社會經(jīng)濟的發(fā)展和商品消費的增加,使得城市生活垃圾產(chǎn)量驟增。如果不對這些垃圾進行有效處理蛋揖,將極大地影響人們的生活環(huán)境。以上海市嘉定區(qū)為例诀汁,截至2023年底溶孽,嘉定新城常住人口達67.4萬人,每年產(chǎn)生的垃圾量數(shù)以萬噸計探悲。為了進一步提升生活垃圾減量化沽怪、資源化、無害化處理水平固蛾,上海嘉定城市發(fā)展集團有限公司(嘉定城發(fā)集團)與保利協(xié)鑫共同出資成立上海嘉定再生能源有限公司结执,并以此為主體投資近8.6億元建設(shè)嘉定區(qū)再生能源利用中心,由此承擔起嘉定大部分地區(qū)生活垃圾焚燒處理的重任艾凯。
相比于衛(wèi)生填埋献幔、高溫堆肥等傳統(tǒng)處理方式,技術(shù)日趨成熟趾诗、工藝更為環(huán)保的垃圾焚燒發(fā)電既能避免甲烷排放蜡感,又能替代化石燃料,具有雙重減碳效果恃泪,已成為城市生活垃圾處理的最主要方式之一郑兴。而今,我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)已經(jīng)由規(guī)谋春酰化擴展轉(zhuǎn)向精細化運營管理階段情连,在節(jié)能減排政策要求和發(fā)電集約化、高效管理需求的驅(qū)動下览效,生活垃圾焚燒電廠的智能化升級和降本增效成為大勢所趨却舀。
經(jīng)過多年發(fā)展,上海嘉定再生能源已經(jīng)成為整個垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)新砖,被評為“高效清潔焚燒先進企業(yè)”了灾。公司在領(lǐng)導(dǎo)層創(chuàng)新思想的帶領(lǐng)下,一直沒有停下前進的步伐冒衍。2021年胖直,公司了解到施耐德電氣基于EcoStruxure的巨化集團熱電廠8#機組無人值守解決方案,并前往實地進行考察搭屿,由此開啟了和施耐德電氣攜手的契機腋民,雙方于2022年正式開始合作。
針對上海嘉定再生能源穩(wěn)定運行探龟、提質(zhì)增效血肯、綠色發(fā)展的迫切需求,施耐德電氣助力其構(gòu)建了3爐兩機垃圾焚燒電站“少人值守”解決方案嫡贷,包含APC先進過程控制系統(tǒng)途居、APS機組一鍵啟停、故障自愈為核心的解決方案朴埂,并配備了AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護系統(tǒng)袍镀、System Advisor系統(tǒng)顧問、Control Advisor控制顧問以及智慧報表等輔助優(yōu)化手段冻晤。迄今為止苇羡,項目中的三臺鍋爐都通過了驗收,實施效果超出預(yù)期鼻弧。
目前设江,該中心日均處理垃圾量1500噸,年處理量50萬噸攘轩,年發(fā)電量2億千瓦時叉存,構(gòu)建了行業(yè)智慧工廠的標桿码俩。
“少人值守”解決方案助力垃圾焚燒電廠安全、穩(wěn)定運行
生活垃圾處理行業(yè)可以說是維持城市“顏面”的幕后英雄歼捏,因此在企業(yè)責任之外稿存,上海嘉定再生能源還需要承擔更多的社會責任,維持整個垃圾焚燒電廠安全瞳秽、平穩(wěn)的運行是其第一要務(wù)瓣履。
傳統(tǒng)的垃圾焚燒電廠對人力依賴較強,不但人員工作強度很大练俐,而且人員的經(jīng)驗可能直接影響到操作的穩(wěn)定性靡玲。以垃圾焚燒爐的啟停為例,該環(huán)節(jié)需要考慮爐溫锡锐、爐壓铆羡、風量等多種參數(shù)的平衡,執(zhí)行多項操作北捣,同時控制多臺設(shè)備贮秤,操作十分復(fù)雜,一個小小的疏忽就有可能造成設(shè)備的損壞或人員的傷害——啟機過程中论辈,如果汽輪機的油溫過低巴俺,可能會造成設(shè)備振動偏大,從而存在安全隱患伪您;停爐過程中诈猎,則需確保爐內(nèi)的殘留物處理完畢,且灰渣可以安全地排出订菇。
