冶金能源高效利用与优化管控

冶金工业是资源、能源密集型行业,面临的节能、CO₂减排压力大,是实现碳达峰、碳中和的重要行业之一,而冶金能源高效利用与优化管控是冶金行业实现节能减排的重要抓手。围绕冶金能源高效利用、余热余能回收与利用、能源系统优化建模及能源管控系统建设等内容,指出了当前冶金行业节能研究进展及未来发展方向,重点围绕能效提升、余热余能高效回收与利用、物质流能量流协同优化等节能降碳技术的研发和推广应用,为实现碳达峰、碳中和目标助力。     

智能制造视野下钢铁企业能源管控系统展望

 能源管控系统存在生产组织层级多、系统架构离散、管控依靠经验等诸多问题,难以面对钢铁工业智能制造的目标。能源管控系统应按流程工业智能制造的范式构建自身的人-信息-物理融合系统(HCPS),学习生产工艺智能优化和生产全流程整体智能优化的技术思维,借鉴能源互联网的供需互动理念,部署与企业整体协同的IT架构。在此基础上,从生产管理模式变革、系统的数字化组建、优化控制功能、精细化能源管理等角度描述了能源管控系统的发展愿景。     

钢铁冶金过程铁前工序绿色智能制造的进展与展望

随着“碳达峰”“碳中和”“低碳冶金”等概念的提出,钢铁行业的绿色智能制造已成为大势所趋。铁前工序是钢铁冶金过程的前端工序,也是主要的能源消耗环节。因此,实现铁前工序的绿色智能制造具有重要的经济价值和环保意义。围绕钢铁冶金过程铁前工序绿色智能制造,以“智能碳使用”的低碳冶金技术为核心,综述铁前工序运行状态智能感知、运行参数智能控制、运行性能智能优化和智能协同管控4个方面的研究进展。运行状态智能感知是获取难以检测运行状态信息的主要手段,包括运行状态监测和运行状态识别。运行参数智能控制是实现铁前工序运行状态正常的前提,包括基于人工经验的智能控制、基于参数预测的智能控制和面向多目标集成智能控制。运行性能智能优化是提升运行状态的运行性能的主要措施,包括操作参数智能优化和运行指标智能优化。钢铁冶金过程智能协同管控着重研究感知、控制和优化技术的协同融合。最后,分析当前存在的机遇与挑战,铁前大数据分析和运行状态智能感知、铁前工序一体化智能协同管控和铁前工序全流程性能提升与优化控制或将成为铁前工序绿色智能制造的前景方向。     

钢铁企业能源管理系统智能优化调度解析

近些年,在两化融合的战略目标下,以信息化带动工业化,钢铁工业在生产过程自动化、智能化、管理信息化和管控一体化等方面都取得了长足进步。利用最前沿新兴的信息技术改造传统产业,钢铁冶金行业起步得较早。同时,也通过新技术持续引进和转移,增强了钢铁行业的自动化技术和水平,走向世界。在冶金工业自动化过程中,传统的电控、仪控和通讯系统正被先进的一体化系统所取代。这些一体化系统集回路调节、顺序控制、传统控制、多媒体应用为一体,以现代控制理论为依据而建立。仿真技术、人工智能技术等,在钢铁工艺各个环节的应用中已取得重大突破,能源监管系统和可视化监控系统在企业生产,经营活动中发挥高效作用,过程控制系统（PCS）、企业资源规划系统（ERP）、能源管控系统（EMS）等系统广泛应用于钢铁企业管理中。因此,文章主要对钢铁企业能源管理系统智能优化调度进行认真思考,以作参考。     

