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垃圾焚烧发电基础知识概述


垃圾焚烧发电概述
Introduction to WTE

垃圾处理处置技术 垃圾焚烧发展史
垃圾焚烧发电工艺流程 垃圾焚烧炉

主要控制系统 二次污染 可能科学与工程问题

全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中 国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年

产生4.9亿吨垃圾

,而仅中国每年就产生
近1.5亿吨城市垃圾。目前中国城市生活

垃圾累积堆存量已达70亿吨。

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1874年:英国,间歇式固定床垃圾焚烧炉 1885年:美国,间歇式固定床垃圾焚烧炉 1896年:德国,城市生活垃圾焚烧炉 1898年:法国,城市生活垃圾焚烧炉 1904年:瑞士,城市生活垃圾焚烧炉 …… 中国:20世纪中期,列为国家八五科技攻关 减量化→资源化→无害化

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发电机



汽轮机

制浆机

石灰 活性炭

生活
垃圾

烟 称重 垃圾坑 焚烧炉 残渣 锅炉 细灰 SDA 细灰 布袋 细灰 引风机 烟囱 气

筛选机

出渣机

灰渣

填埋

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炉排炉(活动炉排、固定炉排) 流化床(要求垃圾大小均匀,燃料补给均匀) 固定炉床炉(卧式、立式,耐火泥、水冷壁) 小型六角炉(圆形) 热解炉(连续热解、轮流热解AB炉) 回转窑 RTO蓄热焚烧炉 RCO蓄热催化焚烧炉 CAO炉(生化分解后焚烧有机物)

? 闭环控制系统(MCS) ? 数据采集系统(DAS)

(SOE)

? 顺序控制系统

(SCS)

? 锅炉安全保护(FSSS)

? 汽机联锁保护系统(ETS)

序号

控制回路

被调量

控制变量

控制机构

1
2 3 4 5 6 7 8 9 10

焚烧炉控制指令
汽包水位控制 主汽温度控制 烟道压力控制 送风机流量控制 给料单元及炉排控制 点火回油流量控制 凝汽器水位控制 给水母管压力控制 除氧器压力控制

主蒸汽量
汽包水位 过热汽温 炉膛负压 一次风流量 给料量 回油流量 凝汽器水位 给水母管压力 除氧器压力

燃烧空气、垃圾运输
给水量 减温水量 总风量 送风量 炉膛温度 流量 疏水流量 给水泵流量 蒸汽流量

风量和给料调节指令
给水主调阀、旁路调阀 减温水调阀 引风机风量调节 送风机风量调节 给料及炉排调节 回油调节阀 疏水调阀 给水泵转速 给汽调阀

11
12 13

除氧器水位控制
减温减压器温度控制 减温减压器压力控制

除氧器水位
减温减压器温度 减温减压器压力

给水量
喷水流量 蒸汽流量

给水调阀
喷水调阀 给汽调阀

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显示:
? 包括操作显示、成组显示、棒状图显示、报警显示、操作 指导等。

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制表记录
? 包括定期记录、事故追忆记录、事故顺序(SOE)记录、 跳 闸一览记录等。

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历史数据存储和检索 性能计算

? 辅助燃烧功能组 ? 燃料供给功能组 ? 炉膛吹扫功能组 ? 吹灰功能组 ? 加砂功能组 ? 石灰石功能组

? 引风机功能组 ? 二次风机功能组 ? 一次风机功能组 ? 汽包本体控制功能组 ? 锅炉给水功能组 ? 过热蒸汽功能组

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减温水功能组

烟气功能组
底灰系统 锅炉连排定排功能组 锅炉FSSS系统

? 凝结水系统 ? 电动给水泵系统 ? 除氧器给水系统 ? 高压加热器系统 ? 低压加热器系统 ? 汽机润滑油系统

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抗燃油系统 循环水系统 真空系统 汽机ETS系统

? 油枪和尾部烟道吹扫试验 ? 燃油系统泄漏试验 ? 锅炉点火 ? 锅炉炉膛压力和灭火保护 ? 主燃料跳闸MFT ? 燃烧器控制

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安全门保护

过热器保护
汽包水位保护 床温保护 燃油速断阀的控制

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ETS即汽轮机危急跳闸系统,它接受来自TSI系统或汽轮 发电机组其它系统来的报警或停机信号,用于监视汽轮 机转速,轴向位移,轴承润滑油压,凝结器真空以及电 液调节系统油压。 当这些参数中任一个超过运行限额时,系统将发出指令 关闭所有汽轮机进汽门,使汽轮机跳闸停机,以保设备

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安全。
? TSI-Turbine Supervisory Instrumentation ? ETS-Engine Temperature Switch

无机有害气体 CO HCl
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HF

SOx

NOX

PVC塑料、漂白纸 张

特氟龙 Teflon 聚氟薄膜 燃烧区氧含量 和温度有关

碳的不完全燃烧产生。 垃圾与空气混合良好 时,维持炉体内适当 的燃烧温度、可降低 或减少其产生

硫化铁 含硫化物

PVC=聚氯乙烯

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重金属
? 焚烧过程产生的灰渣(包括炉渣和飞灰)一般为无机物质, 它们主要是金属的氧化物、氢氧化物和碳酸盐、硫酸盐, 磷酸盐以及硅酸盐

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有机污染物
? 二恶英(PCDDs或TCDDs) [多氯代二苯并-对-二恶英] ? 呋喃 (PCDFs) ? 多环芳香烃化合物(PAHs)
二恶英

2004年 乌克兰总统尤先科二恶英中毒事件 二恶英中毒前后的照片、血液中二恶英的含量是正常值的1000倍

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多烧垃圾、多发电、少辅助燃料、少二次污染
? 复杂系统的优化控制问题 ? 复杂系统的工艺优化有问题

? 复杂海量数据的特征提取问题
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延长生产维护周期
? 有效延长检修周期(残余寿命估计……) ? 预测与维护问题,正常→异常→故障

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二次污染检测
? 软测量 ? 超小信号处理问题

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二次抑制
? 前处理、后处理 ? 燃烧过程控制

Thank you!


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