行業新聞
不擾民的垃圾處理愿景，已讓自動化技術成為現實
日期：2019-08-01
來源：三姆森科技
近段時間的上海市民，直面大媽的靈魂拷問——“你是什么垃圾？”這一切調侃，皆因上海垃圾分類政策的強力度推行。然而，公眾對垃圾分類的焦點，均放在前期處理，即按垃圾種類“人肉”分開放置，對于垃圾分類后的去向則鮮為人知。本文將為大家揭秘生活垃圾的后端焚燒發電處理工序，以及如何應用自動化技術，高效且無環境污染操作。
兩條垃圾處理之路：焚燒、填埋
隨著農村城市化、建設美好鄉村的推進，中國生活垃圾生產量劇增，對垃圾進行有效的管理與處理迫在眉睫。但事實上，盡管以前沒有進行明確的分類，在生活區清潔員以及拾荒大軍的層層翻找分揀下，我國生活垃圾中可回收物基本都被提前分揀出來。在施行垃圾分類后，整體垃圾生產量依舊處于上升趨勢，但因為廢物利用、有毒垃圾專門處理等措施，需處理的垃圾量會減少。而對原來低價值的垃圾進行更加明確的區別收集，也能更好的幫助后端工藝進行針對性處理。
目前，中國生活垃圾最主要、最有效的處理辦法是焚燒與填埋。
垃圾焚燒發電廠的處理流程及工藝
首先，運輸車從各個環衛站將垃圾運到了垃圾處理廠，倒入堆放倉放置幾天進行發酵。專業的工作人員操作兩個垃圾叼對來自不同區域、不同成分的垃圾進行移動混合，讓熱值相對均勻。
第二道工序是將發酵過的垃圾投入焚燒爐中進行燃燒。目前國內使用焚燒爐主要是爐排爐,將垃圾放在爐排爐平行移動的臺階上，在重力的帶動下將垃圾邊干枯脫水邊往前滑動，直至送到爐膛開始焚燒。
第三道工序是將垃圾焚燒產生的熱量通向鍋爐，將水燒開汽化推動汽輪機發電。
1、基于垃圾不適合長途運輸的特點，垃圾焚燒發電廠的建設遵循就地、就近處理原則。
2、焚燒爐針對國內生活垃圾多油、水的特點，利用撥火棍原理對爐排爐進行改進，在爐排上添加機械裝置對燃燒物進行翻動，促進垃圾充分的燃燒，充分發揮熱量。
3、垃圾處理過程中產生的滲濾液、煙氣等污染物增加污水處理、廢氣處理等處理工序，國家相關部門實時監測，確保符合標準后再進行排放。
4、對發酵產生的可燃氣體直接噴入爐膛進行助燃，垃圾焚燒余的爐渣灰制成磚塊用于綠化，處理過程實現最大程度的資源化。
自動化控制系統，貫穿始終
在充滿了現代化科技的垃圾焚燒發電廠中，自動化技術發揮了極其廣泛、重要的應用。可以說，如果沒有自動化控制，垃圾焚燒發電廠完全不能工作。
首先，垃圾焚燒發電廠的中樞神經系統為DCS（集散控制系統）。作為主控系統，DCS掌控了從垃圾抓取、焚燒爐排控制、爐溫控制、煙氣處理、滲濾液處理、蒸汽發電等整個發電廠的所有環節。每個環節都將信號模塊連接到DCS中，DCS對生產情況數據進行記錄、分析、管理，實施整個生產過程的所有設備的所有數據監控與整體控制。且DCS采用了硬連接，通過一根線而不是靠無線裝置進行連接，具備非常高的可靠性。
DCS系統下一級是垃圾抓、鼓風機、焚燒爐、滲濾液處理等各個執行機構，每一個執行機構都有著自己的控制系統進行控制，并將相關信號及時反饋給DCS。如判定焚燒爐控制系統判定控制爐內溫度控制在何種區間范圍內，保證正常燃燒。
無處不在的變頻控制
自動化行業常見的變頻控制，在垃圾焚燒發電廠主要用在垃圾抓、鼓風機、水泵、爐排等執行機構：調節鼓風機的風量大小適中，控制水泵使鍋爐里邊的水量不干也不溢出來，調節控制爐排的前進速度與攪動頻率，以及控制垃圾抓的行走起吊等。
使用變頻控制的核心在于兩點，一是滿足垃圾焚燒發電廠各個設備的工藝需求，二是可以節能。
