一种垃圾焚烧发电厂汽水系统一键启动及智能控制系统的制作方法

本技术涉及垃圾焚烧发电领域，特别是涉及一种垃圾焚烧发电厂汽水系统一键启动及智能控制系统。

背景技术：

1、垃圾焚烧发电是目前处理生活垃圾的主要方式之一，其一方面实现了废弃物的“减量化、无害化、资源化”，另一方面由于含有部分生物质废弃物，与化石燃料发电相比碳排放较小，实现了代替化石燃料发电的双重降碳功能。

2、现有垃圾焚烧电厂朝着智能化、精细化、创新化、高效化的方向发展，在垃圾收储、焚烧控制、烟气排放控制等方面采用智能识别及信号引导技术，实现垃圾的智能收储、高效焚烧，在保证机组运行的稳定性同时提高了运行效率。随着总线技术、信息技术、智能控制算法的发展，目前一些新型垃圾焚烧电厂已可实现发电全流程的可视化与集中控制，在智能控制技术趋向成熟的背景下，将自启停控制系统(aps)引入垃圾焚烧电厂的运营管理中，一方面可以大大减少因人工失误操作带来的故障和风险，另一方面也可以有效提高系统启动及运行效率，降低启动成本及故障率。

3、虽然aps在国内燃煤电站、燃气轮机机组得到部分实践，但是由于aps涉及范围广，调试周期长，在垃圾燃烧发电机组中鲜有成功案例。汽水系统作为发电环节的核心组成部分，其一键启动水平直接影响了垃圾焚烧发电厂aps的整体效率。汽水系统一键启动方案由于传统控制策略设计缺陷等原因，如协调等自动控制系统不能全程、全场景投入，在汽水系统一键启动投运过程中仍存在手动干预的情况，直接降低了发电机组aps自动化水平。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种垃圾焚烧发电厂汽水系统一键启动及智能控制系统，结合现有垃圾焚烧发电、汽水循环、分散控制系统及智能算法的工作原理及组件设置，提升垃圾焚烧发电厂汽水系统启动的精确及稳定性，提升整体的智能化程度。

2、技术方案：本发明所述的一种垃圾焚烧发电厂汽水系统一键启动及智能控制系统，采用断点分层控制原则，包含机组级、功能组级、单元级三层控制结构，所述机组级包含汽水系统主控单元，其接收来自单元级的各设备子组的反馈信号并向功能组级中的各功能组发送控制信号；

3、所述功能组级包含循环水系统、凝结水系统、给水系统、暖管系统、真空系统、轴封系统、疏水系统、启动燃烧功能组、辅助燃烧功能组、润滑油功能组、eh油功能组、sncr功能组及活性炭功能组，各功能组级接收来自机组级主控单元的信号并向单元级中的设备子组发送控制信号，功能组级内采用顺控的控制逻辑，自动核查断点完成条件及各工作票完成情况，完成各启动步序；

4、所述单元级包含各功能组级所对应的功能子组，其接收来自功能组级的控制信号并向机组级中的主控单元反馈工作状态信号；

5、所述汽水系统主控单元在接收启动指令后，向启动燃烧功能组及辅助燃烧功能组发送信号，由其向锅炉提供暖炉蒸汽，待汽包压力达到设定值后开启暖管系统，与此同时循环水系统、凝结水系统及给水系统依次启动完成，随着汽包压力的增加真空系统及轴封系统依次开始启动，根据设置的参数旁路系统自动投入，待汽机开始进汽后汽机疏水系统开始启动，轴封系统启动完成后润滑油功能组开始工作，随后为盘车系统及eh油系统，最后启动sncr及活性炭功能组。

6、作为本发明的进一步优选，所述垃圾焚烧发电厂汽水系统启动时，循环水系统的冷却塔集水池、凝结水系统的水箱热井及给水系统的除氧器同时向主控单元反馈液位高度，若不足各自的设定值则由主控单元发送信号进行补水，保证其液位一直处于设定值之上，在确定冷却塔集水池的水位不低于预定值后，由主动单元发送信号关闭工业废水处理电动阀并打开凝汽器进出口，启动循环水泵，循环水系统开始工作，当循环水泵出口压力及循环冷却水出口压力均达到各自的设定值后主控单元向凝结水系统发送信号，关闭相关气动阀及电动阀并启动凝结水泵，凝结水系统开始工作，待凝结水泵出口母管压力达到设定值后主控单元向给水系统发送信号，启动给水泵，给水系统开始工作。

7、作为本发明的进一步优选，所述循环水系统包括备用循环水泵，所述凝结水系统包括备用凝结水泵，当预选循环水泵或凝结水泵出现故障时，由主控单元发送信号迅速启用备用循环水泵或备用凝结水泵。

8、作为本发明的进一步优选，在汽水系统启动时使用启动燃烧器功能组及辅助燃烧器功能组为焚烧炉底部加热提供热量，给水系统在启动时，主控单元根据历史运行数据及工作计划设定给水泵的工作频率，从而控制给水流量，主控单元根据给水流量向启动燃烧器功能组及辅助燃烧功能组发送信号，从而控制初始辅助加热蒸汽的参数；

