隨著高質(zhì)量發(fā)展的推進(jìn)，全國(guó)各地紛紛加快數(shù)字化及綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)。以上海為龍頭的長(zhǎng)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(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型行動(dòng)方案（2024—2027年）》（簡(jiǎn)稱“行動(dòng)方案”）發(fā)布，強(qiáng)調(diào)以重大應(yīng)用場(chǎng)景為牽引，以技術(shù)突破為內(nèi)核，以體制機(jī)制創(chuàng)新為保障，加快培育重點(diǎn)綠色低碳產(chǎn)業(yè)。

同時(shí)，隨著中國(guó)的城市化進(jìn)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(hù)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(jiǎn)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(fù)著該地區(qū)生活垃圾焚燒處理的重要任務(wù)。近年來(lái)，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(dòng)下，該中心也迫切需要智能化升級(jí)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(kāi)啟綠色智能轉(zhuǎn)型道路的關(guān)鍵之匙。2022年雙方達(dá)成戰(zhàn)略合作，在施耐德電氣的支持下，嘉定再生能源實(shí)現(xiàn)了主要工藝系統(tǒng)的全自動(dòng)運(yùn)行，大幅降低了人力依賴的同時(shí)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(dá)1500噸，年處理量達(dá)50萬(wàn)噸，年發(fā)電量超2億千瓦時(shí)，不僅通過(guò)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(shí)現(xiàn)了充分的垃圾資源化利用，樹(shù)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(jí)

在傳統(tǒng)垃圾焚燒廠，操作工是典型的“經(jīng)驗(yàn)工種”。焚燒爐的操作需要參考爐溫、風(fēng)量、壓力等幾十余項(xiàng)參數(shù)，由工人同時(shí)操作多臺(tái)設(shè)備，進(jìn)行實(shí)時(shí)干預(yù)，不僅操作繁瑣，并且稍有差錯(cuò)就可能造成人員受傷或設(shè)備損壞，因此需要大量實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。這導(dǎo)致年輕工人學(xué)習(xí)周期長(zhǎng)，接替過(guò)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(dòng)大，需要消耗大量環(huán)保耗材，在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性上都難言完美。

智能化、自動(dòng)化是解決人工依賴的必由之路。施耐德電氣針對(duì)這些運(yùn)營(yíng)痛點(diǎn)，助其構(gòu)建了3爐兩機(jī)垃圾焚燒電站“少人值守”解決方案。該方案以APC先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)和 AVEVA Predictive Analytics預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)為核心，集成APS機(jī)組一鍵啟停、故障自愈、智慧報(bào)表等智能模塊，并輔以System Advisor系統(tǒng)顧問(wèn)、Control Advisor控制顧問(wèn)等優(yōu)化手段，

實(shí)現(xiàn)了全流程自動(dòng)化控制和智能化管理, 幫助其打造全國(guó)優(yōu)秀垃圾焚燒電廠。迄今為止，項(xiàng)目中的三臺(tái)鍋爐都通過(guò)了驗(yàn)收，實(shí)施效果超出預(yù)期。

例如，對(duì)于此前高度依賴人員經(jīng)驗(yàn)操作的焚燒爐啟停環(huán)節(jié)，APS高級(jí)計(jì)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(dá)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)則自動(dòng)終止后續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)焚燒機(jī)組的自動(dòng)啟停，從而大大降低了安全隱患。

通過(guò)施耐德電氣的升級(jí)改造，該中心的燃燒系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、汽機(jī)系統(tǒng)等主要工藝系統(tǒng)均實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)運(yùn)行，將人員經(jīng)驗(yàn)升級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)化流程，穩(wěn)定性顯著優(yōu)化。升級(jí)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(duì)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(dòng)。“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(dòng)系統(tǒng)即可完成垃圾處理的全流程。”

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

“經(jīng)濟(jì)+環(huán)保”雙贏，發(fā)力綠色增長(zhǎng)

垃圾焚燒發(fā)電屬于綠電，此前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)享有國(guó)家補(bǔ)貼，這也是垃圾焚燒廠的收入來(lái)源之一。然而，隨著近年來(lái)發(fā)電補(bǔ)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(jìn)一步“開(kāi)源節(jié)流”。

