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Industry News

The vision of non-disruptive waste disposal has made automated technology a reality

Date:2019-08-01 Source:Samsun Technology
        近段时间的上海市民,直面大妈的灵魂拷问——“你是什么垃圾?”这一切调侃,皆因上海垃圾分类政策的强力度推行。然而,公众对垃圾分类的焦点,均放在前期处理,即按垃圾种类“人肉”分开放置,对于垃圾分类后的去向则鲜为人知。本文将为大家揭秘生活垃圾的后端焚烧发电处理工序,以及如何应用自动化技术,高效且无环境污染操作。
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        两条垃圾处理之路:焚烧、填埋
        随着农村城市化、建设美好乡村的推进,中国生活垃圾生产量剧增,对垃圾进行有效的管理与处理迫在眉睫。但事实上,尽管以前没有进行明确的分类,在生活区清洁员以及拾荒大军的层层翻找分拣下,我国生活垃圾中可回收物基本都被提前分拣出来。在施行垃圾分类后,整体垃圾生产量依旧处于上升趋势,但因为废物利用、有毒垃圾专门处理等措施,需处理的垃圾量会减少。而对原来低价值的垃圾进行更加明确的区别收集,也能更好的帮助后端工艺进行针对性处理。
        目前,中国生活垃圾最主要、最有效的处理办法是焚烧与填埋。
        深圳市城市垃圾综合处理设施布局
        城市人口产生垃圾的估算方法为每人每天一公斤生,100万人口城市一天产生的生活垃圾为1000吨。以深圳为例,深圳常住人口超过1500万,意味着一天垃圾产生量15000吨。深圳现建设有若干个垃圾焚烧处理厂,日焚烧处理能力不到1万吨,还有部分无法焚烧需要进行填埋处理。随着垃圾分类带来的处理减量,以及坪山等垃圾焚烧处理厂的建成,深圳的生活垃圾基本可以全部实现焚烧处理。
        垃圾焚烧发电厂的处理流程及工艺
        首先,运输车从各个环卫站将垃圾运到了垃圾处理厂,倒入堆放仓放置几天进行发酵。专业的工作人员操作两个垃圾叼对来自不同区域、不同成分的垃圾进行移动混合,让热值相对均匀。
        第二道工序是将发酵过的垃圾投入焚烧炉中进行燃烧。目前国内使用焚烧炉主要是炉排炉,将垃圾放在炉排炉平行移动的台阶上,在重力的带动下将垃圾边干枯脱水边往前滑动,直至送到炉膛开始焚烧。
        第三道工序是将垃圾焚烧产生的热量通向锅炉,将水烧开汽化推动汽轮机发电。
        垃圾处理工厂结构图
        垃圾焚烧发电厂的处理工艺具备如下特点:
        1、基于垃圾不适合长途运输的特点,垃圾焚烧发电厂的建设遵循就地、就近处理原则。
        2、焚烧炉针对国内生活垃圾多油、水的特点,利用拨火棍原理对炉排炉进行改进,在炉排上添加机械装置对燃烧物进行翻动,促进垃圾充分的燃烧,充分发挥热量。
        3、垃圾处理过程中产生的渗滤液、烟气等污染物增加污水处理、废气处理等处理工序,国家相关部门实时监测,确保符合标准后再进行排放。
        4、对发酵产生的可燃气体直接喷入炉膛进行助燃,垃圾焚烧余的炉渣灰制成砖块用于绿化,处理过程实现最大程度的资源化。
        自动化控制系统,贯穿始终
        在充满了现代化科技的垃圾焚烧发电厂中,自动化技术发挥了极其广泛、重要的应用。可以说,如果没有自动化控制,垃圾焚烧发电厂完全不能工作。
        首先,垃圾焚烧发电厂的中枢神经系统为DCS(集散控制系统)。作为主控系统,DCS掌控了从垃圾抓取、焚烧炉排控制、炉温控制、烟气处理、渗滤液处理、蒸汽发电等整个发电厂的所有环节。每个环节都将信号模块连接到DCS中,DCS对生产情况数据进行记录、分析、管理,实施整个生产过程的所有设备的所有数据监控与整体控制。且DCS采用了硬连接,通过一根线而不是靠无线装置进行连接,具备非常高的可靠性。
        DCS系统下一级是垃圾抓、鼓风机、焚烧炉、渗滤液处理等各个执行机构,每一个执行机构都有着自己的控制系统进行控制,并将相关信号及时反馈给DCS。如判定焚烧炉控制系统判定控制炉内温度控制在何种区间范围内,保证正常燃烧。
        无处不在的变频控制
        自动化行业常见的变频控制,在垃圾焚烧发电厂主要用在垃圾抓、鼓风机、水泵、炉排等执行机构:调节鼓风机的风量大小适中,控制水泵使锅炉里边的水量不干也不溢出来,调节控制炉排的前进速度与搅动频率,以及控制垃圾抓的行走起吊等。
        使用变频控制的核心在于两点,一是满足垃圾焚烧发电厂各个设备的工艺需求,二是可以节能。
        垃圾焚烧发电厂整套控制系统中包含了高压变频、低压变频在内的无数个变频器。目前的趋势是两百千瓦以上设备采用十千伏的高压变频,号称高压变频能效更高。但较之过去,现有低压变频的能效也变得非常高,成本又仅为高压变频的一半,携带的电机成本也仅需高压变频的一半。因而也有建议是设备以五百千瓦为界,五百千瓦以上使用高压变频器。
        作为核心的器件,目前垃圾焚烧发电厂使用的变频器还是倾向于以进口产品为主。就设备建设成本而言,一台按照500吨的处理量的焚烧炉,根据使用设备的不同投资约需求在2亿到4亿之间,大部分都在2亿左右,两台焚烧炉差不多5亿,即1000吨日处理量的焚烧厂投资五亿。五亿投资中,整个变频装置300万左右,其中低压变频约占100万,高压变频约占200万,整体占比不到1%,但其发挥的作用十分可观。
垃圾分类,触发自动化新需求

        回归到眼下轰轰烈烈的垃圾分类活动中,垃圾分类的推行,更多的是推动了垃圾处理行业的发展。
        对已建成的垃圾处理厂而言,垃圾分类的施行虽然带来了焚烧垃圾的减量,但并不会影响其生产工作。针对分类后垃圾焚烧热值明显减低的问题,也可以采用其他方式进行应对。
        对于未来建设的垃圾焚烧发电厂而言,垃圾分类带来的新处理手段,将影响其功能、性能等方面的重新定位,这需要依垃圾分类的具体情况而定。
        对设备供应商而言,垃圾分类带来的新处理手段、新功能需求也将会导致设备的更新,引发处理设备的爆发期。同时,垃圾细分资源化后,对不同类别的垃圾处理产生了新的设备需求。
        处理设备的更新与创新,也将带动伺服系统、变频器、PLC等自动化产品的需求,这对运动控制行业而言,尽管垃圾分类所需的自动化市场不算大,但对于国内而言也算是一个新的市场。


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