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        淺談自動控制技術在垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰處理中的應用

        2019-12-01 23:23:14戴勇進重慶三峰環(huán)境集團股份有限公司
        數(shù)碼世界 2019年4期
        關鍵詞:螯合劑蝶閥攪拌機

        戴勇進 重慶三峰環(huán)境集團股份有限公司

        1 前言

        生活垃圾焚燒發(fā)電作為當前國內較為主流的生活垃圾處理方式之一,具有“減量化、無害化、資源化”等優(yōu)點,越來越多的城市快速建設垃圾焚燒發(fā)電廠,以解決“垃圾圍城”之困,但飛灰的穩(wěn)定化處置一直是困擾垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的難題。

        飛灰作為重金屬及二 因污染成分的主要載體而被定為危險廢棄物,飛灰穩(wěn)定化處理一般分為高溫處理方法與低溫處理兩種方法。

        生活垃圾焚燒廠飛灰經(jīng)處理后滿足下列條件,可以進入生活垃圾填埋場進行安全填埋:①含水率小于30%;②二 英含量低于3TEug/kg;③按照《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》(HJ/T300-2007)制備的浸出液污染物濃度低于規(guī)定限值。如何保證每日產(chǎn)生的飛灰經(jīng)過處理后均能達到標準,進行安全填埋,是我們思考的課題,本文以某公司飛灰處理(采用上述螯合劑穩(wěn)定化法)為例進行自動控制系統(tǒng)改造,分別闡述了自動控制改造過程及改造以后的效果。

        2 改造前的狀況

        2.1 處理工藝

        采用螯合劑穩(wěn)定化法進行處理,飛灰、水泥、水、螯合劑工藝配方比例為 100:9:40:2.5。

        2.2 生產(chǎn)操作方式

        我廠改造前飛灰處理的方式主要是人工操作,通過控制飛灰固化系統(tǒng)PLC觸摸屏上的獨立單元,包括藥劑配置、物料添加、攪拌處理及固化成型等主要過程的調節(jié)和控制都是通過人工遠程啟停按鈕操作。

        2.3 存在問題

        手動人工操作方式,存在很大的不可控因素,有較大的環(huán)境風險,存在檢測不合格的幾率較大。對于檢測不合格的飛灰固化物,須重新螯合固化,浪費大量的人力且易造成環(huán)境的二次污染,因此,實現(xiàn)螯合劑、水泥、水、飛灰精確稱重配比,同時保證充分攪拌時間,減少人為操作不可控因素,飛灰處理系統(tǒng)自動化控制技術改造勢在必行。

        3 改造方案

        3.1 改造工藝流程

        (1)煙氣處理系統(tǒng)收集的飛灰送入飛灰倉后,通過螺旋輸送機將飛灰輸送至飛灰計量罐;

        (2)卸灰閥將水泥送至水泥計量罐;

        (3)螯合劑泵啟動,將螯合劑輸送至螯合劑計量罐;

        (4)水氣動球閥打開將水送至計量稱重;

        (5)計量完成的飛灰、水泥與螯合劑、水進入攪拌機內混合。

        飛灰中的重金屬(Hg,Cd,Pb,Cu,Zn)等有害有機物與螯合劑充分反應,生成穩(wěn)定的飛灰化合物,防止重金屬的溶出和有害有機物的滲出。同時也最大限度地減少了二次揚塵,經(jīng)固化鰲合后的飛灰,經(jīng)養(yǎng)護檢測合格后運送至指定衛(wèi)生填埋場安全填埋。

        叫他們停啊。村長手指先遠遠對著牛皮糖戳了一下,然后在空中橫著一劃,就劃到了那些民工那邊,臉上有了一些不快。

        3.2 改造內容

        主要包括物料的計量、輸送、攪拌、自動控制、電氣、儀表等系統(tǒng)。

        3.2.1 物料計量系統(tǒng)改造

        (1)飛灰:飛灰稱的有效容量設計為 500kg,以保證每一次攪拌量達到攪拌機的設計量,稱體由懸臂式傳感器與支架連接。計量稱上部與灰螺旋機連接處設有軟接頭,稱體外裝設有破拱裝置,下部設有氣動蝶閥。在蝶閥下部設有一臺左右分料的螺旋機,用于向兩臺攪拌機內分別投料。螺旋機機體出口上部上設有檢修孔,出口處設有氣動蝶閥。

        (2)水泥:水泥計量稱設計容量為 150kg,以保證每一次拌量達到滿足環(huán)評批復使用工藝配比使用量。

        (3)水與螯合劑:在飛灰計量稱側邊布置有螯合劑重量計量稱及水重量計量稱。螯合劑及水計量稱重傳感器采用懸臂式。螯合劑計量稱安裝在水稱上部,上部封閉用以防護灰塵,稱體下部設有氣動球閥(閥體材料為 304 不銹鋼)。在進水管路上加裝手動、氣動球閥(閥體材料為 304 不銹鋼,手動球閥用于檢修氣動蝶閥)。在卸水管路上分別在對應的攪拌機進水管且設有氣動球閥。

