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时间: 2022-01-19
减少污染物排放、降低人员劳动强度、提高发电量 垃圾焚烧炉“大脑”如何一脑三用 ◎本报记者 张盖伦 视觉中国供图 如今,全国有近30个城市的100座垃圾焚烧炉引入了阿里云工业大

编制城市生活垃圾处理设施规划,应当广泛征求公众意见,健全设施周边居民诉求表达机制。生活垃圾处理设施用地纳入城市黄线保护范围,禁止擅自占用或者改变用途,同时要严格控制设施周边的开发建设活动。

从2017年起,阿里云工业大脑团队开始和国内垃圾焚烧厂合作。他们的目标,是让垃圾焚烧炉像智能汽车一样,实现高度自动运行。

团队在传统的垃圾焚烧分散控制系统(DCS)上,叠加了阿里云历时4年自主研发的人工智能控制系统AICS,集成控制、建模、优化、仿真等能力,让现有系统具备了更加精准的洞察力。


全球资源和环境危机以及可持续发展思想的出现,使人们不仅仅将城市生活垃圾视为一种污染物而进行处理,而是渐渐地将其作为一种可再生利用的宝贵资源。城市生活垃圾是指城市日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及法律、行政法规规定的视为城市生活垃圾的固体废弃物。 这其中,就包括垃圾焚烧。就我个人观点,垃圾焚烧是目前较好的垃圾处理方式,一来它能尽最大可能地减小垃圾的体积,减轻填埋的负担,二来它能产生热,而热能是可以回收或转换为电能进行回收的。此外,如果垃圾焚烧发电厂的环境管理做到位了,是完全可以做到把污染物的排放量控制在不破坏周围环境的指标下的 (我目前工作的两家位于法国南部的垃圾焚烧发电厂就都做到了这一点,这些的传统观念中的污染大户也成为了周围其他化工厂的环境保护典范)。当然,也不要忘记,垃圾在经过焚烧后,仍会残留少许废渣,而这些废渣最后仍然要通过填埋的方法进行处理。但经过焚烧后,垃圾只剩下了当初15-20%的质量和4-5%的体积,这对大大节省填埋场的容量和使用寿命,是非常有价值的。

2021年6月,选择适用技术。建立生活垃圾处理技术评估制度,新的生活垃圾处理技术经评估后方可推广使用。城市人民政府要按照生活垃圾处理技术指南,因地制宜地选择先进适用、符合节约集约用地要求的无害化生活垃圾处理技术。 广州销毁企业2012年底,全市户籍总人口为769.56万人。青岛秉承“打造优美环境,构建宜人之居”的理念,先后获得了“国家卫生城市”、“国家环保模范城市”、“国家园林城市”、“中国人居环境奖”、“全国文明城市”等荣誉称号。随着青岛市经济飞速发展和人民生活水平的提高,生活垃圾产量将会继续增加,青岛市面临的生活垃圾处理问题将进一步严峻,同时公众对于环境的认识和要求也越来越高,环卫行业的发展,尤其是生活垃圾的处理显得尤为重要,有助于提高城市人居环境,提升城市投资环境,实现现代低碳生态理念。 ,团队在汉口北生活垃圾发电厂进行了18天的对比实验。9天由纯人工操作,9天由机器主导操作,结果显示,机器运行的稳定性比人工操作高出不少。

武汉市汉口北生活垃圾发电厂总经理成超告诉科技日报记者,阿里云工业大脑在发电厂投入应用以来,炉膛温度基本上都能维持在850摄氏度以上,深圳销毁企业引导思想。以科学发展观为引导,按照全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会的总体要求,把城市生活垃圾处理作为维护群众利益的重要工作和城市管理的重要内容,作为政府公共服务的一项重要职责,切实加强全过程控制和管理,突出重点工作环节,综合运用法律、行政、经济和技术等手段,不断提高城市生活垃圾处理水平。 ,进一步减少了污染物排放,员工的劳动强度也大幅降低,不用一直手动调节。还有一个可喜的变化——单位垃圾的发电量提升了5%。相当于每吨垃圾多发25度电,进一步实现了碳减排。

看位置,可以知道燃烧主要发生在哪些区域;看亮度和大小,可以从侧面反映炉膛内不同区域的温度状态。炉膛温度测量,多采用热电偶式的接触式点测量技术,但由于垃圾焚烧炉膛内属于高温、高烟尘、高湿度、大截面焚烧工况,传感器工作环境较为恶劣,所以测量值不能准确代表实际焚烧温度,也具有一定的滞后性。火焰的图像识别,能更加迅速、精准、分区域地判断温度,帮助自动控制系统及时地进行预判和调整。

能不能让人工智能把老师傅的经验学会,把这套基于经验的复杂流程,把一天上万次的点击,变成智能化、数字化的程序?

