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近日，在“2025(第十九屆)固廢戰(zhàn)略論壇”上，E20環(huán)境平臺(tái)高級(jí)合伙人、博士、教授級(jí)高工曹斌表示，當(dāng)行業(yè)進(jìn)入存量發(fā)展新階段，設(shè)備管理已成為垃圾焚燒電廠“向效益挖潛”的核心戰(zhàn)場(chǎng)。面對(duì)新周期下的運(yùn)維挑戰(zhàn)，開展設(shè)備管理升級(jí)，需從關(guān)鍵環(huán)節(jié)著手，構(gòu)建系統(tǒng)化實(shí)施路徑。
01.向設(shè)備要效益：垃圾焚燒廠設(shè)備管理的轉(zhuǎn)型與未來
曹斌表示，垃圾焚燒發(fā)電廠屬于典型的設(shè)備型設(shè)施，設(shè)備管理能力是垃圾焚燒電廠經(jīng)濟(jì)效益的“晴雨表”，折舊攤銷占生產(chǎn)成本的35%-50%，而維修費(fèi)用占比高達(dá)10%-20%，這種“雙高結(jié)構(gòu)”意味著設(shè)備管理稍有不慎便會(huì)導(dǎo)致利潤(rùn)空間急劇壓縮。
垃圾焚燒廠超70%的非計(jì)劃停爐事件由設(shè)備故障直接引發(fā)，這類停爐不僅會(huì)直接拉低年度垃圾處理量與發(fā)電量，還伴隨機(jī)械傷害、蒸汽泄漏等安全風(fēng)險(xiǎn)。全年維修費(fèi)用也能占到生產(chǎn)成本的10%-20%，許多垃圾焚燒廠因設(shè)備故障導(dǎo)致有垃圾卻不得不減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。
因此，在行業(yè)進(jìn)入存量發(fā)展的階段，提升設(shè)備管理水平成為增強(qiáng)盈利能力的關(guān)鍵路徑，這也是推動(dòng)設(shè)備管理升級(jí)的核心動(dòng)因。
另一方面，從國家近期發(fā)布的一系列政策文件，包括“十五五”規(guī)劃建議以及當(dāng)前業(yè)內(nèi)關(guān)注的綠電直連等政策導(dǎo)向中可以看出，新的發(fā)展場(chǎng)景正在打開。在此背景下，電廠運(yùn)營目標(biāo)已從單一的發(fā)電效率最大化與環(huán)保達(dá)標(biāo)，轉(zhuǎn)向供電穩(wěn)定性、供熱連續(xù)性、算力支撐、碳減排等多目標(biāo)耦合。多目標(biāo)間的潛在沖突，使得運(yùn)維復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)上升。
面向未來，行業(yè)或?qū)⒊尸F(xiàn)四大發(fā)展趨勢(shì)：熱電聯(lián)產(chǎn)、算電一體化、園區(qū)化與全球化。這些趨勢(shì)所提出的要求，已難以沿用傳統(tǒng)的火電管理模式來滿足。因此，亟須推動(dòng)一場(chǎng)針對(duì)設(shè)備管理的深刻變革，以實(shí)現(xiàn)更高效、更安全、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)備運(yùn)維，同時(shí)使設(shè)備管理工作更加從容、高效。
基于上述背景，探索以智慧巡檢為切入場(chǎng)景，借助智能化手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與精益運(yùn)維，成為一種值得關(guān)注的解決方案。
02.“1+5+N”：垃圾焚燒廠設(shè)備智能運(yùn)維實(shí)踐
開展設(shè)備管理升級(jí)，需從關(guān)鍵環(huán)節(jié)著手，構(gòu)建系統(tǒng)化實(shí)施路徑。為此，E20確立了從關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)可控起步，逐步邁向智能運(yùn)維與生態(tài)協(xié)同的發(fā)展思路。在此過程中，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維逐步形成了“1+5+N”系統(tǒng)解決方案。該方案以設(shè)備管理場(chǎng)景為牽引，借助數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，持續(xù)提升設(shè)備智能管理水平。
其中，“1”代表統(tǒng)一部署的“兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維平臺(tái)”；“5”對(duì)應(yīng)基于智能工業(yè)多源感知技術(shù)的五類硬件，實(shí)現(xiàn)如眼、耳、鼻、舌、身意般的全面狀態(tài)監(jiān)測(cè)；“N”則覆蓋垃圾吊、大型機(jī)組、電力系統(tǒng)及重要輔機(jī)等關(guān)鍵設(shè)施。
據(jù)曹斌介紹，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維主要通過以下解決方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化運(yùn)行與維護(hù)的有效保障。
垃圾吊智能運(yùn)維：故障預(yù)測(cè)，高效巡檢
曹斌表示，垃圾吊是目前電廠內(nèi)工作環(huán)境最惡劣、故障率最高的設(shè)備之一，普遍存在安全隱患突出、監(jiān)管要求嚴(yán)格、故障隱蔽性強(qiáng)、巡檢難度大、工作負(fù)荷重以及故障影響廣泛等諸多痛點(diǎn)。
為此，探索并實(shí)現(xiàn)一種高效智能的巡檢方式，對(duì)其制動(dòng)、起升、傳動(dòng)等關(guān)鍵部位的潛在故障進(jìn)行有效預(yù)測(cè)與預(yù)警具有重要意義。
