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钢铁工业如何迈向“双碳”未来?

  钢铁行业作为基础工业,既是能源消耗大户,也是碳排放大户。钢铁工业生产的各种钢材(建筑钢材、板带材、钢轨型钢、钢管、工模具钢等),是现代工业、民生消费、交通运输、基础建设的主要原材料。要实现国家的碳减排承诺,我国钢铁工业仍然面临着巨大的“减碳”压力,必须走“脱碳化”的发展道路。

  钢铁工业包括矿石开采、精选、烧结、炼焦、金属冶炼和材料加工等主要工艺流程。由于钢铁工业温室气体排放90%以上来自于化石燃料的燃烧,要实现钢铁工业的“30·60”双碳目标,淘汰落后产能,采用先进工艺技术、装备,降低能源消耗、提高能源利用率,既是钢铁工业降低CO2排放、绿色发展的主要途径,也是数字化技术急需发展的应用领域。

  钢铁行业的“减碳”过程必然进一步加快钢铁工业的高质量发展,对钢铁工业的生产过程自动化、运行管理信息化、经营决策智能化的整体水平,提出了新的特殊要求,中控技术将携手钢铁工业在“减碳脱碳”路上共谱行业发展新篇章。

  钢铁工业节约能源,提高能源效率

  可以从三个方面发力

  一是普及和推广已有成熟的节能技术,包括干熄焦、高炉炉顶余压发电、转炉煤气回收、蓄热式轧钢加热炉、铸坯热装热送、高炉喷煤等;二是开发一批关键节能技术并实现产业化:包括烧结余热发电、转炉低压饱和蒸汽发电等;三是钢铁工业前沿技术的开发与应用:包括冶金渣显热回收、冶金副煤气制取清洁能源、氢能冶炼技术等。

  中控技术根据自身条件和优势,针对钢铁行业节能减碳这一绿色发展路径,提出了强化数据检测、推广先进控制、碳能协同管理、低碳运营优化的解决方案,具体包括以下三类:

  第一类围绕碳排放参数检测与过程控制,为钢铁企业实现“30·60”双碳目标推广和开发关键检测与控制装置,获取碳排放数据,实现生产全过程的碳排放能源运行状态监控;

  第二类围绕各工序流程的运行优化管控,充分利用碳能相关数据的检测与深入分析能力,提高各工序流程运行的平稳性及能源的利用效率,降低CO2排放,提供和开发包含智能技术的数智管控工具,构建钢铁企业全新的“碳能协同”优化管理系统。也就是将能源利用效率与碳排放同时作为约束条件,进行生产流程的优化控制,提高产线经济性的同时降低碳排水平;

  第三类围绕企业能源管理以及碳资产管理,提供信息化类平台工具,如对碳排放进行核算、统计、报告,对碳配额进行分配测算管理,促进碳资产增值。

  中控技术低碳运营解决方案助力减碳

  中控技术将碳参数检测、生产过程优化、工业互联网、人工智能技术与钢铁生产工艺流程紧密结合,打造“软件+硬件”、“平台+APP”模式的钢铁企业数智化系统架构,助力钢铁企业结合自身智能化、数字化升级转型,实现“碳减排”的绿色发展目标。

  焦化厂煤质在线检测与配煤优化控制

  稳定的煤质是焦炉炼焦平稳运行、保证焦炭质量、提升生产能效、降低CO2以及污染物排放的基本保证。中控技术配煤优化软件以焦炉运行的大量历史数据为基础,通过人工智能算法确定不同负荷下的最佳煤质指标要求,在保证焦炭质量、节约炼焦煤、减少环境污染和降低CO2排放的前提下,系统自动优化各煤种掺炼比例。

  钢铁厂压缩机优化控制

  钢铁企业拥有众多压缩机设备,如焦炉风机、烧结风机、高炉风机、转炉风机、空分装置空压机、氮压机、氧压机等以及机组群。这些机组防喘阀多数不能关闭,有很大开度,造成了能量浪费;同时对于这类空分机组群等需要负荷分配及协调控制问题,无群控技术支撑,能源利用效率难以提高。中控技术压缩机优化控制技术在通用的成熟喘振控制模块和速度控制模块基础上引进世界上的先进技术,并进行了优化,同时考虑到压缩机与工艺操作的相关性加入了性能控制的理念,使得压缩机控制更安全、更稳定、能耗更低以及自动化程度更高。

  结合“30·60”的战略目标,基于对国内钢铁企业运营现状的理解,中控技术将进一步深化工业智能技术应用,在节能低碳这一绿色路径方面大力推广、应用高效、先进、适用的节能技术,更大范围地推进超低排放,进一步提升节能环保水平;在低碳运营、节能减排方面,立足自主可控,聚焦符合绿色标准,兼具高技术含量、高生产效率、高安全可靠性、低排放、低成本的低碳运营智能制造技术。同时,强化碳排放管理能力建设,实现减碳发展,助力钢铁行业“碳达峰”,赋能钢铁企业打造更加智能、高效、绿色的智慧钢厂。

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