如今消忘,借助施耐德電氣APC先進過程控制系統(tǒng),上海嘉定再生能源能夠根據(jù)機組啟停曲線哈误、按設(shè)定的程序發(fā)出各個系統(tǒng)哩至、設(shè)備的啟停指令,實現(xiàn)垃圾焚燒機組的自動啟動或停止蜜自。由此帶來的收益顯而易見——一方面菩貌,在系統(tǒng)的嚴格要求之下,如果溫度或壓力等參數(shù)沒有達到相應(yīng)要求重荠,則無法執(zhí)行后續(xù)操作箭阶,這就把安全隱患扼殺在了“搖籃”之中,保證了啟停的平穩(wěn)和安全戈鲁,減少燃油和消耗仇参;另一方面,該系統(tǒng)相當于把熟練工人對大型設(shè)備的操作經(jīng)驗進行了沉淀,形成了一套標準化的流程诈乒,從而解決了專業(yè)人員不足的挑戰(zhàn)罩扇。
不只是焚燒爐的啟停操作,基于施耐德電氣APC先進過程控制系統(tǒng)抓谴、APS機組一鍵啟停暮蹂、AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護系統(tǒng)等智能系統(tǒng)维瑰,上海嘉定再生能源的垃圾焚燒電廠實現(xiàn)了燃燒系統(tǒng)押恢、煙氣系統(tǒng)、汽機系統(tǒng)等主要工藝系統(tǒng)的全自動運行茶窍,操作數(shù)量減少90%以上穿侵,部分系統(tǒng)控制可實現(xiàn)無人值守。
由于“少人值守”項目突出的效益提升扫帝,上海嘉定再生能源目前獲得嘉定區(qū)智能工廠獎項撰征。
更經(jīng)濟、更滿足環(huán)保要求的垃圾焚燒電廠
2023年初融乖,國家能源局仔蟀、財政部、國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于享受中央政府補貼的綠電項目參與綠電交易有關(guān)事項的通知》闺焦,進一步完善了綠電交易機制和政策叼河,其中明確了綠電溢價收益與國家可再生能源補貼不可兼得,這意味著未來垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的收益水平將和發(fā)電量直接掛鉤济七。當溢價空間遠超過補貼金額且收益較穩(wěn)定川愤,企業(yè)可以選擇放棄補貼,參與綠電交易的全部收益歸其企業(yè)所有碍讯。與此同時悬蔽,相關(guān)政策也要求整個行業(yè)在焚燒爐技術(shù)性能、廢氣排放控制捉兴、以及污染物的監(jiān)測和治理措施等方面遵循嚴格的環(huán)保指標要求蝎困,否則可能會受到嚴厲處罰。
上海嘉定再生能源有限公司對此表示:“隨著政策換道和環(huán)保要求提標倍啥,垃圾焚燒電廠在保證安全禾乘、穩(wěn)定運營的基礎(chǔ)上,還需進一步關(guān)注運營的經(jīng)濟性和綠色化逗栽「窍”
單位垃圾焚燒發(fā)電量和燃燒的穩(wěn)定性直接掛鉤,但在實際運營過程中彼宠,由于垃圾成分復(fù)雜鳄虱、熱值不均,焚燒鍋爐經(jīng)常偏離最佳燃燒狀況凭峡。如何保障燃燒穩(wěn)定性拙已,優(yōu)化垃圾焚燒工藝過程决记,提升鍋爐的自動化和智能化控制水平,成為影響上海嘉定再生能源電廠經(jīng)濟效益和綠色水平的關(guān)鍵要素枯誓。
