на две ступени: сухая решетка, четырехступенчатая газифицирующая решетка сгорания и двухступенчатая секция догорания. Каждая ступень решетки оснащена импульсным толкателем с гидравлическим приводом. 8-ступенчатое толкающее устройство (толкатель) выталкивает мусор в определенном порядке, так что мусор, поступающий в мусоросжигательную печь, выталкивается на следующую решетку толкателем в координации с различными решетками. Равномерно распределенные отверстия на решетке используются для выпуска первичного воздуха, необходимого для горения. Первичный воздух, подаваемый на горение, подается по воздуховоду первичного воздуха под колосниковой решеткой. В процессе толкания решетки мусор подвергается тепловому излучению от горелки и топки и продувается первичным воздухом. Влага быстро испаряется и горит.

3) схема горелки

В камере сгорания имеются две основные камеры сгорания, как показано на рисунках два 17, 18. Над решеткой сжигания в мусоросжигателе имеются точки измерения температуры. Когда печь для сжигания запускается и температура горения ниже требуемой, горелка 17 подает масло для поддержки горения. Горелка 18 расположена на выходе из топки для дожигания несгоревших отходов. Воздух, необходимый для горелки, подается вентилятором горения, общим для четырех мусоросжигательных заводов (как показано на рис. 27). Воздух, необходимый для работы горелки, представляет собой чистый воздух, вдыхаемый атмосферой. При выходе из строя вентилятора горения или недостаточной подаче воздуха частичная подача воздуха от вентилятора подается на горелку по байпасу (показан на рис. 26).

3. дымоход с двумя камерами сгорания

Две основные части камеры сгорания представляют собой цилиндрический дымоход, и угол дымоудаления, создаваемый трубами, отсутствует. Цель установки вторичной камеры сгорания состоит в том, чтобы дымовой газ оставался более 2S при температуре около 1000 ° C при теоретическом объеме воздуха 120 ~ 130%, чтобы вредный газ мог разлагаться в топке. На входе во вторичную камеру сгорания установлена вторичная горелка. Когда система обнаруживает, что температура дыма на выходе из камеры дожигания ниже определенного значения, зажигается дожигание. Два ветра входят в две камеры сгорания на входе в две камеры сгорания. Вторичная камера сгорания имеет два выхода, ведущих к котлу-утилизатору, и каждый выход имеет перегородку с гидравлическим приводом для контроля поступления дымовых газов.

4. система одного или двух ветров

Каждый инсинератор оснащен воздуходувкой. Вентилятор всасывает воздух из мусорной свалки, а также всасывает газ, просачивающийся из нижней части толкателя камеры наружу мусоросжигателя. Такое расположение подачи воздуха должно обеспечить нахождение мусорного бака в состоянии микроотрицательного давления, избежать утечки газа из мусорного бака. Подаваемый воздух поступает в котел-утилизатор, проходит через двухступенчатый подогреватель воздуха котла-утилизатора и поступает в большой смесительный коллектор (рис. 221). Затем он поступает в первичную камеру сгорания и вторичную камеру сгорания мусоросжигателя в виде одного и двух вторичных воздуха соответственно. В коллектор также может подаваться воздух из байпаса котла-утилизатора. Первичный воздух, выходящий из коллектора, разделяется на два трубопровода: трубопровод 1 (рис. 210-1) ведет к трем каналам для подачи воздуха на колосниковую решетку 1-3, а другой трубопровод 2 (рис. 210-2) ведет к пяти каналам. для подачи воздуха на решетку 4-8. Первичная подача воздуха к решетке может сушить мусор, охлаждать решетку и подавать воздух, необходимый для горения. Клапан регулировки объема воздуха на линии 1 следует отрегулировать в соответствии с температурой на входе в печь для сжигания отходов. Клапан регулировки объема воздуха на линии 2 следует отрегулировать в соответствии с температурой и содержанием кислорода в печи. Объем воздуха в печи должен составлять 70~80% от теоретического объема воздуха. Два ветра идут по трубопроводу (рис. два 25) к двухкамерным. Подача двух ветров составляет 120~130% от теоретического объема воздуха.

