垃圾发电的控制单片机在垃圾发电测控系统中的应用Word下载.docx
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3.2垃圾焚烧过程中如何防止二恶英产生的控制技术
3.3垃圾焚烧烟气净化理技术
3.4垃圾焚烧炉干法尾气净化工艺与优点
4.单片机在垃圾发电控制系统中的应用
4.1温度的监控
4.2压力的监控
4.3液位的监控
4.4气流的监控
4.5电机运行状态的控制
4.6被控参量的显示
4.7单片机与上位机的数据通信
5.垃圾发电测控系统的搭建
5.1总线的选择与转换
5.2测控系统的结构
6.目前国内垃圾发电还需要解决的问题
6.1人们环保意识
6.2正确看待垃圾发电
6.3国家相关政策的制定与扶持
1、垃圾发电的现状与意义
1.概述
随着社会的不断发展,科技的不断进步,城市的不断增多与扩大。
在我们生活的周围城市和工业的垃圾也变得越来越多,已成为受到人们重视的城市污染源之一。
为了美化我们生活的城市,改善生活环境,造福人类,使城市生态系统良性循环,环境与社会经济协调发展。
因此,处理城市垃圾已成为日益迫切的城市基础设施建设任务之一。
因此垃圾发电也就随之产生了。
1.1国内
我国是一个发展中国家,改革开放后城市发展迅速,但是我国的城市基础设施的建设相对一些发达的国家来说还是比较薄弱,城市垃圾已成为城市环境污染源之一。
中国的人多地少,人们对生活环境要求越来越高随着中国城市化进程的加快,而垃圾污染日益严重。
对垃圾处理不当,可能会造成严重的大气、水和土壤污染,并将占用大量土地,从而制约城市的生存与发展。
早期的垃圾填埋也不再适合我国国情。
结合我国国情分析,焚烧处理垃圾利用其余热发电或供热是城市垃圾处理无害化、减量化和资源化的最有前途的方法,更适合中国国情。
目前,国内一些城市采用国外技术或国内自行开发技术建设和正在建设一批垃圾发电厂,已开始取得一些较好的社会效益。
随着国家环保政策的实施和城市基础建设的加快,垃圾发电在我国将会得到迅速发展,也必将成为我国极有发展前途的一种产业。
1.2国外
国外一发达国家的垃圾发电比我国发展的早很多年,现在已经形成了许多先进成熟的技术,并在国外得到很好应用与发展。
国外在垃圾分拣方面也做得很好,什么样的垃圾该放哪里都有相关的法律明确规定,这对垃圾发电技术的发展也起到一定的促进作用。
由东北电力设计院张之川先生编写《国外垃圾发电技术及开发现状》对现在国外的垃圾发电的相关技术做了比较详细的介绍。
将本文垃圾发电方式主要有一般垃圾发电、RDF发电和MEET综合发电三种。
摘要如下:
一般垃圾发电。
利用城市一般垃圾当作燃料,采用能燃烧一般垃圾、树皮等低温热值的循环流化床锅炉进行发电。
日本目前以一般垃圾发电为主,全国约有180座,其中50MW、10MW以上有15座,其余均为10MW以下,装机总量近800MW。
RDF发电。
RDF(RefuseDerivedFuel)燃料是由制造厂从一般垃圾中分拣出废塑料、废料渣、木屑等,经过破碎、干燥、压形、固化,制造过程严防二氧化物的发生,制成无害固体燃料,即RDF燃料。
然后将RDF燃料运到电厂进行发电。
RDF制造厂可因地分散建立,就地制成RDF燃料,它为粉笔形状,直径15mm,长度50mm,发热量为14595~20016kJ/kg,在制造过程中灭菌,故可运到RDF燃料集中点进行RDF发电。
美国芝加哥郊外的伊利诺斯洲的Robbins是首次使用循环流化床锅炉的50000kV的大型RDF发电站,由世界水平的流化床锅炉厂家FosterWheeler公司制造,在1997年开始运行;
日本1995年在群马等四县及宇都兴产等地实施RDF发电,发电规模为10~30MW,1996~1997年在其他各地相继实施。
MEET综合发电。
在制造厂设置可处理和提取能源的设备,将生产各阶段的垃圾所具有的热能提取的技术称为MEET(Multi-StagedEnthalphyExtraction)工程。
该技术可就地处理垃圾,并利用垃圾具有的热能将灰分溶解,固化为无害,加工成建筑材料,并回收铁、铜、铝、矿渣等资源,同时还进行发电。
其电力作为本制造厂的动力,多余出售,既提高制造厂综合经济效益,又保护了环境。
一般垃圾发电站建设在城市,垃圾充足的地方;