垃圾焚燒發電廠整套控制系統中包含了高壓變頻、低壓變頻在內的無數個變頻器。目前的趨勢是兩百千瓦以上設備采用十千伏的高壓變頻，號稱高壓變頻能效更高。但較之過去，現有低壓變頻的能效也變得非常高，成本又僅為高壓變頻的一半，攜帶的電機成本也僅需高壓變頻的一半。因而也有建議是設備以五百千瓦為界，五百千瓦以上使用高壓變頻器。
作為核心的器件，目前垃圾焚燒發電廠使用的變頻器還是傾向于以進口產品為主。就設備建設成本而言，一臺按照500噸的處理量的焚燒爐，根據使用設備的不同投資約需求在2億到4億之間，大部分都在2億左右，兩臺焚燒爐差不多5億，即1000噸日處理量的焚燒廠投資五億。五億投資中，整個變頻裝置300萬左右，其中低壓變頻約占100萬，高壓變頻約占200萬，整體占比不到1%，但其發揮的作用十分可觀。
垃圾分類，觸發自動化新需求
回歸到眼下轟轟烈烈的垃圾分類活動中，垃圾分類的推行，更多的是推動了垃圾處理行業的發展。
對已建成的垃圾處理廠而言，垃圾分類的施行雖然帶來了焚燒垃圾的減量，但并不會影響其生產工作。針對分類后垃圾焚燒熱值明顯減低的問題，也可以采用其他方式進行應對。
對于未來建設的垃圾焚燒發電廠而言，垃圾分類帶來的新處理手段，將影響其功能、性能等方面的重新定位，這需要依垃圾分類的具體情況而定。
對設備供應商而言，垃圾分類帶來的新處理手段、新功能需求也將會導致設備的更新，引發處理設備的爆發期。同時，垃圾細分資源化后，對不同類別的垃圾處理產生了新的設備需求。
處理設備的更新與創新，也將帶動伺服系統、變頻器、PLC等自動化產品的需求，這對運動控制行業而言，盡管垃圾分類所需的自動化市場不算大，但對于國內而言也算是一個新的市場。
隨著農村城市化、建設美好鄉村的推進，中國生活垃圾生產量劇增，對垃圾進行有效的管理與處理迫在眉睫。但事實上，盡管以前沒有進行明確的分類，在生活區清潔員以及拾荒大軍的層層翻找分揀下，我國生活垃圾中可回收物基本都被提前分揀出來。在施行垃圾分類后，整體垃圾生產量依舊處于上升趨勢，但因為廢物利用、有毒垃圾專門處理等措施，需處理的垃圾量會減少。而對原來低價值的垃圾進行更加明確的區別收集，也能更好的幫助后端工藝進行針對性處理。
目前，中國生活垃圾最主要、最有效的處理辦法是焚燒與填埋。
深圳市城市垃圾綜合處理設施布局
城市人口產生垃圾的估算方法為每人每天一公斤生，100萬人口城市一天產生的生活垃圾為1000噸。以深圳為例，深圳常住人口超過1500萬，意味著一天垃圾產生量15000噸。深圳現建設有若干個垃圾焚燒處理廠，日焚燒處理能力不到1萬噸，還有部分無法焚燒需要進行填埋處理。隨著垃圾分類帶來的處理減量，以及坪山等垃圾焚燒處理廠的建成，深圳的生活垃圾基本可以全部實現焚燒處理。垃圾焚燒發電廠的處理流程及工藝
首先，運輸車從各個環衛站將垃圾運到了垃圾處理廠，倒入堆放倉放置幾天進行發酵。專業的工作人員操作兩個垃圾叼對來自不同區域、不同成分的垃圾進行移動混合，讓熱值相對均勻。
第二道工序是將發酵過的垃圾投入焚燒爐中進行燃燒。目前國內使用焚燒爐主要是爐排爐,將垃圾放在爐排爐平行移動的臺階上，在重力的帶動下將垃圾邊干枯脫水邊往前滑動，直至送到爐膛開始焚燒。
第三道工序是將垃圾焚燒產生的熱量通向鍋爐，將水燒開汽化推動汽輪機發電。
垃圾處理工廠結構圖
垃圾焚燒發電廠的處理工藝具備如下特點：1、基于垃圾不適合長途運輸的特點，垃圾焚燒發電廠的建設遵循就地、就近處理原則。
