一、湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司簡介

      湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司（以下簡稱湘鋼），是國內(nèi)現(xiàn)代化大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，也是中國南方千萬噸級精品鋼材制造基地，全球規(guī)模最大的寬厚板生產(chǎn)基地。湘鋼始建于 1958 年，擁有煉焦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材等全流程的技術(shù)裝備和一整套科學(xué)的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品涵蓋寬厚板、線材和棒材三大類400 多個(gè)品種，在造船、工程機(jī)械、海油工程、高建橋梁、壓力容器、能源重工等各個(gè)行業(yè)享有盛譽(yù)，具備年產(chǎn)鋼1600萬噸的綜合生產(chǎn)能力，其中湘鋼本部1200萬噸、陽春新鋼鐵400萬噸，資產(chǎn)總額420億元，是湖南省單體規(guī)模最大的國有企業(yè)。

      湘鋼先后獲得“中國優(yōu)秀企業(yè)”、“全國質(zhì)量工作先進(jìn)單位”、“全國減排先進(jìn)單位”、“湖南省首屆省長質(zhì)量獎(jiǎng)”等稱號。2018 年，湘鋼獲得了中國計(jì)量協(xié)會頒發(fā)的“產(chǎn)業(yè)計(jì)量標(biāo)桿示范活動標(biāo)桿單位”和中國計(jì)量協(xié)會冶金分會頒發(fā)的“冶金計(jì)量標(biāo)桿示范活動標(biāo)桿單位”雙標(biāo)桿榮譽(yù)。

      湘鋼堅(jiān)持生態(tài)工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，全力推進(jìn)現(xiàn)代化、智能化、綠色化、低碳化的工廠建設(shè)。通過推行燒結(jié)余熱發(fā)電、高爐煤氣余壓發(fā)電、富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐飽和/不飽和蒸汽發(fā)電等，做到了余熱、余壓、余能全利用。通過危廢安全處置、污水集中處理、固廢綜合利用等共用環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置，形成了高爐水渣、轉(zhuǎn)爐鋼渣、脫硫石膏——建材循環(huán)利用鏈。

      湘鋼以計(jì)量數(shù)據(jù)管理為中心，以計(jì)量器具管理為基礎(chǔ)，狠抓能源管理建設(shè)。目前，湘鋼的進(jìn)出用能單位和主要次級用能單位的能源計(jì)量器具配備率達(dá)到100%。為了企業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)國際交流合作，湘鋼完整的建立了質(zhì)量、測量、環(huán)境和職業(yè)健康安全體系，以及能源管理體系，有效的促進(jìn)了1600萬噸鋼精益生產(chǎn)新平衡的構(gòu)建和企業(yè)高效發(fā)展。

      二、項(xiàng)目實(shí)施背景

      湘鋼一直以來高度重視企業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的和諧共生、雙促雙贏，深入貫徹習(xí)近平總書記生態(tài)文明的思想，制訂了《湘鋼大氣污染防治三年行動計(jì)劃》，先后投資40多億元用于淘汰落后生產(chǎn)工藝設(shè)備，加快環(huán)保設(shè)施升級改造，并實(shí)施了20多個(gè)環(huán)保治理項(xiàng)目，周邊環(huán)境質(zhì)量明顯改善，并榮獲全國第三批鋼鐵企業(yè)“綠色工廠”稱號。近年來，湘鋼圍繞《湘鋼“5G+智能制造”三年規(guī)劃》，以5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代化技術(shù)為依托，大力推進(jìn)企業(yè)“信息化、數(shù)字化、智能化”進(jìn)程，用心打造“智慧湘鋼”，企業(yè)效益和勞動生產(chǎn)率逐年提升。2016 年，湘鋼正式啟動煤氣加壓站煤氣管控智慧平臺構(gòu)建項(xiàng)目。

      三、具體創(chuàng)新措施

      （一）系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

        1.煤氣管控智慧平臺

      （1）結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和工藝特點(diǎn)，通過5G技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。重點(diǎn)監(jiān)控高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備、煤氣氣柜活塞水平運(yùn)行狀態(tài)。

      （2）高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)：對無人值守煤氣站所增加高清監(jiān)控視屏，進(jìn)行實(shí)時(shí)無死角監(jiān)控，并多角度對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況及關(guān)鍵計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行7*24小時(shí)追溯，同步自動抓拍現(xiàn)場生產(chǎn)運(yùn)行過程圖片。

      （3）環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)：對電氣室、控制室的溫度、濕度、空調(diào)、UPS、煙霧等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，異常情況自動報(bào)警。

      （4）VSCS 安防監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)煤氣區(qū)域出現(xiàn)人員時(shí)，會立即提醒，避免無關(guān)人員非法進(jìn)入。

      （5）運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)智能判定：將設(shè)備振動、溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)分為正常運(yùn)行值、報(bào)警值、連鎖跳機(jī)值三個(gè)不同等級，同時(shí)也為智能模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

      2.煤氣管控智慧平臺建設(shè)，改善了現(xiàn)場安全環(huán)境。

實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場煤氣泄漏和煤氣粉塵數(shù)據(jù)：實(shí)時(shí)監(jiān)控煤氣粉塵含量和煤氣濃度， 當(dāng)出現(xiàn)煤氣粉塵含量較大或現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏時(shí)，智慧平臺能及時(shí)通過手機(jī) APP 提醒管理人員。

