深能环保钟日钢：智慧垃圾焚烧厂一体化管控应用与探索

“基于智慧电厂，数据是最大的价值，一个有价值的数据能够替代有经验的人，这我们努力的方向。依托海量的数据，最终是达到可对标、可分析。”

——深圳市能源环保有限公司副总经理钟日钢

4月27日，华北电力大学技术转移转化中心与中关村华电能源电力产业联盟联合主办的2021年智慧电厂论坛（第一期）在广东深圳成功举办。深圳市能源环保有限公司副总经理钟日钢发表了以《智慧垃圾焚烧厂一体化管控应用与探索》为主题的演讲。

直播专题:2021年智慧电厂论坛（第一期）

文字实录如下：

各位专家、各位同仁，大家上午好！我们是处理城市废弃物的，用火电的思维进入了环卫的市场，也算是在全国比较独树一帜的，目前整个深能环保在全国40个城市有服务，服务了大概7000万人口，日处理垃圾3万吨，建设规模是6万吨，在全国排第四。

为什么我们一个环卫企业要去搞智慧电厂？先说说我对智慧电厂的理解，智慧电厂并不是一个单独的厂，而是基于一系列经验的沉淀，告诉未来的厂应该怎么做，而现在运行的厂从工程转移过来，我要告诉生产该怎么做，所以能够实现和人互动的经验沉积才是智慧。

目前碳中和是比较热门的一个词，实际上固废处理是一个很大的碳减排概念。去年固废行业出现了一个关键的政策，就是国补已经退坡，接下来的投资会有大量的不确定性，所以基于碳中和的概念，就要节能，因为节能也是减碳，基于这个行业未来的收入下降，需要更加精细化地将我现在的场运行好、节约成本，同时对未来要投资的厂给出一个清晰的投资方向。

基于整个智慧电厂的建设，深能环保也探索了大概12年，我们最近在十四五期间对智慧电厂做了一个全新的转变。搞电力的都喜欢说设备全生命周期的管理，但是我们毕竟是一个专业化的固废投资公司，所以我们更加关注的是股东的钱投出去，基于整个投资的全生命周期管理，而不仅仅关注运营端，从投资决策、设计、建设到运营，整个过程的现金流要移植到工艺、设计、施工、运营的各个环节。同时很多企业做的都是ERP，数据中台搞了5年，很多企业没搞了，但是今年会坚定地做中台的设计，也就是将我们现有的20多个可能看起来比较智能智慧的应用打入到一个数据平台。还有就是基于智慧的认识，所有的智慧一定是要能跟人进行交换，而不是替代人。

基于这三个转变，我们打造的是四个亮点：首先是数据化，就是借助物联网的设备，从数据层通过物理层到云端，可以建设机房，借助别人的算力，最终实现可视化的界面，让员工能快速地进入工作场景。最终要实现的就是在这个场景中能获取新的经验和知识，能为人的决策、行为做出判断。

我们在2020年基于火电厂的WIS系统打造了商务、运营，以及我们的超市等等全部搭建在这个WIS平台，这个平台获得工信部全国唯一的质量标杆，也是固废行业或者电力行业在信息化领域的第一个质量标杆项目。这个项目正式从设备的全生命周期管理过渡到投资的全周期管理，也就是我更关注股东的回报。

要做好这件事情，我们会有什么样的基础，这里做了一个展示。

固废行业前几年很流行做PPP，外部的竞争是很激烈的，我们跟传统的火电是不一样的，传统的火电是跑路条，但是固废企业是去每个城市通过竞标的方式获得政府给的25年到30年的处理权，核心竞争力不是说有什么好的技术，而是能给当地带来什么。在这么大的竞争中，一定要有差异化的服务。我们差异化的服务就是给当地在同等投资下，要建出更加高标准的电厂。建一个厂是2年的时间，但是运营一个厂是25年，而且还要完好地移交给政府，就需要一个从头到尾可记录、可追溯，同时可以提高的信息化平台。

基于这个平台，我列出目标：要跟业务紧密结合，不能因为做一件事情而做一件事，一件事情没有回报是没有任何意义的。所以每个决定一定是要基于花费可以产生正向的价值，只有产生了正向的价值，才能证明我的决策是对的。

这是典型的垃圾焚烧场的信息化系统，目前已经应用在我们的30多个项目，从我们2011年开始第一个项目，这些年已经积累了40T的数据，这些数据是可以来回查阅的，同时我们也借助AI的能力，快速找到这10年生产过程中到底有什么曾经没有总结、没有发现的东西。

