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1、垃圾焚燒發(fā)電仿真機15MW循環(huán)流化床垃圾發(fā)電仿真系統(tǒng) 一、引言 二、仿真對象簡介 三、仿真機簡介 3.1硬件系統(tǒng)構(gòu)成 3.2軟件系統(tǒng)構(gòu)成 四、數(shù)學(xué)模型 4.1燃燒系統(tǒng) 4.2煙氣處理 五、小結(jié)一、引言隨著人們生活水平的提高，產(chǎn)生了越來越多的生活垃圾，垃圾發(fā)電應(yīng)運而生。垃圾發(fā)電可以變廢為寶，不但充分利用了垃圾的熱值，又能對燃燒產(chǎn)生的有害成份通過煙氣處理系統(tǒng)進行統(tǒng)一處理，減少對環(huán)境的污染。但垃圾熱值低，不易燃燒，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)定。而循環(huán)流化床鍋爐燃燒穩(wěn)定的特點，正好解決了這一問題，因此循環(huán)流化床垃圾發(fā)電機組逐漸成為垃圾發(fā)電
2、的主流方式。為了滿足循環(huán)流化床垃圾發(fā)電機組運行人員的培訓(xùn)需求，天津電力公司培訓(xùn)中心與清華大學(xué)和北京恒和大風(fēng)軟件技術(shù)有限公司合作開發(fā)了我國第一套循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電仿真系統(tǒng)。二、仿真對象簡介本套仿真系統(tǒng)是以鹽城垃圾發(fā)電廠2×15MW垃圾發(fā)電仿真機組為仿真對象。該電廠采用兩臺75t/h高溫高壓循環(huán)流化床垃圾焚燒爐和兩臺15MW抽凝式汽輪發(fā)電機組，單爐日處理垃圾400t。經(jīng)過焚燒處理的垃圾體積可減小90%，重量可減輕80%，實現(xiàn)了垃圾的減量化處理。垃圾焚燒發(fā)電徹底解決了原填埋處理帶來的土地浪費及環(huán)境污染問題，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益，日發(fā)電量66萬kW，輸入電網(wǎng)60
3、萬kW。三、仿真機簡介本套仿真機是一套全范圍、高逼真度的全數(shù)字仿真機，用軟件實現(xiàn)現(xiàn)場的所有控制系統(tǒng)及其設(shè)備的運行。3.1硬件系統(tǒng)構(gòu)成硬件系統(tǒng)主要由計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和附屬設(shè)備構(gòu)成。計算機系統(tǒng)全部采用微型計算機，網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，主要包括如下設(shè)備：仿真服務(wù)器（兼指導(dǎo)教師工作站），工程師站，DCS操作站，就地操作站，多媒體站、投影系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，打印機等，如圖一所示。圖一仿真機硬件構(gòu)成3.2軟件系統(tǒng)構(gòu)成軟件系統(tǒng)由仿真引擎SimuEngine、圖形化建模軟件SimuBuilder、數(shù)學(xué)模型、DCS操作界面、就地操作界面以及多媒體軟件等部分組成，如圖二所示。?圖二仿真機
4、軟件構(gòu)成仿真引擎SimuEngine運行在服務(wù)器上，兼有指導(dǎo)教師工作站的功能。數(shù)學(xué)模型程序也運行于服務(wù)器上。服務(wù)器上可同時起５個不同流程的SimuEngine，每個流程運行各自的模型程序，相互之間互不干擾，可以同時進行多組人員的培訓(xùn)。圖形化建模系統(tǒng)SimuBuilder在開發(fā)階段用于搭建和調(diào)試數(shù)學(xué)模型，交付用戶后，則作為工程師站軟件使用。使用SimuBuilder，可以方便地將實際物理設(shè)備及相互之間的連接關(guān)系用圖形化的手段描述出來，然后自動生成對應(yīng)的仿真系統(tǒng)模型。流體網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可以自動識別，并生成相應(yīng)的算法程序，大大加速了建模和調(diào)試的速度。仿真引擎
5、提供的指導(dǎo)教師工作站除提供傳統(tǒng)的仿真功能如工況的加載和保存、凍結(jié)與解凍、改變仿真速度、回退、追憶、故障設(shè)置等功能外，還能提供操作記錄、自動評分、遠程培訓(xùn)等功能，使仿真機培訓(xùn)更加方便、靈活，提高了培訓(xùn)效率和效果。DCS操作界面實現(xiàn)的是現(xiàn)場DCS控制系統(tǒng)的操作功能，操作方式及動態(tài)屬性都與現(xiàn)場一致。圖三鍋爐系統(tǒng)總貌DCS系統(tǒng)就地操作畫面實現(xiàn)對就地設(shè)備的操作，主要是對就地手動門的操作。圖四鍋爐汽水系統(tǒng)就地畫面為了方便每個學(xué)員能夠全面掌握電廠運行技術(shù)，特意對畫面進行了改造，可以通過總控界面實現(xiàn)DCS與就地的切換，學(xué)員在一臺學(xué)員機上就可以進入鍋爐、汽機、電氣等專業(yè)的DC
6、S及就地畫面。四、數(shù)學(xué)模型 本套仿真機是包括鍋爐、汽機、電氣和控制系統(tǒng)的高逼真度的專業(yè)仿真機。即可以實現(xiàn)正常運行時的運行培訓(xùn)需要，也可以實現(xiàn)故障時的故障分析與故障處理。包括了鍋爐、汽機、電氣專業(yè)的100多個故障，事故現(xiàn)象與事故處理基本上與現(xiàn)場一致，讓學(xué)員在仿真機上學(xué)習(xí)故障分析與故障處理將會減小故障帶來的損失。本仿真系統(tǒng)以理論數(shù)學(xué)模型為主、采用少量經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，通過清華大學(xué)在數(shù)學(xué)模型方面和恒和大風(fēng)公司的建模技術(shù)方面的優(yōu)勢相結(jié)合，具有很高的仿真精度和實時性，可以同時進行多至5套仿真模型的同時運行。循環(huán)流化床垃圾發(fā)電仿真機與傳統(tǒng)機組最大的不同就是鍋爐的燃燒系統(tǒng)和煙氣
7、處理部分，下面將著重對這兩個系統(tǒng)進行介紹。4.1燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)主要以爐膛為中心，從下到上依次是風(fēng)室、點火槍燃燒室、布風(fēng)板、密相區(qū)，稀相區(qū)。煤和垃圾經(jīng)一次風(fēng)流化后，主要在密相區(qū)燃燒，析出的揮發(fā)份在稀相區(qū)燃燒，未燃燒的顆粒經(jīng)分離器雙回到密相區(qū)重新燃燒。引風(fēng)機用于維持爐膛出口負壓為-100Pa左右，運行過程中引為機可投自動。一次風(fēng)機從爐膛下部的風(fēng)室進入，經(jīng)過布風(fēng)板后將煤和垃圾流化燃燒。二次風(fēng)從密相區(qū)進入爐膛用于助燃。由于垃圾燃燒易產(chǎn)生二惡英等有害物質(zhì)，所以只有爐膛出口溫度高于850攝氏度時才可投垃圾。4.2煙氣處理由于垃圾成份的特殊，燃燒后易產(chǎn)生二惡英、二氧化硫
8、、氯化氫、重金屬等有害物質(zhì)。因此煙氣處理也成了垃圾發(fā)