RDF发电站,可由各分散点的RDF燃料制造点运输到RDF发电厂进行发电,供电给人口疏稀的广大地区,是极为有利的方式;
一般垃圾发电几乎为空冷,少数为水冷,而RDF发电为水冷;
一般垃圾发电用锅炉效率不超过70%,而RDF流化床锅炉可达90~91.5%;
RDF流化床锅炉与一般垃圾发电的锅炉相比,前者燃烧后的灰量较少,为9%左右,且灰里没有溶渣,是疏散粒状,装卸方便,灰处理及用费较少,而一般垃圾发电灰量较多,为14~15%。
从环保考虑RDF发电是今后发展的方向,适用于人口在30~40万、日处理一般垃圾400t、安装10MW机组。
目前,我国不断加强城市环保工作,特别对大气、水、垃圾和噪声污染的综合治理作为重点。
根据统计,我国城市生活垃圾的年产量约为一亿吨以上且每年以8%速度递增。
因此,城市生活的有效处理垃圾已迫在眉睫。
解决办法可首先在大、中城市边缘地点建设一般垃圾发电站;
在工业区内,各制造厂设立RDF燃料厂,将RDF燃料运到RDF发电厂进行发电;
由于MEET综合发电处于研究开发阶段,有待我们去开发利用。
1.3垃圾发电的意义
随着现代化进程的加快,工业垃圾与生活垃圾等的大量增加,而填埋等传统垃圾处理方法使得土地资源减少和环境污染。
因为大量的垃圾填埋需要占用很多的土地资源,而垃圾中有很多有害的物资。
由于长期的填埋这些有害物资中的毒素将会下渗到地下水,经过长时间的不断积累,它将会污染地下水,那必将会造成很大的影响,亦将会影响我们的子孙后代。
考虑到这些垃圾填埋的方法已不再适应现代社会发展的要求。
而垃圾焚烧发电随着技术的不断进步,它不进可以节约出大量的占用土地,而且把污染环境的垃圾变废为宝,使资源得到可持续发展,把危害人类的垃圾变成服务人类社会的资源。
这样高新环保产业必将得到加快发展。
在不久的未来,垃圾发电将会变成最主要的垃圾处理方式。
垃圾并不是百无一用的废物,它只是被放错地方的资源,只要科学地加以利用,它就会成为地球上唯一可以不断增长的可再生资源。
2、垃圾焚烧发电的原理与工艺流程
2.1焚烧垃圾发电原理
垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。
其中:
一是对燃烧值较高的进行高温焚烧(也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机物),在高温焚烧(产生的烟雾经过处理)中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。
二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生一种气体叫甲烷,也叫沼气。
再经燃烧,把热能转化为蒸气,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。
从能量转换的角度来说就是,把垃圾中的物资能经过转化燃烧变成热能,再由热能转化为蒸汽,蒸汽推动涡轮机转动转化为机械能,涡轮机带动发电转动发电产生电能。
发电机输送出来的电能经过一定的处理后,就可以输送到电网中,电能通过电网,输送到各地,实现了垃圾处理的资源化。
为生活和工业供电,为人类社会服务。
垃圾发电的原理基本上都是一样的,就是在工艺上有所区别。
而垃圾焚烧发电工艺的主要区别在于采用何种焚烧炉。
选用不同的炉构成不同的燃烧系统。
西方一些发达的国家目前通用的垃圾焚烧系统主要有以下几类:
(1)垃圾层燃焚烧系统,如采用滚动炉排、水平往复推饲炉排和倾斜往复炉排(包括顺推和逆推倾斜往复炉排)等。
层燃焚烧方式的主要特点是垃圾无需严格的预处理。
滚动炉排和往复炉排的拨火作用强,比较适用于低热值、高灰分的城市垃圾的焚烧;
(2)流化床式焚烧系统,垃圾的悬浮燃烧,空气与垃圾充分接触,燃烧效果好。
但是流化床燃烧需要颗粒大小较均匀的燃料,同时也要求燃料给料均匀,故一般难以焚烧大块垃圾,因此流化床式焚烧系统对垃圾的预处理要求严格,由此限制了其在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。
其特点是:
流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置,石英砂对设备磨损严重,设备维护量大。
