哈尔滨市生活垃圾焚烧发电项目 方案技术设计
第四部分 热工控制系统
4.1 热工自动化功能概述
4.1.1 主要系统特点
1）机组带基本负荷，并具有一定的变负荷运行能力，采用母管制定压运行。 2）主给水系统采用母管制，机组配置是三台电动给水泵，两运一备。 3）除氧器采用定压运行方式。 4）除灰系统机械式除灰变频运行方式。
5）化学水处理系统采用反渗透处理系统运行方式。 4.1.2 热工自动化设计范围
本专业设计范围为主厂房内、辅助车间设备和工艺系统的测量控制：
——焚烧及余热锅炉部分的控制 ——汽轮发电机组的控制 ——除氧给水系统的控制 ——化学补充水系统的控制 ——循环水、工业水的控制
4.2 控制系统热工自动化水平
4.2.1 热工自动化水平控制方式及自动化水平
垃圾焚烧电厂自动化水平是通过控制方式、控制室布置、控制系统的功能及配置、
电厂运行监控模式以及主辅机可控性等多方面综合体现。
本项目焚烧炉、余热锅炉、汽轮机、发电机共用一个集中控制室。锅炉、汽机、除氧给水系统等共用一套DCS系统。通过这套系统的分散控制系统，实现各设备功能控
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制。其自动化水平达到运行人员在集中控制室内能够完成机组正常运行的全部监控功能，并在少量现场人员的配合下。实现机组的启停操作和事故状态下的有关处理。
通过上述功能，垃圾焚烧处理基本达到较高的自动化水平，能在少量就地操作和巡回检查配合下，在中央控制室由分散控制系统实现对垃圾焚烧线、垃圾热能利用及辅助系统的集中监视、分散控制。并在垃圾焚烧的自动化控制系统中，设置独立于分散控制系统的紧急停车系统，确保各类工艺的安全运行。 4.2.2 自动化对负荷的适应性 4.2.2.1 本项目采用主要控制系统：
1.以微处理器为基础集散型控制系统（DCS）。DCS的主要功能包括：机组的数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、机组辅机程控系统（SCS）和锅炉(焚烧炉、余热炉，下同注)炉膛安全系统（FSSS）。
2.汽机本体参数监视配套专用系统（TSI）。 3.汽机保护采用专用快速系统（ETS）。
4.独立于主控DCS系统的锅炉炉膛安全紧急停车系统，配置后备专项操作系统(柜)。
4.2.2.2 设备工艺系统的自动化系统设计，是以满足整个工艺系统安全经济运行为前提，中央控制室内运行组织按主导工艺操作员设岗。运行人员在控制室内通过操作员站，实现机组启、停和正常运行、监视、调整，以及机组运行异常与事故工况的处理。 4.2.2.3控制盘型式、设置原则
本项目控制室内运行以DCS操作台为中心，设两块后备控制盘，专用汽机保护柜（ETS）与后备盘并列放置。
2.2.3.1本项目控制室内原则上设置少量的二次仪表和关键后备操作，确保当分散控制系统通讯故障或操作员站全部故障时，能够紧急安全停机、停炉。
2.2.3.2在热控后备控制盘上安装以下内容：工业电视、锅炉和汽机、公用系统的关键重要参数的二次仪表（含少量热工报警器）和独立于DCS而采用硬接线的操作开关或按钮，如：直流润滑油泵、交流润滑油泵、汽包事故放水门、除氧水箱溢流放水门、主汽对空排汽门、给水电动门（或调节阀）、MFT停炉、汽机紧急跳闸、重要风机启停等。
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4.2.3 集中控制室及设备布置
在集中控制室内分三个区域：中央控制区、DCS及热控设备区、电气设备区。 中央控制区布置DCS操作员站、电气综合自动化操作站及炉、机的控制后备盘、专用汽机保护柜。
DCS及热控设备区放置DCS控制柜、FSSS后备控制柜、继电器柜、电源柜、工程师站、UPS电源等。
电气设备区放置电气控制设备。 4.2.4 控制系统的总体结构
4.2.4.1机组控制系统的总体构成以及分层分组原则 4.2.4.1.1 控制系统的总体构成是基于以下原则：
1、机组的运行管理是集中在控制室内，运行人员主要以LCD及键盘作为监视和控制中心。
2、由微处理器技术的集散型控制系统，实现机组的数据采集与处理（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、机组辅机程控系统（SCS）和锅炉炉膛安全系统（FSSS）等核心控制功能。