5. Система рядной золы

Зола, выбрасываемая из мусоросжигателя, попадает в золоотстойник. Направление расположения двух параллельных желобов для золы перпендикулярно направлению расположения мусоросжигателя, а желоба для золы четырех мусоросжигательных заводов соединены поперечно. Золоуловитель с гидравлическим приводом (рис. 2, 23) отбирает золу для попадания в определенный золоотстойник. Ленточный транспортер золы в нижней части резервуара для золы отвечает за транспортировку четырех видов шлака из мусоросжигателя в резервуар для золы. Корыто для золы необходимо для обеспечения определенного уровня воды для погружения золы.

6. оборудование для очистки дымовых газов

Дымовой газ, выходящий из котла-утилизатора, сначала поступает в полусухой газоочиститель, а суспензия гашеной извести распыляется в колонну распылителем из верхней части колонны для нейтрализации кислого газа в дымовом газе, который может эффективно удалять ХК.

Принципиальная схема мусоросжигательной установки для мусоросжигательной электростанции

1. Воздух из мусорного бака 2. Чистый воздух, вдыхаемый нагнетателем 3. Воздух, просочившийся под толкатель 4. Бункер 5. Воздухозаборник горелки 6. Часть воздуха, подаваемого нагнетателем от других инсинераторов 7. Вентилятор 8. Нагнетатель 9 .Малый смесительный коллектор и перепускной воздушный клапан 10. Магистраль отвода воздуха из печи 10-1. Передний главный воздушный клапан 110-2. Обратный главный воздушный клапан 211. Ручной клапан 12. Пневматический клапан 13. Трубка подачи воздуха 14. Питатель 15. Первая камера сгорания 16. Вторая камера сгорания 17. Основная горелка 118. Основная горелка 219. Вторичная горелка 20. Гидравлическая перегородка выхода дымовых газов 21 Воздушный большой смесительный коллектор 22. Котел-утилизатор 23. Газоочиститель 24. Рукавный фильтр 25. Топливная дверца 26. Охлаждающая вода 27. Выходное охлаждающее устройство A. Вход охлаждающей воды B. Выход охлаждающей воды C. Распылительная вода D. Подача вареной извести Е. Сжатый воздух.

В-третьих, мусоросжигательная установка для сжигания отходов электростанции в преимуществах контроля загрязняющих веществ

Диоксины в дымовых газах сжигания бытовых отходов в последние годы вызывают всеобщее беспокойство в мире. Диоксины нанесли большой вред окружающей среде. Эффективный контроль за образованием и распространением диоксинов напрямую связан с продвижением и применением технологии сжигания отходов и производства энергии из отходов.

1. строение диоксинов

Молекулярная структура диоксинов представляет собой 1 или 2 атома кислорода, соединяющих 2 бензольных кольца, замещенных хлором. Два связанных атома кислорода называются полихлорированным дибензо-п-диоксином (ПХДД), а один атом кислорода называется полихлорированным дибензофураном (ПХДФ). Собирательно именуемые диоксином (dioxin). Самый токсичный 2,3,7,8-ПХДД в 1000 раз более токсичен, чем цианистый калий. Диоксин высокотоксичен для млекопитающих, растворим в воде и хорошо термостабилен.

2. принцип образования диоксина в мусоросжигательном заводе

Источниками диоксинов в мусоросжигательных заводах являются нефтепродукты и хлорированные пластмассы, которые являются предшественниками диоксинов. Основной способ производства – сжигание. В бытовых отходах много NaCl, KCl и т. д., а элементы S часто образуются при сжигании. А соли, содержащие элементы Cl, реагируют с образованием HCl, когда есть кислород. HCl также образуется в результате реакции CuO, образующейся при окислении Cu. Исследование показало, что конечным катализатором производства диоксинов является элемент C (CO).

3. Превосходство мусоросжигательного завода с газорегулируемой технологией термического разложения твердых отходов в подавлении образования диоксинов.

