垃圾焚烧电厂“少人值守”解决方案——让城市更有“颜面”！
社会经济的发展和商品消费的增加，使得城市生活垃圾产量骤增。如果不对这些垃圾进行有效处理，将极大地影响人们的生活环境。以上海市嘉定区为例，截至2023年底，嘉定新城常住人口达67.4万人，每年产生的垃圾量数以万吨计。为了进一步提升生活垃圾减量化、资源化、无害化处理水平，上海嘉定城市发展集团有限公司（嘉定城发集团）与保利协鑫共同出资成立上海嘉定再生能源有限公司，并以此为主体投资近8.6亿元建设嘉定区再生能源利用中心，由此承担起嘉定大部分地区生活垃圾焚烧处理的重任。
相比于卫生填埋、高温堆肥等传统处理方式，技术日趋成熟、工艺更为环保的垃圾焚烧发电既能避免甲烷排放，又能替代化石燃料，具有双重减碳效果，已成为城市生活垃圾处理的最主要方式之一。而今，我国垃圾焚烧发电行业已经由规模化扩展转向精细化运营管理阶段，在节能减排政策要求和发电集约化、高效管理需求的驱动下，生活垃圾焚烧电厂的智能化升级和降本增效成为大势所趋。
经过多年发展，上海嘉定再生能源已经成为整个垃圾焚烧发电行业的领军企业，被评为“高效清洁焚烧先进企业”。公司在领导层创新思想的带领下，一直没有停下前进的步伐。2021年，公司了解到施耐德电气基于EcoStruxure的巨化集团热电厂8#机组无人值守解决方案，并前往实地进行考察，由此开启了和施耐德电气携手的契机，双方于2022年正式开始合作。
针对上海嘉定再生能源稳定运行、提质增效、绿色发展的迫切需求，施耐德电气助力其构建了3炉两机垃圾焚烧电站“少人值守”解决方案，包含APC先进过程控制系统、APS机组一键启停、故障自愈为核心的解决方案，并配备了AVEVA Predictive Analytics预测性维护系统、System Advisor系统顾问、Control Advisor控制顾问以及智慧报表等辅助优化手段。迄今为止，项目中的三台锅炉都通过了验收，实施效果超出预期。
目前，该中心日均处理垃圾量1500吨，年处理量50万吨，年发电量2亿千瓦时，构建了行业智慧工厂的标杆。
“少人值守”解决方案助力垃圾焚烧电厂安全、稳定运行
生活垃圾处理行业可以说是维持城市“颜面”的幕后英雄，因此在企业责任之外，上海嘉定再生能源还需要承担更多的社会责任，维持整个垃圾焚烧电厂安全、平稳的运行是其第一要务。
传统的垃圾焚烧电厂对人力依赖较强，不但人员工作强度很大，而且人员的经验可能直接影响到操作的稳定性。以垃圾焚烧炉的启停为例，该环节需要考虑炉温、炉压、风量等多种参数的平衡，执行多项操作，同时控制多台设备，操作十分复杂，一个小小的疏忽就有可能造成设备的损坏或人员的伤害——启机过程中，如果汽轮机的油温过低，可能会造成设备振动偏大，从而存在安全隐患；停炉过程中，则需确保炉内的残留物处理完毕，且灰渣可以安全地排出。
如今，借助施耐德电气APC先进过程控制系统，上海嘉定再生能源能够根据机组启停曲线、按设定的程序发出各个系统、设备的启停指令，实现垃圾焚烧机组的自动启动或停止。由此带来的收益显而易见——一方面，在系统的严格要求之下，如果温度或压力等参数没有达到相应要求，则无法执行后续操作，这就把安全隐患扼杀在了“摇篮”之中，保证了启停的平稳和安全，减少燃油和消耗；另一方面，该系统相当于把熟练工人对大型设备的操作经验进行了沉淀，形成了一套标准化的流程，从而解决了专业人员不足的挑战。
不只是焚烧炉的启停操作，基于施耐德电气APC先进过程控制系统、APS机组一键启停、AVEVA Predictive Analytics预测性维护系统等智能系统，上海嘉定再生能源的垃圾焚烧电厂实现了燃烧系统、烟气系统、汽机系统等主要工艺系统的全自动运行，操作数量减少90%以上，部分系统控制可实现无人值守。
由于“少人值守”项目突出的效益提升，上海嘉定再生能源目前获得嘉定区智能工厂奖项。
更经济、更满足环保要求的垃圾焚烧电厂
2023年初，国家能源局、财政部、国家发改委印发《关于享受中央政府补贴的绿电项目参与绿电交易有关事项的通知》，进一步完善了绿电交易机制和政策，其中明确了绿电溢价收益与国家可再生能源补贴不可兼得，这意味着未来垃圾焚烧发电企业的收益水平将和发电量直接挂钩。当溢价空间远超过补贴金额且收益较稳定，企业可以选择放弃补贴，参与绿电交易的全部收益归其企业所有。与此同时，相关政策也要求整个行业在焚烧炉技术性能、废气排放控制、以及污染物的监测和治理措施等方面遵循严格的环保指标要求，否则可能会受到严厉处罚。
上海嘉定再生能源有限公司对此表示：“随着政策换道和环保要求提标，垃圾焚烧电厂在保证安全、稳定运营的基础上，还需进一步关注运营的经济性和绿色化。”
单位垃圾焚烧发电量和燃烧的稳定性直接挂钩，但在实际运营过程中，由于垃圾成分复杂、热值不均，焚烧锅炉经常偏离最佳燃烧状况。如何保障燃烧稳定性，优化垃圾焚烧工艺过程，提升锅炉的自动化和智能化控制水平，成为影响上海嘉定再生能源电厂经济效益和绿色水平的关键要素。
