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 多個品種，在造船、工程機械、海油工程、高建橋梁、壓力容器、能源重工等各個行業(yè)享有盛譽，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)量工作先進單位”、“全國減排先進單位”、“湖南省首屆省長質(zhì)量獎”等稱號。2018 年，湘鋼獲得了中國計量協(xié)會頒發(fā)的“產(chǎn)業(yè)計量標桿示范活動標桿單位”和中國計量協(xié)會冶金分會頒發(fā)的“冶金計量標桿示范活動標桿單位”雙標桿榮譽。

      湘鋼堅持生態(tài)工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展方式，全力推進現(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)?；A(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。

      湘鋼以計量數(shù)據(jù)管理為中心，以計量器具管理為基礎(chǔ)，狠抓能源管理建設(shè)。目前，湘鋼的進出用能單位和主要次級用能單位的能源計量器具配備率達到100%。為了企業(yè)的發(fā)展，加強國際交流合作，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、項目實施背景

      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，并實施了20多個環(huán)保治理項目，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)、云計算等現(xiàn)代化技術(shù)為依托，大力推進企業(yè)“信息化、數(shù)字化、智能化”進程，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)建項目。

      三、具體創(chuàng)新措施

      （一）系統(tǒng)功能設(shè)計

        1.煤氣管控智慧平臺

      （1）結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)和工藝特點，通過5G技術(shù)實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)。重點監(jiān)控高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備、煤氣氣柜活塞水平運行狀態(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，進行實時無死角監(jiān)控，并多角度對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備運行情況及關(guān)鍵計量點進行7*24小時追溯，同步自動抓拍現(xiàn)場生產(chǎn)運行過程圖片。

      （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、煙霧等進行實時監(jiān)控，異常情況自動報警。

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

      （5）運行設(shè)備狀態(tài)智能判定：將設(shè)備振動、溫度等運行數(shù)據(jù)分為正常運行值、報警值、連鎖跳機值三個不同等級，同時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。

實時監(jiān)控現(xiàn)場煤氣泄漏和煤氣粉塵數(shù)據(jù)：實時監(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，智慧平臺能及時通過手機 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)實現(xiàn)智能控制：結(jié)合湘鋼的實際生產(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)電機組負荷分配，智能控制生產(chǎn)高負荷運行節(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)點檢，采用手機 APP 點檢，并將點檢數(shù)據(jù)遠傳至終端進行自動儲存、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)運行記錄本，在遠程集中控制系統(tǒng)中自動生成報表，終端工控機整點對各能源計量點及關(guān)鍵工藝參數(shù)進行記錄，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)湘鋼的實際生產(chǎn)能源現(xiàn)狀，運用大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合歷年積累的煤氣平衡經(jīng)驗，建立煤氣平衡模型及控制系統(tǒng)。

       2. 開發(fā)手機智能點檢和無人（無人機、智能點檢機器人等）點檢系統(tǒng)，使用手機終端作為計量過程載體，方便用戶快速查詢計量數(shù)據(jù)信息和設(shè)備狀態(tài)實時監(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，實現(xiàn)混合煤氣全自動配比及天然氣自動摻燒。

智能機器人點檢圖

      通過煤氣管控智慧平臺的構(gòu)建，實現(xiàn)了煤氣的智能控制與遠程智能監(jiān)控；實現(xiàn)了計量過程可控，人員可控，減少環(huán)境污染；實現(xiàn)了煤氣的高效利用，達到節(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，并實施了20多個環(huán)保治理項目，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)濟效益（1）煤氣實現(xiàn)了遠程集中監(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)降高熱值焦爐煤氣10512km3，可節(jié)降天然氣購買費用1235萬元。（4）混合煤氣實現(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)電機組負荷分配， 智能控制生產(chǎn)高負荷運行節(jié)奏，控制電力最大需量，減少經(jīng)濟支出。