Газоуправляемая пиролизная установка для сжигания делит процесс сжигания на две камеры сгорания, в первой камере сгорания температура термического разложения отходов регулируется в пределах 700 C, так что отходы разлагаются при низкой температуре в бескислородных условиях, когда такие металлические элементы, как Cu, Fe, Al не будет окисляться, так что его не будет, что значительно уменьшит количество диоксинов; На производство L влияет остаточная концентрация кислорода, поэтому бескислородное сжигание может снизить производство HCl, а в самовосстанавливающейся атмосфере трудно произвести большое количество HCl. Поскольку установка для сжигания отходов с газовым управлением представляет собой твердый слой, она не будет производить дым и пыль, а несгоревший углеродный остаток не попадет во вторичную камеру сгорания. Горючие компоненты в мусоре разлагаются на горючие газы, а для сжигания используются две кислородные камеры с достаточным количеством кислорода. Температура вторичной камеры сгорания составляет около 1000 C, а длина дымохода позволяет дымовому газу оставаться более 2 с, что обеспечивает полное разложение и сгорание токсичных органических газов, таких как диоксины, при высокой температуре.

Кроме того, использование рукавного фильтра позволяет избежать применения электростатического осаждения частиц Cu, Ni, Fe при катализе образования диоксинов.

Четыре. Котельное оборудование-утилизатор

Котел-утилизатор мусоросжигательной электростанции является котлом-утилизатором дымового типа. Направление потока дымовых газов в котле меняется пять раз. Давление в котле 4 МПа, испарение 15 т/ч. Структура HRSG показана ниже. Водяные перегородки устроены в топке, дымоходе и высокотемпературном дымоходе.

1. поток дымовых газов

Как показано на рисунке 4, дымовые газы поступают в котел-утилизатор из камеры дожигания мусоросжигателя через верхний или нижний газоход (дымовые газы проходят через нижнюю часть, не проходя через водяную стенку К). Сначала он проходит через пароперегреватель Е второй ступени, пароперегреватель F первой ступени, подогреватель воздуха G второй ступени, а затем поступает в основную топку из нижней части и обменивается теплом с водяной стенкой. После изменения угла на верхнем выходе топки он проходит через первый экономайзер I, первый подогреватель воздуха Н и второй экономайзер J по очереди, а дымовой газ выходит из котла-утилизатора из газохода N.

2. процесс подачи воздуха

Как показано на рис. 4, воздух, выходящий из нагнетателя, поступает в котел-утилизатор по трубопроводу А, проходит две ступени подогревателя воздуха Н и Г теплообмена в топке, а затем выходит из котла по трубопроводу.

3. содовый процесс

Как показано на рис. 4, питательная вода при 145°С проходит через два экономайзера J и I (экономайзер снабжен байпасом питательной воды), поступает в барабан котла L и переохлажденная вода в барабане из нисходящей трубы в нижний коллектор, нагревается водяной стенкой в топке при постоянном давлении под 4 МПа, а пар поступает в два пароперегревателя F и E при 400 С, выходит из котла и поступает в паропровод.

Структурная схема котла-утилизатора

A. входная труба подачи воздуха B. выходная труба подачи воздуха C. верхний высокотемпературный дымоход D. нижний дымоход E. вторичный пароперегреватель F. первый пароперегреватель G. второй подогреватель воздуха H. первый подогреватель воздуха I. второй экономайзер J. первый экономайзер K. водяная стена Л. барабан М. жатка

Пять. Турбогенераторы и система вспомогательного оборудования

Четыре котла-утилизатора электростанции по сжиганию ТКО оснащены двумя паровыми турбинами. Главная паровая система имеет централизованное главное управление, а два турбогенератора расположены в цеху продольно. В паровой турбине используется конденсационная паровая турбина мощностью 6 МВт производства Guangzhou Scot. Расчетное давление на входе 3,9 МПа, температура на входе 390 градусов, номинальный пар 35 т/ч.

Агрегат оснащен двухступенчатым эжектором пара и эжектором воздуха с сальниковым уплотнением первой ступени. Спроектировать деаэратор первичного воздуха. Конденсационный режим агрегата — водяное охлаждение, а градирня с принудительной вентиляцией — двухконтурная система водяного охлаждения. Поток циркулирующей воды обеспечивается насосом циркуляционной воды. Система оборотной воды одновременно охлаждается воздухоохладителем и станцией смазочного масла. Конденсатная вода поступает в деаэратор через конденсационный насос через подогреватель парового уплотнения. Питательная вода низкого давления на выходе из деаэратора подается насосом питательной воды и затем поступает в котел-утилизатор. Четыре печи и две машины оснащены двумя раскислителями. Кроме конденсата, поступающего в раскислитель, происходит химводоподпитка (температура, расход) и дренаж дренажного бака, подаваемый дренажным насосом.