垃圾焚烧电厂原本在控制上存在“强耦合”和“大滞后”两大难点。燃烧是较为复杂的工况，涉及的变量很多，且变量直接相互关联，“强耦合”意味着控制变量相互之间耦合关联，牵一发而动全身，可能刚把某个参数调节好，另一个参数就会随之而变；“大滞后”意味着焚烧炉内的温度等参数变化是一个缓慢的过程，如果发现温度不符合要求后再去调节，由于惯性很大，无法立即实现想要的调节目标——这都会对控制的稳定性带来挑战。同理，脱硫、脱硝等调节也都存在大滞后的问题，等看到变化后再去调节可能已经导致环保指标超标。
施耐德电气APC先进控制系统则让这些挑战迎刃而解。APC系统中的模型预测控制模块，可以解决控制回路中大滞后及强耦合的控制回路挑战，实现焚烧炉燃烧优化调整（含锅炉氧量优化、主汽温度控制优化、主汽压力控制优化）、脱硝控制优化、脱酸控制优化等控制系统的进一步优化，使其控制指标达到验收标准；同时，APC系统中的最优化模块，还能对燃烧过程中的重要控制单元进行寻优控制，实现焚烧炉的效率最大化，并同时满足NOX、HCL等排放的环保指标。
上海嘉定再生能源有限公司对于该套系统给予了高度评价：“施耐德电气APC先进过程控制系统为我们带来的收益是全方位，多维度的。它既能助力焚烧炉平稳的运营，让各参数偏差下降20%以上；又能对焚烧流程进行全自动控制，优化系统效率，大量减少人员的干预和误操作；还能通过环保耗材的精准投用，降低耗材20%以上。值得一提的是，在环保耗材下降的同时，我们的烟气排放浓度也比原来有所下降，相当于实现了‘双降’。”
精细化的日常运营管理，全面提质增效
《2024中国生物质能产业发展年度报告》显示，截至2023年底，我国生活垃圾焚烧发电累计装机容量达2577万千瓦，同比增长7.5%。经历了几年的高速发展之后，我国垃圾焚烧发电行业由规模化扩张转向精细化运营管理阶段。
精细化运营是一场“持久战”，对上海嘉定再生能源而言，通过深入挖掘日常运营中产生的数据背后蕴藏的价值，可以助力自身在提质、增效、安全、节能方面更上一层楼。
设备运维是日常管理的重要环节，相较于传统的预防性、周期性维护方案，施耐德电气预测性维护解决方案+故障自愈策略，辅以系统顾问+控制顾问，能够让上海嘉定再生能源实现科学诊断和超前预警。
其中，故障自愈能让机组在事故发生时具备自动响应能力，降低监控监盘人员的事故处理负担，避免人员误操作；预测性维护则通过对历史数据进行建模，从而更深入地了解设备状态，超前发现间歇性异常和无明显症状异常，提前做出故障或运维预警，提醒运维人员及时干预，使设备保持最佳状态——双管齐下，使得焚烧电厂的报警数量减少90%以上。
而在日常管理过程中，智慧报表则可以为不同层级的人员提供更有针对性的数据信息。比如一线运营人员可以通过报表及时了解哪些参数和指标是正常的，哪些出现了偏离，从而及时进行调整；管理层则可以基于综合汇总的报表，对一些经济指标进行分析或预判，为关键决策提供有效参考。
一系列的组合拳，让上海嘉定再生能源垃圾焚烧电厂的面貌焕然一新，公司员工表示：“以前，大家对垃圾焚烧厂的印象可能停留在环境恶劣，气味难闻，工人从事重体力劳动。现在来到我们的工厂，呈现的是‘花园式工厂’，只有非常少量的员工在利用全自动系统完成垃圾处理的全流程。得益于施耐德电气的支持，我们正在打造先进的智慧垃圾焚烧电厂，树立行业标杆，为大众提供源源不断的绿色电力。”
未来，双方将在“少人值守”方案的基础上做进一步优化，基于施耐德电气先进控制APC算法结合焚烧炉燃烧参数视觉识别技术，实现燃烧参数闭环控制优化，更有效地达到“无人值守/少人值守”目标，向智能化2.0阶段持续迈进。
关于施耐德电气
施耐德电气的宗旨，是通过赋能所有人最大化利用能源和资源创造影响力，推动人类进步与可持续的共同发展。在施耐德电气，我们称之为Life Is On。
我们的使命是成为您实现高效和可持续发展的可信赖伙伴。
作为产业技术的全球领导者，我们将世界领先的电气化、自动化和数字化技术应用于智慧工业、具有韧性的基础设施、面向未来的数据中心、智能楼宇以及数智家居中。依托于丰富的行业专长，我们提供AI赋能的端到端全生命周期工业物联网解决方案，涵盖互联互通的产品、自动化、软件和服务，并采用跨平台的产业数据基座和“数字孪生”，助力客户实现盈利性增长。
我们是一家以人为本的企业，拥有15万名员工、逾百万的合作伙伴、业务遍布全球100多个国家。我们庞大的生态圈能够确保贴近每一个客户和利益相关方的需求。我们遵循有意义的企业宗旨，拥抱多样性和包容性，为全人类的可持续未来持续努力。
声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。
- 暂无反馈