      3.利用煤氣管控智慧平臺數(shù)據(jù)，智能控制生產(chǎn)，提高了煤氣利用率。

混合煤氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制：結(jié)合湘鋼的實(shí)際生產(chǎn)能源現(xiàn)狀，對大數(shù)據(jù)分析，形成了公司煤氣管控智慧平臺數(shù)據(jù)庫和專家?guī)?。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝控制設(shè)備及工藝控制過程處理，完成了煤氣柜柜位自動調(diào)整、混合煤氣流量和熱值全自動智能控制配比，智能調(diào)整煤氣余能發(fā)電機(jī)組負(fù)荷分配，智能控制生產(chǎn)高負(fù)荷運(yùn)行節(jié)奏。

      4.煤氣管控智慧平臺模塊提高了員工工作效率。

    （1）依據(jù)鋼產(chǎn)量、煉鋼節(jié)奏及轉(zhuǎn)爐煤氣輸送量等數(shù)據(jù)，集成轉(zhuǎn)爐煤氣自動預(yù)控平衡模型，將崗位日常操作及生產(chǎn)異常狀態(tài)的應(yīng)急操作建立數(shù)學(xué)模型，形成數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣零拒收。減少了人為干預(yù)，崗位人員脫離現(xiàn)場復(fù)雜的工作環(huán)境，提高了工作效率。

    （2）煤氣管控智慧平臺取消了紙質(zhì)點(diǎn)檢，采用手機(jī) APP 點(diǎn)檢，并將點(diǎn)檢數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至終端進(jìn)行自動儲存、分析，提高了工作效率。

    （3）煤氣管控智慧平臺取消紙質(zhì)崗位生產(chǎn)運(yùn)行記錄本，在遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)中自動生成報(bào)表，終端工控機(jī)整點(diǎn)對各能源計(jì)量點(diǎn)及關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行記錄，并定期自動儲存，減少了崗位人員的工作量。

      （二）技術(shù)攻關(guān)

       1. 根據(jù)湘鋼的實(shí)際生產(chǎn)能源現(xiàn)狀，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合歷年積累的煤氣平衡經(jīng)驗(yàn)，建立煤氣平衡模型及控制系統(tǒng)。

       2. 開發(fā)手機(jī)智能點(diǎn)檢和無人（無人機(jī)、智能點(diǎn)檢機(jī)器人等）點(diǎn)檢系統(tǒng)，使用手機(jī)終端作為計(jì)量過程載體，方便用戶快速查詢計(jì)量數(shù)據(jù)信息和設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。如下圖所示。

       3. 能源數(shù)據(jù)與工藝控制設(shè)備優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)混合煤氣全自動配比及天然氣自動摻燒。

智能機(jī)器人點(diǎn)檢圖

      通過煤氣管控智慧平臺的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了煤氣的智能控制與遠(yuǎn)程智能監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)了計(jì)量過程可控，人員可控，減少環(huán)境污染；實(shí)現(xiàn)了煤氣的高效利用，達(dá)到節(jié)能減排的目的，改善了現(xiàn)場安全生產(chǎn)環(huán)境。

      2020年湘鋼廠區(qū)及周邊環(huán)境質(zhì)量顯著改善，煙粉塵、二氧化硫、氮氧化物排放總量分別較2019年下降了10.7%、31.9%、8.1%，全年污染物綜合排放合格率持續(xù)保持在99.7%以上。

      湘鋼先后投資40多億元用于淘汰落后生產(chǎn)工藝設(shè)備，加快環(huán)保設(shè)施升級改造，并實(shí)施了20多個(gè)環(huán)保治理項(xiàng)目，周邊環(huán)境質(zhì)量明顯改善，并榮獲全國第三批鋼鐵企業(yè)“綠色工廠”稱號。

      經(jīng)濟(jì)效益（1）煤氣實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，共優(yōu)化人力資源21人，每年可節(jié)降人力成本 273萬元。（2）徹底解決了轉(zhuǎn)爐煤氣拒收問題，年可減少轉(zhuǎn)爐煤氣拒收161735GJ，年可創(chuàng)效921余萬元。（3）全年可節(jié)降高熱值焦?fàn)t煤氣10512km3，可節(jié)降天然氣購買費(fèi)用1235萬元。（4）混合煤氣實(shí)現(xiàn)全智能控制以后，混合煤氣壓力波動由以前的±1.0kPa穩(wěn)定到目前的±0.3kPa以內(nèi)，熱值波動由以前的（10500±500）kJ/Nm3穩(wěn)定到目前的 （10500±200）kJ/Nm3以內(nèi)，為軋制線加熱爐定量摻燒混合煤氣提供了條件。全年可節(jié)降煤氣490942萬GJ，年可創(chuàng)效2797余萬元。而且有利于調(diào)整煤氣余能發(fā)電機(jī)組負(fù)荷分配， 智能控制生產(chǎn)高負(fù)荷運(yùn)行節(jié)奏，控制電力最大需量，減少經(jīng)濟(jì)支出。