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秀外“慧”中——中国环保抚州垃圾焚烧发电项目打造超强工业大脑

时间:2022-11-07 13:17:40   点击:157次

中节能抚州环保能源有限公司是中国环境保护集团有限公司所属全资子公司,抚州项目作为抚州市第一个公开招标的关于垃圾处理类公益性环保项目,是抚州市生活垃圾处理迈向减量化、无害化、资源化新阶段的重要里程碑。作为固废环保领域的开拓者,抚州项目区别于单纯焚烧垃圾发电,所具备的综合处理工艺始终屹立在科技促进环保的最前沿。

项目简介

中节能抚州环保能源有限公司(中国环保抚州垃圾焚烧发电项目,以下简称“抚州项目”)是中国环境保护集团有限公司所属全资子公司,抚州项目作为抚州市第一个公开招标的关于垃圾处理类公益性环保项目,是抚州市生活垃圾处理迈向减量化、无害化、资源化新阶段的重要里程碑。

抚州项目位于抚州市临川区抚北镇金坪村、抚北工业园东侧,距离高速路口仅5公里,离抚州市区12公里,地理位置优越,交通便利,厂区占地面积89.15亩,总处理规模为1200吨/日,服务抚州市近230万人口。

截止至2022年5月底,抚州项目累计处理生活垃圾约140万吨,协同处理沼渣约1343吨,污泥约7165吨,医疗残渣约5464吨,一般固废约9719吨。上网绿色电力约5亿度,节省标煤约15万吨,减排CO2约37万吨。资源化综合利用方面不断发力,城市能源中心地位更加凸显,并为新冠疫情作出突出贡献,彰显了中央企业的社会责任和使命担当。

作为固废环保领域的开拓者,抚州项目区别于单纯焚烧垃圾发电,所具备的综合处理工艺始终屹立在科技促进环保的最前沿。抚州项目积极探索创新发展之路,成为中国环保系统内首个引入阿里云工业大脑AI技术进行生活垃圾发电的项目,实现了垃圾焚烧炉的自动化运行,对人工操作不确定因素进行控制,提高了锅炉蒸发量稳定性和发电效率,节能降耗等各项指标都得到了改善,从而提高了生产运行效率,让垃圾发电厂实现智慧化,步入智能时代。抚州项目采用先进的炉排炉处置技术与工艺,使有害垃圾转变为能源,相当于年节省5万吨标准煤,减少排放CO2约12.5万吨,为宜居抚州、文明抚州、生态抚州,加快抚州“碳达峰、碳中和”目标的实现做出了积极贡献。

工艺流程

抚州项目采用先进的炉排炉焚烧工艺,烟气处理采用“SNCR炉内脱硝+半干式脱酸+干粉喷射+活性炭吸附+布袋除尘”的组合工艺,主要排放指标可达到欧盟2000标准。

渗沥液采用“预处理+厌氧+外置式MBR+NF纳滤”处理工艺,达到纳管排放标准后排入园区污水处理厂。

飞灰采用螯合剂+水泥固化螯合工艺,符合《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)要求后送至抚州市生活垃圾填埋场进行卫生填埋。

智能化工作创新和亮点

数字化转型是“十四五”开局之时,党中央、国务院作出的重大部署,对数字化转型给予前所未有的重视,将其摆在我国经济社会发展更加突出的位置。而国有企业是中国特色社会主义的重要物质基础和政治基础,要抓住新一轮科技革命和产业变革的重大机遇,将数字化转型作为事关全局的系统性变革、事关长远发展的关键举措、事关人民福祉的重点任务进行谋划和推动,以“鼎新”带动“革故”,实现质量变革、效率变革、动力变革,发挥国有经济战略支撑作用。

1、智能管控体系

抚州项目以分散控制DCS系统为依托,集成了水处理PLC和电气ECS,实现了集控运行;以大数据为核心进行AI算法,实现了智能焚烧控制和烟气智能控制;实时大数据与手机APP融合,建立了IODS远程监控系统和点巡检管理;智能门禁管理与集成办公管理系统,实现了无纸化和智能化的集约管理;多系统有机结合构建了抚州项目的智能管控体系。

