當(dāng)前，通過提高能源利用效率降低綜合能耗，已經(jīng)成為各鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)綠色制造的重要舉措，更是成為推動可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。河鋼集團堅持高端化、智能化、綠色化發(fā)展，加快智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息通信技術(shù)與鋼鐵制造流程的深度融合，從裝備能效提升、能源介質(zhì)協(xié)同調(diào)度、能源管控智慧優(yōu)化3個維度，推動能源管理數(shù)字化、智能化，助力鋼鐵制造全流程綜合能效提升。
裝備能效持續(xù)提升
依托新型節(jié)能裝備及工藝，充分發(fā)揮單體裝備能效，是企業(yè)實現(xiàn)綜合能效提升的重要基礎(chǔ)。河鋼積極探索流程結(jié)構(gòu)變革及新一代數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)用能場景上的應(yīng)用，通過系統(tǒng)實施模型化生產(chǎn)、自適應(yīng)調(diào)優(yōu)及智能化控制等改進措施，為全流程能效提升打下基礎(chǔ)。
作為業(yè)內(nèi)流程變革的典范，河鋼集團石鋼公司采用世界最大、國內(nèi)首臺（套）雙豎井直流節(jié)能電弧爐取代高耗能長流程工藝，碳排放較長流程降低70%以上。該公司利用電爐冶煉產(chǎn)生的高溫廢氣直接對廢鋼預(yù)熱，通過廢鋼預(yù)熱工藝模型實現(xiàn)廢鋼連續(xù)預(yù)熱，預(yù)熱溫度在600攝氏度以上，再結(jié)合復(fù)合噴吹供氧技術(shù)，使電極消耗不超過0.78千克/噸，大幅降低冶煉能耗，縮短冶煉周期；通過持續(xù)優(yōu)化電極智能調(diào)節(jié)模型，針對電爐吹煉前、中、后不同時期特點，對響應(yīng)時間控制、三相平衡控制、供電設(shè)備運行狀態(tài)進行自適應(yīng)調(diào)優(yōu)，實現(xiàn)能源經(jīng)濟高效利用。
燃氣鍋爐在鋼鐵自發(fā)電領(lǐng)域廣泛使用，但在生產(chǎn)中由于受燃料壓力、熱值的影響，燃燒過程較為復(fù)雜，各參數(shù)之間具有較強關(guān)聯(lián)性，因此，通過精準控制燃燒過程實現(xiàn)燃氣節(jié)能，一直是行業(yè)重點節(jié)能領(lǐng)域。河鋼通過開發(fā)面向燃氣鍋爐的智能燃燒控制系統(tǒng)，采用軟測量技術(shù)、多變量解耦技術(shù)、過程優(yōu)化控制技術(shù)、故障診斷與容錯控制技術(shù)等先進技術(shù)，實現(xiàn)鍋爐自動優(yōu)化控制，自動控制運行率達到90%以上。
能源介質(zhì)協(xié)同調(diào)度
鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)種類多、使用范圍廣，河鋼通過對各類能源介質(zhì)在制造流程工藝中的特點及各種介質(zhì)管網(wǎng)運行情況的綜合分析，開展參數(shù)調(diào)整、流程改進、管網(wǎng)優(yōu)化等系列攻關(guān)，構(gòu)建起協(xié)同高效的能源介質(zhì)多參數(shù)智能平衡模型。
針對行業(yè)水處理系統(tǒng)中普遍存在的廢水排放節(jié)點多且成分復(fù)雜、系統(tǒng)精細化管理水平有待提高等問題，河鋼通過搭建節(jié)水減排智慧管控平臺，從監(jiān)、管、控3個方面，按照集中信息管理、數(shù)據(jù)分析管理、控制調(diào)節(jié)優(yōu)化三步驟，對用水單元及處理單元水質(zhì)、水量、運行狀態(tài)進行實時監(jiān)管，實現(xiàn)全過程水系統(tǒng)運行、日常運維、環(huán)保管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及調(diào)控優(yōu)化智能化、規(guī)范化、標(biāo)準化、可視化。利用多因子網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)水量平衡優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)平衡優(yōu)化模型算法，完成涵蓋原水、用水、污水的全生命周期水質(zhì)水量平衡計算，實現(xiàn)水平衡智能計算及指導(dǎo)。該平臺投運以來，河鋼用水結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，藥劑消耗穩(wěn)步下降，用、排水量明顯下降。
