鋼鐵工業:IT助力循環經濟
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-09 04:58:26 來源:計世網
寶鋼不鏽鋼分公司的生產製造執行係統投入運行後,降低能耗5%,僅降低煤氣排放量一項每年可為企業節約資金3000萬元以上。
中國鋼鐵工業在產能快速增長的同時,也帶來了資源消耗過大、環境汙染嚴重、能源和運輸供給不足等問題,這些問題始終製約著鋼鐵工業穩定快速發展。鋼鐵企業既要發展,還要降低消耗; 既有社會發展的任務,又要承擔社會進步的責任。
“三高”現狀亟待改變
眾所周知,鋼鐵工業是高能耗、高物耗、高汙染的典型“三高”產業之一。據統計,我國鋼鐵工業能耗占全國工業總能耗的15.18%,所排放的廢水和廢氣占工業總排放量的14%,固體廢棄物占工業廢棄物總量的16%。
在鋼鐵工業產品製造的各工序中,煉鐵係統(包括焦化、球團、燒結、煉鐵)的能耗占鋼鐵工業總能耗近70%; 煉鋼係統的能耗與國際先進水平的差距是鋼鐵工業各工序能耗與國際先進水平差距最大的; 鋼鐵生產過程中產生大量的焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣,對其進行回收並優化利用的任務更艱巨。
所(suo)以(yi)說(shuo),鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)實(shi)施(shi)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao),提(ti)高(gao)資(zi)源(yuan)有(you)效(xiao)利(li)用(yong)率(lv),實(shi)現(xian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)廢(fei)棄(qi)物(wu)的(de)零(ling)排(pai)放(fang),建(jian)立(li)完(wan)善(shan)的(de)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)生(sheng)態(tai)循(xun)環(huan)體(ti)係(xi),走(zou)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)道(dao)路(lu),是(shi)確(que)保(bao)我(wo)國(guo)國(guo)民(min)經(jing)濟(ji)持(chi)續(xu)健(jian)康(kang)發(fa)展(zhan)的(de)根(gen)本(ben)保(bao)障(zhang)。而(er)利(li)用(yong)信(xin)息(xi)及(ji)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)對(dui)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)進(jin)行(xing)監(jian)控(kong)、對能源進行管理,是鋼鐵工業實現節能降耗、改善環境的重要任務之一。
“十一五”期間,國家要求推進鋼鐵工業發展循環經濟,發揮鋼鐵企業產品製造、能源轉換和廢物消納處理功能。在國家發改委公布的《鋼鐵產業發展政策》中,提出了降低原料、能源和水消耗,提高資源利用效率和資源回收率,建設汙水和廢渣綜合處理係統,提高鋼材使用效率,到2010年實現全行業噸鋼綜合能耗降到0.73噸標煤,噸鋼水耗降至8噸以下的鋼鐵工業可持續發展的指導意見。
鋼鐵工業發展要按循環經濟的要求,利用信息技術,走出一條產品質量高、經濟效益好、資源消耗低、環境汙染少、競爭能力強的鋼鐵強國之路。利用信息技術對鋼鐵生產過程進行監控、對能源進行管理,是鋼鐵工業發展循環經濟的重要手段。
節能降耗: IT大有可為
為了綜合利用能源,實現清潔化生產,我國鋼鐵企業使用先進的信息技術實現優化設計、柔性製造和精細化管理,通過對生產過程進行數字化、網絡化的實時監控,合理分配資源,降低了資源消耗,改善了環境,促進了鋼鐵工業的可持續發展。
首鋼的“鋼鐵企業利用信息技術節約能源及能源預警係統的開發與應用”列入國家電子信息技術應用(倍增計劃)項目。“太鋼能源計量信息係統”、“武鋼焦爐控管一體化”等國家電子信息技術應用(倍增計劃)項目通過了驗收。“寶鋼能源管理係統”、“濟鋼大型焦爐控製係統”、“重鋼加熱爐控製係統”均被列為國家信息技術應用示範優秀項目。“燒結終點判斷與智能控製係統研究”、“煉焦配煤優化係統”、“鞍鋼高爐人工智能係統技術研究”、“寶鋼鐵水運輸計算機仿真係統研究”、“板帶鋼集成製造執行係統的開發與應用”榮獲了中國鋼鐵工業協會頒發的冶金科學技術獎一、二等獎。這些信息化、自動化項目的特點是節能降耗效果顯著、技術先導性強、在全行業具有帶動作用。
