人工智能賦能城市固廢焚燒產(chǎn)業(yè)

第十次生活垃圾焚燒處理技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)01數(shù)字時(shí)代下城市固廢焚燒01數(shù)字時(shí)代下城市固廢焚燒主要內(nèi)容CONTENTSCONTENTS4u數(shù)字時(shí)代迎接數(shù)字時(shí)代，激活數(shù)據(jù)要素潛能，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)力方式、生活方式和治理方式變革。充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)——《十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》5u數(shù)字產(chǎn)業(yè)化與產(chǎn)業(yè)數(shù)字化數(shù)字產(chǎn)業(yè)化是指數(shù)據(jù)要素的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化和市場(chǎng)化。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化是指利用現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)、先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全方位、全角度、全鏈條改造，使數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)深度融合。數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中u人工智能是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力2023-美國(guó)白宮《AI研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》2018-英國(guó)政府《人工智能行業(yè)新政》2017-加拿大政府2019-芬蘭政府《芬蘭的AI時(shí)代》2018-德國(guó)政府《人工智能戰(zhàn)略》2023-美國(guó)白宮《AI研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》2018-英國(guó)政府《人工智能行業(yè)新政》2017-加拿大政府2019-芬蘭政府《芬蘭的AI時(shí)代》2018-德國(guó)政府《人工智能戰(zhàn)略》2022-日本政府《AI戰(zhàn)略》2017年7月2017年7月，我國(guó)將人工智能上升為國(guó)家戰(zhàn)略。人工智能已成為數(shù)字時(shí)代的重67u世界城市固廢污染狀況城市固體廢棄物是指人類在生產(chǎn)、消費(fèi)、生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的固態(tài)或半固態(tài)廢棄物質(zhì)，即“生活垃圾”。全球各地區(qū)城市固廢產(chǎn)生量及增長(zhǎng)預(yù)測(cè)全球各地區(qū)城市固廢產(chǎn)生量及增長(zhǎng)預(yù)測(cè)2016年2030年2050年700600500400300200100全球固體廢物污染嚴(yán)重▌截至2021年，全球城市固廢年產(chǎn)量已超過20.1億噸，隨著世界人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，固廢產(chǎn)生量2030年將達(dá)到25.9億噸，預(yù)計(jì)到2050年將達(dá)到34億噸?！澜玢y行《固廢2.0：全球固廢管理2050前瞻》8u我國(guó)城市固廢污染狀況中國(guó)是世界上城市固廢產(chǎn)生量最大的國(guó)家之一，2021年全國(guó)城市固廢清運(yùn)量2.48億噸，10年間增長(zhǎng)約45%。目前全國(guó)城市固廢累積堆存量高達(dá)80億噸，占地約5.5億平方米，“固廢圍城”已成為民心之社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。9u固廢污染治理是國(guó)家急需解決的重大問題設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)制定了《固體廢物污染環(huán)境防治堅(jiān)持減量化、資源化和無害化的原則。2020年9月1日起施行加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用體系。深入推進(jìn)環(huán)境污染防治，堅(jiān)持精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污，持續(xù)深入打好藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)。——《中國(guó)共產(chǎn)黨第二十次全國(guó)代表大會(huì)報(bào)告》2022.10.16焚燒處理l優(yōu)點(diǎn)焚燒處理l優(yōu)點(diǎn)：固廢處理速度快、占地面積小、可實(shí)現(xiàn)無害化、減量化和資源化。