隨著高質(zhì)量發(fā)展的推進，全國各地紛紛加快數(shù)字化及綠色低碳轉(zhuǎn)型升級。以上海為龍頭的長三角地區(qū)正是轉(zhuǎn)型的先鋒區(qū)域。2024年9月，《上海市加快推進綠色低碳轉(zhuǎn)型行動方案（2024—2027年）》（簡稱“行動方案”）發(fā)布，強調(diào)以重大應(yīng)用場景為牽引，以技術(shù)突破為內(nèi)核，以體制機制創(chuàng)新為保障，加快培育重點綠色低碳產(chǎn)業(yè)。

同時，隨著中國的城市化進程邁向成熟，城市垃圾規(guī)模與日俱增，垃圾處理已成為維護城市環(huán)境、支撐可持續(xù)發(fā)展的核心議題之一。相比早期的填埋、堆肥等傳統(tǒng)方式，垃圾焚燒減量化效果顯著，既可避免甲烷等溫室氣體的排放，又可支持發(fā)電或供熱，具有雙重減碳效果，已成為現(xiàn)代城市生活垃圾最主要的處理方式之一。

上海嘉定再生能源有限公司（以下簡稱“嘉定再生能源”）投資建設(shè)的嘉定區(qū)再生能源利用中心，肩負著該地區(qū)生活垃圾焚燒處理的重要任務(wù)。近年來，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，該中心也迫切需要智能化升級和控本增效。

全球產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)先者施耐德電氣的加入，成為嘉定再生能源開啟綠色智能轉(zhuǎn)型道路的關(guān)鍵之匙。2022年雙方達成戰(zhàn)略合作，在施耐德電氣的支持下，嘉定再生能源實現(xiàn)了主要工藝系統(tǒng)的全自動運行，大幅降低了人力依賴的同時提高了系統(tǒng)安全性和發(fā)電量。

如今，該中心日均處理垃圾能力達1500噸，年處理量達50萬噸，年發(fā)電量超2億千瓦時，不僅通過焚燒垃圾產(chǎn)生大量綠電，焚燒后的爐渣還能轉(zhuǎn)化為建筑材料，實現(xiàn)了充分的垃圾資源化利用，樹立了綠色智慧垃圾處理廠的新標(biāo)桿。

從“人力依賴”到“智慧工廠”的跨越式升級

在傳統(tǒng)垃圾焚燒廠，操作工是典型的“經(jīng)驗工種”。焚燒爐的操作需要參考爐溫、風(fēng)量、壓力等幾十余項參數(shù)，由工人同時操作多臺設(shè)備，進行實時干預(yù)，不僅操作繁瑣，并且稍有差錯就可能造成人員受傷或設(shè)備損壞，因此需要大量實操經(jīng)驗。這導(dǎo)致年輕工人學(xué)習(xí)周期長，接替過程緩慢，影響操作穩(wěn)定性。另一方面，由于垃圾成分復(fù)雜、熱值不均，導(dǎo)致焚燒效率波動大，需要消耗大量環(huán)保耗材，在經(jīng)濟性和環(huán)保性上都難言完美。

智能化、自動化是解決人工依賴的必由之路。施耐德電氣針對這些運營痛點，助其構(gòu)建了3爐兩機垃圾焚燒電站“少人值守”解決方案。該方案以APC先進過程控制系統(tǒng)和 AVEVA Predictive Analytics預(yù)測性維護系統(tǒng)為核心，集成APS機組一鍵啟停、故障自愈、智慧報表等智能模塊，并輔以System Advisor系統(tǒng)顧問、Control Advisor控制顧問等優(yōu)化手段，

實現(xiàn)了全流程自動化控制和智能化管理, 幫助其打造全國優(yōu)秀垃圾焚燒電廠。迄今為止，項目中的三臺鍋爐都通過了驗收，實施效果超出預(yù)期。

例如，對于此前高度依賴人員經(jīng)驗操作的焚燒爐啟停環(huán)節(jié)，APS高級計劃與排程系統(tǒng)能夠智能監(jiān)控全部參數(shù)，若參數(shù)未達預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)則自動終止后續(xù)操作，實現(xiàn)焚燒機組的自動啟停，從而大大降低了安全隱患。