Принципиальная схема паровой турбины паровой турбины

1. Деаэратор 2. Пять насосов питательной воды (4 с 1 оборудованием) 3. Котел-утилизатор 4. Паровая турбина 5. Конденсатор 6. Циркуляционный насос 7. Конденсатный насос 8. Вентиляционная градирня

Шесть. Внедрение схемы управления

1. план системы управления мусоросжигательной печью и котлом

План системы управления для мусоросжигательных заводов и котлов

Система управления мусоросжигательной и котельной включает в себя управление коммунальной системой, четырьмя мусоросжигательными установками и четырьмя котлами-утилизаторами.

1.1 состав оборудования

Система принимает структуру PROFIBUS + PROFINET в аппаратном составе. 5 блоков ЦП Siemens 317-2 PN/DP использовались для управления системой общего пользования и четырьмя комплектами систем котлов-утилизаторов мусоросжигательных заводов соответственно. CPU 317-2 PN/DP имеет большую память для программ и может использоваться для требовательных приложений. Он может реализовать распределенную интеллектуальную систему на основе автоматизации компонентов в PROFInet. Его можно использовать в качестве контроллера ввода-вывода PROFINET для запуска распределенного ввода-вывода в PROFINET. А вместе с централизованным вводом-выводом и распределенным вводом-выводом его можно использовать в качестве центрального контроллера на производственной линии, а также для крупномасштабной конфигурации ввода-вывода или структуры распределенного ввода-вывода. Кроме того, процессор имеет более высокую вычислительную мощность для двоичных операций и операций с плавающей запятой.

В этой системе CPU 317-2 PN/DP через интерфейс PROFIBUS представляет собой управляющее оборудование сети PROFIBUS, считывающее данные каждой станции ввода/вывода на шине PROFIBUS. В то же время он оснащен интерфейсом PROFINET, который может связываться с ПК через PROFINET для реализации функции высокоскоростного мониторинга и управления данными с ПК.

Станция ввода-вывода использует модульную станцию распределенного ввода-вывода ET200S с уровнем защиты IP 20, которую можно использовать в зоне 2. Благодаря использованию «битового» шаблонного дизайна требования задач автоматизации могут быть точно адаптированы.

При управлении двигателем традиционный метод управления не применяется. Вместо этого используется устройство защиты и управления двигателем SIEMENS 3UF5 SIMOCODE-DP. В дополнение к управлению пуском и остановом двигателя, он также включает в себя защиту от перегрузки, термистор, используемый для защиты двигателя от перегрева, защиту от замыкания на землю, защиту от выключения, функции определения значения тока. 3UF5 SIMOCODE-DP подключается к шине PROFIBUS через коммуникационный порт PROFIBUS и становится подчиненной станцией PROFIBUS для связи с ПЛК.

Вентилятор управляется преобразователем частоты SIEMENS, а объем воздуха можно регулировать путем преобразования частоты. Эта схема часто используется в системе подачи воздуха на электростанции.

Скорость преобразования частоты источника напряжения трехфазной системы привода переменного тока Инвертор векторного управления SIEMENS с инвертором IGBT, полностью цифровая технология с инвертором промежуточного контура напряжения. Вместе с трехфазными двигателями переменного тока Siemens он обеспечивает высокопроизводительные и наиболее экономичные решения для всех промышленных применений и применений. SIEMENS основан на приводной технологии системы. Универсальное и модульное устройство стандартной серии Инвертор серии SIEMENS с векторным управлением представляет собой серию универсальных и модульных продуктов. Диапазон мощностей стандартного набора от 0,55 кВт до 2300 кВт. Напряжение сети трехфазного переменного тока, которое охватывает весь мир, составляет от 380 В до 690 В.

Станция оператора использует 5 IPC для мониторинга и управления системой. Один из них контролирует общественную систему, а каждая система сжигания-утилизатора контролируется промышленным компьютером. IPC и три ПЛК подключаются к PROFINET через сетевой кабель и переключаются для обмена данными.

