先來一個綠色小考:
左側的物品對應右側的哪個分類呢?
學會了如何科學的扔垃圾,你知道被當作“廢物”的它們,后來都去哪了?其實接下來,一些垃圾們就踏上了變廢為寶之旅——垃圾焚燒發電。
那么如何更科學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,首先要解決生產控制這一基礎問題,然后輔以信息化、數字化、智能化的技術,最終助力垃圾焚燒發電廠的運行更加穩定、精準、高效。這就是施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數優化解決方案。
01以發展的眼光
針對性化解行業困局
從“引進來”到“走出去”,從探索生長到成熟邁步,中國垃圾焚燒發電行業經歷了30余年的發展,歷經萌芽期、高速發展期、高質量發展三個階段:
萌芽期
20世紀末,隨著中國經濟快速增長,城市化進程加快,垃圾處理問題日漸凸顯,國內開始引進焚燒技術和設備,中國垃圾焚燒發電行業起步;
高速發展期
伴隨著政策的扶持與推動,行業高速發展,技術逐步實現國產化,垃圾焚燒發電成為我國垃圾處理的主流方式;
高質量發展
近年來進入行業成熟發展期,技術達到世界領先地位,市場空間趨于穩定,我國垃圾焚燒發電行業也來到了發展的十字路口,積極探索高質量發展:
在市場層面,市場競爭激烈、環保要求提升、產能過剩……企業亟需精細化管理,以降低運營成本,提高經濟效益,實現高效、可持續發展;
在生產層面,設備老化故障多、燃燒數據不精確、數據挖掘不充分、生產安全難保障……只有依托數字化技術,提升智能化和自動化水平,才能引領行業迭代新生,實現高質量發展。
02以生產為中心
劃一個智能化的閉環
生產控制問題逐步顯現,精細化管理迫在眉睫,施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數優化解決方案應運而生——針對電力行業垃圾焚燒場景對數據控制的需求,將先進過程控制APC算法與高精度的視覺識別技術結合,實現關鍵燃燒參數的閉環控制優化。
該方案整合十大核心功能模塊,能夠充分適應垃圾焚燒場景的復雜工況,顯著提高垃圾燃燼率、噸垃圾發電量、鍋爐效率以及自動化水平。
機組一鍵啟停APS系統
根據機組啟停曲線、按設定的程序發出啟停指令,實現垃圾焚燒機組的自動啟動或停止。APS上層管理控制各個功能組級,最終實現終端設備控制;下層管理控制邏輯及常規控制系統。
DCS智能報警管理
采用EcoStruxure System Advisor系統顧問,將維護人員的經驗轉化為可傳承與重復利用的數據,真正做到實時智能診斷設備故障原因、類型及嚴重程度,助力工廠全生命周期提升效率。
PID整定優化
運用EcoStruxure Control Advisor控制顧問,可針對性地解決DCS系統控制回路中的典型問題。
爐排爐燃燒視覺系統
摒棄過去過于依賴“老師傅”們口口相傳的火焰觀測個人經驗,該方案創新增加紅外溫度檢測探頭+AI視覺識別和圖像算法,為爐控人員提供更多有效數據——火焰的寬度,高度,尤其是多達4個動態的火線位置,并且最終將數據傳回傳給控制設備實現閉環控制。
APC先進過程控制系統
遵循“由下至上”的原則對機組的自動控制進行優化,從底層回路到機組的整體協調控制進行逐步優化:
通過DCS回路的智能優化,完善原有的DCS控制邏輯,實現基礎控制回路功能;
以模型預測控制模塊,優化大遲延、大滯后及強耦合的控制回路,以滿足控制指標;
經由最優化模塊進行尋優控制,實現效率最大化,并滿足NOX、HCL等排放的環保指標。
機組性能計算與耗差分析
為商業化運營提供成本核算依據,提高運行人員的經濟運行意識。
智能報表
以指標數據為基礎,靈活自定義各式報表需求,利用歷史數據支持動態決策。
設備預測性維護和故障診斷
AVEVA Predictive Analysis預測性維護系統,采用人工智能、模式識別、數據挖掘、機理分析、專家規則對設備早期故障征兆進行預警并診斷設備故障,可以極大的減少維護資產設備的時間與成本。
同時,對設備實時性能進行監測,通過有效地結合設備的維修記錄與設備當前的健康狀態,減少過度維護的時間與所用資源,優化對資產的維護并提升運維效率。
事故自愈
針對機組可能發生的鍋爐側及汽機側事故,進行事故自愈功能設計:
通過邏輯組態的方式進行事故判斷,并按操作流程實現順控;
結合原始文件,將每一個事故判別模塊邏輯封裝為獨立模塊;
采用信號模擬或就地信號加載的方式進行靜態調試,并逐項記錄調試過程;
由運行人員啟動事故自動響應和處理系統配置投切按鈕。
人員定位
以高精度定位設備為基礎,對生產監控區域建立地圖場景,保證人員和設備安全,輔助安全生產。
從一鍵啟停到智能尋優,從設備運行到人員管理,解決方案不僅關注單個環節、單個功能的實現,更希望整合運營、管理、生產、安全等多維度困境,為行業客戶帶來生產少人值守、設備管理能力提高、生產效率提升、保障人員安全的全面優化,助力垃圾焚燒發電行業向綠色、智能化方向轉型。
03在實踐中驗證
持續為客戶帶來價值
只有在實踐中不斷驗證,理論才能不斷創新。施耐德電氣垃圾焚燒電廠燃燒參數優化解決方案目前已在國內某垃圾焚燒電廠成功應用。通過對垃圾焚燒電廠的生產控制系統升級,完成以“零手動操作”為核心的全面運維系統數字化升級,幫助客戶實現:
穩定生產
全面升級智能報警預測性模型,減少核心部件及公用系統報警,大幅降低核心設備及機組非停概率,保障生產穩定持續運行;
提質增效
引入全能值班員,整體減少內操操作;通過爐排爐燃燒視覺系統,使鍋爐垃圾處理量達到最大;同時進行燃燒優化,實現單臺鍋爐連續72小時全流程自動投入,爐效提升0.3-0.5%。
環保降耗
通過APS一鍵啟停,減少機組啟動時間一小時,降低燃油消耗;實現環保耗材消耗減少10%-20%。
在日常生活中,我們扔掉一樣東西,可能意味著它的旅程走到了終點,但與此同時,也意味著一趟新旅程的開始。在這趟垃圾焚燒發電的旅程中,施家從生產開始,通過垃圾焚燒電廠燃燒參數優化解決方案服務于垃圾焚燒電力行業智能工廠,助力實現生產數字化和運營智能化。
施耐德電氣堅信數字化轉型是電力行業應對挑戰、創造機遇的必由之路,建設智能電廠的過程不是依靠某一個解決方案就能實現,而是統籌規劃、分步實施的過程。未來,我們將幫助更多企業建立智能生產的基礎,并在此基礎之上拓展數字化和智能化應用場景,在碳中和、碳達峰的大背景下,持續提質增效,樹立行業新標桿。
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原文標題:被低估的焚燒發電,釋放的價值意想不到!
文章出處:【微信號:施耐德電氣,微信公眾號:施耐德電氣】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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