探究城市生活垃圾焚燒廠計(jì)算機(jī)控制及管理系統(tǒng)

摘 要：城市化進(jìn)程的加快，生活垃圾產(chǎn)量不斷增加，焚燒廠成為垃圾處理環(huán)節(jié)的一個(gè)重要場(chǎng)所，焚燒過程及管理是垃圾管理系統(tǒng)發(fā)展的中不可或缺的重要組成部分，它的智能化決策支持系統(tǒng)方案和復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬決策模型方案為整體系統(tǒng)發(fā)展提供理論及技術(shù)支持。本文首先簡(jiǎn)述焚燒廠計(jì)算機(jī)控制的重要性；然后，介紹國(guó)內(nèi)外焚燒管理系統(tǒng)的差異；最后，闡述焚燒廠計(jì)算機(jī)模擬決策對(duì)管理系統(tǒng)的影響。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒廠；計(jì)算機(jī)控制；管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311.52

垃圾焚燒處理是將城市垃圾作為固體燃料送入垃圾焚燒爐，經(jīng)過一系列的反應(yīng)達(dá)到無害化、穩(wěn)定化、資源化的目的。焚燒作為一種處理城市生活垃圾的專用技術(shù)，發(fā)展的歷史相對(duì)較短。焚燒廠的工藝隨著時(shí)代的進(jìn)步技術(shù)的不斷提高。計(jì)算機(jī)控制也就是自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，是目前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最佳的手段，國(guó)外正在開發(fā)軟件的發(fā)展道路上，不久的將來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理的狀態(tài)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

1 簡(jiǎn)述焚燒廠計(jì)算機(jī)控制的重要性

垃圾焚燒廠的工藝流程取決于不同形式的焚燒爐，必然影響著各系統(tǒng)的作用關(guān)系，從而影響整個(gè)體系。垃圾焚燒廠“前處理系統(tǒng)”是接受存儲(chǔ)系統(tǒng)的；“焚燒系統(tǒng)”則是最關(guān)鍵的系統(tǒng)，是焚燒爐提供垃圾燃燒場(chǎng)所和空間的；“余熱利用系統(tǒng)”回收能量，方式方法有很多種；“煙氣處理系統(tǒng)”去除煙氣中的污染物質(zhì)的過程；“爐渣處置系統(tǒng)”將反應(yīng)后的爐渣進(jìn)行處理送入垃圾儲(chǔ)坑；“助燃空氣系統(tǒng)”是垃圾燃燒反應(yīng)中提供氧氣的系統(tǒng)組織；“廢水處理系統(tǒng)”是整個(gè)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行重新凈化再利用的系統(tǒng)；“自動(dòng)化控制系統(tǒng)”如今還未達(dá)到各系統(tǒng)結(jié)合的高度自動(dòng)化階段，還處于單獨(dú)系統(tǒng)自動(dòng)化管理的道路上。

自動(dòng)化控制（計(jì)算機(jī)控制）之所以重要在于保證工廠的安全穩(wěn)定高效運(yùn)營(yíng)，在減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上最大限度的發(fā)揮工廠性能，大型焚燒廠都采用集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS），該系統(tǒng)的設(shè)備組成和功能主要是上級(jí)計(jì)算機(jī)和控制操作臺(tái)將下級(jí)計(jì)算機(jī)或控制單元的數(shù)據(jù)集合、加工、顯示，然后進(jìn)行監(jiān)視和發(fā)出指令，通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換數(shù)據(jù)；而下級(jí)自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)向中央控制室提供數(shù)據(jù)外還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的PLS、SLC進(jìn)行輸入輸出并監(jiān)視運(yùn)行狀況；現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)操作計(jì)算機(jī)直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，通過操作盤與中央控制室的上級(jí)計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)從而得到新的指示，但往往是分散性的，關(guān)聯(lián)集成程度不高。以3爐2機(jī)規(guī)模的項(xiàng)目為例，在發(fā)達(dá)國(guó)家，控制人員一般只有3-4個(gè)人，而國(guó)內(nèi)平均要配備7-8個(gè)人，人數(shù)規(guī)模增加1倍，關(guān)鍵差別就在于各類專業(yè)設(shè)備的集成化和自動(dòng)化成度。

2 國(guó)內(nèi)外焚燒管理系統(tǒng)的差異

我國(guó)城市生活垃圾綜合管理及其決策系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距，主要表現(xiàn)在：第一、不注重整體性研究，欠缺將城市發(fā)展的整體規(guī)劃管理，作為系統(tǒng)工程進(jìn)行分析的思維方向；第二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析和輔助決策功能受到一些客觀因素的制約而需要一個(gè)長(zhǎng)期研究和完善的過程；第三、垃圾治理系統(tǒng)決策中存在大量半結(jié)構(gòu)化的問題。