通過施耐德電氣的升級改造，該中心的燃燒系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、汽機系統(tǒng)等主要工藝系統(tǒng)均實現(xiàn)了全自動運行，將人員經(jīng)驗升級為標(biāo)準(zhǔn)化流程，穩(wěn)定性顯著優(yōu)化。升級后的系統(tǒng)替代了繁重的人工操作，使操作數(shù)量減少90%以上，可謂一舉多得。

上海嘉定再生能源有限公司執(zhí)行副總經(jīng)理郗青旗表示，以往大家對垃圾焚燒廠的印象可能停留在環(huán)境惡劣、氣味難聞，工人從事重體力勞動。“得益于施耐德電氣的支持，現(xiàn)在我們建成了‘花園式工廠’，非常少量的員工操作全自動系統(tǒng)即可完成垃圾處理的全流程。”

這一轉(zhuǎn)變不僅帶來了經(jīng)濟、安全、環(huán)保等多種效益，還提升了企業(yè)乃至整個行業(yè)的形象。憑借“少人值守”項目突出的效益提升，嘉定再生能源2023年被嘉定區(qū)政府評為嘉定區(qū)智能工廠。

“經(jīng)濟+環(huán)保”雙贏，發(fā)力綠色增長

垃圾焚燒發(fā)電屬于綠電，此前很長一段時間內(nèi)享有國家補貼，這也是垃圾焚燒廠的收入來源之一。然而，隨著近年來發(fā)電補貼退坡和環(huán)保新政的嚴(yán)格化，垃圾焚燒廠的盈利模式面臨新的變革，必須進一步“開源節(jié)流”。

2023年2月，國家能源局、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》，進一步明確綠電交易機制，明確提出綠電溢價及中央補貼不能兼得。這意味著垃圾焚燒發(fā)電的收益將更多依賴于發(fā)電量本身，通過精細過程管理提高發(fā)電效率成為增加盈利的主要手段，內(nèi)生性的提質(zhì)增效顯得尤為重要。

與此同時，環(huán)保政策對排放指標(biāo)的要求也日益嚴(yán)苛。2023年10月，上海市生態(tài)環(huán)境局組織修訂了《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》，對污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進一步收緊，并要求垃圾焚燒廠配套實時監(jiān)測系統(tǒng)，與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)透明。

面對開辟新盈利路徑和提高環(huán)保水準(zhǔn)的雙重壓力，嘉定再生能源借施耐德電氣賦能，通過技術(shù)優(yōu)化開啟了“經(jīng)濟+環(huán)保”的雙贏實踐，不斷探索新的增長點。

提升發(fā)電效率的首要問題是保障燃燒的穩(wěn)定性。在焚燒發(fā)電過程中，由于垃圾成分復(fù)雜、熱值不均，控制焚燒過程面臨“強耦合”和“大滯后”兩大難點，這也是行業(yè)公認的技術(shù)難點。其中，“強耦合”指焚燒流程中的多個參數(shù)相關(guān)性較高，牽一發(fā)而動全身；“大滯后”指參數(shù)慣性大，對調(diào)節(jié)響應(yīng)緩慢，最終導(dǎo)致焚燒鍋爐經(jīng)常偏離最佳燃燒狀況。這些問題通過人力難以解決，因此提升垃圾焚燒過程的自動化、智能化水平，成為提高發(fā)電水平的關(guān)鍵。