我们在2019年也获得了国家的软件著作以及几个发明专利。

这是我们最后建造出来的效果，基于一个大屏，这个屏幕右边是环卫板块，目前我们在28个城市提供环卫的系统，左边是固废的系统。这个系统的好处就是从底层的设备层，通过云端能够让我在深圳的机房跟全国40个城市进行互联，只要提供一个帐号，每个电厂都是标准化的投入、建设和运营。同时我们的数据是有价值的，智慧电厂最核心的是数据，只有基于原始的数据，再经过人工智能的分析，能够发现和找出平时我们这些管理人员或者工程师曾经没有发现的问题，最终能够在应用端提供多价值的服务。比如说我列的这些服务，有智慧安防，智慧安防也比较简单，相当于在施工现场，已经有云的摄像机，如果有违章的话，第一时间我的窗口会调出来，这样安防人员可能控制在5个人，就可以实现18个在建项目的云端巡检。

目前已建设的有四个板块，我给大家简单介绍一下。因为在做投资管理，在做投资决策之初，肯定是要先进行资产的盘点，所以我们所有的基础是来自于设备台账，也就是在传统的火电做得比较规范的，基于KKS编码的原则，让每一个设备从购买到报废，有一个身份的标记，会固化在我的资产模块里面，基于资产的模块，可以有生产运营、预算管理，同样根据这个管理又衍生出来27个小的板块，目前这些板块支撑了我们日处理大概3万吨的公司，本部也就180个人，而且同时还要在建大概18个项目。

这是一个典型的以KKS码为核心的台账的管理，在这个系统里面，无论用KKS码查询，还是用设备命名查询，都可以在浩瀚的数据库里可以快速地找到设备。同时我们大概1000吨的垃圾处理厂是比较普遍的，7个1000吨的厂可以快速地找到对方曾经发生了什么事情，发生事情之后又找了哪个供货商，这样可以在云端实现所有电厂设备管理的共享。

要把电厂做得智慧，实际上是要告诉我未来怎么做，我们基于深圳最早的四个厂，能快速在全国推广，基于深圳的经验，我能告诉大家未来的厂要怎么设计，这就需要大量的数据的沉淀。数据的沉淀经过分析，才可以向设计和施工去推。我们在2015年最早开始做BIM的设计，到去年实现了整个的项目BIM设计。施工期有两件事情是所有电力企业比较头痛的，第一个是现场的签证变更，可能现场认可了以后，到商务部门不见得是认可的。怎么解决这个问题？现在我们任何一个变更，必须基于现场的图片、当事人所有的记录，一旦这个记录生成以后，才能够在我们的系统里发起一个变更。第二个比较头痛的是管道和电缆碰撞的问题，基于正向BIM设计以后，单个项目光是点少管道的碰撞以及电缆最优路径的选择，就可以节约上百万。

这是一个典型的现场验收表，只有基于现场不可更改的验收表，实际上可以避免后期结算带来的大量的问题。所以能够给人提供方便和服务，提供依据的，这是一个智慧的电厂、智慧的工地。

运营期又怎么做呢？刚才听了很多人介绍运营期的各种智能和智慧的方案，但我们觉得一个传统的垃圾焚烧发电厂两炉一机的配置，大概就是4个人，我们的人是很精简的。这个市场在高速发展，人员流失也非常严重，可能不能够指望有很多有经验的老师傅，就需要把他的经验固化到我们的系统里面。我们把整个现场进行网格化的划分，每个片区需要做什么，提前将它固化到云端，这样任何一个工人到了现场，扫码就能知道接下来该干什么。

接下来举几个我们在电厂建设、运营、设计等等过程中的典型应用案例。

第一个是施工期，BIM的设计实际上已经不是什么新鲜的东西，但是我们基于正向BIM的设计，有专门的BIM工程师，要把我们的三维建模的价值发挥到最优。这是一个正常的锅炉吊装的路径，我们在吊装之时，也跟很多电厂进行过沟通，他们只把BIM当成设计的东西，最后做一个建模，看起来很好看。但是在这个过程中不要忘了，搭建BIM的时候也要搭建施工的顺序，也是每天核算施工单位投入的工日、工时、材料的依据。同时转换到运行期，就是最优巡检路线的指导。