2023年2月，國(guó)家能源局、財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于享受中央政府補(bǔ)貼的綠電項(xiàng)目參與綠電交易有關(guān)事項(xiàng)的通知》，進(jìn)一步明確綠電交易機(jī)制，明確提出綠電溢價(jià)及中央補(bǔ)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(guò)精細(xì)過(guò)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(shí)，環(huán)保政策對(duì)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(jiàn)稿）》，對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步收緊，并要求垃圾焚燒廠配套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)透明。

面對(duì)開(kāi)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(guò)技術(shù)優(yōu)化開(kāi)啟了“經(jīng)濟(jì)+環(huán)保”的雙贏實(shí)踐，不斷探索新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

提升發(fā)電效率的首要問(wèn)題是保障燃燒的穩(wěn)定性。在焚燒發(fā)電過(guò)程中，由于垃圾成分復(fù)雜、熱值不均，控制焚燒過(guò)程面臨“強(qiáng)耦合”和“大滯后”兩大難點(diǎn)，這也是行業(yè)公認(rèn)的技術(shù)難點(diǎn)。其中，“強(qiáng)耦合”指焚燒流程中的多個(gè)參數(shù)相關(guān)性較高，牽一發(fā)而動(dòng)全身；“大滯后”指參數(shù)慣性大，對(duì)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(wèn)題通過(guò)人力難以解決，因此提升垃圾焚燒過(guò)程的自動(dòng)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(jìn)控制系統(tǒng)，通過(guò)模型預(yù)測(cè)控制和動(dòng)態(tài)尋優(yōu)算法，實(shí)時(shí)優(yōu)化焚燒爐的燃燒參數(shù)，解決控制回路中的“強(qiáng)耦合”和“大滯后”難題，實(shí)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(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)現(xiàn)焚燒爐的效率最大化的同時(shí)，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(lái)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(shí)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(jì)性與環(huán)保性雙雙提升。

這些能效提升指標(biāo)，不僅驗(yàn)證了技術(shù)賦能的商業(yè)價(jià)值，更彰顯了企業(yè)通過(guò)綠色轉(zhuǎn)型獲得的全新競(jìng)爭(zhēng)力和行業(yè)影響力。上海嘉定再生能源有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“得益于施耐德電氣的支持，我們打造了先進(jìn)的智慧垃圾焚燒電廠，樹(shù)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(dòng)的智能運(yùn)維，護(hù)航安全行穩(wěn)致遠(yuǎn)

從經(jīng)驗(yàn)管理到數(shù)據(jù)決策，精細(xì)化運(yùn)營(yíng)是垃圾焚燒行業(yè)的新戰(zhàn)場(chǎng)。施耐德電氣提供的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案+故障自愈策略，輔以系統(tǒng)顧問(wèn)+控制顧問(wèn)，為嘉定再生能源實(shí)現(xiàn)科學(xué)診斷和超前預(yù)警，為其免除后顧之憂，確保長(zhǎng)期發(fā)展。

針對(duì)設(shè)備運(yùn)維，施耐德電氣的智慧報(bào)表系統(tǒng)與預(yù)測(cè)性維護(hù)工具，將海量運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策依據(jù)。一線人員可通過(guò)實(shí)時(shí)報(bào)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(jì)指標(biāo)，制定優(yōu)化策略。通過(guò)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(yùn)維的安全穩(wěn)定性。

在系統(tǒng)層面，施耐德電氣AVEVA預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)機(jī)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(yùn)維人員及時(shí)處理。同時(shí)，故障自愈系統(tǒng)可在事故發(fā)生時(shí)自動(dòng)觸發(fā)應(yīng)急程序，減少人為誤操作風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)顯示，施耐德電氣系統(tǒng)上線后，該中心的報(bào)警數(shù)量減少98%，實(shí)現(xiàn)了從“被動(dòng)維修”到“主動(dòng)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(jué)識(shí)別技術(shù)，通過(guò)AI算法實(shí)時(shí)分析爐內(nèi)火焰狀態(tài)，進(jìn)一步優(yōu)化燃燒效率。未來(lái)，工廠計(jì)劃打造覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧生態(tài)，從“少人值守”向“無(wú)人值守”升級(jí)，向智能化2.0階段持續(xù)邁進(jìn)。

結(jié)語(yǔ)

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(diǎn)，撬動(dòng)了垃圾焚燒行業(yè)在安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保領(lǐng)域的全面升級(jí)。隨著智能化新階段的推進(jìn)，這場(chǎng)“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(lái)新風(fēng)向，也為城市的綠色低碳轉(zhuǎn)型做出全方位貢獻(xiàn)。