而且,传统工业企业自身与互联网结合的能力也存在不足。过去,不少企业认为既然人力可以胜任,就没必要专门招人去研究算法、搞技术。不过,孔令西也发现,近些年来,有远见有决心的企业已经越来越多,他们对通过技术降本增效有迫切的需求,急需的是核心技术能力与良好的运行维护机制。

垃圾焚烧炉“大脑”如何一脑三用

◎本报记者 张盖伦

如今,全国有近30个城市的100座垃圾焚烧炉引入了阿里云工业大脑,每天有数万吨生活垃圾经由人工智能算法、大数据预测分析转化为千万余度绿电。

如今,全国有近30个城市的100座垃圾焚烧炉引入了阿里云工业大脑,每天有数万吨生活垃圾经由人工智能算法、大数据预测分析转化为千万余度绿电。

出现这些问题,主要是因为垃圾焚烧排炉温度无法“自觉”稳定在850摄氏度以上。

孔令西先容,近年来,阿里云的工业大脑应用在钢铁、水泥、化工、电池、油田、火电等诸多领域。深入车间多年,他体会颇多。企业对智能制造和工业互联网愈发重视,接受程度也在提高。但这毕竟是一个跨学科领域,需要懂算法、懂互联网的技术人员,也需要懂垂直领域、碎片化领域工艺常识的专业人员。靠一支团队一样样去啃、一点点熟悉,一家家调研、推进和落地,是很难的;要把工业生产的经验、常识沉淀成App和算法模型,也是挑战重重。

“大家希翼能通过持续攻关,掌握工业互联网领域的核心技术,广州销毁企业,并将大家多年来探索、改进和优化后的模式形成标准平台工具,开放给全社会,推广落地到更多厂家,让中小型企业也能够实现智能制造的转型升级。”孔令西说,服务工业,服务民生,实现降本增效,节能减排,是工业大脑真正的使命所在。

武汉市汉口北生活垃圾发电厂生产技术部运行值长朱灿钢感叹,炉膛温度、主蒸汽流量、烟气排放的指标图波动很大,“像心电图一样”。指标波动大,污染气体排放的风险就高,垃圾焚烧发电的效率也会受到影响。

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对城市垃圾的处理方法,主要有填埋、堆肥和焚烧3种处理方式。垃圾焚烧,是对城市生活垃圾集中处置后,在密闭的锅炉内进行高温焚烧,焚烧产生的热能以及蒸汽可通过汽轮机发电。它实现了城市生活垃圾的减害减量化和资源利用。

就是在垃圾焚烧这样一个似乎并不时髦的领域,人工智能技术正在悄然发挥作用。

目前我国工业智能化服务的生态还处在建设初期,核心的技术工业App、模型也大部分掌握在国外厂商手里,国内生态伙伴赚的更多的是辛苦钱。

2021年4月,蒋大庆入驻汉口北生活垃圾发电厂,那是他第一次走进垃圾发电厂,“感觉很震撼”——原来垃圾焚烧炉这么大,原来工人的工作量这么大。蒋大庆也第一次知道,想要垃圾焚烧炉实现稳定燃烧,涉及燃烧温度、烟气含氧量、主蒸汽流量等十多个变量的协调,这是一套非常复杂的系统。

“每一个项目,就像一个小型的战役。”阿里云工业大脑算法工程师蒋大庆说。为解决问题,算法工程师也要去到车间,和师傅们工作在一起,持续进行系统的开发调试和优化。

蒋大庆先容,他们对燃烧过程中的关键变量做了人工智能预测,训练出的大数据模型可以预测未来一段时间炉膛温度、含氧量、烟气的变化情况;再结合广泛应用的自动控制技术,在“工业大脑”中综合运算后又自动把控制指令下发到设备,形成闭环,最终让焚烧炉实现了自动运行。

