項目背景：某能源有限公司主體是BOT項目，是一座引進國際先進環(huán)保技術(shù)建設(shè)而成的現(xiàn)代化垃圾焚燒發(fā)電廠和垃圾滲濾液處理廠。該廠位于中山市黃圃鎮(zhèn)吳欄村烏珠山旁，占地面積約80000平方米，建筑面積約23000平方米，裝機容量2×1.2萬千瓦，日處理垃圾1000噸、垃圾滲濾液450噸，年發(fā)電超1億度，總投資6億元人民幣。
1、垃圾焚燒發(fā)電簡介
垃圾焚燒發(fā)電廠由垃圾接受系統(tǒng)、垃圾焚燒系統(tǒng)、余熱鍋爐DCS系統(tǒng)及其輔助設(shè)備、汽輪發(fā)電機及其輔助設(shè)備、煙氣處理系統(tǒng)、灰渣處理系統(tǒng)、污水收集系統(tǒng)、燃油輔助系統(tǒng)以及吸收自動控制系統(tǒng)等九大系統(tǒng)組成，配備氨水噴入裝置，能有效降低NOX含量，煙氣排放達歐洲標(biāo)準(zhǔn)，
某公司是爐排焚燒爐-余熱鍋爐焚燒處理生活垃圾后產(chǎn)生蒸汽進行發(fā)電。爐排焚燒爐是垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排（爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)），由于爐排之間的交錯運動，將垃圾向下方推動，使垃圾依次通過爐排上的各個區(qū)域（垃圾由一個區(qū)進入到另一區(qū)時，起到一個大翻身的作用），直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入并與垃圾混合；高溫?zé)煔馔ㄟ^鍋爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽，同時煙氣也得到冷卻，最后煙氣經(jīng)煙氣處理裝置處理后排出。爐排的材質(zhì)要求和加工精度要求高，要求爐排與爐排之間的接觸面相當(dāng)光滑、排與排之間的間隙相當(dāng)小。另外機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損壞率高，維護量大。爐排爐造價及維護費用高，
垃圾焚燒發(fā)電廠是一項再生能源與環(huán)保技術(shù)支撐的環(huán)境保護工程，生活垃圾焚燒發(fā)電后產(chǎn)生的爐渣、灰以及垃圾滲瀝液等均得到有效利用和處理，實現(xiàn)了生活垃圾無害化、減量化、資源化處理的零突破，垃圾圍城狀況得到了有效改善。
2、變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
2.1 焚燒引起的二次污染
以爐排式垃圾焚燒為例，其最大缺點是容易導(dǎo)致二次劇毒污染物二惡英的產(chǎn)生。垃圾中含有苯環(huán)的有機物，它與含氯物質(zhì)(如塑料)在400~600℃高溫下產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，在煙氣中易合成為二惡英，即四氯二苯。爐排焚燒爐的爐膛中，由于助燃物(油、煤等)的投入量不均勻，使得煙氣溫度和煙氣成分很不均勻，在爐膛的局部極易形成400~600℃的溫區(qū)，給二惡英的生成創(chuàng)造了條件，在我國爐排焚燒爐的煙氣出口處也測出過二惡英。
由于垃圾的焚燒是在整個爐膛內(nèi)進行的，因此要求爐膛內(nèi)各點溫度均維持850℃~950℃之間。因此，采用焚燒法處理垃圾時，必須特別注意煙氣的處理問題。
二次污染是在燃燒過程中產(chǎn)生的，它的降低或消除離不開這個過程。充足的空氣(氧氣)是充分燃燒的前提，如何獲得足夠的空氣是解決焚燒引起的二次污染問題的關(guān)鍵。
2.2 風(fēng)量調(diào)節(jié)方法的比較
在垃圾焚燒爐燃燒過程中，風(fēng)量調(diào)節(jié)是極其重要的，在采用變頻調(diào)速之前，主要采用變閥調(diào)節(jié)。變閥調(diào)節(jié)就是在輸送風(fēng)的管道上通過利用改變閥門的開度來調(diào)節(jié)輸送風(fēng)的流量，也稱為節(jié)流調(diào)節(jié)。節(jié)流調(diào)節(jié)是利用改變管道系統(tǒng)阻力，變更管道阻力特性以適合用戶要求的工作點。但是采用這種方法效率將急劇降低，風(fēng)機功率基本不變。目前，還有大量風(fēng)機都是靠風(fēng)門來節(jié)流，系統(tǒng)輸入功率并未減少，能量白白浪費在節(jié)流過程中。