為此，施耐德電氣為該中心部署了APC先進控制系統(tǒng)，通過模型預(yù)測控制和動態(tài)尋優(yōu)算法，實時優(yōu)化焚燒爐的燃燒參數(shù)，解決控制回路中的“強耦合”和“大滯后”難題，實現(xiàn)焚燒爐燃燒優(yōu)化調(diào)整、脫硝控制優(yōu)化、脫酸控制優(yōu)化等，使控制指標(biāo)達到驗收標(biāo)準(zhǔn)。在實現(xiàn)焚燒爐的效率最大化的同時，滿足NOX、HCL等排放的環(huán)保指標(biāo)。

引入施耐德電氣的數(shù)字化解決方案為嘉定再生能源帶來了全方位的提升：主汽溫度、壓力等關(guān)鍵指標(biāo)偏差下降20%；同時系統(tǒng)精準(zhǔn)控制脫硫脫硝流程，使環(huán)保耗材用量減少20%，煙氣排放濃度同步下降。垃圾焚燒的經(jīng)濟性與環(huán)保性雙雙提升。

這些能效提升指標(biāo)，不僅驗證了技術(shù)賦能的商業(yè)價值，更彰顯了企業(yè)通過綠色轉(zhuǎn)型獲得的全新競爭力和行業(yè)影響力。上海嘉定再生能源有限公司相關(guān)負責(zé)人表示：“得益于施耐德電氣的支持，我們打造了先進的智慧垃圾焚燒電廠，樹立行業(yè)標(biāo)桿，為大眾提供源源不斷的綠色電力。”

數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能運維，護航安全行穩(wěn)致遠

從經(jīng)驗管理到數(shù)據(jù)決策，精細化運營是垃圾焚燒行業(yè)的新戰(zhàn)場。施耐德電氣提供的預(yù)測性維護解決方案+故障自愈策略，輔以系統(tǒng)顧問+控制顧問，為嘉定再生能源實現(xiàn)科學(xué)診斷和超前預(yù)警，為其免除后顧之憂，確保長期發(fā)展。

針對設(shè)備運維，施耐德電氣的智慧報表系統(tǒng)與預(yù)測性維護工具，將海量運營數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策依據(jù)。一線人員可通過實時報表監(jiān)控參數(shù)偏離，管理層則依托綜合數(shù)據(jù)預(yù)判經(jīng)濟指標(biāo)，制定優(yōu)化策略。通過分析歷史數(shù)據(jù)，工廠亦能提前發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備異常，防患于未然，提升運維的安全穩(wěn)定性。

在系統(tǒng)層面，施耐德電氣AVEVA預(yù)測性維護系統(tǒng)通過機器學(xué)習(xí)模型，提前預(yù)警潛在故障，超前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常，幫助運維人員及時處理。同時，故障自愈系統(tǒng)可在事故發(fā)生時自動觸發(fā)應(yīng)急程序，減少人為誤操作風(fēng)險。運營數(shù)據(jù)顯示，施耐德電氣系統(tǒng)上線后，該中心的報警數(shù)量減少98%，實現(xiàn)了從“被動維修”到“主動精準(zhǔn)防控”的轉(zhuǎn)變。

嘉定再生能源的智能化轉(zhuǎn)型并未止步于此。目前，其正與施耐德電氣合作研發(fā)燃燒參數(shù)視覺識別技術(shù)，通過AI算法實時分析爐內(nèi)火焰狀態(tài)，進一步優(yōu)化燃燒效率。未來，工廠計劃打造覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧生態(tài)，從“少人值守”向“無人值守”升級，向智能化2.0階段持續(xù)邁進。

結(jié)語

從傳統(tǒng)焚燒廠到智慧工廠標(biāo)桿，嘉定再生能源的蛻變之路，既是技術(shù)賦能的典范，也是產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的縮影。施耐德電氣以“少人值守”解決方案為支點，撬動了垃圾焚燒行業(yè)在安全、經(jīng)濟、環(huán)保領(lǐng)域的全面升級。隨著智能化新階段的推進，這場“垃圾焚燒革命”將繼續(xù)以新的技術(shù)與觀念為行業(yè)帶來新風(fēng)向，也為城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型做出全方位貢獻。