钢铁企业智慧能源管控系统开发与实践

 能源管控系统是国家工信部推出的节能减排先进适用技术之一,也是企业实现能源精细化管理的重要措施。综述了钢铁企业能源管控系统的现状和存在的问题,并对未来发展进行了展望。针对能源管控系统核心功能展开进一步分析,从基础能源管理到能效分析与评价、能源供需预测与优化分配、多能源介质耦合优化调度及辅助决策,以及碳排放分析等核心功能,旨在推进中国钢铁工业能源管控系统的进一步完善,促进智能化、绿色化发展,更好地发挥能源精细化管理作用,为企业节能减排做出更大贡献。     

有色金属行业推进绿色低碳发展的思考

随着我国“双碳”战略的实施，有色金属行业作为我国低碳转型的重要一环，已成为落实“双碳”目标的重要抓手。如何实现有色金属行业绿色低碳发展，解析有色金属行业绿色低碳发展路径具有重要意义。本文对有色金属行业和某有色企业能源消费结构及碳排放情况进行了分析，提出了某有色企业绿色低碳发展的战略目标和实现绿色低碳发展的7个主要路径：推动能源绿色低碳转型、开展节能降碳增效行动、加快产业转型升级、加速工艺技术进步、提升电气化水平、提高资源循环利用率和推进绿色低碳科技创新。在此基础上，提出有色行业绿色低碳发展主要政策建议：坚持系统观念全面摸清企业碳排放结构，科学量化“双碳”目标，通过政策导向和金融支持引导有色企业发展新能源，推动信息化、智能化能源管控系统的应用等。通过某有色企业的绿色低碳发展路径探讨，为我国有色行业推进绿色低碳发展提供借鉴参考。     

中国钢铁工业碳达峰及低碳转型路径

 2020年中国宣布将提高国家自主贡献力度,二氧化碳排放力争在2030年前达峰。钢铁工业作为典型的资源、能源密集型行业,是率先落实碳达峰的重要行业。分析了钢产量、生产结构、节能减排技术和碳税等因素对中国钢铁工业碳排放的影响程度。研究表明,不同的钢产量达峰时间将对钢铁工业的碳达峰产生不同影响,技术和生产结构因素也将对中国钢铁工业产生重要影响。地方区域是落实国家碳达峰任务的责任主体,对京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原和两广地区4个具有不同钢铁生产特点的重点区域碳排放进行研究,并分析了区域达峰方案。加快调整产业结构、推广低碳技术、改变能源结构、推进产业间耦合和加强碳资产管理等方面制定钢铁工业低碳转型路径,对实现中国钢铁工业碳排放早日达峰和碳中和有重要意义。     

济钢能源管控中心架构及功能实现

分析了钢铁行业建设能源管控中心的背景及必要性,介绍了济南钢铁股份有限公司建设能源管控中心的架构思路,对能源管控中心的能源数据采集与监控、能源预测和优化模型应用、能源生产调度运行管理、能源供需计划与成本统计以及能源决策支持等功能的实现进行了简要描述。建立能源管控中心是钢铁企业通过系统化节能减排降低企业能耗的重要手段。在总结能源管控中心的建设经验和体会的同时,对能源管控中心的深化应用及发展方向提出了相关建议。     

能源环保设备监控系统的优化设计

工业4.0大环境下，钢铁企业亟需积极构建绿色经济运行模式，依托自动化监控系统优化整合是提升能源环保设备管控能力的必要手段。为提高能源环保设备的运行和管理效率，提升技术经济指标，本设计对自动化监控的方法进行整合，对现有能源环保设备监控技术进行优化，利用物联网监控与能源管理系统(energy management system, EMS)深度开发融合，提高生产线的集中监控程度。采用分布式系统架构与多种数据采集方式相结合，提高了系统稳定性，并实现了复杂分散的现场环境下数据的整合，最终达到科学用能、提升经济效益的目的。     

