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垃圾焚燒電廠“少人值守”解決方案——讓城市更有“顏麵”!

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 01:05:13 來源:施耐德電氣(中國)有限公司

社she會hui經jing濟ji的de發fa展zhan和he商shang品pin消xiao費fei的de增zeng加jia,使shi得de城cheng市shi生sheng活huo垃la圾ji產chan量liang驟zhou增zeng。如ru果guo不bu對dui這zhe些xie垃la圾ji進jin行xing有you效xiao處chu理li,將jiang極ji大da地di影ying響xiang人ren們men的de生sheng活huo環huan境jing。以yi上shang海hai市shi嘉jia定ding區qu為wei例li,截jie至zhi2023年底,嘉定新城常住人口達67.4萬人,每年產生的垃圾量數以萬噸計。為了進一步提升生活垃圾減量化、資源化、無害化處理水平,上海嘉定城市發展集團有限公司(嘉定城發集團)與保利協鑫共同出資成立上海嘉定再生能源有限公司,並以此為主體投資近8.6億元建設嘉定區再生能源利用中心,由此承擔起嘉定大部分地區生活垃圾焚燒處理的重任。

相比於衛生填埋、高溫堆肥等傳統處理方式,技術日趨成熟、工gong藝yi更geng為wei環huan保bao的de垃la圾ji焚fen燒shao發fa電dian既ji能neng避bi免mian甲jia烷wan排pai放fang,又you能neng替ti代dai化hua石shi燃ran料liao,具ju有you雙shuang重zhong減jian碳tan效xiao果guo,已yi成cheng為wei城cheng市shi生sheng活huo垃la圾ji處chu理li的de最zui主zhu要yao方fang式shi之zhi一yi。而er今jin,我wo國guo垃la圾ji焚fen燒shao發fa電dian行xing業ye已yi經jing由you規gui模mo化hua擴kuo展zhan轉zhuan向xiang精jing細xi化hua運yun營ying管guan理li階jie段duan,在zai節jie能neng減jian排pai政zheng策ce要yao求qiu和he發fa電dian集ji約yue化hua、高效管理需求的驅動下,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。

經過多年發展,上海嘉定再生能源已經成為整個垃圾焚燒發電行業的領軍企業,被評為“高效清潔焚燒先進企業”。公司在領導層創新思想的帶領下,一直沒有停下前進的步伐。2021年,公司了解到施耐德電氣基於EcoStruxure的巨化集團熱電廠8#機組無人值守解決方案,並前往實地進行考察,由此開啟了和施耐德電氣攜手的契機,雙方於2022年正式開始合作。

針對上海嘉定再生能源穩定運行、提質增效、綠色發展的迫切需求,施耐德電氣助力其構建了3爐兩機垃圾焚燒電站“少人值守”解決方案,包含APC先進過程控製係統、APS機組一鍵啟停、故障自愈為核心的解決方案,並配備了AVEVA Predictive Analytics預測性維護係統、System Advisor係統顧問、Control Advisor控製顧問以及智慧報表等輔助優化手段。迄今為止,項目中的三台鍋爐都通過了驗收,實施效果超出預期。

目前,該中心日均處理垃圾量1500噸,年處理量50萬噸,年發電量2億千瓦時,構建了行業智慧工廠的標杆。

“少人值守”解決方案助力垃圾焚燒電廠安全、穩定運行

生活垃圾處理行業可以說是維持城市“顏麵”的幕後英雄,因此在企業責任之外,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、平穩的運行是其第一要務。

傳(chuan)統(tong)的(de)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)電(dian)廠(chang)對(dui)人(ren)力(li)依(yi)賴(lai)較(jiao)強(qiang),不(bu)但(dan)人(ren)員(yuan)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)很(hen)大(da),而(er)且(qie)人(ren)員(yuan)的(de)經(jing)驗(yan)可(ke)能(neng)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)操(cao)作(zuo)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。以(yi)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)爐(lu)的(de)啟(qi)停(ting)為(wei)例(li),該(gai)環(huan)節(jie)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)爐(lu)溫(wen)、爐壓、風量等多種參數的平衡,執行多項操作,同時控製多台設備,操作十分複雜,一個小小的疏忽就有可能造成設備的損壞或人員的傷害——啟機過程中,如果汽輪機的油溫過低,可能會造成設備振動偏大,從而存在安全隱患;停爐過程中,則需確保爐內的殘留物處理完畢,且灰渣可以安全地排出。

