施耐德電氣推出垃圾焚燒電廠燃燒參數(shù)優(yōu)化解決方案

先來一個(gè)綠色小考：

左側(cè)的物品對(duì)應(yīng)右側(cè)的哪個(gè)分類呢？

學(xué)會(huì)了如何科學(xué)的扔垃圾，你知道被當(dāng)作“廢物”的它們，后來都去哪了？其實(shí)接下來，一些垃圾們就踏上了變廢為寶之旅——垃圾焚燒發(fā)電。

那么如何更科學(xué)的焚燒垃圾以獲得更多電能呢？

施耐德電氣研究了自下而上的一系列理論和方法，首先要解決生產(chǎn)控制這一基礎(chǔ)問題，然后輔以信息化、數(shù)字化、智能化的技術(shù)，最終助力垃圾焚燒發(fā)電廠的運(yùn)行更加穩(wěn)定、精準(zhǔn)、高效。這就是施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數(shù)優(yōu)化解決方案。

01以發(fā)展的眼光

針對(duì)性化解行業(yè)困局

從“引進(jìn)來”到“走出去”，從探索生長到成熟邁步，中國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)經(jīng)歷了30余年的發(fā)展，歷經(jīng)萌芽期、高速發(fā)展期、高質(zhì)量發(fā)展三個(gè)階段：

萌芽期

20世紀(jì)末，隨著中國經(jīng)濟(jì)快速增長，城市化進(jìn)程加快，垃圾處理問題日漸凸顯，國內(nèi)開始引進(jìn)焚燒技術(shù)和設(shè)備，中國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)起步；

高速發(fā)展期

伴隨著政策的扶持與推動(dòng)，行業(yè)高速發(fā)展，技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，垃圾焚燒發(fā)電成為我國垃圾處理的主流方式；

高質(zhì)量發(fā)展

近年來進(jìn)入行業(yè)成熟發(fā)展期，技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先地位，市場空間趨于穩(wěn)定，我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)也來到了發(fā)展的十字路口，積極探索高質(zhì)量發(fā)展：

在市場層面，市場競爭激烈、環(huán)保要求提升、產(chǎn)能過?！髽I(yè)亟需精細(xì)化管理，以降低運(yùn)營成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)高效、可持續(xù)發(fā)展；

在生產(chǎn)層面，設(shè)備老化故障多、燃燒數(shù)據(jù)不精確、數(shù)據(jù)挖掘不充分、生產(chǎn)安全難保障……只有依托數(shù)字化技術(shù)，提升智能化和自動(dòng)化水平，才能引領(lǐng)行業(yè)迭代新生，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

02以生產(chǎn)為中心

劃一個(gè)智能化的閉環(huán)

生產(chǎn)控制問題逐步顯現(xiàn)，精細(xì)化管理迫在眉睫，施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數(shù)優(yōu)化解決方案應(yīng)運(yùn)而生——針對(duì)電力行業(yè)垃圾焚燒場景對(duì)數(shù)據(jù)控制的需求，將先進(jìn)過程控制APC算法與高精度的視覺識(shí)別技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵燃燒參數(shù)的閉環(huán)控制優(yōu)化。

該方案整合十大核心功能模塊，能夠充分適應(yīng)垃圾焚燒場景的復(fù)雜工況，顯著提高垃圾燃燼率、噸垃圾發(fā)電量、鍋爐效率以及自動(dòng)化水平。

機(jī)組一鍵啟停APS系統(tǒng)

根據(jù)機(jī)組啟停曲線、按設(shè)定的程序發(fā)出啟停指令，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)或停止。APS上層管理控制各個(gè)功能組級(jí)，最終實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備控制；下層管理控制邏輯及常規(guī)控制系統(tǒng)。

DCS智能報(bào)警管理

采用EcoStruxure System Advisor系統(tǒng)顧問，將維護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可傳承與重復(fù)利用的數(shù)據(jù)，真正做到實(shí)時(shí)智能診斷設(shè)備故障原因、類型及嚴(yán)重程度，助力工廠全生命周期提升效率。

PID整定優(yōu)化

運(yùn)用EcoStruxure Control Advisor控制顧問，可針對(duì)性地解決DCS系統(tǒng)控制回路中的典型問題。

爐排爐燃燒視覺系統(tǒng)

摒棄過去過于依賴“老師傅”們口口相傳的火焰觀測個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，該方案創(chuàng)新增加紅外溫度檢測探頭+AI視覺識(shí)別和圖像算法，為爐控人員提供更多有效數(shù)據(jù)——火焰的寬度，高度，尤其是多達(dá)4個(gè)動(dòng)態(tài)的火線位置，并且最終將數(shù)據(jù)傳回傳給控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

APC先進(jìn)過程控制系統(tǒng)

遵循“由下至上”的原則對(duì)機(jī)組的自動(dòng)控制進(jìn)行優(yōu)化，從底層回路到機(jī)組的整體協(xié)調(diào)控制進(jìn)行逐步優(yōu)化：

通過DCS回路的智能優(yōu)化，完善原有的DCS控制邏輯，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)控制回路功能；