在現代化鋼鐵企業的煉鐵、煉鋼、軋鋼等工藝中,應用信息技術,實現高度的自動化和最優工藝控製,可以大大降低能源和材料消耗。信息技術為實現全麵、實時、動態監測和管理各種資源提供了現代化手段,這些資源包括保證企業生產安全運營的水、電、煤、氣、油以及原材料。
鋼鐵企業要積極部署信息技術在資源、環境領域的應用,推進綠色製造和清潔生產,合理利用資源,保護生態環境。這是我們在資源、能源缺乏的情況下推動鋼鐵工業化進程的良好途徑。到目前為止,信息技術已經被廣泛地應用於鋼鐵企業的各個業務環節。
近年來,鋼鐵企業以計算機軟件、數據庫、網絡通信、自動控製、數學模型、人工智能、計量檢測、監視監控等信息及自動化技術搭建平台,使之與管理、工藝、流程相結合,走自主創新、引進消化再創新之路,開發了一大批先進適用的數字化、網絡化、自動化的應用項目,為鋼鐵工業提高產品質量、降低成本、節約能源、保護環境、優化控製、動態管理、輔助決策發揮了重要作用,取得了良好的經濟效益。
信息技術在解決鋼鐵企業能耗高、汙染重的問題中發揮著重要作用。對高能耗、gaowuhaohegaowuranshengchanguochengjinxingxinxijishugaizao,weijienengjianghaohewuranjianpaizuogongxian,zheshigangtieqiyexinxihuadezhongyaogongzuozhiyi。jinianlai,gangtieqiyezaigangtieshengchanguanlihekongzhifangmianyingyongxinxijishushixianjienengjianghaoqudelezhongyaojinzhan。
1.能源管理
能源管理是鋼鐵企業實現優化資源配置、合理利用能源、改善環境、實現從單一的裝備節能向係統優化節能的戰略轉變的重要措施,也是創建節約型企業、實(shi)施(shi)清(qing)潔(jie)生(sheng)產(chan)的(de)必(bi)然(ran)要(yao)求(qiu)。要(yao)從(cong)企(qi)業(ye)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)戰(zhan)略(lve)高(gao)度(du)來(lai)認(ren)識(shi)建(jian)設(she)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)的(de)必(bi)要(yao)性(xing)。努(nu)力(li)實(shi)現(xian)能(neng)源(yuan)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi),提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)效(xiao)率(lv),保(bao)障(zhang)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)運(yun)行(xing); 努力形成自主知識產權的燃氣發電控製技術。
現代化的能源管理中心是體現鋼鐵工業節能水平的標誌。能源管理中心應能做到確保生產用能的穩定供應; 充分利用低價能源代替高價能源; 對能源進行集中管理與自動化操作,提高勞動生產率。積極推廣利用信息及自動化技術,促進節能降耗、提高能源利用效率。
2.過程自動化控製
先(xian)進(jin)的(de)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)也(ye)是(shi)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)。利(li)用(yong)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)和(he)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)對(dui)工(gong)業(ye)爐(lu)窯(yao)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)機(ji)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi),可(ke)直(zhi)接(jie)取(qu)得(de)顯(xian)著(zhu)的(de)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)。推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)高(gao)爐(lu)專(zhuan)家(jia)係(xi)統(tong)、轉爐煉鋼終點控製模型、電爐能量輸入優化模型、智能精煉爐控製係統、加熱爐優化控製模型和模糊控製係統等先進的過程控製模型係統,由此提高產品質量、減少設備故障、保障生產順行,間接起到節能降耗的目的。
3.檢測和控製設備