垃圾焚燒電廠原本在控制上存在“強耦合”和“大滯后”兩大難點谆胰。燃燒是較為復(fù)雜的工況,涉及的變量很多五浊,且變量直接相互關(guān)聯(lián)萄瞻,“強耦合”意味著控制變量相互之間耦合關(guān)聯(lián),牽一發(fā)而動全身菲缕,可能剛把某個參數(shù)調(diào)節(jié)好趁室,另一個參數(shù)就會隨之而變;“大滯后”意味著焚燒爐內(nèi)的溫度等參數(shù)變化是一個緩慢的過程聂幅,如果發(fā)現(xiàn)溫度不符合要求后再去調(diào)節(jié)吓蝌,由于慣性很大,無法立即實現(xiàn)想要的調(diào)節(jié)目標——這都會對控制的穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)活乘。同理授工,脫硫、脫硝等調(diào)節(jié)也都存在大滯后的問題价恨,等看到變化后再去調(diào)節(jié)可能已經(jīng)導(dǎo)致環(huán)保指標超標细层。
施耐德電氣APC先進控制系統(tǒng)則讓這些挑戰(zhàn)迎刃而解。APC系統(tǒng)中的模型預(yù)測控制模塊隔崎,可以解決控制回路中大滯后及強耦合的控制回路挑戰(zhàn)今艺,實現(xiàn)焚燒爐燃燒優(yōu)化調(diào)整(含鍋爐氧量優(yōu)化、主汽溫度控制優(yōu)化爵卒、主汽壓力控制優(yōu)化)虚缎、脫硝控制優(yōu)化、脫酸控制優(yōu)化等控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)化钓株,使其控制指標達到驗收標準实牡;同時,APC系統(tǒng)中的最優(yōu)化模塊轴合,還能對燃燒過程中的重要控制單元進行尋優(yōu)控制创坞,實現(xiàn)焚燒爐的效率最大化,并同時滿足NOX受葛、HCL等排放的環(huán)保指標题涨。
上海嘉定再生能源有限公司對于該套系統(tǒng)給予了高度評價:“施耐德電氣APC先進過程控制系統(tǒng)為我們帶來的收益是全方位,多維度的总滩。它既能助力焚燒爐平穩(wěn)的運營纲堵,讓各參數(shù)偏差下降20%以上;又能對焚燒流程進行全自動控制,優(yōu)化系統(tǒng)效率灌蛙,大量減少人員的干預(yù)和誤操作残膜;還能通過環(huán)保耗材的精準投用,降低耗材20%以上又诡。值得一提的是商爆,在環(huán)保耗材下降的同時,我們的煙氣排放濃度也比原來有所下降懦诸,相當于實現(xiàn)了‘雙降’爬姓。”
精細化的日常運營管理诬曙,全面提質(zhì)增效
《2024中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度報告》顯示矩沥,截至2023年底掏榜,我國生活垃圾焚燒發(fā)電累計裝機容量達2577萬千瓦霹孙,同比增長7.5%。經(jīng)歷了幾年的高速發(fā)展之后络兜,我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)由規(guī)姆蓿化擴張轉(zhuǎn)向精細化運營管理階段。
精細化運營是一場“持久戰(zhàn)”硝训,對上海嘉定再生能源而言响委,通過深入挖掘日常運營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)背后蘊藏的價值,可以助力自身在提質(zhì)窖梁、增效赘风、安全、節(jié)能方面更上一層樓纵刘。
設(shè)備運維是日常管理的重要環(huán)節(jié)邀窃,相較于傳統(tǒng)的預(yù)防性、周期性維護方案假哎,施耐德電氣預(yù)測性維護解決方案+故障自愈策略瞬捕,輔以系統(tǒng)顧問+控制顧問,能夠讓上海嘉定再生能源實現(xiàn)科學診斷和超前預(yù)警舵抹。