基于建设的3D建模或者BIM的设计，可以解决哪些问题呢？可以最大限度地实现各个专业之间的衔接，同时可以在整个建设期形成资产，向下一个环节、向运行期进行转移。

这是一个典型的现场基于手机端的工程应用软件，手机、PAD和电脑是三屏合一的系统。

这是典型的巡检应用，人是不可替代的，但是人的知识可以替代的，可能一个人在这里工作了10年，在本厂没有晋升的机会去了别的公司，但是他在这10年的工作，每天的点点滴滴不知不觉固化到了我的WIS系统里面，同时我们每年会讨论，到底这个网格中要做什么，设备该成为什么样的状态，如果一个两三年培训的学生接手了他的岗位，只需要到现场触碰一下，当年这个设备从无到有的所有的信息，包括它以前是什么，现在是什么，每天要保持什么样子，他的手机都会清晰地列出来，这样可以给人的判断和现场的巡检带来方便。所以方便人，能够跟人进行交换，这就是一个智慧。

经过现场的一圈巡检，会记录很多的缺陷，同时根据整个设备标识的功能，回到办公室，整个巡检下来设备的问题会自动跳到窗口，基于这些缺陷，再按照我的分工，再逐步的下发到下面的班组，这样可以提高效率。同时在手机端也有这个功能。

工程和运营可能是比较简单的，现在提出碳中和的概念，如果国家突然把CCER拿出来，又重新启动的话，怎么基于原始的算法上又有一些新的减碳？那就需要节能。现在很多电厂装了很多计量表机，我们也是基于这种计量的方式，通过10年数据的分析，找到了数据的最优，做过电厂管理的领导知道，每年年底下发明年的生产任务，总是上级公司跟电厂吵架、扯皮，来来回回争论。通过这个系统把每个厂的标值都算出来了，算出来的好处是什么？我们是基于降低能耗、降低吨垃圾的成本，最终实现更多的收入、实现股东回报的系统。这个系统根据它10年的表现，比如说同样一个400吨的炉，最早的一台炉已经运行了大概18年，接下来投的这些炉，在没有大的改变的情况下，应该表现成什么样，我的系统会告诉它，越绿的部分越接近它的额定工况，如果中间有问题，这个系统会从黄变到红，这样可能就提示你是要更换了，或者是要检修了。

光是这样的应用是不够的，我们通过水、气、电的分析，当然也花了很多时间，所有分析的原理都是人写出来的，把老师傅的经验提前固化到电脑里面，一旦现场的数据连过来，对有经验的人要求就不那么多了，这也是应对现在人手不足包括人员流失的很大的办法，人是不可替代的，但是有经验的人是可以替代的。

这是典型的数据分析，电耗是未来节能减碳很关键的点，我们基本上做到日历的电耗，每天推送到你的手机，一旦有问题，它会显红色，出现了红色，就得打破沙锅问到底，从专业到运行，必须把这个红色描述清楚，是运行不小心、设备维护不当，还是有异常检修的状况呈现。每天在浩瀚的数据里面，工程师只要关注异常数据，可以大量降低他的劳动强度，可以有更多的时间去思考怎么把事做得更好，而不是疲于应付每天机械的工作。

工程师不可能天天跑到主控室，我们把主控室的画面做了一个镜像，镜像到每个工程师的电脑里面，当然他是不能操作的，但是它会提前的告诉工程师，哪个厂出了问题，哪个数据出了问题，我们把200多个监控的画面精炼成10张，把每个工程师关注的页面放到他的电脑上。

同时我们针对人员出差的问题，也把它移植到手机端，在手机上一样可以实现相应的功能。包括我们每天的消耗，面对管理人员、面对工程师，或者面对普通员工，我们会根据权限的管理，让他看的数据多少会不一样。

基于智慧电厂，数据是最大的价值，一个有价值的数据能够替代有经验的人，这我们努力的方向。

后面的绿色部分是我们经过大数据的计算，已经将每个厂的天花板值算出来了，它一旦偏离天花板值就会提醒，只要提醒出来了，每个电厂的排名也出来了。

这是在深圳本部打造的企业大屏，这个企业大屏不仅仅是展示数据分析和消耗分析，更重要的是做了一个镜像电厂，也就是最近在常规火电比较喜欢说的数字孪生，可以把这个镜像投影在工程师的电脑上。

依托海量的数据，最终是达到可对标、可分析。首先内部的对标，因为外部的数据是很难获得的，随着30多个厂的投产，可以形成一个内部对标的体系。同时结合一定的算力，在浩瀚的数据里找到差异，找到最优值，给生产人员提供最大的利润，为下游提供支持。也针对不同地区不同厂的回报率，让我们判断决定是否在不同的垃圾和不同的区域有投资的价值。

