雞糞中含有大量的鈉鹽和鉀鹽，必須經(jīng)過(guò)處理才可使用。本文介紹了雞糞的危害和傳統(tǒng)雞糞處理方式，論述了雞糞直燃發(fā)電技術(shù)，詳細(xì)介紹了雞糞直燃發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　《湖南電力》是由國(guó)家批準(zhǔn)，湖南省電力公司主管，湖南省電力試驗(yàn)研究所與湖南省電機(jī)工程學(xué)會(huì)共同主辦，全國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的綜合性技術(shù)類電力期刊，湖南省一級(jí)期刊，《中國(guó)期刊網(wǎng)》、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》、《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》全文收錄。

　　傳統(tǒng)雞糞處理方式為：發(fā)酵堆腐后施用，加工制成飼料或沼氣化利用等。近些年我國(guó)也在探索其他雞糞處理和使用方式，雞糞直燃發(fā)電便是一個(gè)成功的范例。

　　國(guó)內(nèi)第一臺(tái)以雞糞混合物(主要是雞糞與谷殼)為原料，通過(guò)直接燃燒所產(chǎn)生的能量發(fā)電的電廠項(xiàng)目——福建凱圣生物質(zhì)熱電廠項(xiàng)目，于2009年4月第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，2009年10月第二臺(tái)機(jī)組發(fā)電。目前，福建省又有一批雞糞直燃發(fā)電廠在籌建中，不久將來(lái)便會(huì)出現(xiàn)在公眾面前。

　　1、雞糞直燃發(fā)電技術(shù)：

　　1.1雞糞的特性

　　雞糞的揮發(fā)份較高，極易著火，極易燃盡。揮發(fā)份析出的溫度遠(yuǎn)低于煤炭，溫度區(qū)間從200度開始至500度時(shí)幾乎完全析出，500度以上則主要是固定碳的燃燒過(guò)程。在鍋爐內(nèi)不需采用其他燃料助燃，就能保證較好的燃燒工況和燃燒效率，預(yù)計(jì)鍋爐的熱效率大于85%，而且燃燒后只要保證不超溫、流化好，就可以防止結(jié)焦。西安熱工研究院在1MW循環(huán)流化床鍋爐試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了雞糞的燃燒試驗(yàn)，燃燒了24t雞糞，試燒結(jié)果顯示：在不摻燒其它燃料的條件下，雞糞在爐內(nèi)能穩(wěn)定燃燒，爐膛溫度為830～850℃，完全達(dá)到燃煤循環(huán)流化床鍋爐的爐膛溫度，測(cè)量雞糞的低位發(fā)熱值為2490大卡/千克。

　　1.2雞糞直燃發(fā)電裝置

　　雞糞直燃發(fā)電設(shè)備與工藝流程和生物質(zhì)發(fā)電廠沒(méi)有什么區(qū)別，只是把雞糞作為燃料，而且不需要破碎系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)(采用CFB鍋爐或者焚燒爐)、熱力系統(tǒng)、除灰渣系統(tǒng)、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)、燃料輸送系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)幾乎都是成熟的、常規(guī)的火力發(fā)電廠系統(tǒng)，只是對(duì)燃料輸送、除臭和煙氣處理系統(tǒng)要更重視。燃料需要密閉系統(tǒng)儲(chǔ)備及輸送，以防止雞糞異味外溢。對(duì)于燃料庫(kù)的異味，采用負(fù)壓抽吸法處理，燃料倉(cāng)靠近鍋爐，工程設(shè)計(jì)把一次、二次風(fēng)機(jī)的吸口布置在燃料庫(kù)，吸取燃料庫(kù)中的空氣作為一次、二次風(fēng)送入鍋爐燃燒，該方法除臭效果良好且較為穩(wěn)定，除臭率可達(dá)90%以上。煙氣處理系統(tǒng)除考慮脫硫、脫硝外，還應(yīng)考慮二噁英類物質(zhì)的處理，使各個(gè)排放物指標(biāo)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.雞糞直燃發(fā)電廠的熱工自動(dòng)化系統(tǒng)

　　2.1熱工自動(dòng)化水平

　　雞糞直燃發(fā)電廠的熱工自動(dòng)化水平較高，與國(guó)內(nèi)同等規(guī)模燃煤電廠、生物質(zhì)電廠熱工自動(dòng)化控制水平相當(dāng)。

　　雞糞直燃發(fā)電廠熱工自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng)(DCS)。DCS的主要功能包括:機(jī)組的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS);模擬量控制系統(tǒng)(MCS);輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCSB/TG/A);鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)(FSSS)。主要輔機(jī)的順序控制以功能組級(jí)控制水平為主，即實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)輔機(jī)及其相關(guān)設(shè)備的程序控制。

　　輔助車間(系統(tǒng))可納入主控DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制;也可采用可編程序控制器(PLC)控制，并與DCS系統(tǒng)進(jìn)行通訊的模式。