以模型預(yù)測控制模塊，優(yōu)化大遲延、大滯后及強(qiáng)耦合的控制回路，以滿足控制指標(biāo)；

經(jīng)由最優(yōu)化模塊進(jìn)行尋優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)效率最大化，并滿足NOX、HCL等排放的環(huán)保指標(biāo)。

機(jī)組性能計(jì)算與耗差分析

為商業(yè)化運(yùn)營提供成本核算依據(jù)，提高運(yùn)行人員的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意識(shí)。

智能報(bào)表

以指標(biāo)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，靈活自定義各式報(bào)表需求，利用歷史數(shù)據(jù)支持動(dòng)態(tài)決策。

設(shè)備預(yù)測性維護(hù)和故障診斷

AVEVA Predictive Analysis預(yù)測性維護(hù)系統(tǒng)，采用人工智能、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)理分析、專家規(guī)則對(duì)設(shè)備早期故障征兆進(jìn)行預(yù)警并診斷設(shè)備故障，可以極大的減少維護(hù)資產(chǎn)設(shè)備的時(shí)間與成本。

同時(shí)，對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)性能進(jìn)行監(jiān)測，通過有效地結(jié)合設(shè)備的維修記錄與設(shè)備當(dāng)前的健康狀態(tài)，減少過度維護(hù)的時(shí)間與所用資源，優(yōu)化對(duì)資產(chǎn)的維護(hù)并提升運(yùn)維效率。

事故自愈

針對(duì)機(jī)組可能發(fā)生的鍋爐側(cè)及汽機(jī)側(cè)事故，進(jìn)行事故自愈功能設(shè)計(jì)：

通過邏輯組態(tài)的方式進(jìn)行事故判斷，并按操作流程實(shí)現(xiàn)順控；

結(jié)合原始文件，將每一個(gè)事故判別模塊邏輯封裝為獨(dú)立模塊；

采用信號(hào)模擬或就地信號(hào)加載的方式進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，并逐項(xiàng)記錄調(diào)試過程；

由運(yùn)行人員啟動(dòng)事故自動(dòng)響應(yīng)和處理系統(tǒng)配置投切按鈕。

人員定位

以高精度定位設(shè)備為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)監(jiān)控區(qū)域建立地圖場景，保證人員和設(shè)備安全，輔助安全生產(chǎn)。

從一鍵啟停到智能尋優(yōu)，從設(shè)備運(yùn)行到人員管理，解決方案不僅關(guān)注單個(gè)環(huán)節(jié)、單個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，更希望整合運(yùn)營、管理、生產(chǎn)、安全等多維度困境，為行業(yè)客戶帶來生產(chǎn)少人值守、設(shè)備管理能力提高、生產(chǎn)效率提升、保障人員安全的全面優(yōu)化，助力垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)向綠色、智能化方向轉(zhuǎn)型。

03在實(shí)踐中驗(yàn)證

持續(xù)為客戶帶來價(jià)值

只有在實(shí)踐中不斷驗(yàn)證，理論才能不斷創(chuàng)新。施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數(shù)優(yōu)化解決方案目前已在國內(nèi)某垃圾焚燒電廠成功應(yīng)用。通過對(duì)垃圾焚燒電廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)升級(jí)，完成以“零手動(dòng)操作”為核心的全面運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)字化升級(jí)，幫助客戶實(shí)現(xiàn)：

穩(wěn)定生產(chǎn)

全面升級(jí)智能報(bào)警預(yù)測性模型，減少核心部件及公用系統(tǒng)報(bào)警，大幅降低核心設(shè)備及機(jī)組非停概率，保障生產(chǎn)穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行；

提質(zhì)增效

引入全能值班員，整體減少內(nèi)操操作；通過爐排爐燃燒視覺系統(tǒng)，使鍋爐垃圾處理量達(dá)到最大；同時(shí)進(jìn)行燃燒優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)鍋爐連續(xù)72小時(shí)全流程自動(dòng)投入，爐效提升0.3-0.5%。

環(huán)保降耗

通過APS一鍵啟停，減少機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間一小時(shí)，降低燃油消耗；實(shí)現(xiàn)環(huán)保耗材消耗減少10%-20%。

在日常生活中，我們?nèi)拥粢粯訓(xùn)|西，可能意味著它的旅程走到了終點(diǎn)，但與此同時(shí)，也意味著一趟新旅程的開始。在這趟垃圾焚燒發(fā)電的旅程中，施家從生產(chǎn)開始，通過垃圾焚燒電廠燃燒參數(shù)優(yōu)化解決方案服務(wù)于垃圾焚燒電力行業(yè)智能工廠，助力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化和運(yùn)營智能化。

施耐德電氣堅(jiān)信數(shù)字化轉(zhuǎn)型是電力行業(yè)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、創(chuàng)造機(jī)遇的必由之路，建設(shè)智能電廠的過程不是依靠某一個(gè)解決方案就能實(shí)現(xiàn)，而是統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施的過程。未來，我們將幫助更多企業(yè)建立智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)之上拓展數(shù)字化和智能化應(yīng)用場景，在碳中和、碳達(dá)峰的大背景下，持續(xù)提質(zhì)增效，樹立行業(yè)新標(biāo)桿。