目前，針對(duì)垃圾吊的智能化管理，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維已嘗試引入基于視聽觸味嗅的“工業(yè)五感”感知技術(shù)，通過部署無線智能監(jiān)測(cè)站、無線雙路智能監(jiān)測(cè)終端及多品類傳感器，做到對(duì)設(shè)備故障的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)與高效巡檢，實(shí)現(xiàn)對(duì)行車系統(tǒng)及鋼絲繩等關(guān)鍵部位的安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)，提升其運(yùn)行可靠性與維護(hù)效率。
大機(jī)組數(shù)據(jù)價(jià)值再挖掘：智能報(bào)警，精密巡檢
曹斌介紹，汽輪機(jī)是電廠收益的核心因素，可靠穩(wěn)定運(yùn)行影響發(fā)電量與運(yùn)營成本。汽輪機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部多為封閉狀態(tài)，巡檢可達(dá)性差。且汽輪機(jī)故障信號(hào)隱蔽，早期識(shí)別難度高，對(duì)設(shè)備管理團(tuán)隊(duì)專業(yè)技能要求高，巡檢人員能力門檻高。
因此，對(duì)于汽輪機(jī)這類高價(jià)值關(guān)鍵設(shè)備，盡管其整體故障率較低，但對(duì)其內(nèi)部零部件的智能報(bào)警與深度精細(xì)化巡檢，仍具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維基于RH9000有線監(jiān)測(cè)采集終端，結(jié)合振溫、軸位移、定點(diǎn)攝像頭等技術(shù)形成了一套解決方案，可有效提升設(shè)備運(yùn)行周期，降低因工藝波動(dòng)引發(fā)的“誤判”或“漏判”，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能報(bào)警，降低日常巡檢工作量，通過狀態(tài)量點(diǎn)檢替代實(shí)現(xiàn)深度精細(xì)巡檢。
電力系統(tǒng)智能運(yùn)維：智能預(yù)警，實(shí)時(shí)巡檢
當(dāng)前，電力系統(tǒng)的檢修仍主要依賴人工巡檢來解決，各方普遍對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性存在顯著擔(dān)憂。因此，對(duì)于電力系統(tǒng)而言，有必要探索建立智能預(yù)警機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其安全運(yùn)行的實(shí)時(shí)智能監(jiān)控，從而改變依賴人員頻繁往返現(xiàn)場(chǎng)查看的現(xiàn)狀。
兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維采用了具有四遙(遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào))、電氣量在線監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)、電度計(jì)量以及模擬量輸出等功能的多功能表，通過實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，以保證整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。
關(guān)鍵輔機(jī)智能運(yùn)維：劣化預(yù)測(cè)，線上巡檢
關(guān)鍵輔機(jī)主要包括重要轉(zhuǎn)動(dòng)類設(shè)備，如電機(jī)、機(jī)泵與風(fēng)機(jī)。曹斌指出，盡管這些設(shè)備的故障率不高，但一旦發(fā)生故障必然導(dǎo)致停爐，單次停爐可能造成數(shù)十萬元的經(jīng)濟(jì)損失。此外，該類設(shè)備雖然在電廠中故障頻率不高，但數(shù)量龐大。
兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維通過部署無線與有線溫振一體化智能傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軸承、保持架、轉(zhuǎn)子滾動(dòng)體等關(guān)鍵部件的劣化程度，并準(zhǔn)確判斷部件更換時(shí)機(jī)。系統(tǒng)可將具體建議與運(yùn)維意見自動(dòng)反饋至運(yùn)行人員，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這類重要輔機(jī)的系統(tǒng)化、精細(xì)化管控。
兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維借助有線或無線溫振傳感器，可轉(zhuǎn)為在線巡檢模式，減少人員現(xiàn)場(chǎng)巡檢需求。在中控室內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)365天×24小時(shí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦設(shè)備出現(xiàn)劣化趨勢(shì)，系統(tǒng)將自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警信息。同時(shí)，每月還會(huì)生成設(shè)備健康體檢報(bào)告，為運(yùn)維決策提供持續(xù)支持。
03.三重賦能，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒設(shè)備運(yùn)維閉環(huán)
邊緣計(jì)算：基于五感融合數(shù)據(jù)的設(shè)備智能報(bào)警與診斷