　　采用分散控制系統(tǒng)(DCS)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組爐機(jī)電集中控制的方式。設(shè)一集中控制室。在集控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)組正常運(yùn)行工況的監(jiān)視和調(diào)整以及異常工況的報(bào)警和緊急事故處理。在少量就地操作和巡回檢查配合下，在集控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟/停。

　　2.2控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　2.2.1集散控制系統(tǒng)總體構(gòu)成以及分層分組原則

　　a.控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成是基于以下原則:

　　整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行管理集中在控制室內(nèi)進(jìn)行,運(yùn)行人員以LCD鍵盤作為監(jiān)視和控制中心。

　　由基于微處理器技術(shù)的分散型控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(DAS)、模擬量控制系統(tǒng)(MCS)、輔機(jī)順序控制系統(tǒng)(SCSB/TG/A)、鍋爐爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)(FSSS)。

　　汽機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS)、汽機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)(DEH)、汽機(jī)安全監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)(TSI)。

　　b.控制系統(tǒng)的分層分組原則為:在橫向按被控對(duì)象的相對(duì)獨(dú)立性和完整性來(lái)劃分區(qū)(站),在縱向上按控制功能進(jìn)行分層,可分為功能組級(jí)、子組級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)。實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能分散、危險(xiǎn)分散，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　2.2.2各系統(tǒng)之間的通訊方式、信息共享范圍及接口

　　1)分散控制系統(tǒng)內(nèi)部通訊，分散控制系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集(DAS)、模擬量控制(MCS)、順序控制(SCS)、鍋爐爐膛安全監(jiān)控(FSSS)的信息共享。

　　采用遠(yuǎn)程I/O技術(shù),遠(yuǎn)程I/O設(shè)備通過(guò)通訊總線與DCS控制系統(tǒng)構(gòu)成一體。遠(yuǎn)程I/O通訊總線冗余配置。

　　在DCS系統(tǒng)中MCS、SCS、FSSS系統(tǒng)所需的輸入信號(hào)直接由I/O通道引入各自系統(tǒng)，并通過(guò)通訊總線傳送到DAS系統(tǒng)。

　　2)控制系統(tǒng)接口：

　　汽機(jī)本體監(jiān)測(cè)儀表系統(tǒng)(TSI)留有與DCS系統(tǒng)的通訊接口，與DEH系統(tǒng)和汽機(jī)危急遮斷系統(tǒng)(ETS)通過(guò)硬接線連接。

　　2.2.3程序控制的分級(jí)結(jié)構(gòu)

　　用于SCS的硬件、軟件均采用分層、分組結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)級(jí)可獨(dú)立于子組級(jí)工作。

　　下列I/O信號(hào)通過(guò)I/O通道直接引入驅(qū)動(dòng)級(jí)內(nèi)：

　　1)確保輔機(jī)本身安全的啟、停允許條件信號(hào);

　　2)驅(qū)動(dòng)級(jí)間互相聯(lián)鎖的信號(hào);

　　2.2.4常規(guī)儀表和后備手操的設(shè)置原則

　　控制室內(nèi)原則上不設(shè)單獨(dú)的常規(guī)儀表，在DCS操作員臺(tái)上布置控制開關(guān)及按鈕,當(dāng)分散型控制系統(tǒng)通訊故障或操作員站全部故障時(shí),確保緊急停機(jī)、停爐。

　　2.2.5全廠數(shù)字化工業(yè)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　全廠數(shù)字化工業(yè)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)用于對(duì)全廠爐、機(jī)、電和輔助車間水系統(tǒng)、灰系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等主要生產(chǎn)環(huán)境，以及重要設(shè)備相對(duì)集中的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視。

　　全廠數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)采用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，并留有與DCS系統(tǒng)的接口。操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)畫面情況，通過(guò)鍵盤上的操縱桿或相應(yīng)的控制器可控制各個(gè)攝像機(jī)攝取現(xiàn)場(chǎng)畫面的空間范圍、光亮強(qiáng)弱、景物遠(yuǎn)近、清晰程度以及攝像機(jī)電源的開關(guān)等。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視。

　　目前雞糞直燃發(fā)電技術(shù)作為一項(xiàng)處理雞糞的新技術(shù)，仍然有一些方面需要改進(jìn)。但雞糞直燃發(fā)電設(shè)備和工藝成熟，自動(dòng)化程度較高，在我國(guó)福建等地區(qū)有很高的認(rèn)可度。本文對(duì)雞糞直燃發(fā)電廠熱工自動(dòng)化方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以期對(duì)今后新建的禽糞直燃或禽糞摻燒發(fā)電項(xiàng)目的熱工自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

　　參考文獻(xiàn)：

　　【1】張振都,吳景貴.畜禽糞便的資源化利用研究進(jìn)展.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué).2010(1)

　　【2】余英.生物質(zhì)能及其發(fā)電技術(shù).北京:中國(guó)電力出版社,2007.

　　【3】楊平勇.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù).北京:中國(guó)水利水電出版社,2007.