钢铁工业实现“碳达峰”探讨及减碳建议

钢铁工业作为制造业中的碳排放大户,面临“碳达峰”和“碳中和”的严峻挑战,这也是低碳转型高质量发展的良好契机。根据国家统计局黑色金属冶炼及压延加工业的能源消耗数据,估算中国钢铁工业二氧化碳排放情况,并对中国钢铁工业实现“碳达峰”路径进行探讨,即在中国10亿t级的粗钢规模及当前流程结构、能源结构和工艺技术应用基础上,通过挖掘节能降碳潜力实现“碳达峰”空间有限,必须采取以控产量调结构为核心的减碳工作,争取在“碳达峰”“碳中和”目标内率先实现“碳达峰”。钢铁企业作为行业发展的主体,在“碳达峰”和“碳中和”目标的指引下,需尽快开展绿色低碳转型及深度减碳工作,共同推进钢铁工业“碳达峰”目标提前实现,并为最终实现“碳中和”奠定良好的基础。     

钢铁工业多介质能源系统优化调度模型研究综述及展望

副产煤气、蒸汽和电力是钢铁生产流程重要的二次能源。随着“双碳”政策的推进,钢铁工业对以煤气、蒸汽和电力为主的多介质能源系统进行精细化管理的需求日益突出,以达到控制生产成本和节能减排的目的。然而,由于各能源介质产生和消耗的复杂性和分散性,建立一个全面、合理的调度模型至关重要。另外,近年来,光伏、风电等可再生能源技术的发展为钢铁工业能源低碳转型提供了新途径。首先,简介了多介质能源系统,涉及煤气柜和锅炉等缓冲设备;其次,通过对能源调度模型的分类,分析了各种调度模型的研究特点,并梳理了研究成果;最后,分析了钢铁工业引入可再生能源后的能源系统特点,引入钢铁工业多能源微电网的概念,为后续研究提供了思路,以促进钢铁工业节能低碳发展。     

钢铁企业能源系统调度运行优化导航技术研究

根据钢铁企业能源系统的运行特征,借鉴其他行业的相关技术,建立能源系统多种能源介质的流程网络模型,以综合运行驾驶舱技术为基础,对优化导航过程中的支撑技术和关键环节进行了分析和探讨,力求促进管控系统"前端监控"与"后端优化"的深度融合和实时响应,在提升人机交互的友好性、便捷性的同时,提高能源系统调度运行的安全性和经济性。     

SteelPlanner-钢铁工业生产链综合优化方案

专用的优化技术有助于更好地满足钢铁工业的要求。建设全厂范围的透明的生产计划系统成为必然。SteelPlanner已在众多钢铁厂得到应用，为钢铁企业提供了生产计划的优化方案。     

也谈企业结构优化

本文从世界钢铁工业的发展过程、我国钢铁工业的设备现状和技术经济指标，说明了企业结构优化的必然性和必要性。同时，结合莱钢实际，从产品结构优化、工艺技术和装备结构优化，说明了莱钢结构优化的基本思想。最后，指出了实现结构优化要注意解决的３个问题。     

大型钢铁企业能源动力系统稳定高效运行优化及实践

大型钢铁企业动力能源系统稳定、高效运行一直是全球钢铁企业追求的目标。以某沿海钢铁企业动力能源系统稳定、高效运行为实例,结合多年管理经验,对钢铁企业动力能源系统稳定、高效运行因素进行分析。通过源头管控、削峰填谷、抓主要矛盾等方法,实现能源参数“直线运行”。通过与先进企业对标、对运行曲线日管控、对发现问题进行逐一专项攻关,促进了动力能源系统高效运行,并固化对应措施推广,取得了较好的能源降本效果,推动该企业动力能源系统持续稳定和高效运行。     

