在近期舉辦的2024（第十一屆）上海固廢熱點論壇上，匯聚了瀚藍環(huán)境、中節(jié)能、廣環(huán)投集團、北控環(huán)境集團、綠色動力5家集團的5位垃圾焚燒廠廠長，就智能化建設問題和效果進行了討論，他們從一線運營管理的角度，憑借深耕垃圾焚燒的經驗，介紹了垃圾電廠智能化工作的難點、突破。

會議現場

本次對話由E20環(huán)境平臺高級合伙人、兩山系統解決方案中心主任、教授級高工曹斌博士主持。瀚藍綠電固廢處理（佛山）有限公司副總經理張裕斌、中節(jié)能撫州環(huán)保能源有限公司總經理王宗林、北京北控綠海能環(huán)保有限公司副總經理周宗勝、海寧綠動海云環(huán)保能源有限公司總經理景浩、廣州環(huán)投增城環(huán)保能源有限公司生產技術部經理方志來共同討論。

01智能化挖潛降本增效破解垃圾焚燒難題

曹斌表示，垃圾焚燒發(fā)展至今，兩次浪潮造就了行業(yè)快速增長的黃金時代，但一路“狂飆”背后結構性問題凸顯，規(guī)?；l(fā)展已經成為了行業(yè)一種慣性的思維，導致行業(yè)大而不強，產業(yè)化程度低。

曹斌

具體表現很明顯，比如焚燒廠建設速度過快導致的處理能力過剩，很多生活垃圾焚燒廠“吃不飽”的問題，引發(fā)行業(yè)和社會的關注。行業(yè)在呼吁國家和地方政府層面廢棄物管理政策更加精準完善的同時，也從自身出發(fā)，在工藝技術、管理等方面下功夫，實現一些成本的優(yōu)化和效益的突破。

帶著這樣的思考，2021年開始，E20環(huán)境平臺攜手16家垃圾焚燒領跑企業(yè)共同發(fā)起“雙百跨越”垃圾焚燒標桿行動，共同確定了垃圾焚燒廠高質量發(fā)展的六個重要方向，精細化、智能化、低碳化、社會化、系統化、樞紐化。其中，智能化是一個很大的話題。如果從戰(zhàn)略級角度分析智能進階，是環(huán)保行業(yè)彎道超車，在戰(zhàn)略重構中搶位置最重要的砝碼。

通過三年對100多座垃圾焚燒發(fā)電廠的調研走訪和現場評審，雙百跨越行動評審專家組看到了AI自動駕駛、設備數字孿生、智慧管控平臺等未來智慧電廠的模樣，也見證了智能化給垃圾焚燒廠節(jié)能降耗、運營效率提升帶來的價值，讓垃圾焚燒在當前的大環(huán)境下依舊保持著生長活力。

曹斌表示，“雙百跨越”并不是一場比賽，而是聚集行業(yè)的“強者”和“適者”，發(fā)現不同垃圾焚燒項目之間的差異，在優(yōu)勢和不足中幫助企業(yè)真正修煉好內功，助力抵御風險、穩(wěn)健發(fā)展。

02智能化如何助力高質量固廢治理

張裕斌

瀚藍綠電固廢處理（佛山）有限公司負責運營的南海固廢處理環(huán)保產業(yè)園將生活垃圾、污泥、餐廚垃圾等多種廢物協同處置，并向外產出熱能、氫能、生物柴油等多種資源，形成了從源頭到終端處理的完整固廢處理環(huán)保產業(yè)鏈，打通了園區(qū)內資源的相互流通，實現最大化循環(huán)利用，被譽為“瀚藍模式”。

2018年，瀚藍環(huán)境率先將阿里云工業(yè)大腦引入生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)，形成從垃圾“進廠”到“處置”全流程智能化、數字化、信息化管理模式。

