西門(mén)子S7-400H PLC在垃圾發(fā)電項(xiàng)目上的應(yīng)用

　　一、引言
       隨著城市人口不斷擴(kuò)張，每天產(chǎn)生的城市垃圾越來(lái)越多，依靠傳統(tǒng)的填埋方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足垃圾處理的需求，因此出現(xiàn)了垃圾焚燒廠來(lái)處理垃圾。由于垃圾焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)，進(jìn)而由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電是一套行之有效的做法。目前，我國(guó)有多個(gè)城市都設(shè)有垃圾發(fā)電廠，一方面能緩解日益緊張的垃圾處理需求，同時(shí)又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)兩全其美的方法。但是，在垃圾處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，對(duì)大氣造成污染，所以需要一個(gè)煙氣凈化系統(tǒng)來(lái)對(duì)垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理。在天津?yàn)I海新區(qū)的垃圾發(fā)電項(xiàng)目中，使用到了基于西門(mén)子PLC S7-400H系列的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用冗余結(jié)構(gòu)，安全可靠，不會(huì)由于故障等原因造成停機(jī)，使得垃圾發(fā)電廠可以持續(xù)進(jìn)行煙氣凈化處理，保持了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
　　
　　二、煙氣凈化工藝簡(jiǎn)介
        煙氣凈化系統(tǒng)的工藝過(guò)程如圖1所示：
　　
　　                                                                               圖1 煙氣凈化系統(tǒng)工藝
       由垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣，首先經(jīng)過(guò)脫酸系統(tǒng)，去除煙氣中包含的酸性氣體，在脫酸系統(tǒng)中加入石灰漿，作為原料，與氣體中的酸性物質(zhì)中和從而達(dá)到脫酸的目的。然后加入消石灰，碳酸氫鈉，硅藻土等物質(zhì)，進(jìn)一步去除氣體中的酸性物質(zhì)。其次，氣體進(jìn)入到除塵系統(tǒng)，主要作用是去掉氣體中的灰塵；最后，氣體到達(dá)脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)由尿素產(chǎn)生氨氣，用來(lái)去除氣體中的氮氧化物。經(jīng)處理后的氣體達(dá)到環(huán)保要求，經(jīng)煙囪排出，其中防白煙風(fēng)機(jī)會(huì)改變煙氣中的含水量，改變氣體排出后的視覺(jué)效果。
　　
　　脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)以及鍋爐產(chǎn)生的灰渣，通過(guò)飛灰輸送系統(tǒng)采集到一起，最后通過(guò)固化處理，填埋的指定區(qū)域。
　　
　　三、控制系統(tǒng)組成
       控制系統(tǒng)硬件的核心是西門(mén)子S7-400H系列PLC，本系統(tǒng)采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某種原因停機(jī)，系統(tǒng)立即切換到副CPU工作，這樣可以保證控制系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。I/O模塊采用西門(mén)子分布式I/O，西門(mén)子ET200M系列，并通過(guò)IM153-2進(jìn)行DP通訊。主控室有5臺(tái)計(jì)算機(jī)，其中2臺(tái)為工程師站，用于程序的修改和調(diào)試；另外3臺(tái)是操作員站，由操作員對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行操作。整個(gè)控制系統(tǒng)布置圖如圖2所示：
        　　
　　                                                                                                 圖2 煙氣凈化控制系統(tǒng)
        四、控制系統(tǒng)
       工作流程控制系統(tǒng)軟件采用STEP7 V5.5進(jìn)行設(shè)計(jì)，從功能上講共分為6部分，其中第1，2部分是兩條生產(chǎn)線，包含脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)，尿素制備系統(tǒng)；第3，4部分是公共部分，包含石灰漿制備，硅藻土制備，活性炭、碳酸氫鈉輸送系統(tǒng)等；第5部分是飛灰輸送，將氣體中的灰渣和鍋爐中的灰渣收集起來(lái)；第6部分是飛灰固化，將收集后的灰渣作固化處理，為填埋做好準(zhǔn)備。
　　
　　上位機(jī)共5臺(tái)，軟件使用WinCC V7.0，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行單體操作和流程控制。下面以1號(hào)生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)的流程控制為例，說(shuō)明控制系統(tǒng)的工作流程，詳見(jiàn)圖3：
　　
　　                     圖3 煙氣凈化系統(tǒng)除塵流程控制
        五、結(jié)束語(yǔ)
        本套控制系統(tǒng)采用西門(mén)子先進(jìn)的S7-400H系列冗余系統(tǒng)，最大限度的保證了客戶(hù)對(duì)煙氣凈化系統(tǒng)的要求，尤其是對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性，持續(xù)性的要求。S7-400H冗余系統(tǒng)保證了系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障的情況下，不會(huì)停機(jī)，保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，上位機(jī)工程師站和操作員站界面友好，易于操作，設(shè)備狀態(tài)顯示和控制清晰可靠，報(bào)警狀態(tài)完備。該控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，安全穩(wěn)定，保證了煙氣凈化控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，得到了客戶(hù)的充分肯定，贏得了良好的口碑。

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