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          環保減排綠色工業:數字孿生垃圾焚燒發電站

          2022-04-06 03:31:24

          隨著城市建設的加速和城市人口的快速增長,城市垃圾成為發展的沉重負擔。據不完全統計,我國每年生產近 1.5 億噸城市垃圾,如何處理城市垃圾成為當今社會焦點之一。垃圾焚燒發電能以最快速度實現垃圾無公害、減量化、資源化的目標,從而得到大力推廣。在“十二五”之前各地零零落落的開始嘗試垃圾焚燒發電,“十三五”之后垃圾焚燒發電項目在我國得到迅猛發展。

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          Hightopo 以垃圾焚燒發電為研究對象,依托自主研發的 HT for Web 產品,將其設備流程進行可視化演示。將垃圾焚燒發電站的煙塵排放情況以及處理技術、工藝流程、環境狀況以及機器故障等仿真模擬。直觀地顯示垃圾焚燒的執行進度、設備的運行狀態、煙氣污染物的控制狀況等,實現垃圾發電站生產數據的可視化管理與應用。

          基于可視化技術的運營條件信息管理系統,本案例為垃圾發電設備和動力總成構建三維模型,2D 面板聯動三維場景,以圖表形式幫助運營管理人員實時監測檢測參數,運用 2D 組態展示流程可視化動畫效果協助理清工作原理。各階段工廠流程能夠根據指定命令下鉆切換至三維場景,以滿足不同管理人員的業務需求。

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          HT 左側面板循環播放煙氣污染物控制情況、二噁英消除率、以及安全生產關鍵指標等。

          垃圾發電工藝流程圖

          HT 運用 2D 組態圖的方式科普垃圾發電的工作原理,管理人員能夠更直觀看到各系統的工作狀態、檢測信息,包括垃圾倉發酵時長,垃圾倉負壓、煙氣爐膛停留時間溫度、DCS 爐膛溫度,汽輪機溫度等,場景內點擊“組態工藝”即可下鉆切換。不同維度的數據可視化流程圖,滿足不同管理運營人員的業務訴求。

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          垃圾接受及給料可視化

          融合車輛定位顯示終端,車輛定位與遠程通信系統,場景內可通過 2D 面板直觀顯示垃圾運輸車輛狀態與信息。從而合理安排垃圾運輸車輛,避免因為信息滯后造成的不便。

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          通過 GIS、垃圾池容量、投放量、垃圾池開放時間及不同的算法,獲得關于垃圾池(Garbage Pool)以及抓鉤準確及時的信息,數字孿生垃圾接受及給料過程,2D 面板顯示存量、負壓、發酵時間、垃圾滲液時長、抓鉤運行狀態、工作模式以及承重。幫助管理人員解決給料過程中的一些問題,包括垃圾抓取、傾倒位置的設置是否合理,垃圾發電的設計與規劃是否可持續等。

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          垃圾焚燒可視化

          垃圾進入焚燒爐后,在高溫下充分燃燒。系統通過結合溫度測量系統,統計焚燒爐內爐膛溫度、鍋爐給水溫度、煙氣溫度以及蒸汽溫度,監測爐渣處理系統、飛灰處理系統運作狀態。確保爐膛內燃料燃燒能量適應鍋爐的需要,并維持鍋爐安全、經濟運行,保持焚燒系統穩定運行狀態。

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          煙氣處理可視化

          煙氣凈化系統是組合了半干式反應塔、活性炭定量裝置、布袋式除塵器這三個步驟的系統。HT 通過對垃圾在焚燒所產生的煙氣、煙氣處理系統、凈化后通過煙囪排入大氣等過程對煙氣進行虛擬仿真,在場景內模擬煙氣凈化過程。煙氣經過余熱鍋爐放出熱量后進入噴霧吸收反應塔。

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          2D 面板實時更新余熱鍋爐蒸汽壓力,蒸汽溫度、給水溫度、鍋爐排污率、蒸汽蒸發量、本體阻力。

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          點擊右側煙氣“半干式反應塔”按鈕,就可以清楚的查看半干式中和反應塔、干石灰倉、活性炭倉三維模型,以及倉內的運維情況和主要參數。

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          布袋式除塵捕集從凈化裝置排出氣體中的粉塵,經處理的煙氣達到環保指標要求,由引風機送入煙囪排出,最終實現了垃圾處理的資源化。

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          蒸汽輪機可視化

          垃圾焚燒系統完全燃燒所產生的熱能經余熱鍋爐轉化為蒸汽,再由蒸汽輪機發電機轉化為電能,從而完成一系列的能量轉換。系統結合 5G 通信系統,全方面支持對鍋爐燃燒數據可視分析。通過 3D 模型形象呈現發電機外部結構和工作狀態;蒸汽流量、電機轉數、發電量、電機溫度等顯示在 2D 面板,自動播放。

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          爐渣分揀流程演示

          爐渣是生活垃圾焚燒發電的過程中不可少的產物,屬于一般的固體廢料。經過分揀處理的爐渣,可與瀝青或水泥混合用于鋪裝地面,并獲得良好的長期使用效果。HT 支持 2D 輕量化模型搭建的爐渣分揀流程場景,結合爐渣分揀原理,對料倉、分揀方式、分揀流程等以邏輯圖形式進行呈現,幫助管理人員復盤運作脈絡,節約爐渣處理成本,有效提升資源的利用率。

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          提升技術工藝標準,減少有害物質排放

          垃圾被焚燒之后,會產生有害物質,需要對這些有害物質進行集中處理。后臺系統結合垃圾焚燒發電系統、煙氣處理系統等實際運行環境,及時更新相關技術參數,調整各項關鍵技術的應用狀態,提升工藝標準,保證垃圾焚燒發電有效開展。

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          完善制度政策,提升運行管理水平

          HT 建立的自動化、智能化監控系統,完善二噁英、重金屬等污染排放在線檢測工作,對垃圾焚燒發電的廢氣排放標準進行檢測。管理人員通過 PC、PAD 或是智能手機打開瀏覽器,即可隨時訪問監控場景,避免大氣污染排放數據造假,保證周圍居民身心健康。促使垃圾焚燒發電實現自動化、智能化、智慧化、網絡化發展。

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          在碳達峰、碳中和目標背景下,探索垃圾焚燒發電行業的綠色價值成為發展重點。探索建立將垃圾焚燒發電的社會效益和環境效益折算為綠色價值的市場機制,是激活其高質量發展的重要動能。面對其生產工藝及流程復雜的特點,Hightopo 依托其強大的研發支持,搭建的垃圾焚燒可視化解決方案,突破了技術壁壘,改善運營管理水平,提速適應綠色低碳新形勢,旨在為我國垃圾焚燒發電管理提供有價值的思考和借鑒。

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