l缺點(diǎn)：投資大，成本高，過程控制要求高l優(yōu)點(diǎn)：可以將固廢轉(zhuǎn)換為有機(jī)肥，同時(shí)殺滅有害病菌。l缺點(diǎn)：臭氣泄露、產(chǎn)肥效率低，引進(jìn)設(shè)備成本高、國(guó)產(chǎn)技術(shù)不成熟。l優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)單、處理量大、運(yùn)行成本較低。l缺點(diǎn)：減容量小、占用土地資源多，資源化程度低、存在污染等隱患u城市固廢焚燒處理城市固廢焚燒可以減少對(duì)土地的占用，降低碳排放和二次污染，獲得可利用的能源。環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，已成為世界各國(guó)固體廢棄物處理的主要方式。城市固廢處理類別及比重(%)焚燒，68%填埋，27%其他，5%數(shù)據(jù)來源：中國(guó)住建部焚燒，90%填埋，3%其他，7%新加坡(2020年)數(shù)據(jù)來源：新加坡國(guó)家環(huán)境局焚燒，53%填埋，11%其他，36%瑞士(2019年)數(shù)據(jù)來源：歐洲環(huán)境署焚燒，70%填埋，20%其他，10%數(shù)據(jù)來源：日本環(huán)境省u城市固廢焚燒處理城市固廢焚燒廠在全國(guó)的分布情況行城市固廢焚燒廠數(shù)量共計(jì)927座。城市固廢焚燒廠在全國(guó)的分布情況38.91201820192020數(shù)據(jù)來源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2025年底，全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理能力達(dá)到80萬噸/日左右，城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%左右?！奈濉背擎?zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃u城市固廢焚燒行業(yè)發(fā)展面臨的共性問題國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)雙碳目標(biāo)固體廢物污染防治向全過控制由安全處置上升到循固廢焚燒廠從快速擴(kuò)張期城市固廢焚燒企業(yè)必將關(guān)國(guó)補(bǔ)退坡政策環(huán)保要求如何增加發(fā)電量、減少焚何在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)u城市固廢焚燒過程高效運(yùn)行挑戰(zhàn)反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜一液相TS固相<氣相氧化吸熱傳質(zhì)傳熱熱解還原溫度場(chǎng)濃度場(chǎng)壓力場(chǎng)不確定干擾多固廢成分多變環(huán)境復(fù)雜反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜一液相TS固相<氣相氧化吸熱傳質(zhì)傳熱熱解還原溫度場(chǎng)濃度場(chǎng)壓力場(chǎng)不確定干擾多固廢成分多變環(huán)境復(fù)雜全流程無法高效穩(wěn)定運(yùn)行全流程無法高效穩(wěn)定運(yùn)行u人工智能賦能城市固廢焚燒行業(yè)變量采集智能預(yù)測(cè)在線校正事件觸發(fā)控制序列實(shí)時(shí)調(diào)控優(yōu)化設(shè)定變量采集智能預(yù)測(cè)在線校正事件觸發(fā)控制序列實(shí)時(shí)調(diào)控優(yōu)化設(shè)定優(yōu)化運(yùn)行城市固廢智慧焚燒新技術(shù)人工智能前沿基礎(chǔ)理論特征分析模型建立反饋調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)控制策略過程分析最優(yōu)求解最優(yōu)求解指標(biāo)模型知識(shí)挖掘u城市固廢焚燒過程數(shù)據(jù)處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)儀表現(xiàn)場(chǎng)控制層終端監(jiān)控顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)儀表現(xiàn)場(chǎng)控制層終端監(jiān)控顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信處理數(shù)據(jù)管理層數(shù)據(jù)管理層加密傳輸數(shù)據(jù)庫服務(wù)器加密傳輸數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 