文章先容了青岛市小涧西二期生活垃圾焚烧与污泥协同处置工程城市生活垃圾焚烧处理技术,该技术是一种行之有效的减量化和资源化处理方式,对解决“垃圾围城”这一难题具有积极作用,且符合我国循环经济发展要求,逐渐成为大中型城市的垃圾处理方式。在同一种生活垃圾处理方式中,采用不同的处理技术和二次污染治理方式,对其资源消耗和环境保护有着重大的影响。

推广垃圾焚烧的一大掣肘,就是燃烧产生的有毒有害气体。因此,我国对垃圾焚烧的炉内温度和烟气污染物排放,都有严格规定。

2017年,阿里云进入了一个特殊的行业:固体废弃物处理。阿里云智能制造与能源电力技术总经理孔令西告诉科技日报记者,他们在调研垃圾焚烧厂时发现了两大痛点——燃烧产生的主蒸汽流量波动大,一线操作人员的工作量特别大。

蒋大庆是博士,一直跟程序打交道,刚进厂时,他不了解师傅们在干什么,师傅们也不懂这个年轻人能干什么,能干成什么。蒋大庆调整心态,放下所谓高技术人才的优越感,把自己当成一个新手工人,了解老师傅的需求。他看到了师傅们的辛苦,也想着要让师傅们工作得更体面、更轻松。

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为控制二噁英类有机污染物的生成,垃圾焚烧需满足“3T”准则:即焚烧垃圾需要在一定的焚烧温度和湍流强度下停留一定的时间。其中,湍流强度和停留时间可通过炉膛结构设计保证,而垃圾的焚烧温度则需由实际运行调节。

健全收费制度。按照“谁产生、谁付费”的原则,推行城市生活垃圾处理收费制度。产生生活垃圾的单位和个人应当按规定缴纳垃圾处理费,具体收费标准由城市人民政府根据城市生活垃圾处理成本和居民收入水平等因素合理确定。探索改进城市生活垃圾处理收费方式,降低收费成本。城市生活垃圾处理费应当用于城市生活垃圾处理,不得挪作他用。

算法工程师来了用工业大脑赋能控制系统

视觉中国供图

据官方数据,“十三五”期间,全国共建成生活垃圾焚烧厂254座,累计在运行生活垃圾焚烧厂超过500座,全国城镇生活垃圾焚烧处理率约45%,初步形成了新增处理能力以焚烧为主的垃圾处理发展格局。

比如,他们建立了机器学习模型,估算进入炉膛的垃圾料层厚度。哪里料多,哪里料少,机器大脑就像最老道的工人,结合进料速度、炉内温度、风流量、风室风压、炉排运行周期等各类其他参数进行间接估算。

这就导致工人师傅的工作量也大。他们得时刻盯紧显示器上的数值,随时调整进料量、进风量等参数。一天下来,点击鼠标可以达到上万次。“大家四班三倒,8小时盯着炉子,工作强度大,上厕所都要跑着去。要是出现意外情况,真的是手忙脚乱。”朱灿钢说。

开放核心算法技术让全社会加入低碳环保行动

在绿化如同街心花园般的广州市第四资源热力电厂,这里每日有2000吨生活垃圾焚烧变为电能,在厂区门口的显示屏上实时显示各项排放指标的数据。《南方》杂志记者参观了整个垃圾焚烧处理流程。

他们还让摄像头具备了图像识别能力。火焰,从显示屏上看都大同小异,人工智能则可以根据火焰的位置、亮度和大小,给出更多信息。

烧垃圾不比烧煤,煤的热值完全恒定,但垃圾不一样。城市生活垃圾的成分复杂——这一抓斗抓到的,可能菜叶子居多,热值就低;下一抓斗抓到的,可能塑料制品居多,热值就高。焚烧也是如此,如果不人工加以调控,火焰就会时大时小,温度也上蹿下跳。

不低于850摄氏度,这是国家规定的正常工况下垃圾焚烧炉炉膛内热电偶测量温度的5分钟均值。只有这样,才能确保垃圾的清洁燃烧。

减少污染物排放、降低人员劳动强度、提高发电量

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