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1、 項目背景

生活垃圾處理行業(yè)是城市環(huán)境管理的關鍵領域，被譽為維持城市“顏面”的幕后英雄。隨著城市化進程的加快，提高生活垃圾減量化、資源化、無害化處理的水平和效率變得尤為重要。

為響應這一需求，上海嘉定城市發(fā)展集團有限公司與保利協鑫共同出資成立上海嘉定再生能源有限公司，并以此為主體投資近8.6億元建設嘉定區(qū)再生能源利用中心。自2017年7月該中心完成竣工調試后，嘉定大部分地區(qū)的生活垃圾切換至再生能源利用中心焚燒處置。經過多年發(fā)展，上海嘉定再生能源已成為整個垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的領軍企業(yè)。

然而，隨著發(fā)電補貼政策的逐步退出，垃圾焚燒電廠的收益將直接與發(fā)電量掛鉤，這對包括上海嘉定再生能源在內的企業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。在環(huán)保方面，這些企業(yè)面臨著更為嚴格的排放標準。同時，鍋爐的自動化和智能化控制水平不足，已成為影響電廠經濟效益的關鍵因素。此外，操作人員年輕化導致的經驗不足問題，也對操作穩(wěn)定性構成了影響。 

2、 項目目標與原則

在節(jié)能減排政策和發(fā)電集約化、高效管理需求的推動下，智能化升級和降本增效成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。上海嘉定再生能源有限公司希望通過借助施耐德電氣的數智化解決方案，實現安全平穩(wěn)運行和精細化管理，提升運營效率和環(huán)保標準。 

3、 項目實施與應用 

針對上海嘉定再生能源穩(wěn)定運行、提質增效、綠色發(fā)展的迫切需求，施耐德電氣助力其構建了3爐兩機垃圾焚燒電站“少人值守”解決方案，打造行業(yè)智慧工廠標桿。“少人值守”解決方案包含以APC先進過程控制系統、APS機組一鍵啟停+事故自愈為核心的解決方案，并配備了AVEVA Predictive Analytics預測性維護系統、System Advisor系統顧問、Control Advisor控制顧問以及智慧報表等輔助優(yōu)化手段，形成一套全面的“組合拳”。

3.1難點與解決思路

對垃圾焚燒電廠而言，安全、平穩(wěn)的運行是其第一要務。傳統的垃圾焚燒電廠對人力依賴較強，不但人員工作強度很大，而且人員的經驗可能直接影響到操作的穩(wěn)定性。以垃圾焚燒爐的啟停為例，該環(huán)節(jié)需要考慮爐溫、爐壓、風量等多種參數的平衡，執(zhí)行多項操作，同時控制多臺設備，操作十分復雜，一個小小的疏忽就有可能造成設備的損壞或人員的傷害。通過借助施耐德電氣APC先進過程控制系統，上海嘉定再生能源能夠根據機組啟停曲線、按設定的程序發(fā)出各個系統、設備的啟停指令，實現垃圾焚燒機組的自動啟動或停止。

單位垃圾焚燒發(fā)電量和燃燒的穩(wěn)定性直接掛鉤，但在實際運營過程中，由于垃圾成分復雜、熱值不均，焚燒鍋爐經常偏離最佳燃燒狀況。具體而言，垃圾焚燒電廠原本在控制上存在“強耦合”和“大滯后”兩大難點，會對控制的穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。“強耦合”，即燃燒是較為復雜的工況，涉及到的變量很多，且變量直接相互關聯，牽一發(fā)而動全身，可能剛把某個參數調節(jié)好，另一個參數就會隨之而變；“大滯后”，即焚燒爐內的溫度等參數變化是一個緩慢的過程，如果發(fā)現溫度不符合要求后再去調節(jié)，由于慣性很大，無法立即實現想要的調節(jié)目標。施耐德電氣APC先進過程控制系統讓這些挑戰(zhàn)迎刃而解。

3.2項目創(chuàng)新性

該解決方案通過APC先進過程控制算法與焚燒爐燃燒參數視覺識別技術相結合，實現了燃燒參數的閉環(huán)控制優(yōu)化，以達到無人值守/少人值守的目標。具體體現在：

· 高精度識別與精準APC算法交互：軟硬件結合，實現閉環(huán)控制，全程自動平穩(wěn)運行

· 核心控制點數據采集：對火焰圖像識別等核心控制點實現精準數據采集和快速決策優(yōu)化

· 適應特定復雜工況：充分適應垃圾焚燒各種復雜工況（熱值波動大、季節(jié)波動大），顯著提升垃圾噸垃圾發(fā)電量

· 完善的無人值守解決方案：包括APC、一鍵啟停、報警管理、控制回路評估、視覺識別、預測性維護、智慧報表等功能  

4、 效益分析

自動化水平提升：自動化水平的提升使得操作數量和報警數量減少了90%以上，實現了燃燒系統、煙氣系統、汽機系統等主要工藝系統的全自動運行，部分系統控制可實現無人值守。

環(huán)保與經濟效益：滿足環(huán)保指標和環(huán)保耗材要求，降低環(huán)保耗材20%以上，符合綠色發(fā)展。智能化運營與精細化管理顯著提升了電廠發(fā)電帶來的經濟效益。

施耐德電氣的解決方案為上海嘉定再生能源帶來的收益是全方位的。自動化水平的提升使得操作數量和報警數量減少了90%以上，實現了燃燒系統、煙氣系統、汽機系統等主要工藝系統的全自動運行，部分系統控制可實現無人值守。滿足環(huán)保指標和環(huán)保耗材要求，降低環(huán)保耗材20%以上。從一鍵啟停到智能尋優(yōu)，從設備運行到人員管理，解決方案不僅關注單個環(huán)節(jié)、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(yè)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(yōu)化，助力垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)向綠色、智能化方向轉型。由于該項目所帶來的突出效益提升表現，上海嘉定可再生能源榮獲嘉定區(qū)智能工廠獎項。