在前端的收轉運環(huán)節(jié)，整合了生活垃圾、餐廚垃圾、污泥三套收運系統于統一管理平臺，利用 GPS 全程監(jiān)控與在線計量監(jiān)測，實現了固廢垃圾從源頭到終端的閉環(huán)式全鏈條管控，確保每一環(huán)節(jié)的安全與合規(guī)，系統也同步接入政府平臺，利于政府監(jiān)管。特別是自主開發(fā)的餐廚垃圾收運系統，開發(fā)類似"滴滴打車"的工業(yè)地圖，實現餐廚垃圾的安全、高效收運。同時，地磅無人值守與車輛自動調度系統的應用，大幅提升了轉運效率與廠區(qū)間的協同作業(yè)能力。

在給料系統，瀚藍環(huán)境通過自主創(chuàng)新實現了垃圾吊智能化運行，通過圖像識別卸料門的開關情況，結合卸料門的限位信號做聯鎖控制，雙保險規(guī)避作業(yè)風險；通過垃圾倉智能管理平臺的垃圾堆放管理功能，記錄各區(qū)域垃圾的進料時間、堆放時間、發(fā)酵時間等信息，為投爐垃圾提供熱值數據參考；目前已實現自動堆垛、摻配及投爐等功能，實現了垃圾從入廠、卸料、入爐的全過程智能管理。

進入垃圾焚燒及處理核心環(huán)節(jié)，與阿里云攜手，開發(fā)了行業(yè)首個焚燒工業(yè)大腦，通過 AI 技術賦能，不僅提升了機組的生產效率與環(huán)保排放的穩(wěn)定性，還實現了工藝流程的數字可視化，讓生產管理更加直觀高效。工業(yè)大腦系統投入后，蒸汽穩(wěn)定性提升30%以上，發(fā)電量提升1.5%以上，煙氣指標趨于穩(wěn)定的同時，環(huán)保耗材單耗也明顯下降。此外，公司渣吊自動化、巡檢機器人及打焦機器人的應用，更是將智能化滲透至每一個細節(jié)，提升了作業(yè)安全性與整體運營效率。

張裕斌表示，論壇上聽了百度的分享，讓他意識到固廢行業(yè)距離真正的智能化還有很長的路要走。人工智能的參與，給予垃圾焚燒行業(yè)很多想象的空間，瀚藍環(huán)境也將進一步擁抱智慧化，全面發(fā)揮數據生產力作用。結合公司掌握的海量垃圾焚燒各類工況數據，相信未來智能化可以實現更加精準穩(wěn)定的監(jiān)測、預判，利于企業(yè)決策的及時調整，推動業(yè)務持續(xù)優(yōu)化與升級。

03解碼如何憑借數字技術實現經濟效益

王宗林

中國節(jié)能集團作為綠色環(huán)保能源領域的領跑企業(yè)，在垃圾焚燒發(fā)電領域位列國內前三。中節(jié)能撫州環(huán)保能源有限公司（中國環(huán)保撫州垃圾焚燒發(fā)電項目）處理規(guī)模為1200噸/日，服務撫州市近230萬人口。近年來，撫州項目迅速摸索出可復制可推廣的技改之路，通過 “智慧電廠”建設實現節(jié)能減排增產。

王宗林表示，由于撫州項目的垃圾來源包括城市、鄉(xiāng)村、工業(yè)園區(qū)、污泥、醫(yī)療垃圾殘渣等，水分、成分、密度較為復雜，垃圾熱值波動較大，影響燃燒穩(wěn)定性。為此，撫州項目引入工業(yè)大腦AI人工智能算法。與自動控制技術相結合，實現了垃圾焚燒爐的自動化運行，提高了鍋爐蒸發(fā)量穩(wěn)定性和發(fā)電效率，工業(yè)大腦實施當年，在降低損耗減少用工的基礎上，發(fā)電量提升約3%，實現了效益提升。

在人員管理方面有兩個難點，一是人工操作不穩(wěn)定會造成垃圾熱值波動，造成如爐膛內燒偏等現象。工業(yè)大腦投運后，員工的操作量降低了70%，保障和優(yōu)化了設備的運營；

二是員工的流動性問題。由于江西撫州與福建、浙江、廣東等經濟強省相鄰，造成員工流動性較大，工業(yè)大腦的投運，有效減少了對于人工經驗的依賴，保證了最優(yōu)的運行模式。