1.2 аппаратная конфигурация

1.3 регулировка управления конкретной системой управления

А) общественная система, как показано ниже

Общественная система включает в себя четыре вентилятора горения, обычно используемые в мусоросжигательных заводах, и систему водяного охлаждения колосников.

Основное управляемое оборудование: запуск и остановка вентилятора горения, запуск и остановка трех вентиляторов охлаждения и блокировка (оборудование двойного назначения), запуск и остановка двух насосов охлаждающей воды (один с одним, когда давление на выходе насоса труба низка), и управление двумя двигателями золопереноса под золоотделителем (переключение работы двух комплектов транспортирующих устройств). Как упоминалось выше, двигатель в системе в основном управляется UNOCODE-DP.

Б) общая схема системы и гидравлическая система

Система загрузки мусора управляется вручную. Не входит в систему управления.

Управление гидравлической системой в основном включает управление пуском и остановкой трех гидравлических насосов.

C) 1 # система сжигания отходов

Управление системой инсинератора включает в себя:

Управление тремя горелками: включая управление запуском котла, и когда температура печи в соответствующих точках измерения не может соответствовать требованиям автоматического сжигания. (две камеры сгорания судят по температуре на выходе из двух камер сгорания).

Управление клапаном забора воздуха: под решеткой расположены три главных дросселя для регулирования первичного воздуха. Отверстие воздушной заслонки переднего главного воздуховода для первых трех решеток регулируется в зависимости от температуры дыма над первыми тремя решетками; воздушная заслонка заднего основного воздуховода для последних пяти колосников регулируется по температуре дыма над последними пятью колосниками; воздушная заслонка заднего главного воздуховода последних пяти решеток регулируется в зависимости от температуры дыма над последними пятью решетками. Воздушный клапан вторичного воздуховода, входящего во вторичную камеру сгорания, регулируется в соответствии с температурой и кислородом вторичной камеры сгорания, чтобы гарантировать, что температура дымовых газов и кислород вторичной камеры сгорания соответствуют требованиям.

Управление вентилятором (вентилятором): управление преобразователем частоты. Согласно регулированию давления в печи, для обеспечения работы микроотрицательного давления в печи.

Управление движением противопожарной двери, подающего устройства и решетки: в соответствии с открытием противопожарной двери подача, все уровни по очереди выдвигают порядок работы. Время цикла резки/автоматической работы и движения решетки можно сократить.

г) котел-утилизатор

Управление котлом-утилизатором включает:

Управление электрической дверцей выхода пара и электрической дверцей аварийного сброса. ПИД-регулирование и трехимпульсное ПИД-регулирование котловой воды.

2. Схема управления системой РСУ, управляемой паровой турбиной и вспомогательным оборудованием

Система управления паровой турбиной и вспомогательным агрегатом мусоросжигательной электростанции включает в себя следующие части: систему деоксигенации воды, систему оборотного водоснабжения, систему топливной насосной, систему воды паровой турбины 1#, 2# и систему защиты от аварийного отключения ETS. DCS отвечает за сбор данных этих систем, а также за цифровое и аналоговое управление.

Вся система принадлежит мелким единицам из шкалы управления. Поэтому станция системы автоматического управления (AS) системы DCS использует только набор резервных процессоров SIEMENS 414-4H. ЦП AS414H имеет резервную конфигурацию, и при отказе основного процессора резервный процессор немедленно переключается на основной процессор без помех. Резервный ЦП обновляется одновременно с основным центральным процессором. Система ввода-вывода использует 9 резервных станций распределенного ввода-вывода ET200M и обменивается данными через PROFIBUS DP. Кроме того, ЦП 414-3 DP устанавливается в качестве станции AS для системы защиты ETS турбины, чтобы создать независимую систему ETS. ETS также оснащен шаблоном SICAM MCP TS и SICAM DI, а также тактовым генератором SICLOCK TM для обеспечения функции SOE (записи последовательности событий) с точностью до 1 мс. Серия оборудована станцией инженера (ЭС) и двумя станциями оператора (ОС). Станция AS подключается к промышленному Ethernet через CP443-1, а станция ES и станция OS подключают CP1613 к промышленному Ethernet.