2、焚燒爐針對國內生活垃圾多油、水的特點，利用撥火棍原理對爐排爐進行改進，在爐排上添加機械裝置對燃燒物進行翻動，促進垃圾充分的燃燒，充分發揮熱量。
3、垃圾處理過程中產生的滲濾液、煙氣等污染物增加污水處理、廢氣處理等處理工序，國家相關部門實時監測，確保符合標準后再進行排放。
4、對發酵產生的可燃氣體直接噴入爐膛進行助燃，垃圾焚燒余的爐渣灰制成磚塊用于綠化，處理過程實現最大程度的資源化。
自動化控制系統，貫穿始終
在充滿了現代化科技的垃圾焚燒發電廠中，自動化技術發揮了極其廣泛、重要的應用。可以說，如果沒有自動化控制，垃圾焚燒發電廠完全不能工作。
首先，垃圾焚燒發電廠的中樞神經系統為DCS（集散控制系統）。作為主控系統，DCS掌控了從垃圾抓取、焚燒爐排控制、爐溫控制、煙氣處理、滲濾液處理、蒸汽發電等整個發電廠的所有環節。每個環節都將信號模塊連接到DCS中，DCS對生產情況數據進行記錄、分析、管理，實施整個生產過程的所有設備的所有數據監控與整體控制。且DCS采用了硬連接，通過一根線而不是靠無線裝置進行連接，具備非常高的可靠性。
DCS系統下一級是垃圾抓、鼓風機、焚燒爐、滲濾液處理等各個執行機構，每一個執行機構都有著自己的控制系統進行控制，并將相關信號及時反饋給DCS。如判定焚燒爐控制系統判定控制爐內溫度控制在何種區間范圍內，保證正常燃燒。
無處不在的變頻控制
自動化行業常見的變頻控制，在垃圾焚燒發電廠主要用在垃圾抓、鼓風機、水泵、爐排等執行機構：調節鼓風機的風量大小適中，控制水泵使鍋爐里邊的水量不干也不溢出來，調節控制爐排的前進速度與攪動頻率，以及控制垃圾抓的行走起吊等。
使用變頻控制的核心在于兩點，一是滿足垃圾焚燒發電廠各個設備的工藝需求，二是可以節能。
垃圾焚燒發電廠整套控制系統中包含了高壓變頻、低壓變頻在內的無數個變頻器。目前的趨勢是兩百千瓦以上設備采用十千伏的高壓變頻，號稱高壓變頻能效更高。但較之過去，現有低壓變頻的能效也變得非常高，成本又僅為高壓變頻的一半，攜帶的電機成本也僅需高壓變頻的一半。因而也有建議是設備以五百千瓦為界，五百千瓦以上使用高壓變頻器。
作為核心的器件，目前垃圾焚燒發電廠使用的變頻器還是傾向于以進口產品為主。就設備建設成本而言，一臺按照500噸的處理量的焚燒爐，根據使用設備的不同投資約需求在2億到4億之間，大部分都在2億左右，兩臺焚燒爐差不多5億，即1000噸日處理量的焚燒廠投資五億。五億投資中，整個變頻裝置300萬左右，其中低壓變頻約占100萬，高壓變頻約占200萬，整體占比不到1%，但其發揮的作用十分可觀。
垃圾分類，觸發自動化新需求
回歸到眼下轟轟烈烈的垃圾分類活動中，垃圾分類的推行，更多的是推動了垃圾處理行業的發展。
對已建成的垃圾處理廠而言，垃圾分類的施行雖然帶來了焚燒垃圾的減量，但并不會影響其生產工作。針對分類后垃圾焚燒熱值明顯減低的問題，也可以采用其他方式進行應對。
對于未來建設的垃圾焚燒發電廠而言，垃圾分類帶來的新處理手段，將影響其功能、性能等方面的重新定位，這需要依垃圾分類的具體情況而定。
對設備供應商而言，垃圾分類帶來的新處理手段、新功能需求也將會導致設備的更新，引發處理設備的爆發期。同時，垃圾細分資源化后，對不同類別的垃圾處理產生了新的設備需求。
處理設備的更新與創新，也將帶動伺服系統、變頻器、PLC等自動化產品的需求，這對運動控制行業而言，盡管垃圾分類所需的自動化市場不算大，但對于國內而言也算是一個新的市場。