如今,借助施耐德電氣APC先進過程控製係統,上海嘉定再生能源能夠根據機組啟停曲線、按設定的程序發出各個係統、設備的啟停指令,實現垃圾焚燒機組的自動啟動或停止。由此帶來的收益顯而易見——一方麵,在係統的嚴格要求之下,如果溫度或壓力等參數沒有達到相應要求,則無法執行後續操作,這就把安全隱患扼殺在了“搖籃”之中,保證了啟停的平穩和安全,減少燃油和消耗;另一方麵,該係統相當於把熟練工人對大型設備的操作經驗進行了沉澱,形成了一套標準化的流程,從而解決了專業人員不足的挑戰。

不隻是焚燒爐的啟停操作,基於施耐德電氣APC先進過程控製係統、APS機組一鍵啟停、AVEVA Predictive Analytics預測性維護係統等智能係統,上海嘉定再生能源的垃圾焚燒電廠實現了燃燒係統、煙氣係統、汽機係統等主要工藝係統的全自動運行,操作數量減少90%以上,部分係統控製可實現無人值守。

由於“少人值守”項目突出的效益提升,上海嘉定再生能源目前獲得嘉定區智能工廠獎項。

更經濟、更滿足環保要求的垃圾焚燒電廠

2023年初,國家能源局、財政部、國家發改委印發《關於享受中央政府補貼的綠電項目參與綠電交易有關事項的通知》,進(jin)一(yi)步(bu)完(wan)善(shan)了(le)綠(lv)電(dian)交(jiao)易(yi)機(ji)製(zhi)和(he)政(zheng)策(ce),其(qi)中(zhong)明(ming)確(que)了(le)綠(lv)電(dian)溢(yi)價(jia)收(shou)益(yi)與(yu)國(guo)家(jia)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)補(bu)貼(tie)不(bu)可(ke)兼(jian)得(de),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)未(wei)來(lai)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒(shao)發(fa)電(dian)企(qi)業(ye)的(de)收(shou)益(yi)水(shui)平(ping)將(jiang)和(he)發(fa)電(dian)量(liang)直(zhi)接(jie)掛(gua)鉤(gou)。當(dang)溢(yi)價(jia)空(kong)間(jian)遠(yuan)超(chao)過(guo)補(bu)貼(tie)金(jin)額(e)且(qie)收(shou)益(yi)較(jiao)穩(wen)定(ding),企(qi)業(ye)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)放(fang)棄(qi)補(bu)貼(tie),參(can)與(yu)綠(lv)電(dian)交(jiao)易(yi)的(de)全(quan)部(bu)收(shou)益(yi)歸(gui)其(qi)企(qi)業(ye)所(suo)有(you)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi),相(xiang)關(guan)政(zheng)策(ce)也(ye)要(yao)求(qiu)整(zheng)個(ge)行(xing)業(ye)在(zai)焚(fen)燒(shao)爐(lu)技(ji)術(shu)性(xing)能(neng)、廢氣排放控製、以及汙染物的監測和治理措施等方麵遵循嚴格的環保指標要求,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:“隨著政策換道和環保要求提標,垃圾焚燒電廠在保證安全、穩定運營的基礎上,還需進一步關注運營的經濟性和綠色化。”

單位垃圾焚燒發電量和燃燒的穩定性直接掛鉤,但在實際運營過程中,由於垃圾成分複雜、rezhibujun,fenshaoguolujingchangpianlizuijiaranshaozhuangkuang。ruhebaozhangranshaowendingxing,youhualajifenshaogongyiguocheng,tishengguoludezidonghuahezhinenghuakongzhishuiping,chengweiyingxiangshanghaijiadingzaishengnengyuandianchangjingjixiaoyihelvseshuipingdeguanjianyaosu。

垃圾焚燒電廠原本在控製上存在“強耦合”和“大滯後”兩大難點。燃燒是較為複雜的工況,涉及的變量很多,且變量直接相互關聯,“強耦合”意味著控製變量相互之間耦合關聯,牽一發而動全身,可能剛把某個參數調節好,另一個參數就會隨之而變;“大滯後”意yi味wei著zhe焚fen燒shao爐lu內nei的de溫wen度du等deng參can數shu變bian化hua是shi一yi個ge緩huan慢man的de過guo程cheng,如ru果guo發fa現xian溫wen度du不bu符fu合he要yao求qiu後hou再zai去qu調tiao節jie,由you於yu慣guan性xing很hen大da,無wu法fa立li即ji實shi現xian想xiang要yao的de調tiao節jie目mu標biao——這都會對控製的穩定性帶來挑戰。同理,脫硫、脫硝等調節也都存在大滯後的問題,等看到變化後再去調節可能已經導致環保指標超標。