從發(fā)展上看，燃燒和鍋爐蒸發(fā)量的穩(wěn)定，進一步節(jié)能減排，提升環(huán)保指標。環(huán)境質量改善和產業(yè)發(fā)展并行，是企業(yè)的目標和使命。王宗林表示，讓垃圾發(fā)電廠實現智慧化，是打造行業(yè)標桿的必經之路，企業(yè)也為此突破原有的瓶頸，實實在在地達到了風險管控和經濟效益的提升，未來公司還將探索綠色智能的更多場景，促進行業(yè)綠色低碳的高質量發(fā)展。

04用智能化彌補垃圾焚燒“吃不飽”

周宗勝

北京北控綠海能環(huán)保有限公司負責運營管理海淀區(qū)再生能源發(fā)電廠，設計處理生活垃圾2100噸/日，處理垃圾總量約79萬噸/年，發(fā)電量約2.6億千瓦時/年。

周宗勝表示，在智能化工具的使用中，最大的感受在于燃燒調整過程。以前由于天氣和成分的影響，燃燒產生的主蒸汽流量波動大，特別依賴一線操作人員的經驗，智能控制系統能實時監(jiān)測垃圾的成分、含水量、熱值等參數，自動調整燃燒工況，最大程度保證垃圾焚燒的穩(wěn)定性和經濟性。

從設備的管理來看，大數據可以提示設備的定期維護、更換，同時焚燒過程的精確控制，可以避免因操作失誤導致的設備損壞，降低維修成本；在安全管控的角度，系統通過進行主動式定位與識別，實現對現場人員的實時監(jiān)控和管理，有效地防止安全事故的發(fā)生。

比較關鍵的方面還包括有效地提升環(huán)保水平。垃圾焚燒傳統DCS自動化控制系統在數據傳輸到人工調整過程中存在時差。智能化工具可以預判結果，為運營的優(yōu)化提供分析、決策支持。

在周宗勝看來，智能化在降低成本的同時，單位垃圾的發(fā)電效率有大的提升，可以在很大程度上彌補垃圾焚燒行業(yè) “吃不飽”的難題，實現良好的經濟效益和環(huán)保效益。

05智能化進階，解決焚燒廠運營四個關鍵難點

景浩

相比天然氣發(fā)電，垃圾焚燒發(fā)電由于來源成份復雜多變，焚燒爐運行各階段垃圾熱值相差較大，導致垃圾焚燒爐燃燒不穩(wěn)定，在傳統模式下無法全面實現自動化管理。如今，行業(yè)開始邁入數字化、智慧化的發(fā)展階段，可以通過大數據處理、人工智能等，對綜合決策、智慧調度等場景提供重要技術支撐。

景浩認為，目前垃圾焚燒廠在具體運營中存在四個痛點：一是垃圾發(fā)電鍋爐的燃燒控制與調整；二是垃圾庫管理；三是煙氣指標的預判；四是設備的診斷管理。圍繞這四個方向，近年來，綠色動力開展了數字化、智慧化的探索。

在燃燒控制方面，綠色動力采用早期大量生產數據進行大數據處理、先進AICS計算機算法、爐內燃燒圖像智能解析、機器AI深度學習與全過程自動尋優(yōu)等，以全自動控制焚燒爐燃燒、提升鍋爐效率、保障煙氣指標不超標為目標來解決傳統DCS/PLC系統難投入垃圾燃燒自動系統的問題，實現了利用工業(yè)大腦的智慧焚燒。

在垃圾庫的智能管理方面，綠色動力對垃圾庫的吊車智能控制實現了垃圾堆取料、倒料、投料的無人化操作，垃圾庫的三維成像、智能溫度場檢測、垃圾發(fā)酵計算機智能管理，智慧焚燒系統利用垃圾熱值指導垃圾投料等智能垃圾庫管理。良好的垃圾庫管理，有利于保持鍋爐焚燒處理最佳工況，同時也減少了二噁英的生成與環(huán)保指標的有效控制。目前海寧綠動海云環(huán)保能源項目作為全國環(huán)保示范工程，更多相關智慧化工作還在深入探索和進一步完善。