“双碳”目标下钢铁企业低碳发展的技术路径

为落实国家“碳达峰、碳中和”发展目标,解决钢铁行业低碳发展过程中面临的瓶颈和难题,展开了一系列政策、技术和行动方案的研究。对比国内外钢铁企业碳排放强度的现状及变化趋势,分析了引起碳排放强度差异性的原因,并给出我国钢铁工业“碳达峰、碳中和”发展的总体方向。解析了中国钢铁工业及国内大型钢铁企业的“碳达峰、碳中和”目标及实施方案,并重点基于某大型钢铁企业当前生产、装备、工艺流程、碳排放实际情况,在充分考虑了未来产能装备、工艺变革、技术创新、能源转型等方面规划的基础之上,制定了具体的低碳发展技术路线图,为我国钢铁企业落实国家“碳达峰、碳中和”目标提供了示范和引领。路线图指出,该企业低碳发展将经历“碳达峰平台期、稳步下降期及深度脱碳期”三个阶段,通过实施铁素资源优化、流程优化重构、系统能效提升、用能结构优化、低碳技术变革、产业耦合降碳六大技术路径,建设碳排放数据管理体系及钢铁产品全生命周期（LCA）碳足迹两大平台,实现2025年碳排放总量较峰值降低10%,2030年碳排放总量较峰值降低30%,最终在2050年实现碳中和,并详细阐明了该企业对各技术路径的规划目标,测算了各减碳技术路径实施后带来的碳减排量期望值,比较了不同技术路径在不同发展阶段所带来的减碳效果。最后,结合该企业低碳发展技术路线图的制定和实施过程,提出我国钢铁企业低碳发展的建议。      

钢铁企业能源系统流程网络建模方法研究

根据钢铁企业能源系统调控和优化调度的需求,结合能源管控系统优化调度的特点,以冶金流程工程学为理论依据,提出了一种基于流程网络的通用建模方法,满足各种能源介质在平衡、预测、优化分析方面的要求。在该方法中,流程网络模型由发生结点、终止结点、汇集结点、中间结点和连结器构成,通过拓扑分析自动确定流程网络模型中能量流的流动方向;通过引入模型映射技术建立能源设备与结点模型的对应关系,实现图模库一体化建模,解决了复杂优化模型的人机交互问题,有助于多种能源系统综合优化技术的实际应用,促进能源互联下的多能系统管控技术的发展。     

钢铁工业节能技术政策的几个问题

摘自《冶金能源》1984年第2期周大刚的文章: 该文就制定钢铁工业节能技术政策的几个问题讨论如下。 1.节能技术政策的目的钢铁工业节能技术政策应达到的目标是为我国钢铁工业到2000年在不大量增加能源消耗的前提下,做到钢产量翻一番提供技术保证。 2.节能技术政策的指导思想钢铁工业节能技术政策的指导思想应是坚持实行全行业、全系统、全过程的全面节能。生产过程中除直接消耗燃料和动力外,还要消耗大量的原材料以及设备的磨损,从而导致检修或更换,实际上也间接地消耗了能源,节约这部分能源就是间接节     

“双碳”目标下中国钢铁工业的低碳发展分析

摘要：中国钢铁工业的流程结构特点是高炉—转炉长流程占主导,能源结构特点是以煤炭为主,因此造成吨钢CO2排放量高于世界平均水平,碳减排压力巨大。为探究中国钢铁工业的低碳现状与发展趋势,通过对流程结构、废钢资源、低碳技术、碳交易市场等进行深入分析,认为钢铁工业实现2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”目标是一个长期的、多因素综合作用的过程,不同阶段应确立不同的研究重点,并就未来发展提出了自己的建议。钢铁工业下一步应该加快低碳技术发展、提高电炉短流程比例、重视氢冶金技术研发,并充分发挥政策和市场调节作用,最终摆脱碳冶金依赖,走向低碳化钢铁之路。     

钢铁企业能源管控系统平台建设模式比较

钢铁企业能源管控系统是利用自动化、信息化技术,以"两化"深度融合手段促进推动钢铁行业节能降耗的综合系统。其系统平台的建设模式必须适应钢铁企业能源系统的设备、生产、运行、管理的总体环境和管控模式。本文结合实际项目建设经验,对目前国内几种典型的能源管控系统平台建设模式分别进行阐述,并比较其特点,为今后钢铁企业能源管控系统建设提供参考。