施耐德電氣APC先進控製係統則讓這些挑戰迎刃而解。APC係統中的模型預測控製模塊,可以解決控製回路中大滯後及強耦合的控製回路挑戰,實現焚燒爐燃燒優化調整(含鍋爐氧量優化、主汽溫度控製優化、主汽壓力控製優化)、脫硝控製優化、脫酸控製優化等控製係統的進一步優化,使其控製指標達到驗收標準;同時,APC係統中的最優化模塊,還能對燃燒過程中的重要控製單元進行尋優控製,實現焚燒爐的效率最大化,並同時滿足NOX、HCL等排放的環保指標。

上海嘉定再生能源有限公司對於該套係統給予了高度評價:“施耐德電氣APC先進過程控製係統為我們帶來的收益是全方位,多維度的。它既能助力焚燒爐平穩的運營,讓各參數偏差下降20%以上;又能對焚燒流程進行全自動控製,優化係統效率,大量減少人員的幹預和誤操作;還能通過環保耗材的精準投用,降低耗材20%以上。值得一提的是,在環保耗材下降的同時,我們的煙氣排放濃度也比原來有所下降,相當於實現了‘雙降’。”

精細化的日常運營管理,全麵提質增效

《2024中國生物質能產業發展年度報告》顯示,截至2023年底,我國生活垃圾焚燒發電累計裝機容量達2577萬千瓦,同比增長7.5%。經曆了幾年的高速發展之後,我國垃圾焚燒發電行業由規模化擴張轉向精細化運營管理階段。

精細化運營是一場“持久戰”,對上海嘉定再生能源而言,通過深入挖掘日常運營中產生的數據背後蘊藏的價值,可以助力自身在提質、增效、安全、節能方麵更上一層樓。

設備運維是日常管理的重要環節,相較於傳統的預防性、周期性維護方案,施耐德電氣預測性維護解決方案+故障自愈策略,輔以係統顧問+控製顧問,能夠讓上海嘉定再生能源實現科學診斷和超前預警。

其中,故障自愈能讓機組在事故發生時具備自動響應能力,降低監控監盤人員的事故處理負擔,避免人員誤操作;yucexingweihuzetongguoduilishishujujinxingjianmo,congergengshenrudilejieshebeizhuangtai,chaoqianfaxianjianxiexingyichanghewumingxianzhengzhuangyichang,tiqianzuochuguzhanghuoyunweiyujing,tixingyunweirenyuanjishiganyu,shishebeibaochizuijiazhuangtai——雙管齊下,使得焚燒電廠的報警數量減少90%以上。

而er在zai日ri常chang管guan理li過guo程cheng中zhong,智zhi慧hui報bao表biao則ze可ke以yi為wei不bu同tong層ceng級ji的de人ren員yuan提ti供gong更geng有you針zhen對dui性xing的de數shu據ju信xin息xi。比bi如ru一yi線xian運yun營ying人ren員yuan可ke以yi通tong過guo報bao表biao及ji時shi了le解jie哪na些xie參can數shu和he指zhi標biao是shi正zheng常chang的de,哪na些xie出chu現xian了le偏pian離li,從cong而er及ji時shi進jin行xing調tiao整zheng;管理層則可以基於綜合彙總的報表,對一些經濟指標進行分析或預判,為關鍵決策提供有效參考。

一係列的組合拳,讓上海嘉定再生能源垃圾焚燒電廠的麵貌煥然一新,公司員工表示:“以前,大家對垃圾焚燒廠的印象可能停留在環境惡劣,氣味難聞,工人從事重體力勞動。現在來到我們的工廠,呈現的是‘花園式工廠’,zhiyoufeichangshaoliangdeyuangongzailiyongquanzidongxitongwanchenglajichulidequanliucheng。deyiyushinaidedianqidezhichi,womenzhengzaidazaoxianjindezhihuilajifenshaodianchang,shulixingyebiaogan,weidazhongtigongyuanyuanbuduandelvsedianli。”

未來,雙方將在“少人值守”方案的基礎上做進一步優化,基於施耐德電氣先進控製APC算法結合焚燒爐燃燒參數視覺識別技術,實現燃燒參數閉環控製優化,更有效地達到“無人值守/少人值守”目標,向智能化2.0階段持續邁進。

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