整个智慧大屏为了应对最近环保的压力，我们在上面额外开发了一个环保的预警系统，和常规火电不同的是，现在我们是全国唯一一个在线数据可以作为执法依据的行业，基本上全行业在吊打我们。基于这样一个情况，为了避免人为的原因导致有环保的处罚，我们将所有的环保数据也专门纳入了WIS系统，一旦有问题，它会提前推送到厂领导，同时每天的情况、每个指标会在内部进行完整的对标。当然发现了问题我再提醒或者提前的提醒是远远不够的，我们还需要借助AI的计算，通过AI计算，我们可以超前半个小时对未来的数据进行预判，无论是炉温、污染物，甚至是CMS的维护，如果你能提前告诉我，那是非常好的。

这是一个AI的算法，是传统智控的基础的原理。

以前有基础的原理，但是没有算力，现在有了算力。这张图展示的是传统垃圾发电厂对氯化氢和二氧化硫的排放的监测，我们对氯化氢气体的排放预测可以达到96%的准确性，对二氧化硫的预测可以做到百分之百的准确。一旦没有及时的调整，或者自控环节出现了问题，可以提前半小时告诉我，如果你不干预，未来会是怎么样的。

一直在说超低排放，我历来都是反对超低排放的，超低排放只是拍脑门让你对环保的物耗进行无底线的花费。其实在一定的自控的原理下，对未来半小时预测，我们是没有超标可能的。

刚才说的是打造智慧安防和智慧电厂，还有最核心的一点，要实现行政智慧。人都是有惰性的，我很难保证夜班的人每两个小时进行一次巡检，这就需要借助人脸定位和视频的辨识，你是否在这个电厂里面，每天定时定点去维护了设备，或者巡检到了设备，这个人的轨迹每天在电厂都是会留下来的，比如说这个人到了哪里，它的安全帽里面是有定位芯片的，包括他今天是否按照要求去进行了维护，他是无从抵赖的。

我们的工程做了正像BIM，这个BIM是有价值的，在运营期我可以很方便地在图形里面设定电子围栏、检修区域，对有限空间提前进行辨识，这样做技术交底和安全培训，可以拿一个镜像电厂和别人讲。

这是一个典型的电子围栏的设计，如果工作负责人离开了工作现场，第一时间会通知运行人员，这样也是为运行人员的工作提供了辅助。

当然所有的一切都是基于智能穿戴和精准定位。

最后的一个应用，垃圾焚烧尽管可以变废为宝，但是飞灰是没法利用的。这是我们的飞灰填埋场，基于填埋场的建模，能够将每一袋飞灰像砌积木一样堆放好，这样做有两个好处，一旦是出现抽查不合格的时候，能知道某一天某一批次的飞灰在哪里。第二个好处，通过紧密的排列，可以延长填埋场的使用寿命。

我们今年的目标是打造五个一：一专网，形成一个企业内网。一朵云，云端是虚拟在某一个电厂。同时所有的运用在一个中台深，最终实现一个屏幕，无论是手机端、电脑端还是PAD端，实现三屏合一，最终形成一个数字化的电厂，我们说的是一镜像，相当于把我这个厂投射到工程师的电脑里，方便他开票、培训，方便他查找这个电厂曾经有什么问题，查找他的工人到底在哪里。

这是我们整个中台规划的架构图，这也是比较传统的，也就是基于WIS的中台，上面实现了多达27种应用，打通左右工业数据链，最终到业务链。

给大家展示我们已经做好的某地区的数字电厂或者镜像电厂，这是未来的愿景，一个大屏、一个全息建模。

在这个数字电厂里面，这是典型的两炉一机的镜像。这个镜像里面不仅实现了能源流、数据流，更重要的它是会对你比较感兴趣的数据，能快速找到它，而且可以对新来的员工进行快速的培训。

基于我的应用，可以无限放大到设备级，当然这是必须在施工期要做到正向BIM的设计，才能为后续的搭建提供方便。比如说工程师想看今天的数据，你点到哪里，它的数据就会出来，相当于把大屏的数据也投射到了这个镜像的电厂，也就是真正做到数字孪生。包括每条线的排放的数据，而且我们把它做得非常便于拖动，无论你的电脑配置是怎么样的，可能就是一台普通的工程师电脑，都能非常平滑地把这个电厂无限的放大。

未来每一个人拿着一台电脑，真正就可以实现在家里干活，现场只要有有责任心、有经验的维修工，基本上这个系统都会辅助我去做，而且也为我们快速的扩张提供了一个很好的支撑。

今天我就讲这些，谢谢大家。

（来源：北极星电力网，发言为北极星电力网根据速记整理，未经本人审核，如需转载请完整转载全文不允许删减）