在煙氣控制方面，綠色動力利用多年來的運營經驗，結合國內外科研機構的煙氣中各污染物生成機理理論，設計開發(fā)了一種垃圾焚燒爐在線實時的煙氣指標預測預警系統的計算機模型和應用平臺，對于煙氣中二噁英、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物等污染物在垃圾焚燒各工藝段的生成進行理論計算、大數據外理、實際檢測標定等方法，實現了煙氣生成的全過程預測，再結合計算機的深度學習，不斷優(yōu)化模型參數，讓指導環(huán)保耗材投入達到最佳匹配的精細化管理。

在設備智能化管理方面，通過管控一體化信息系統的實時監(jiān)控和營運記錄大數據分析，對設備故障進行預判，確保設備安全、可靠、高效和環(huán)保運行，是設備管理的核心。目前，綠色動力開發(fā)計算機設備智能管理系統，減少由于設備問題造成的非計劃停運，進一步提升設備生命周期可控性。

06智能化提升焚燒控制可靠性和穩(wěn)定性

方志來

永興股份智慧電廠的建設思路分為智慧生產和智慧管理，是根據垃圾焚燒處理工藝流程，通過智能控制、大數據分析等技術優(yōu)化生產過程控制，提高電廠運營效率，降低運營成本。

智慧生產主要完成了以下幾點：1.完成地磅智能管理系統，視頻監(jiān)管，系統集聯，實時調度，數據接入BIP系統，為“業(yè)財融合”提供數據支撐。2.完成數字化洗車管理平臺建設。3.焚燒爐ACC系統投入效果提升，目前的投入率達到95%以上。4.完成環(huán)境監(jiān)管和預警防控系統。5.完成渣坑智能管理系統，實現渣坑智能管理，自動投入率可達到98%。

智慧管理項目主要完成了以下幾點：1.完善MIS和SIS系統，MIS系統取消了日常報表報送，實現自動生成，自動統計，自動預警，完成短信平臺語音預警，調度令管理等模塊開發(fā)，具備對主設備啟停預警，特種設備到期預警，巡檢數據異常預警及工作票到期提醒等功能。SIS系統完成智能電表等數據的接入，為節(jié)能降耗提供精細化分析。2.搭建綜合安防管理平臺，筑建“永興天網”。3.推進園區(qū)大氣數據分析平臺建設。4.完成態(tài)勢感知平臺建設，提高了公司網絡風險整體防范水平。5.集團智慧環(huán)境運維調度中心的建設等等。

一線生產的需求：1.垃圾庫智能化管理，在垃圾吊全自動的基礎上，實現垃圾庫智能化管理，垃圾庫分區(qū)分層，入庫垃圾能預測出水分、成分、熱值等并計算出合理的發(fā)酵濾水時間，建立垃圾庫模型，記憶放置的區(qū)域位置，在模型中能查詢其數據，達到最佳的發(fā)酵濾水后入爐焚燒，提高焚燒爐的運行穩(wěn)定性，同時也能提升能源利用效率。2.智能巡檢的研究，目前都是靠人工巡檢，一個人去我自己去全面巡檢一遍，得需要兩個小時，每個班至少兩次巡檢，這樣的話運行人員中有一半人主要是在做巡檢工作，所以要研究智能巡檢，實現智能巡檢，智能預警，可視管理。生產現場一切影響安全生產的問題都能及時反饋到中控室，最終能達到替代人工巡檢，優(yōu)于人工巡檢的水平。

曹斌表示，5位標桿廠廠長的談話中，為行業(yè)展示了很多智能化的共性場景，包括燃燒控制、設備管理、垃圾庫管理等等，對于能源轉換、資產運維、風險管控產生深遠的影響，值得行業(yè)進一步探索。

“智能化是被我們定義的”，曹斌表示，在未來，垃圾焚燒領跑企業(yè)將定義更多智能化應用場景，讓環(huán)境人成為智能進階的主人。在智能化生態(tài)體系里面，E20環(huán)境平臺和優(yōu)秀的企業(yè)一起卓越同行，讓智能的力量在行業(yè)內無窮發(fā)力，助推行業(yè)高質量發(fā)展之路。

編輯：李丹