如今，中國(guó)的垃圾產(chǎn)量世界第一。資料顯示，歷年來堆積的垃圾已經(jīng)超過60億噸，侵占了300多萬畝的土地并對(duì)周邊產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染甚至災(zāi)難，全國(guó)600多座城市有三分之二被垃圾包圍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)每年城市垃圾產(chǎn)生量在1.8億噸左右，90%為填埋，只有7%為焚燒，其余為堆肥等處理方式。
在全國(guó)1636個(gè)縣城里，每年的垃圾產(chǎn)生量在5000萬噸左右。在全國(guó)650多座城市當(dāng)中，325個(gè)城市還沒有建設(shè)生活垃圾處理設(shè)施。大量的垃圾只是做簡(jiǎn)單的堆放，在城市里產(chǎn)生了大量的異味以及一氧化碳等，嚴(yán)重污染了水體、大氣、土壤。2015和2020年中國(guó)城市垃圾年產(chǎn)量將達(dá)1.79億噸和2.1億噸。在中國(guó)人多地少、能源緊缺，城市化進(jìn)程快速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)情況下，如果全國(guó)垃圾完全焚燒利用，每年可節(jié)約3600多萬噸煤，將大大減少煤炭開采潛在的安全事故，減少9400多萬噸二氧化碳排放，既可抑制全球氣候變暖，又為中國(guó)節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)做貢獻(xiàn)。垃圾焚燒發(fā)電，是符合國(guó)情最明智的選擇。
國(guó)內(nèi)CFB垃圾焚燒爐的控制現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)的CFB垃圾焚燒爐的運(yùn)行操作大多是依靠操作人員手動(dòng)控制，因?yàn)閲?guó)內(nèi)未經(jīng)分類篩選的垃圾存在著熱值低且變化大(熱值范圍大約1000~1300大卡)、水分變化大(15%~50%)、成分復(fù)雜，除廚房垃圾外，還有建筑垃圾、玻璃、金屬、陶瓷、塑料等等，斷料、堵料比較頻繁的問題勢(shì)必造成焚燒爐的工藝參數(shù)波動(dòng)大、運(yùn)行不穩(wěn)定，同時(shí)增加了有害氣體的排放可能性，也減小了垃圾處理能力，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。
BCS技術(shù)改造內(nèi)容
以和隆優(yōu)化公司實(shí)施的漢口綠能垃圾發(fā)電為例。
1、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在現(xiàn)有條件下將CFB垃圾焚燒爐投入自動(dòng)運(yùn)行，保證鍋爐運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定性，根據(jù)設(shè)定負(fù)荷及時(shí)調(diào)整各個(gè)執(zhí)行設(shè)備，及時(shí)克服垃圾品質(zhì)、負(fù)荷調(diào)整等工況的變化，將操作人員從繁重的操作中解放出來。
采用軟測(cè)量技術(shù)利用現(xiàn)有的電機(jī)電流、變頻輸出、反饋等參數(shù)構(gòu)建風(fēng)量、煤量、給料量等參數(shù);利用和隆優(yōu)化專家算法根據(jù)床溫、負(fù)荷、氧量等參數(shù)的變化以及變化趨勢(shì)及時(shí)進(jìn)行各個(gè)回路的調(diào)整;利用故障診斷和自愈控制技術(shù)，結(jié)合安全控制與報(bào)警功能使鍋爐時(shí)刻運(yùn)行在一個(gè)相對(duì)安全的區(qū)間，并能夠?qū)⒉糠职l(fā)生或即將發(fā)生的故障自動(dòng)處理。
2、實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。在鍋爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，利用自尋優(yōu)技術(shù)在保證鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定的前提下尋找使用最少的煤量，最大量地處理垃圾，在安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下最大量地生產(chǎn)蒸汽和發(fā)電。
3、實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制回路。汽包水位優(yōu)化控制、主汽溫度優(yōu)化控制、鍋爐負(fù)荷-給煤和給料優(yōu)化控制、一次風(fēng)優(yōu)化控制、二次風(fēng)優(yōu)化控制、爐膛負(fù)壓優(yōu)化控制、料層厚度優(yōu)化控制。
4、安全控制技術(shù)改造內(nèi)容
① 智能語音報(bào)警功能
BCS系統(tǒng)將CFB鍋爐的主要運(yùn)行故障都納進(jìn)了智能語音報(bào)警模型，當(dāng)某種故障發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生，BCS系統(tǒng)會(huì)以不同的模仿真人聲音進(jìn)行報(bào)警，直接定位到點(diǎn)，如“二號(hào)皮帶機(jī)給煤異常，可能發(fā)生斷煤，請(qǐng)進(jìn)行處理!”。
如果BCS系統(tǒng)處于全面自動(dòng)優(yōu)化狀態(tài)，操作人員可以只在有報(bào)警出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行干預(yù)，這就是我們所說的“準(zhǔn)無人化操作”。
② 通訊故障自動(dòng)切換功能
當(dāng)BCS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)的OPC通訊出現(xiàn)異常且在一定時(shí)間沒有自動(dòng)恢復(fù)時(shí)，BCS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將控制權(quán)無擾切換到DCS側(cè)并報(bào)警。
③ 部分儀表故障的自動(dòng)處理
主要有三種情形：一是測(cè)量?jī)x表不準(zhǔn)確，BCS系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其變化趨勢(shì)實(shí)施有效的優(yōu)化操作;二是BCS系統(tǒng)可以自動(dòng)剔除完全損壞的儀表，如密相層溫度，并自動(dòng)消除由此帶來的突變影響或可切換至軟測(cè)量模型;三是設(shè)計(jì)了智能控制器用于對(duì)付那些特性不好的閥門或液力耦合器等。
④ 部分工藝故障的自動(dòng)處理
BCS系統(tǒng)已完成了如下工藝故障的自動(dòng)處理模型：一是斷煤/斷料自動(dòng)處理模型，二是左右兩側(cè)床溫或氧含量不平衡處理模型。
⑤運(yùn)行統(tǒng)計(jì)技術(shù)改造方案
主要針對(duì)每一個(gè)班的主要運(yùn)行參數(shù)以及噸汽煤耗、運(yùn)行穩(wěn)定性等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)還對(duì)本班的各個(gè)回路的自控率及總自控率、操作質(zhì)量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以直觀地顯示本班、上班及本月的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，讓運(yùn)行人員能夠了解上班及以前的操作水平，為其運(yùn)行提供參考。
實(shí)現(xiàn)的效果
1、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠的全自動(dòng)優(yōu)化運(yùn)行，長(zhǎng)期自控率大于90%，徹底解決工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大和生產(chǎn)安全性差的問題。
2、實(shí)現(xiàn)燃料垃圾、燃煤和風(fēng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，通過合理的控制點(diǎn)尋優(yōu)，讓鍋爐處于最佳的運(yùn)行工況之下，提高垃圾處理能力及鍋爐生產(chǎn)能力。
3、主要控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：
汽包水位控制精度：R±5%
主汽溫度控制精度：R±5℃
鍋爐主汽壓力控制精度：R±0.2 MPa(母管中鍋爐都投入BCS)
床溫：R±15℃
料層差壓：R±0.3KPa
爐膛負(fù)壓控制精度：R±30Pa
氧含量控制精度：R±2%