先進的檢測和控製設備是節能工藝和裝備的基礎。研製和選用靈敏可靠的檢測儀表、操作靈活的閥門及計算機自動控製係統和自動化裝備,保證節能工藝和裝備發揮節能效果。
4.電氣傳動設備
電dian氣qi傳chuan動dong設she備bei本ben身shen的de節jie能neng構gou成cheng了le鋼gang鐵tie工gong業ye節jie能neng的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen。大da力li推tui廣guang交jiao流liu變bian頻pin調tiao速su等deng自zi動dong化hua技ji術shu,使shi鋼gang鐵tie工gong業ye中zhong的de電dian機ji設she備bei節jie電dian節jie能neng。
湧現出許多成功案例
濟鋼大型焦爐集中控製係統應用了現代化大型工業網絡技術、檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)及(ji)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),首(shou)次(ci)成(cheng)功(gong)實(shi)現(xian)煤(mei)氣(qi)淨(jing)化(hua)半(ban)負(fu)壓(ya)流(liu)程(cheng)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)和(he)低(di)水(shui)熄(xi)焦(jiao)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)國(guo)產(chan)化(hua)。無(wu)蒸(zheng)汽(qi)蒸(zheng)氨(an)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong),消(xiao)除(chu)了(le)傳(chuan)統(tong)蒸(zheng)汽(qi)蒸(zheng)氨(an)帶(dai)來(lai)的(de)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran),實(shi)現(xian)優(you)化(hua)控(kong)製(zhi)後(hou)能(neng)耗(hao)降(jiang)低(di)1.5%~3%。濟(ji)鋼(gang)大(da)型(xing)高(gao)爐(lu)零(ling)返(fan)礦(kuang)技(ji)術(shu)開(kai)發(fa)項(xiang)目(mu)投(tou)運(yun)後(hou),優(you)化(hua)了(le)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi),消(xiao)化(hua)了(le)高(gao)爐(lu)產(chan)生(sheng)的(de)返(fan)礦(kuang),降(jiang)低(di)了(le)高(gao)爐(lu)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben),節(jie)約(yue)了(le)能(neng)源(yuan),緩(huan)解(jie)了(le)原(yuan)燃(ran)料(liao)供(gong)應(ying)緊(jin)張(zhang)的(de)局(ju)麵(mian)。
太鋼能源數據自動采集係統實現了主要耗能介質(風、水、電、氣)的數據采集自動化、傳輸網絡化、結算電子化、計量現代化和管理精細化的目標。
重鋼大型軋鋼加熱爐模糊控製係統,使爐溫變化控製在5℃以(yi)內(nei),提(ti)高(gao)了(le)加(jia)熱(re)質(zhi)量(liang),降(jiang)低(di)了(le)燒(shao)損(sun),延(yan)長(chang)了(le)爐(lu)窯(yao)壽(shou)命(ming)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)對(dui)加(jia)熱(re)爐(lu)的(de)風(feng)機(ji)采(cai)取(qu)了(le)模(mo)糊(hu)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su),防(fang)止(zhi)了(le)因(yin)關(guan)小(xiao)閥(fa)門(men)減(jian)少(shao)風(feng)量(liang)而(er)造(zao)成(cheng)的(de)風(feng)機(ji)喘(chuan)振(zhen); 加之對空燃比的精確控製,減少了能源浪費,年節約天然氣76.5萬m3,年節電43.9萬kWh,年減排二氧化碳3112噸。