開展煤氣預(yù)測與調(diào)度優(yōu)化，對減少煤氣放散、提高煤氣綜合利用效率具有重要意義。河鋼集團邯鋼公司根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、煤氣用戶有關(guān)設(shè)備實時狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)、煤氣生產(chǎn)和消耗實時數(shù)據(jù)，開展焦?fàn)t、高爐、轉(zhuǎn)爐及混合煤氣各主要單位節(jié)點的調(diào)度預(yù)測，開發(fā)“預(yù)測—調(diào)度—優(yōu)化”一體化公輔煤氣能源調(diào)度系統(tǒng)，能夠準確預(yù)測未來一階段煤氣產(chǎn)、用情況，自動生成煤氣平衡表，具備熱風(fēng)爐自動換爐調(diào)度和煤氣壓力異常報警功能，通過跨工序協(xié)同管控提高煤氣能源綜合利用水平。
能源綜合管控智慧優(yōu)化
鋼鐵行業(yè)煤氣、蒸汽及電力的產(chǎn)生、輸配、轉(zhuǎn)換存在密切聯(lián)系，圍繞能源保供及經(jīng)濟性，開展能源協(xié)同優(yōu)化調(diào)度、能源需求綜合管控是能源管理的新趨勢。
河鋼集團唐鋼公司以冶金流程學(xué)界面理論為基礎(chǔ)，圍繞鋼鐵物質(zhì)流運行過程中能源介質(zhì)的供應(yīng)、使用、存儲、消耗、生產(chǎn)全流程，構(gòu)建基于鋼鐵制造全流程的智慧能源管控平臺，以實現(xiàn)整體生產(chǎn)制造流程的功能、結(jié)構(gòu)、效率最優(yōu)為目標(biāo)，將能量流按冶金流程學(xué)進行科學(xué)串聯(lián)，對信息流進行流程解析，構(gòu)建起時間、空間、物質(zhì)等多維數(shù)字孿生體系。
唐鋼基于能源網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)銷量動態(tài)平衡調(diào)節(jié)機制，構(gòu)建鐵鋼動態(tài)調(diào)度模型，實現(xiàn)在線動態(tài)優(yōu)化調(diào)度；通過自主設(shè)計開發(fā)智能板坯調(diào)度系統(tǒng)，與連鑄系統(tǒng)、天車定位系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度，熱裝率平均提升30％以上，極大提高了加熱爐裝鋼效率。在生產(chǎn)組織過程中，唐鋼合理利用峰谷電價之差，優(yōu)化生產(chǎn)排程，降低冶煉成本。通過開展全流程優(yōu)化與智能化水平提升，唐鋼新區(qū)各工序總體實現(xiàn)協(xié)同順行，鋼鐵制造全流程綜合能耗大幅降低。
目前，河鋼集團已有唐鋼、石鋼、河鋼礦業(yè)、承德釩鈦等4個工廠入選工信部智能制造示范工廠和5個場景入選工信部智能制造優(yōu)秀場景，石鋼又先后入選工信部“數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)”和“綠色工廠”名單?！跋乱徊剑愉搶⒗^續(xù)發(fā)揮數(shù)字技術(shù)對工業(yè)能源管控及能效提升的賦能作用，推動構(gòu)建狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精確執(zhí)行、持續(xù)迭代的智慧能源管控體系，加速生產(chǎn)方式數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型。”相關(guān)負責(zé)人表示。
《中國冶金報》（2023年08月01日 03版三版）
