环保减排绿色工业：数字孪生垃圾焚烧发电站

前言

随着城市建设的加速和城市人口的快速增长，城市垃圾成为发展的沉重负担。据不完全统计，我国每年生产近 1.5 亿吨城市垃圾，如何处理城市垃圾成为当今社会焦点之一。垃圾焚烧发电能以最快速度实现垃圾无公害、减量化、资源化的目标，从而得到大力推广。在“十二五”之前各地零零落落的开始尝试垃圾焚烧发电，“十三五”之后垃圾焚烧发电项目在我国得到迅猛发展。

Hightopo 以垃圾焚烧发电为研究对象，依托自主研发的 HT for Web 产品，将其设备流程进行可视化演示。将垃圾焚烧发电站的烟尘排放情况以及处理技术、工艺流程、环境状况以及机器故障等仿真模拟。直观地显示垃圾焚烧的执行进度、设备的运行状态、烟气污染物的控制状况等，实现垃圾发电站生产数据的可视化管理与应用。

效果展示

基于可视化技术的运营条件信息管理系统，本案例为垃圾发电设备和动力总成构建三维模型，2D 面板联动三维场景，以图表形式帮助运营管理人员实时监测检测参数，运用 2D 组态展示流程可视化动画效果协助理清工作原理。各阶段工厂流程能够根据指定命令下钻切换至三维场景，以满足不同管理人员的业务需求。

HT 左侧面板循环播放烟气污染物控制情况、二噁英消除率、以及安全生产关键指标等。

系统分析

垃圾发电工艺流程图

HT 运用 2D 组态图的方式科普垃圾发电的工作原理，管理人员能够更直观看到各系统的工作状态、检测信息，包括垃圾仓发酵时长，垃圾仓负压、烟气炉膛停留时间温度、DCS 炉膛温度，汽轮机温度等，场景内点击“组态工艺”即可下钻切换。不同维度的数据可视化流程图，满足不同管理运营人员的业务诉求。

垃圾接受及给料可视化

融合车辆定位显示终端，车辆定位与远程通信系统，场景内可通过 2D 面板直观显示垃圾运输车辆状态与信息。从而合理安排垃圾运输车辆，避免因为信息滞后造成的不便。

通过 GIS、垃圾池容量、投放量、垃圾池开放时间及不同的算法，获得关于垃圾池（Garbage Pool）以及抓钩准确及时的信息，数字孪生垃圾接受及给料过程，2D 面板显示存量、负压、发酵时间、垃圾渗液时长、抓钩运行状态、工作模式以及承重。帮助管理人员解决给料过程中的一些问题，包括垃圾抓取、倾倒位置的设置是否合理，垃圾发电的设计与规划是否可持续等。

垃圾焚烧可视化

垃圾进入焚烧炉后，在高温下充分燃烧。系统通过结合温度测量系统，统计焚烧炉内炉膛温度、锅炉给水温度、烟气温度以及蒸汽温度，监测炉渣处理系统、飞灰处理系统运作状态。确保炉膛内燃料燃烧能量适应锅炉的需要，并维持锅炉安全、经济运行，保持焚烧系统稳定运行状态。

烟气处理可视化

烟气净化系统是组合了半干式反应塔、活性炭定量装置、布袋式除尘器这三个步骤的系统。HT 通过对垃圾在焚烧所产生的烟气、烟气处理系统、净化后通过烟囱排入大气等过程对烟气进行虚拟仿真，在场景内模拟烟气净化过程。烟气经过余热锅炉放出热量后进入喷雾吸收反应塔。

2D 面板实时更新余热锅炉蒸汽压力，蒸汽温度、给水温度、锅炉排污率、蒸汽蒸发量、本体阻力。

点击右侧烟气“半干式反应塔”按钮，就可以清楚的查看半干式中和反应塔、干石灰仓、活性炭仓三维模型，以及仓内的运维情况和主要参数。

布袋式除尘捕集从净化装置排出气体中的粉尘，经处理的烟气达到环保指标要求，由引风机送入烟囱排出，最终实现了垃圾处理的资源化。

蒸汽轮机可视化

垃圾焚烧系统完全燃烧所产生的热能经余热锅炉转化为蒸汽，再由蒸汽轮机发电机转化为电能，从而完成一系列的能量转换。系统结合 5G 通信系统，全方面支持对锅炉燃烧数据可视分析。通过 3D 模型形象呈现发电机外部结构和工作状态；蒸汽流量、电机转数、发电量、电机温度等显示在 2D 面板，自动播放。

炉渣分拣流程演示

炉渣是生活垃圾焚烧发电的过程中不可少的产物，属于一般的固体废料。经过分拣处理的炉渣，可与沥青或水泥混合用于铺装地面，并获得良好的长期使用效果。HT 支持 2D 轻量化模型搭建的炉渣分拣流程场景，结合炉渣分拣原理，对料仓、分拣方式、分拣流程等以逻辑图形式进行呈现，帮助管理人员复盘运作脉络，节约炉渣处理成本，有效提升资源的利用率。

实现价值

提升技术工艺标准，减少有害物质排放

垃圾被焚烧之后，会产生有害物质，需要对这些有害物质进行集中处理。后台系统结合垃圾焚烧发电系统、烟气处理系统等实际运行环境，及时更新相关技术参数，调整各项关键技术的应用状态，提升工艺标准，保证垃圾焚烧发电有效开展。

完善制度政策，提升运行管理水平

HT 建立的自动化、智能化监控系统，完善二噁英、重金属等污染排放在线检测工作，对垃圾焚烧发电的废气排放标准进行检测。管理人员通过 PC、PAD 或是智能手机打开浏览器，即可随时访问监控场景，避免大气污染排放数据造假，保证周围居民身心健康。促使垃圾焚烧发电实现自动化、智能化、智慧化、网络化发展。

总结

在碳达峰、碳中和目标背景下，探索垃圾焚烧发电行业的绿色价值成为发展重点。探索建立将垃圾焚烧发电的社会效益和环境效益折算为绿色价值的市场机制，是激活其高质量发展的重要动能。面对其生产工艺及流程复杂的特点，Hightopo 依托其强大的研发支持，搭建的垃圾焚烧可视化解决方案，突破了技术壁垒，改善运营管理水平，提速适应绿色低碳新形势，旨在为我国垃圾焚烧发电管理提供有价值的思考和借鉴。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demo...