垃圾焚烧炉装上工业大脑 全年可多发3.6亿度绿电

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发布时间:2022-01-14 19:43:07
来源:环球网

【环球网科技报道 记者 勃潺】1月14日消息,记者从阿里云方面获悉,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。

据了解,在AI技术的帮助下,垃圾焚烧过程中产生的蒸汽流量更稳定,发电量可以提高5%左右,每吨垃圾可以多发10-30度电,进一步替代烧煤发电。

AI技术入场:提升稳定性和发电量

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。从2011年到2020年,十年间,我国的生活垃圾发电厂数量增加了303%。目前国内有500多座垃圾发电厂,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。

浙江大学能源工程学院副院长黄群星认为,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。

工业大脑:让焚烧炉自动运行

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。

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。他介绍:“过去指标波动夸张得很,一上、一下就像心电图,一天要调上万次。”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。

“这意味着同样多的垃圾能发出更多的绿色电力,这本身就是一种碳减排。”中国节能抚州生活垃圾发电厂负责人王宗林表示。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。

同时,基于阿里云工业大脑,系统可以通过大数据找寻重要变量,并且设计预测模型,让AI提前预测炉内温度、氧量、烟气等变化,及时干预进料。

而传统的自动控制只能根据当前的测量值,经过运算下发指令完成控制。阿里云工业大脑的一个进步是可以提前预测变量未来的变化趋势。基于长时间的历史大数据,选取比较重要的变量,基于大数据做训练,训练得出的模型可以提前预测出未来一段时间温度、含氧量、烟气会发生怎样的变化。

此外,在经过综合运算后将指令,自动下发到设备上,形成“预测-运算-控制” 一个有来有去的闭环,解决了焚烧炉这个复杂系统的控制难题,实现了焚烧炉的自动驾驶运行。

在这三种技术的加持下,既大幅减轻了操作员的工作量,又提升了电厂的效益,还对减排有所帮助。

推动焚烧设施改造升级 优化处理技术

《“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。

在黄群星看来,AI技术的应用一方面可以提高能源效率,另一方面可以减少由于运行不稳定带来的二恶英或者一氧化碳、挥发性有机污染物的排放问题。

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。

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。

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