u固廢池智能化管理固廢池是城市固廢焚燒工藝流程的起始端研究固廢發(fā)酵程度識(shí)別方法與固廢熱值智能預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)固廢池規(guī)范化、科學(xué)化管理u城市固廢焚燒過程智能控制最優(yōu)控制序列uy?yy初始網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)階段剪枝階段數(shù)據(jù)預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織設(shè)計(jì)A最優(yōu)控制序列uy?yy初始網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)階段剪枝階段數(shù)據(jù)預(yù)處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織設(shè)計(jì)A城市固廢焚燒過程城市固廢焚燒過程u城市固廢焚燒全流程協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行CE=w調(diào)控任務(wù)分解劃分運(yùn)行工況品品品確定調(diào)控目標(biāo) ρ(CO)ρCE=w調(diào)控任務(wù)分解劃分運(yùn)行工況品品品確定調(diào)控目標(biāo) ρ(CO)ρ(CO)+ρ(CO)f2(NOx(t),...,O(t))確定調(diào)控變量T℃V%確定約束條件及可行域glb<gx<gub;hlb<hx<hub;slb<sx<sub;T動(dòng)態(tài)事件觸發(fā)機(jī)制調(diào)控變量精準(zhǔn)跟蹤生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)控調(diào)控變量?jī)?yōu)化設(shè)定運(yùn)行指標(biāo)模型運(yùn)行指標(biāo)模型y=wjΦj(x)σ=Σ(x?x)/NrEt=E(σt,r(t))最優(yōu)設(shè)定值實(shí)時(shí)表征實(shí)時(shí)表征u城市固廢焚燒過程數(shù)字孿生系統(tǒng)研究設(shè)備、車間、產(chǎn)線3D可視化方法服務(wù)平臺(tái)服務(wù)平臺(tái)智能智能預(yù)測(cè)故障診斷控制優(yōu)化運(yùn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)!服務(wù)數(shù)據(jù) 虛實(shí)映射層交互反饋交互反饋迭代機(jī)制參數(shù)耦合數(shù)感交互反饋交互反饋迭代機(jī)制參數(shù)耦合數(shù)感據(jù)驅(qū)仿?lián)?qū)仿真知數(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)物理實(shí)體物理實(shí)體仿真數(shù)據(jù)虛擬實(shí)體仿真數(shù)據(jù)虛擬實(shí)體u城市固廢智慧焚燒研究方案數(shù)據(jù)傳輸城市固廢智慧焚燒研究方案數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加密傳輸數(shù)據(jù)采集u智慧環(huán)保北京實(shí)驗(yàn)室面向國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)重大需求和人工智能世界科技前沿，智慧環(huán)保北京實(shí)驗(yàn)室致力于人工智能與自動(dòng)控制前沿基礎(chǔ)理論研究，重點(diǎn)研發(fā)智慧環(huán)保新技北京工業(yè)大學(xué)北京工商大學(xué)北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心u主要研究方向環(huán)境感知與智能檢測(cè)面向水污染治理與水環(huán)境保護(hù)、固廢減量與資源化利用、大氣污染監(jiān)測(cè)與治理環(huán)境感知與智能檢測(cè)智能建模與數(shù)字孿生智能優(yōu)化與自主控制u基礎(chǔ)設(shè)施u主要進(jìn)展1—城市固廢焚燒過程自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制ξf(t)i(t)ξf(t)i(t)o(t)ΨξξΨ c(t-1) h(t-1) h(t) c(t) x(t) T模型更新uy事件觸發(fā)策略ZZ?MPC最小化目標(biāo)函數(shù)數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理事件發(fā)生器觸發(fā)條件SOLSTM梯度下降ZZyryWxsxsy W ww wwStep(t-1) Step(t) wStep(t+1)獲得的自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器能快速準(zhǔn)確跟蹤獲得的自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制器能快速準(zhǔn)確跟蹤爐膛溫度和煙氣含氧量設(shè)定值，控制u主要進(jìn)展2—城市固廢焚燒過程智能優(yōu)化控制建立了城市固廢焚燒過程運(yùn)行指標(biāo)評(píng)價(jià)模型，提出了多目標(biāo)粒子群優(yōu)化u主要進(jìn)展3—城市固廢焚燒過程智慧運(yùn)行平臺(tái)搭建了集教學(xué)、科研、技術(shù)服務(wù)等功能為一體的城市固廢焚燒過程智慧運(yùn)行平臺(tái)，為行業(yè)發(fā)展提供人才支撐，為合作企業(yè)量身打造解決方案，以期構(gòu)架起產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與數(shù)字產(chǎn)業(yè)化之間的橋