曹斌談到，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維邊端系統(tǒng)感知層具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1、具備多類型感知能力。正如前述“工業(yè)五感”理念，系統(tǒng)不依賴單一傳感器，而是依據(jù)不同場(chǎng)景與監(jiān)測(cè)目標(biāo)，適配多種傳感器組合。
2、達(dá)到高精度要求。以振動(dòng)監(jiān)測(cè)為例，其有效監(jiān)測(cè)范圍需覆蓋0.1-20000Hz。只有在數(shù)據(jù)精度足夠的前提下，所采集信息才具備直接應(yīng)用價(jià)值。
3、支持多模態(tài)數(shù)據(jù)融合處理。系統(tǒng)具備同時(shí)處理振動(dòng)、視頻等多種類型數(shù)據(jù)的能力。
4、集成邊緣計(jì)算功能。通過將預(yù)警算法嵌入傳感器終端，實(shí)現(xiàn)本地化的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)警，這是感知層設(shè)計(jì)的核心要點(diǎn)之一。
兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維邊端系統(tǒng)另一關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于模型構(gòu)建。模型本身的設(shè)計(jì)并非難點(diǎn)，真正的挑戰(zhàn)在于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的來源。對(duì)此，曹斌認(rèn)為模型構(gòu)建所依據(jù)的數(shù)據(jù)需要來自真實(shí)的故障案例，且用于訓(xùn)練的數(shù)據(jù)源于真實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景，而非模擬生成。
曹斌透露，依托目前行業(yè)內(nèi)規(guī)模最大的設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維已積累3.9萬個(gè)閉環(huán)案例庫，并針對(duì)不同場(chǎng)景形成了超過300余種專用算法。
智能賦能：成熟模型應(yīng)用+工具賦能共建
通過現(xiàn)場(chǎng)人員提供賦能支持，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維除了開發(fā)通用模型之外，還針對(duì)垃圾電廠特有的場(chǎng)景(如汽機(jī)、鍋爐、電氣等專業(yè)領(lǐng)域)的個(gè)性化需求，提供了一套解決方案。
E20在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，部分人員已通過DCS等系統(tǒng)嘗試開發(fā)了一些預(yù)警或報(bào)警的小型算法。
為此，兩山智聯(lián)®設(shè)備智能運(yùn)維提供了一款名為“規(guī)則編輯器”的工具，用戶可依據(jù)該工具自主開發(fā)適用于特定場(chǎng)景的專用模型?；谝?guī)則編輯器，現(xiàn)已形成算法模型共建機(jī)制，覆蓋汽機(jī)、鍋爐、電氣等專業(yè)方向，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、場(chǎng)景化的模型擴(kuò)展能力。
平臺(tái)賦能：智能運(yùn)維生態(tài)協(xié)同
兩山智聯(lián)®智能運(yùn)維平臺(tái)作為系統(tǒng)應(yīng)用的核心載體，主要承擔(dān)以下功能：
首先，平臺(tái)需實(shí)現(xiàn)云邊一體化協(xié)同。即算法需貫穿數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析直至設(shè)備管理決策的全過程，形成覆蓋數(shù)據(jù)應(yīng)用全鏈路的閉環(huán)。
其次，平臺(tái)將構(gòu)建為企業(yè)級(jí)的設(shè)備管理知識(shí)庫。所有模型、歷史數(shù)據(jù)、專業(yè)知識(shí)以及基于數(shù)據(jù)生成的決策應(yīng)用，均統(tǒng)一匯聚于此，形成完整的知識(shí)管理體系。
最后，平臺(tái)提供持續(xù)的專業(yè)服務(wù)支持。通過遠(yuǎn)程運(yùn)維中心，由70名持有國際振動(dòng)診斷分析資質(zhì)的專家，對(duì)模型推送的結(jié)果進(jìn)行全年全天候復(fù)核，確保診斷的準(zhǔn)確性。
基于此，E20提出了SAAS服務(wù)模式：由專業(yè)團(tuán)隊(duì)為設(shè)備運(yùn)行結(jié)果負(fù)責(zé)，具體包括在線監(jiān)測(cè)服、診斷分析服務(wù)、檢維修服務(wù)與備品備件動(dòng)態(tài)跟蹤。
曹斌最后強(qiáng)調(diào)，在推進(jìn)過程中，E20期待與行業(yè)領(lǐng)先集團(tuán)攜手，依托“雙百跨越”垃圾焚燒標(biāo)桿行動(dòng)，通過建立“共建、共創(chuàng)、共享”的合作機(jī)制，或推動(dòng)形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，共同提升全行業(yè)的運(yùn)行效率，最終實(shí)現(xiàn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與整體進(jìn)階的目標(biāo)。
原標(biāo)題：從“救火”到“預(yù)警”：垃圾焚燒關(guān)鍵設(shè)備智能運(yùn)維之道
