100座垃圾焚烧炉装上阿里云工业大脑

  在846万人口的昆明,每天约产生7957吨生活垃圾,已建成5个生活垃圾焚烧发电厂和1个生活垃圾综合处理厂,而这其中50%以上的生活垃圾会送到浙能锦江环境云南省昆明市西山生活垃圾发电厂和五华生活垃圾发电厂。

  在这里,生活垃圾会被焚烧,再把焚烧热能转化为电力,供给城市用电。这让昆明全市每天产生的约8000吨生活垃圾已全部实现无害化处理。

  近日,记者获悉,全国近30个城市的100座垃圾焚烧炉已装上阿里云工业大脑,通过AI技术使生活垃圾焚烧的环保指标更稳定,单位发电量提升,全年可多发3.6亿度绿电,相当于一个中型水电站的发电量。

  1吨垃圾增加绿色电力10千瓦时

  垃圾焚烧发电是生活垃圾减量化、无害化、资源化的重要手段。当前,我国生活垃圾焚烧日处理量50余万吨,产生上亿度绿电供千万家庭使用。预计到2025年,日处理量可达80万吨。

  但生活垃圾成分复杂、热值变化范围大,导致垃圾发电难以实现高度自动化。为了将烟气排放、蒸汽流量等指标稳定在一定范围内,需要手工调节控制焚烧炉。然而,大量人力投入并未有效解决相关指标的波动。

  耿少平是西山生活垃圾发电厂的一名老员工,他的主要工作是监控生活垃圾焚烧情况。过去,为了确保燃烧温度稳定,维持在850摄氏度以上,耿师傅必须每5秒调整一次参数,一天下来调整近万次。除此之外,每两小时还要进行巡检,精力耗费极大。生活垃圾焚烧发电,既能减少环境污染,也能提供清洁电力,但要给耿师傅节省体力,需要耗费不少脑力。

  为帮助垃圾发电厂解决环保和发电效率两大难题,阿里云工业大脑AICS智能控制系统通过学习历史数据、识别火焰形态信息、构建预测模型,可预测出垃圾焚烧炉内十多个变量的变化趋势,并自动把控制指令下发到设备,实现了焚烧炉的自动运行。

  2018年,有了阿里云的技术支持,西山生活垃圾发电厂给生活垃圾焚烧系统装上了工业大脑。耿师傅的双手解放了,不用再时刻为炉膛温度奔波。“工作量跟以前相比的话,至少减了90%以上。”耿少平表示,“如果是设备出现故障,它会产生报警,我再进行人为操作。”

  浙能锦江环境企业管理部副经理王汝佩博士表示:“在投用了阿里云的工业大脑之后,设备的运行稳定性提升了38%,发电量提升了5个百分点,这相当于1吨垃圾增加了绿色电力10千瓦时,这意味着在焚烧同样多的垃圾的情况下,我们可以提供更多的绿色电力,这本身就是一种碳减排。”

  今年,浙能锦江环境云南省昆明市五华生活垃圾发电厂也将引入阿里云工业大脑。五华生活垃圾发电厂的焚烧炉自动投运率将达到95%以上,一线操作人员的工作强度将和耿师傅一样大幅降低,环保指标更加稳定,单位垃圾的发电量也将进一步提高。

  浙江大学能源工程学院副院长黄群星教授认为,垃圾发电产业经历了十年间数量上的爆发式增长,在“双碳”的背景下,未来垃圾发电厂会更关注与AI等技术结合,进一步降低二次污染,提升设备运行稳定性和生活垃圾的吨发电量。

  一线操作员的监盘工作量降低60%

  1991年出生的李凯是浙能锦江环境山东省高密生活垃圾发电厂的运行值长,大学里他主修自动化专业,毕业后加入生活垃圾发电厂,发现生活垃圾焚烧的自动化程度并不高。

  垃圾热值随着成分、季节、天气的变化,都会让焚烧炉内的上膛温度、氧量、给水、蒸发量产生大幅波动。为了保持燃烧稳定,让烟气排放达到环保要求,焚烧炉值班员的工作非常繁重,需要一直坐在电脑操作台前严密监盘,对随时出现的波动情况技术作出手动操作调节,一天下来操作任务较为繁重。

  2021年9月,阿里云工程师蒋大庆来到高密生活垃圾发电厂时,李凯和他的工友们不相信“工业大脑”能办到人脑都觉得困难的事儿。“不就是一个程序吗?我们真怕它控制不好,影响环保指标。”李凯说,“没想到,阿里云烧垃圾是真的稳。”

  12月,高密生活垃圾发电厂的2台焚烧炉正式上线了阿里云工业大脑AICS平台,自动化投运率达到98%。李凯发现,基本上“监盘”的任务都可以交给阿里云,只有在遇到垃圾“抱团”的异常情况下,才需要人工干预。稳定时一线操作员的监盘工作量降低了60%。

  以水位控制为例,过去值班员要等看到水位下降了才加水,有一定滞后,但投入阿里云工业大脑之后,系统可以自动实时调整,水位运行曲线非常平稳。

  实时同步到生态环境部检测中心的氯化氢、二氧化硫、一氧化碳等环保指标,也趋近一条直线,远低于国家环保要求的小时均值。

  随着燃烧稳定性提高,蒸汽量稳定性提升了44%,蒸汽品质也有了显著的改善。

  目前,浙能锦江环境山东省淄博市淄川生活垃圾发电厂也已引入阿里云工业大脑,进一步降低烟气排放,提高垃圾发电的热效率。

  全年可多发3.6亿度绿电

  据阿里云智能制造与能源电力技术总经理孔令西介绍,全国有近30个城市的100座垃圾焚烧炉都已引入阿里云工业大脑,北至吉林松原,南到广东佛山。通过AI技术提高生活垃圾发电效率,全年可多发3.6亿度绿电。

  垃圾焚烧炉的稳定性提升是其中的关键。武汉汉口北生活垃圾发电厂运行值长朱灿刚的日常工作是监控、调节垃圾焚烧的情况。过去为确保生活垃圾燃烧工况稳定,一天要调上万次参数。用上阿里云工业大脑后,他的工作量减少了90%,“系统自动就会调节,而且波动很小,基本上就是一条直线了。”该电厂统计,稳定性提升后每吨垃圾可多发25度电。

  在江西,抚州成为省内首个引入AI技术进行生活垃圾发电的城市。通过给焚烧炉装上工业大脑,自动投运率可达95%以上,稳定性提升30%,降低了烟气排放超标的风险,提高蒸汽品质和发电效率,每天的发电量至少可增加1.62万度。

  《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》提出,到2025年底,全国城镇生活垃圾焚烧处理能力占比要提升到65%。同时,焚烧设施要加快推进升级改造,优化焚烧处理技术,进一步提高设施运行的环保水平。

  阿里巴巴集团副总裁许诗军表示,阿里云将向行业开放核心能力,与行业专家、能源企业共同推进垃圾发电的绿色、低碳与高效。

  据了解,到今年年底,全国约300座垃圾焚烧炉将应用工业大脑AI技术。除了焚烧炉的改造升级外,阿里云工业大脑还将对垃圾发电各环节做进一步改进,实现垃圾发电厂的全厂智能化,提高垃圾发电的综合热效率。

(文章来源:杭州日报)

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