武wu鋼gang焦jiao爐lu幹gan熄xi焦jiao自zi動dong化hua控kong製zhi係xi統tong采cai用yong具ju有you自zi主zhu創chuang新xin的de幹gan熄xi焦jiao裝zhuang置zhi自zi動dong化hua控kong製zhi技ji術shu,計ji算suan機ji係xi統tong正zheng式shi投tou入ru運yun行xing,全quan部bu完wan成cheng了le控kong製zhi係xi統tong應ying用yong軟ruan件jian的de模mo擬ni調tiao試shi和he仿fang真zhen運yun行xing,焦jiao炭tan的de冷leng強qiang度duM40將提高3%,M10降低至0.47%,熱強度提高2%,用幹法熄焦產生的熱能每年發電近4000萬千瓦。
優化能源結構,盡可能回收利用鋼鐵生產中的餘熱,緩解生產中電能和熱能的供需矛盾,是當前鋼鐵工業節能降耗的重要課題。例如: baogangnengyuanguanlixitonganxunhuanjingjidejibenyaoqiuguihuasheji,yinengyuantiaoduweizhongxin,bianpinghuaguanli,jianlikeguannengyuanxiaohaopingjiatixi,wanshannengyuanxinxidecaiji、存儲、guanliheyouxiaoliyong,jiakuaixitongdeguzhangchuli,tigaoduiquanchangxingnengyuanshigudefanyingnengli,shixianzaigongsicengmianduinengyuanxitongfensankongzhihejizhongguanli,youhuanengyuantiaoduhepinghengzhihuixitong,dadaonengyuanguanligaoxiao、敏捷、經濟,實現能源管控一體化。
nanjinggangtiejituannengyuanguanlixitongdongtaitiaozhengqidianfuhe,huishouzhuanlumeiqi,touyundianchuchenshebei。meiqichubeizhongxinhuishouzhuanlumeiqigongjizufadian,muqianhuishouliangyidadao76立方米/噸鋼以上,煤氣綜合利用後,創下自投產以來發電量最高紀錄,達到同類企業先進水平。通過EMS係(xi)統(tong)監(jian)視(shi)水(shui)電(dian)氣(qi)運(yun)行(xing),掌(zhang)握(wo)實(shi)時(shi)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)。對(dui)異(yi)常(chang)參(can)數(shu),通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)能(neng)源(yuan)介(jie)質(zhi)的(de)發(fa)生(sheng)量(liang)或(huo)用(yong)戶(hu)的(de)使(shi)用(yong)量(liang)進(jin)行(xing)及(ji)時(shi)調(tiao)整(zheng),力(li)求(qiu)保(bao)證(zheng)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)供(gong)需(xu)平(ping)衡(heng)。平(ping)衡(heng)生(sheng)產(chan)用(yong)能(neng)需(xu)求(qiu),不(bu)斷(duan)優(you)化(hua)能(neng)源(yuan)結(jie)構(gou)配(pei)置(zhi),使(shi)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)富(fu)餘(yu)煤(mei)氣(qi)、蒸汽有效利用,緩解了生產用電用熱的矛盾。
寶鋼、通鋼、杭鋼、南京鋼鐵、興澄特鋼等企業則率先建設了企業能源綜合平衡管理係統(EMS),使能源資源得到有效利用,實現了企業能源的優化和平衡。
節能降耗任重道遠
我國鋼鐵工業的節能降耗任重道遠,利用信息技術實現節能減排的道路還很長,還有許多生產、管理過程中的能源浪費、環境汙染等問題完全可以通過信息技術的應用得到解決。
2007年,我國鋼鐵工業發展的總體要求是,大力加強資源節約和環境保護工作,努力實現速度、質量、效益相協調,生產發展、資源、環境相協調,真正做到又好又快地發展。我們要堅持信息及自動化技術在發展鋼鐵工業循環經濟中的應用,以實現生產過程高效化、物料消耗最優化、設備監控智能化、環境監測實時化。
中國鋼鐵工業協會最新發布的《“十一五”中國鋼鐵企業信息化發展建議》中提出了“鋼鐵企業以構建循環經濟和資源節約型社會為目標,利用信息技術努力降低能源和資源消耗,控製廢氣廢水排放; 建設環境監測係統,加大對環境汙染的監控,促使鋼鐵工業循環經濟發展。”