3、温度、压力、液位、流量等各类变送器和传感器，电动执行机构等构成就地检测和执行控制手段。
4.2.4.1.2 控制系统的分层分组原则
在横向按被控对象的相对独立性和完整性来划分区（站），在纵向上按控制功能进行分层，可分为功能组级、子组级和驱动级。实现控制系统的功能分散、危险分散，提高系统的可靠性。
4.2.4.2各系统之间的通讯方式、信息共享范围及接口
4.2.4.2.1分散控制系统通讯原则：机组的数据采集系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、机组辅机程控系统（SCS）和锅炉炉膛安全系统（FSSS）、信息共享，凡DAS所需要的数据在上述系统中已包括的数据可通过通讯解决，各系统间重要信号采用硬线连接。 4.2.4.2.2汽机专用保护系统（ETS）与DCS之间信息交互采用硬线连接共享。
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4.2.5 控制系统的可靠性及措施
1）控制系统采用不停电电源（UPS）供电，系统机柜的电源装置的电源装置冗余配置。
2）重要参数测量通道和保护采用“三取二”或“二取一”方式。 3）重要控制回路的控制器冗余配置并能自动无扰切换。 4）通讯总线采用1：1冗余。 5）人机接口操作站相同配置。
6）要求系统具有完整的自诊断功能，自诊断功能达到模件级。
7）分散控制系统的接地及输入、输出线路的屏蔽与敷设将严格按分散控制系统的要求设计，确保分散控制系统的抗干扰性能。
8）严格控制设备选型，确保其可靠性和功能满足要求。 9）确保DCS整体故障时的后备操作手段。 10）在线卡件的更换采用热插拔方式。 4.2.6 DCS控制系统应达到的技术性能指标
4.2.6.1 分散控制系统(包括软、硬件)：系统可用率>99.9％(考核时间为90天)。 4.2.6.2 系统精度：
输入信号：±0.1％(高电平);±0.2％(低电平) 输出信号：±0.25% 4.2.6.3抗干扰能力:
共模电压: 250V； 差模电压: 60V； 差模抑制比：60Db。 4.2.6.4系统实时性和响应速度: 4.2.6.4.1数据库刷新周期：
模拟量不大于采样周期,一般开关量不大于1秒。
LCD画面对键盘操作指令的响应时间:一般画面不大于1秒，复杂画面不大于2秒。 LCD画面上的数据刷新周期为1秒。
从键盘发出操作指令到通道板输出和返回信息从通道板输入至LCD上显示的中时
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间为2.5～3秒（不包括执行机构动作时间）。 4.2.6.4.2控制器的工作周期：
模拟量控制不大于0.25秒；开关量控制不大于0.1秒 4.2.6.4.3系统裕量：
控制器最忙时CPU不大于30％～40％，操作员站负荷不大于30％~40%； 内部存储器占用容量不大于50％，外部存储器不大于40％； I/O 点的裕量：不小于15％； I/O插件槽的裕量：小于15％； 电源负荷裕量：30～40％；
数据通讯系统采用双通道数据高速公路，系统通讯总线的额负荷率不大于30～40％。
4.3 在线监测系统技术
4.3.1排放烟气工艺，除尘工艺线设置了在线监测系统，在线监测点的布置、监测仪表和数据及传输均能保证监测数据真实可靠。
4.3.2除尘系统设置烟气连续监测仪（CEM），实时监测除尘器入口、出口处的流量、温度、压力、湿度、氧浓度、HCl、CO和SO2浓度、（除尘器出口处的）NOx浓度、粉尘含量等参数，测量值除分析仪就地显示外，还将送到除尘系统进行显示、控制和记录，当参数异常时，通过CRT进行报警并自动打印记录，及时为运行人员提供信息和操作指导，其中烟气SO2浓度信号将作为烟气净化效率控制重要参数。
4.3.3彩色数字工业电视作为垃圾焚烧、烟气净化系统的辅助监视系统，对垃圾焚烧、烟气净化系统中的一些重要的主辅设备实现全面监视。
4.3.4电视系统设置控制主机，设在集中控制室内，实现切换、电视探头的调焦、变焦距、变、增益、背光、亮度补偿等功能。变焦监视点将采用室外电动万向云台和全天候防护罩，以保证对现场情况灵活可靠的监视。
4.3.5工业电视监视系统操作台及电视柜布置在集中控制室，其型式、颜色与DCS控制系统操作台协调配合一致，保证集中控制室布置整齐、美观。
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