2、AI工业大脑

(1)垃圾焚烧自动控制系统

以数据为核心,进行AI算法分析,进行设备自动控制,实现智能的焚烧优化处理。垃圾焚烧自动控制系统是在尽量贴近设定的垃圾焚烧炉生产目标的情况下,实现推荐垃圾焚烧的操作工艺,自动控制设备生产。

数据收集:将垃圾焚烧厂自身的DCS等系统以及设备传感数据采集上云,建立统一的数据仓库,将数据库存转化为数据资产。

AI分析:针对垃圾焚烧发电过程中的具体业务场景,利用数据+智能算法,识别业务机理,实现业务价值。

自动控制:根据业务机理,沉淀最优生产经营,以生产目标为导向,调节生产过程参数,反向自动控制生产。

通过火焰视频进行火焰图像特征识别。视觉识别算法主要通过图像分类、图像分割的方法,对火焰图像的火线、火焰区域、烟尘以及亮度,再结合后处理过程对炉排火焰燃烧状态进行实时分析,作为后续控制优化算法输入。

焚烧自动控制系统通过对接生产线的DCS控制系统,根据工况自动运行,同时提供了异常诊断模式,在燃烧出现异常时自动切换为手工操作模式。

AI焚烧自动控制系统成功实现了稳定自动控制并取得显著成效:自动投入率95+%,主气流量、温度、压力稳定性提升30%以上,炉膛温度稳定性提升10+%,员工劳动强度降低70%,蒸发量提升约3+%。

(2)烟气APC智能系统

当前的烟气处理主要在排放控制环节,对在如焚烧环节的调节能力相对较弱,存在前后脱节情况。现有的烟气环保处理机制中,存在时间滞后性问题,响应不够及时,容易造成短期内的环保超标问题。

很多情况下电厂烟气环保指标远优于国家和地方排放标准,存在于过高环保投入情况,造成了额外成本压力。

优化控制系统采用先进的、全面开放的和利时外挂DCS系统作为控制系统,实现垃圾焚烧炉的烟气控制指标自动控制。实现PLC难以实现复杂的模拟量控制。实现对于烟气净化控制指标波动时能够迅速响应其变化的运行方式下的各种控制要求。

烟气处理APC智能控制技术自动跟踪NO、HCL等指标,自动控制SNCR系统和石灰浆系统,烟气指标超标概率降低,同时节省了部分脱酸耗材,降低运营成本。

(3)生产智能管控

可燃及有毒性气体监测引入DCS:为建立安全环保管控体系,全方位检测厂区内可燃及有毒有害气体浓度,由分散式监测改为24小时集中式检测气体安全浓度,一旦超过了安全浓度检测仪就会发出报警信号,提醒运行值班人员做好安全对策,可燃气体检测仪还可联动排风、喷淋等系统,降低可燃气体浓度、防止发生爆炸、火灾从而保障安全生产。

碱液应急系统纳入DCS:碱液回喷应急系统的建设,将手动操作的设备升级更换为DCS操作。在雾化器故障及检修情况下,碱液回喷快速投入,确保烟气指标在标准范围之内。

电气ECS和化水处理PLC并入DCS:抚州项目以分散控制DCS系统为依托,集成了水处理PLC和电气ECS,实现了集控运行,使运行人员各岗位人员可以在集控室完成操作以及不同专业之间的监盘工作。

点巡检管理:运用“互联网+”的理念,采用“互联网+移动应用”技术,以手机APP或点巡检设备为基础,对设备关键部位的定期检查、记录和分析进行管理,准确掌握设备运行状态,保障设备的安全运行,延长其使用寿命,降低运行故障率和维修费用。

生产管理智能化:采用先进的生产运营管理系统,生产数据实时显示,对生产过程管控和生产实时数据在线监管。随时查看生产运行指标完成情况,方便生产运营决策。

自动采集系统:自动采集生产产出和耗材消耗量,并进入日累计,形成日报表,便于进行综合效益分析。

日常管理智能化:财务信息化水平不断提高,财务软件从用友NC5系列更新到全新NC6系列。综合利用最新的互联网技术、云计算技术、移动应用技术等,通过构建大企业私有云来全面满足集团企业管理、全产业链管控和电子商务运营,为企业提供了全新的支持合规化应用和创新需求,个性化配置、集成、实施、运维、管理一体化的大型企业管理和电子商务平台,不断帮助企业创新管理模式,引领商业变革,实现长期发展目标。