9、待汽包压力达到第一设定值后，由主控单元发送信号关闭汽包排空气门及相关排气阀，暖管系统开始工作，待汽包压力达到第二设定值后，由主控单元发送信号开启相关疏水阀，待汽包压力达到第三设定值后，由主控单元发送信号打开蒸汽通道，待汽包压力达到第四设定值后，由主控单元发送信号启动真空系统，在整个升温升压过程中当主蒸汽及再热蒸汽达到各自设定值即视为暖管完成，在这个过程中主控单元根据暖管过程升温升压的工况实时调整辅助加热蒸汽的温度及流量。

10、作为本发明的进一步优选，在暖管系统启动后旁路系统根据设置的参数实现自动投入，所述参数包括压力上限、冲转压力、最小压力、通流阀位、最小阀位、压力变化速率，这些参数由主控单元根据系统工况及历史启机数据进行优化设定；在启动过程中旁路系统涉及最小阀位、最小压力、升压、定压及跟踪5个模式，在暖管系统启动后旁路系统采用最小阀位模式，其阀门开度为前述最小阀位设定值；待主蒸汽压力达到前述最小压力的设定值后旁路系统切换为最小压力模式，逐步开大旁通阀位以保持主蒸汽压力不变；待旁通阀位达到前述通流阀位设定值后旁路系统切换为升压模式，通过微调旁通阀位使得主蒸汽压力平稳上升；待主蒸汽压力达到前述冲转压力值后旁路系统切换为定压模式，通过调节旁通阀位保证主蒸汽压力不变；待汽轮机开始冲转后旁路系统在保证主蒸汽压力不变的情况下逐渐降低阀门开度直至关闭，随后旁路系统切换为跟踪模式，旁通阀始终保持关闭，若主蒸汽压力提升速率超过前述压力变化速率则开启旁路阀进行减速，若主蒸汽压力超过前述压力上限则开启旁路阀进行减压。

11、作为本发明的进一步优选，在暖管系统启动后，主控单元同时向真空系统、轴封系统、疏水系统、启动燃烧功能组、辅助燃烧功能组及润滑油功能组发送信号，真空系统向主控单元反馈汽水分离器液位，润滑油功能组向主控单元反馈润滑油箱液位，若不足则各自加注至设定值以上；

12、待暖管完成后主控单元向上述功能组发送信号，关闭真空破坏阀并启动真空泵，真空系统开始工作，随后主控单元发送信号开启汽封加热器冷却水进出水阀及轴封系统疏水阀，启动轴封风机，轴封系统开始工作，待前汽封压力值在设定区间内时视为轴封系统启动完成，随后疏水系统开始工作，

13、待疏水系统启动后主控单元向启动燃烧器及辅助燃烧器发送信号，利用其对垃圾进行助燃，主控单元根据垃圾进料状况设置启动燃烧器的工作次序及运行时间，并在燃烧过程中根据温度、图像、声波传感器反馈的燃烧状况对辅助燃烧器的升温控制进行调整，在助燃过程中主控单元根据传感器反馈的燃烧状况结合设定值控制启动燃烧功能组及辅助燃烧功能组的加火与减火，待第一烟道顶部温度中间值达到第一设定值后启动燃烧器退出，达到第二设定值后辅助燃烧器退出，同时主控单元发送信号启动排烟风机及润滑油泵，润滑油功能组开始工作。

14、作为本发明的进一步优选，所述真空系统包括备用真空泵，当预选真空泵出现故障时，由主控单元发送信号迅速启用备用真空泵；所述润滑油功能组包括备用润滑油泵或排烟风机，当预选润滑油泵或排烟风机出现故障时，由主控单元发送信号迅速启用备用润滑油泵或排烟风机。

15、作为本发明的进一步优选，待润滑油压达到设定值后主控单元发送信号启动盘车电机并与汽轮机啮合，带动主轴旋转对汽轮机进行预热，在汽轮机内部温度达到设定值后盘车退出。

16、作为本发明的进一步优选，在润滑油功能组启动时主控单元向eh油功能组、sncr功能组及活性炭功能组发送信号，eh油功能组反馈油箱油位，sncr功能组反馈软水罐液位，若两者未达到设定值则进行补充，待润滑油功能组启动完成后主控单元发送信号启动eh油泵，eh油功能组开始工作，待eh油压达到设定值后sncr功能组及活性炭功能组开始工作，主控单元根据燃烧垃圾的类型、燃烧量及燃烧工况设定sncr功能组中相关调节阀的开度及活性炭功能组中气动球阀的开关间隔时间，并根据垃圾燃烧工况的变化进行实时调整。

17、有益效果：(1)本法明利用多类型传感器精确获知燃烧状态，以此对启动及辅助燃烧控制组工作状态进行实时联动控制，快速精确达到垃圾助燃效果。(2)本发明中旁路系统根据运行状况及预设参数，通过条件判定在最小阀位等模式之间实现自动切换，实现汽轮机高效启机。(3)本发明中sncr功能组工作状态根据燃烧工况进行实时联动控制，实现节能增效的污染排放控制。