该工艺比较适合我国的国情,燃烧比较复杂、水分比较多的垃圾也能够把垃圾燃烧彻底,温度也比较高,投资也比较低,是适合中国国情的工艺流程。
(3)旋转筒式焚烧炉系统其工作原理是将垃圾投入连续、缓慢转动的筒体内焚烧,炉体水平放置并略为倾斜。
通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧,同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉体。
故能够实现垃圾与空气的良好接触和均匀充分的燃烧。
西方国家多将该类焚烧炉用于有毒、有害工业垃圾的处理。
特点是设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排放量低。
但燃烧不易控制,垃圾热值低时燃烧困难。
该工艺对于垃圾量比较少的地区可以采用该工艺。
(4)脉冲抛式炉排焚烧炉系统其工作原理:
垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。
如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。
助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧,同时使垃圾悬浮在空中。
挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;
高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。
其优点是:
1)处理垃圾范围广泛能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等。
2)燃烧热效率高正常燃烧热效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃烧热效率也在70%以上。
3)运行维护费用低由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平,因此运行人员少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人),维护工作量也较少。
4)可靠性高经过近20年运行表明,此焚烧炉故障率非常低,年运行8000小时以上,一般利用率可达95%以上。
5)排放物控制水平高由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理。
经长期测试,烟气排放物中CO含量1—10PPM,HC含量2—3PPM,NOx含量35PPM,完全符合欧美排放标准。
烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃,并且停留时间达2秒以上,可使二恶英基本分解,烟气中二恶英的含量为0.04ng/m3,远低于欧美标准0.1ng/m3。
6)炉排在压缩空气的吹扫下,有自清洁功能。
在西方经济发达的国家,其城市垃圾推积的密度较小,分类收集,热值高而且灰分与水分较低。
我国的垃圾在垃圾分类收集这方面做得还不够好,许多各类的垃圾都推积在一起,而且垃圾的热值较低,水分含量又相对较高。
结合我国的国情借鉴国外的技术,经过引进与改造,我国某些城市也设计出一些适合我国国情的垃圾焚烧系统。
下面介绍垃圾焚烧发电工艺流程图:
垃圾焚烧发电厂主要由垃圾传送、垃圾焚烧、余热利用、烟气处理排放、污水处理、灰渣处置和电气及仪表自控等系统组成。
垃圾池内的垃圾由设在垃圾池上方的抓斗吊车送入垃圾料斗,再经喂料器送入焚烧炉的炉排进行燃烧。
垃圾与炉排片上的均匀气孔喷出的助燃空气混合燃烧,燃烧产生的热量进入余热锅炉,将锅炉给水加热到压力约3.9Mpa,温度390℃左右的蒸汽,再推动汽机发电机组发电。
由主燃烧室挥发和裂解出来的烟气经烟气处理设备和静电除尘
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- 垃圾 发电 控制 单片机 测控 系统 中的 应用