對(duì)于解決以上三種差異化，我國(guó)的技術(shù)及管理思想需要質(zhì)的飛躍：一方面管理規(guī)劃智能控制的原理和方法是主要的理論基礎(chǔ)，在系統(tǒng)化實(shí)施規(guī)劃管理的同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)控制和人工控制的實(shí)踐結(jié)論來協(xié)調(diào)規(guī)劃目標(biāo)的可行性；另一方面建立垃圾規(guī)劃管理決策模型。建立科學(xué)的輔助管理決策模型形成城市生活垃圾規(guī)劃管理的決策模型體系是建立整體系統(tǒng)的關(guān)鍵；再者，從規(guī)劃管理的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，將數(shù)學(xué)建模與人工智能建模技術(shù)相結(jié)合，將垃圾產(chǎn)生量及組分預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行建立，例如，我們可以建立一套系統(tǒng)，對(duì)于某個(gè)城市的垃圾進(jìn)行各區(qū)統(tǒng)計(jì)分類，根據(jù)以往的數(shù)據(jù)可以對(duì)今后數(shù)據(jù)的一個(gè)預(yù)測(cè)，同時(shí)，定期對(duì)垃圾成分分析，預(yù)估此地區(qū)垃圾熱值的變化趨勢(shì)，對(duì)設(shè)計(jì)垃圾焚燒廠的規(guī)模有實(shí)際參考意義。焚燒垃圾廠系統(tǒng)管理的智能化實(shí)現(xiàn)是要結(jié)合實(shí)際情況，探究系統(tǒng)開發(fā)軟硬件環(huán)境和開發(fā)方法的基礎(chǔ)上分析各種組件對(duì)象技術(shù)的再開發(fā)，從數(shù)據(jù)內(nèi)容-屬性數(shù)據(jù)編碼-數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)管理的一系列過程中得到理想系統(tǒng)程序。目前，國(guó)內(nèi)很多電廠都開發(fā)了運(yùn)行信息管理軟件（MMS），結(jié)合DCS上的一些數(shù)據(jù)信息流，進(jìn)行分析，評(píng)判焚燒廠的總體運(yùn)行情況，預(yù)測(cè)其經(jīng)濟(jì)效益。以客觀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用數(shù)據(jù)變化去發(fā)現(xiàn)，分析，解決實(shí)際問題，加強(qiáng)了過程化管理。

完成以上所闡述質(zhì)的飛躍的具體內(nèi)容是需要一個(gè)長(zhǎng)期有效的過程，現(xiàn)階段我國(guó)人口多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還不高，在垃圾焚燒廠管理系統(tǒng)中所投入的資金與發(fā)達(dá)國(guó)家無法比較，從而影響到技術(shù)控制的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，其中包括需要大量高科技人才的計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)的操控環(huán)節(jié)當(dāng)中的各因素。

雖然存在的問題很多，但突破的機(jī)會(huì)還是很大的，妥善解決我國(guó)在此方面的欠缺技術(shù)及管理系統(tǒng)，需要同仁們借助國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的有利條件和垃圾處理管理的問題的研究需要理論結(jié)合實(shí)際，在科學(xué)的解決問題的同時(shí)發(fā)展計(jì)算機(jī)規(guī)劃理論實(shí)踐的突破性方式方案，使生活垃圾的資源化無害化和減量化達(dá)到最終的目標(biāo)。

3 焚燒廠計(jì)算機(jī)模擬決策對(duì)管理系統(tǒng)的影響

計(jì)算機(jī)作為計(jì)算機(jī)模擬決策支持系統(tǒng)的工作，對(duì)所研究的客觀復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，在考察系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用運(yùn)行需運(yùn)用虛擬的“實(shí)驗(yàn)環(huán)境”模擬操控，以達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)信息。從而為焚燒廠的整體性管理提供客觀的、復(fù)雜的、綜合的反饋信息。

城市生活垃圾焚燒廠的管理系統(tǒng)是城市生活垃圾綜合管理系統(tǒng)中的一個(gè)內(nèi)部的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)的操作性能及管理功能直接影響著整體系統(tǒng)的操控及結(jié)果，而計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是管理系統(tǒng)中的一個(gè)重要技術(shù)點(diǎn)。McDougall F R 在批判垃圾管理登記制度缺少科學(xué)、適應(yīng)性的同時(shí)，提出了建設(shè)性建議：垃圾處理模式的動(dòng)態(tài)性用收集分類為核心，資源再利用、熱處理及生化處理為導(dǎo)向的處理模式。而這里的熱處理所指的即是焚燒的環(huán)節(jié)，表征著在圍繞核心的輔助導(dǎo)向環(huán)節(jié)中的重要地位。作為管理者如何把控計(jì)算機(jī)的技術(shù)及應(yīng)用且結(jié)合整體系統(tǒng)關(guān)系進(jìn)行處理是十分重要的，而利用數(shù)字模型、可視化技術(shù)、智能決策等組合的方式處理數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過分析挖掘研究然后得到信息后共享，從而實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)人員及決策成員的計(jì)算及決策，為管理人員提供指定方案的技術(shù)支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

焚燒廠治理的規(guī)劃管理決策是需要長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐與理論結(jié)合的產(chǎn)物，它作用于科學(xué)的城市生活垃圾焚燒管理整治辦法，同時(shí)也對(duì)相應(yīng)建立的計(jì)算機(jī)規(guī)劃管理決策信息系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)控制和管理體系是相輔相成的關(guān)系。良性的循環(huán)最終產(chǎn)生再生資源、減少環(huán)境污染。對(duì)高科技人才的培養(yǎng)也是至關(guān)重要的。

本文從垃圾處理處置方式中提出焚燒處置工藝中各環(huán)節(jié)的作用及其中自動(dòng)化系統(tǒng)控制的重要意義；然后，簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外焚燒廠管理系統(tǒng)的差異及辦法；最后，闡述焚燒廠計(jì)算機(jī)模擬控制對(duì)整個(gè)管理系統(tǒng)的影響。

一個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)步需要同業(yè)們的共同努力，綜合性的工作需要各個(gè)環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系，在各方共同協(xié)作的情況下，必能推動(dòng)我國(guó)在垃圾焚燒技術(shù)及管理方面工作的高水平方向前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王華.城市生活垃圾智能管理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

[2]城市生活垃圾處置工程及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)石化出版社，2008.

[3]李勁.基于GIS的城市生活垃圾規(guī)劃管理智能決策系統(tǒng)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006（03）.

作者簡(jiǎn)介：王凌杰（1980-），男，副總裁，工學(xué)學(xué)士，研究方向：計(jì)算機(jī)管理。

作者單位：浙江旺能環(huán)保能源有限公司，浙江湖州 313000