變頻調(diào)速是利用改變風(fēng)機的性能曲線來改變工作點，調(diào)速過程中，風(fēng)門或閥門都處于全開狀態(tài)，調(diào)節(jié)過程中沒有附加阻力，效率高，是一種比較理想的調(diào)節(jié)方法。風(fēng)機變頻調(diào)速，是采用交流變頻控制器以控制風(fēng)機拖動電機定子繞組中三相交流電源的頻率在0～50Hz之間平滑調(diào)節(jié)，從而控制電動機按所需的最佳轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，進而改變風(fēng)機的運行轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)節(jié)控制。風(fēng)機采用變頻變速調(diào)節(jié)時，其效率幾乎不變，風(fēng)流量隨轉(zhuǎn)速按一次方規(guī)律變化，而軸功率按3次方規(guī)律變化。采用變頻調(diào)速時，還可以降低風(fēng)機的噪聲，減輕磨損，延長使用壽命。上述比較表明，為了保證充分燃燒，采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量是明智的。
2.3 森蘭變頻器在垃圾焚燒爐的應(yīng)用
城市固體垃圾特性的復(fù)雜多變性及垃圾焚燒爐燃燒過程的非線性、時變性與不確定性決定了燃燒過程優(yōu)化控制的難度，充分燃燒是指無論何種燃料燃質(zhì)總能在燃燒過程中完全氧化燒凈，即在任何一個時刻在燃燒空間的任何一個點都要保證恰當(dāng)?shù)目?氣)燃(料)比，從控制理論角度考慮這是必須的，也就是空氣流量要同步跟蹤燃料燃質(zhì)流量，否則難以保證充分燃燒。但是燃料燃質(zhì)是隨時間變化的不確定性量，并無嚴(yán)格的變化規(guī)律。因此，從執(zhí)行機構(gòu)角度考慮采用變頻調(diào)速方式響應(yīng)速度快，相比之下能比較好地保證空(氣)燃(料)比的跟蹤特性，顯然電氣傳動部分應(yīng)該采用變頻器。
該能源有限公司配置兩臺12MW的汽輪發(fā)電機組，鍋爐引風(fēng)機500kW，二次鼓風(fēng)機132kW。選用森蘭SB70矢量控制變頻器，變頻器的調(diào)速等信號全由“DCS”系統(tǒng)提供，同時變頻器為“DCS”提供監(jiān)測信號，實現(xiàn)遠程控制的目的。
森蘭SB70G系列變頻器采用無速度傳感器矢量控制算法，具有較高的調(diào)速精度。SB70系列變頻器為希望森蘭科技股份有限公司自主開發(fā)的新一代低噪音、高性能、可靠性高、功能強大的工程型變頻器，采用轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方式，實現(xiàn)了對電機大轉(zhuǎn)矩高精度的控制。其操作面板具有編程、操作、參數(shù)復(fù)制、熱拔插功能，大大方便了操作人員對參數(shù)的修改（僅對一臺變頻器設(shè)置參數(shù)，其它均可進行參數(shù)復(fù)制，減少調(diào)試過程中的工作量），速定給定可通過端子切換，減少了外部繁鎖的連接線。瞬時掉電時，通過母線電壓控制，實現(xiàn)不間斷運行；還可根據(jù)負(fù)載特性和環(huán)境溫度，自動調(diào)整載波頻率。
森蘭變頻柜圖
3、結(jié)束語
由于引風(fēng)機、二次鼓風(fēng)機均為平方轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載，由于設(shè)計上留有余量和運行過程中負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)的范圍較大，節(jié)能很顯著。采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，使空氣流量同步跟蹤燃料燃質(zhì)流量，保證燃料的充分燃燒，減少有害物質(zhì)的排放。改造過程中為方便操作，將變頻器的調(diào)節(jié)、熱工儀表的顯示，全部做在操作面板上，使操作更為直觀方便，減輕了工人的勞動強度。使用變頻器后，電機均為軟起動，減小啟動電流過大帶來的沖擊，另外，機械的轉(zhuǎn)速降低后，機械的磨損減少，使用壽命延長了，間接經(jīng)濟效益也很可觀。
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