其中肪虎,故障自愈能讓機組在事故發(fā)生時具備自動響應(yīng)能力,降低監(jiān)控監(jiān)盤人員的事故處理負擔惧蛹,避免人員誤操作蚣狠;預(yù)測性維護則通過對歷史數(shù)據(jù)進行建模,從而更深入地了解設(shè)備狀態(tài)弥败,超前發(fā)現(xiàn)間歇性異常和無明顯癥狀異常号蒙,提前做出故障或運維預(yù)警,提醒運維人員及時干預(yù),使設(shè)備保持最佳狀態(tài)——雙管齊下聊浊,使得焚燒電廠的報警數(shù)量減少90%以上薄好。
而在日常管理過程中,智慧報表則可以為不同層級的人員提供更有針對性的數(shù)據(jù)信息斩缘。比如一線運營人員可以通過報表及時了解哪些參數(shù)和指標是正常的唁底,哪些出現(xiàn)了偏離,從而及時進行調(diào)整泳隶;管理層則可以基于綜合匯總的報表他幢,對一些經(jīng)濟指標進行分析或預(yù)判,為關(guān)鍵決策提供有效參考灭大。
一系列的組合拳订咆,讓上海嘉定再生能源垃圾焚燒電廠的面貌煥然一新,公司員工表示:“以前柬泽,大家對垃圾焚燒廠的印象可能停留在環(huán)境惡劣慎菲,氣味難聞,工人從事重體力勞動∠遣ⅲ現(xiàn)在來到我們的工廠露该,呈現(xiàn)的是‘花園式工廠’,只有非常少量的員工在利用全自動系統(tǒng)完成垃圾處理的全流程第煮。得益于施耐德電氣的支持解幼,我們正在打造先進的智慧垃圾焚燒電廠,樹立行業(yè)標桿包警,為大眾提供源源不斷的綠色電力撵摆。”
未來害晦,雙方將在“少人值守”方案的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化特铝,基于施耐德電氣先進控制APC算法結(jié)合焚燒爐燃燒參數(shù)視覺識別技術(shù),實現(xiàn)燃燒參數(shù)閉環(huán)控制優(yōu)化篱瞎,更有效地達到“無人值守/少人值守”目標苟呐,向智能化2.0階段持續(xù)邁進。
關(guān)于施耐德電氣
施耐德電氣的宗旨遥局,是通過賦能所有人最大化利用能源和資源創(chuàng)造影響力付箩,推動人類進步與可持續(xù)的共同發(fā)展。在施耐德電氣莽烫,我們稱之為Life Is On瞭谴。
我們的使命是成為您實現(xiàn)高效和可持續(xù)發(fā)展的可信賴伙伴。
作為產(chǎn)業(yè)技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者汉渣,我們將世界領(lǐng)先的電氣化册压、自動化和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于智慧工業(yè)匪从、具有韌性的基礎(chǔ)設(shè)施、面向未來的數(shù)據(jù)中心捕诲、智能樓宇以及數(shù)智家居中橄妄。依托于豐富的行業(yè)專長,我們提供AI賦能的端到端全生命周期工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案卿裙,涵蓋互聯(lián)互通的產(chǎn)品小赋、自動化、軟件和服務(wù)外卷,并采用跨平臺的產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)基座和“數(shù)字孿生”砍的,助力客戶實現(xiàn)盈利性增長。
我們是一家以人為本的企業(yè)莺治,擁有15萬名員工廓鞠、逾百萬的合作伙伴、業(yè)務(wù)遍布全球100多個國家谣旁。我們龐大的生態(tài)圈能夠確保貼近每一個客戶和利益相關(guān)方的需求床佳。我們遵循有意義的企業(yè)宗旨,擁抱多樣性和包容性蔓挖,為全人類的可持續(xù)未來持續(xù)努力夕土。
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