        3.2.2 自動控制系統(tǒng)改造

        (1)飛灰自動輸送:螺旋機的輸送量確保在 90 秒之內將稱內的粉料卸至攪拌機內。螺旋機無論是左旋還是右旋對應的氣動蝶閥均提前 5秒打開,螺旋機機停止運轉對應的氣動蝶閥延遲 5 秒關閉,上述工作由 PLC 自動完成。運行時 PLC 控制先啟動灰倉下方的卸灰閥、刮板機及輸送螺旋機,當重量達到設定重量值時(重量設定通過PLC 設定完成),輸送設備自動停止飛灰計量,計量結束。

        (2)水泥:飛灰稱體由懸臂式傳感器與支架連接。計量稱上部與水泥倉下方的卸灰閥設有軟接頭,下部設有氣動蝶閥。在蝶閥下部設有一臺左右分料的螺旋機,用于向兩臺攪拌機內分別投料。螺旋機機體出口上部上設有檢修孔,出口處設有氣動蝶閥。

        (3)水與螯合劑自動輸送:供水的氣動球閥打開后向水計量稱注入水,螯合劑泵向螯合劑稱注入螯合劑,當水與螯合劑達到設定值時(重量設定值由PLC進行設定),通過PLC關閉球閥及停止螯合劑泵運轉,水及螯合劑計量結束。再通過PLC程序設定,自動開啟螯合劑稱下部的球閥,將螯合劑注入水中充分混合,計量結束。

        (4)控制系統(tǒng):采用智能可編程序控制器(西門子S7-300型PLC)控制,具有數(shù)據(jù)采集、在線檢測、報警和自動起停機等功能。生產(chǎn)界面采用人性化工藝流程,實時反映整個飛灰處理在工藝流程中各設備工作狀態(tài),操作方便直觀,具體如下:

        a)采用就地工程師站控制方式,PLC 控制柜安裝在車間控制室內,PLC控制柜提供 RS-485 接口,可以連接工控計算機;

        b)就地控制可以進行包括設備就地或遠控模式切換,實現(xiàn)系統(tǒng)啟停、單設備啟停切換;

        c)工控計算機和組態(tài)軟件可實時顯示流程圖、設備運行狀態(tài)、報警信息等,并且將運行參數(shù)、運行記錄、控制、報警、故障等歷史數(shù)據(jù)儲存在硬盤中,自動生成報表,供拷貝和打?。?/p>

        d)運行時點擊觸摸屏的上按鈕,下達運行指令,控制各系統(tǒng)工作并啟動對應的電機或電磁閥,用于供料、攪拌、卸料。飛灰穩(wěn)定化處理系統(tǒng)采用獨立的 PLC+觸摸屏或上位機控制系統(tǒng)進行控制。

        e)模塊組成:系統(tǒng)控制模塊分別為開關功能模塊、順序控制功能模塊、閥門功能模塊,電機功能模塊、模擬量功能模塊、控制器功能模塊、計量模塊組合執(zhí)行生產(chǎn)任務。

        3.2.3 電氣系統(tǒng)改造

        本次改造電氣部分改造內容較為簡單,主要是新增了一臺現(xiàn)場控制箱及部分動力電纜,用于設備單臺手動、設備現(xiàn)場聯(lián)調工作。此外,為節(jié)約投資,部分電氣元器件安裝在新增PLC控制柜內,用于控制現(xiàn)場各設備。

        3.2.4 氣路控制改造

        由于本項目改造涉及的各介質開關閥門選用的均為啟動電磁閥,因此需要對原有氣路進行改造,通過PLC自動控制氣動電磁閥線圈完成水、飛灰、水泥、螯合劑的添加與截斷。

        4 改造后的效果

        本項目是2016年年底實施改造的,通過近兩年半的運行評價,項目改造是非常成功的,主要體現(xiàn)在環(huán)境效益與社會效益兩方面,具體如下:

        (1)環(huán)境效益:項目實施改造后兩年多以來,嚴格按照工藝配方比例進行飛灰固化鰲合,飛灰固化物送外委托第三方檢測,未出現(xiàn)一例檢測不合格的情況,送至衛(wèi)生填埋場安全填埋后最大限度地減少了對環(huán)境的二次污染。

        (2)社會效益:項目實施后,現(xiàn)場生產(chǎn)操作環(huán)境大為改善,基本杜絕了二次揚塵的發(fā)生;同時大大的提高了飛灰作業(yè)工作效率,有效減輕了現(xiàn)場人工作業(yè)強度,也避免了飛灰固化物檢測不合格須重新固化鰲合的情況發(fā)生。

        5 結語

        隨著國家環(huán)保政策日趨嚴格,如何防止環(huán)境影響事故的發(fā)生,垃圾發(fā)電廠做好“三廢”的無害化處理尤為重要,本項目的實施對垃圾發(fā)電行業(yè)已運營的廠飛灰無害化處理有著非常重要的借鑒與參考意義。

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