智能化门禁管理系统:以人脸识别为主、二维码和刷卡为辅助的出入口人员通行管理系统,对接停车场系统,实现智能化停车场管控。具备人员登记、访客预约、访客邀约、人脸识别、身份证识别登记、身份核验、通行权限分配、人员通行记录管理、考勤管理等功能。帮助企业简化访客预约流程,提升接待工作效率和访客到访体验。

环境效益和社会效益

1、生态花园式生活垃圾焚烧发电厂

抚州项目积极践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,顺应“双碳”目标新形势,努力打造一幅“碧水蓝天”花园式工厂美好愿景。坚持“像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境”,打造环境与能源共生的生态花园式生活垃圾焚烧发电厂。

厂房四周花草树木繁茂,还有流水潺潺,鸟语花香,可以最大限度发挥动植物的美化、净化功能。这样的生态园林式工厂,不仅可以提高环保效益,还可以让员工在一个绿色、健康的环境下生产与生活,为持续高质量发展创造有利条件。

播种之时辛勤劳作,收获之日丰收喜悦。弘扬勤俭节约的良好风尚,传承新时代农垦精神,垃圾发电厂里的“菜园子”,成为厂区一道靓丽的风景线。

小菜园”不仅丰富了职工们的“菜盘子”,让职工们吃上健康环保、营养的放心菜,还让大家利用业余闲暇时间,体验采摘乐趣,释放工作压力,相互增进感情,更感受到一分耕耘一分收获的喜悦,在无形中增强了凝聚力和战斗力。

2、浓郁的企业文化建设

企业的生态文明建设是企业文化的重要组成部分,关系到企业的生存与可持续发展。项目厂区现有景墙、名人墙雕塑、休憩平台、景观喷泉、景观亭、景观池、生态果园等。其中景墙中融入了抚州当地文化特色。

企业文化为企业提供精神支柱,为企业竞争力保驾护航。企业文化建设可以为内部控制有效性提供有力保证。没有优秀的企业文化,就不能统一全体员工的思想和意志,就不能激发其潜力和热情,就不能培育对企业的认同感,就不能形成卓越的执行力。

3、中小学生的绿色环保第二课堂

垃圾焚烧处理遵循可持续发展和循环经济理念,领先创新开拓能源的循环利用,是循环经济可资参考的实践模板。推广普及垃圾焚烧处理环保科普教育知识,让全社会共同关注环保事业,倡导广大市民从身边小事做起,从对每天产生的生活垃圾分类做起,关心环境保护,争做环保卫士,共建生态文明,共同保护我们赖以生存的家园。

为充分调动社会各方面的积极性和发挥现有社会资源的作用,向公众开展垃圾焚烧处理环保科普教育活动,积极推进环保科普教育工作的社会化、群众化、经常化,规范“垃圾焚烧电厂环保科普教育基地”的建设与管理,抚州项目定期开展节能环保知识宣传活动,通过现场互动、现场讨论、环保知识抢答等方式,组织开展了“临川区中小学生绿色教育环保”活动,以及“环保宣传进校园”等活动,力争将基地打造成抚州市中小学生主要环保教育培训与活动基地。为全市中小学生提供一个更好的校外环保教育实践阵地,成为全市开展中小学生环保科普教育知识的重要平台。

4、科技创新引领企业高质量发展

科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。抚州项目两项国家重点研发计划课题的实施,促进了企业核心技术的掌握和引领。9项实用型专利申请和科技创新持续深入成果显著,吨垃圾上网电量突破新高、汽耗效率和耗材节能降耗明显;厂用电率保持行业领先地位,提质增效显著促进公司高质量发展。省级《两化融合示范性企业申报》分别通过区、市、省审核。省级《工业发展专项企业数字化转型》申报项目,召开了专家现场评审会。为申请高新技术研发平台和高新企业打下了坚实基础。实现企业治理智能化、低碳化、人性化,打造全国垃圾焚烧发电新标杆。



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