DOC《11、济钢集团有限公司》

11、济钢集团有限公司 信息化助推企业循环经济的腾跃

一、济钢两化融合促进节能减排的基础环境 济钢始建于1958年.

资产总额500亿元.产品以中板、中厚板、热轧薄板、冷轧薄板为主.2009年生产钢1050万吨、钢材1069万吨. 上世纪90年代,济钢能耗高、物耗高、产品竞争力不强,面临着来自市场、环境、经济、社会等多方面的压力,生存和发展受到严重制约.面对挑战,济钢积极探索,将资源能源综合利用纳入企业整体发展战略,先后经历了从节能降耗到清洁生产、发展循环经济的三个阶段. 通过坚持不懈的实践,逐步形成了 以价值创新为核心,以观念创新为先导、技术创新为支撑、管理创新为保证,实施资源化治理、分布式治理、系统化治理,实现资源高效利用、能源高效转化、代谢物高效再生,追求企业效益、环境效益、社会效益和谐统一,建设资源节约型、环境友好型、自主创新型企业 的企业推动节能减排、发展循环经济的模式. 其中资源高效利用、能源高效转化、代谢物高效再生是工作重点和难点. 作为高耗能行业,钢铁企业的能源消耗有两大特点: 一是从原材料投入到终端产品形成,呈现出多工序的高消耗、高排放的特点;

二是在能源大量消耗的同时,各种副产能源却无法有效的回收利用. 要打破这种困局,就必须转变视角,按照 减量化、再利用、资源化 的原则,依靠信息技术为支撑,摈弃粗放的用能模式和落后的技术手段,不断变革生产工艺流程和管控模式,是济钢利用信息技术推动节能减排的主要实践模式. 在信息化推动节能减排、发展循环经济方面,济钢确立了 充分利用信息技术,持续改造、优化生产过程和管理模式,逐步建立完善的钢铁工业生态循环体系 的总体思路,以整体规划、分布实施为原则,制定了中长期发展规划和年度计划,推进各项工作扎实开展. 十五 之初,济钢成立了以总经理为组长的集团公司信息化工作领导小组,规划实施了 信息化推进战略 ,加快工业化与信息化融合进程,经过多年努力,逐步建立了完善的五级信息化体系架构,为企业生产管控和运营管理建立了数字化、流程化的业务运作和绩效评价平台. 进入 十一五 以后,济钢适时的将信息化推进战略调整为信息化带动战略,充分发挥信息化在结构调整、品种质量和决策支持方面的基础性支撑作用,提出了以全面融合、整体提升为目标,以信息化与企业经营管理、生产过程控制深度融合为主要内容的 大管控 思路,在两化融合上,我们重点强化以下两个方面: 一与企业经营管理深度融合:以管理流程的持续改进和信息数据分析挖掘为手段,规范管理流程,全面掌控运行实绩,不断提高运营水平,实现企业高效运作,为战略目标的实现提供决策支撑. 二与生产过程控制深度融合:利用信息化技术,加强工艺设备的过程控制,实现管理信息系统与过程控制系统在各领域互联互通,提高产线管控水平和劳动效率.从L1到L4实现了整体贯通,为提升企业整体集约化管控水平发挥重要作用. 实施信息化推进战略的10年来,济钢的管理思路和管理方式不断创新,工艺装备结构、产品结构、能源资源利用结构不断优化,企业发展质量和效益逐步提高.信息化已成为推动济钢结构调整、节能减排、发展循环经济的助推器,成为济钢践行科学发展观,实现可持续发展的重要保障. 2010年,济钢启动实施了面向 十二五 的 智能化济钢建设纲要 .纲要是以 两个转变 为重点,将生产经营管理、工艺技术、信息化、自动化有机融合,在 大科技 格局下,建设智能化济钢. 成立了软件学院、产业研究院、科技学院和商学院,放眼未来和循环经济产业链全局,加强产学研联合,创新机制,汇聚才智,为济钢的信息化推动节能减排事业,注入长久动力、拓展发展前景. (两个转变:信息化要实现从关注业务流程向关注信息资源的挖掘利用上转变,充分发挥信息资源的价值,为两级科学决策提供方便快捷的信息化支撑;

自动化要实现从关注技术设备向关注质量品种的提升上转变,切实发挥自动化技术在生产中的关键作用.)

二、济钢两化融合促进节能减排的主要做法与成效

(一)提高装备控制精度,为工艺创新化解风险 钢铁行业节能减排的主战场集中在能耗高、污染重的生产流程,多数为高温、高压、易燃、易爆等相对恶劣的工艺环境,必须依靠精准的控制技术和健壮的控制系统,以化解生产模式变革、能源高效转化和代谢物稳定回收等工艺创新所带来的各种风险.其中以干法熄焦项目、燃气-蒸汽联合循环发电项目、炼焦煤气分流分级调湿项目为代表. 干法熄焦项目.自主开发干熄焦全过程自动控制系统,成功实现高温、高压环境下转运、余热回收和发电、并网的全过程自动控制,其中多项自动化控制技术为当时钢铁行业全新课题,为济钢挑战传统的高能耗工艺,实现生产管控创新提供了有力的技术支撑.在国内率先实现全干熄. 与传统湿法熄焦相比:年减少水资源消耗120万立方米,年回收余热节能折标煤15万吨;

年减排酚、氰化物、硫化氢、氨等有毒有害气体1650吨. 燃气-蒸汽联合循环发电项目.优化能源系统,以工艺节余的副产煤气为燃料,建成了燃气-蒸汽联合循环发电项目.在焦化、炼铁、炼钢、烧结工序先后建成了干熄焦发电、高炉TRT发电、炼钢烟道余热发电、烧结机余热发电等项目,初步形成了分布式发电的格局.2009年利用余热余能发电28.5亿千瓦时,满足生产用电的比例达到了一半以上. 控制系统在实现全流程集中管控的基础上,采用煤气热值稳定控制、混合燃气大扰动压力稳定控制模型等自有专利技术,以及多机组冗余备用、多扰动变量解耦控制、高可靠性容错信号处理等技术,成功破解工况大幅波动、混合热值不稳、机组故障冲击电网等诸多因素所造成的工艺难题. 该项目年减排煤气37亿立方米,折合标煤73万吨,无废渣,无废气,无污染,与常规燃煤火电厂相比,年可减少二氧化硫排放量1.45万吨、二氧化碳排放量150万吨. 炼焦煤气分流分级调湿项目.2007年建成具有自主知识产权、代表当今焦化行业最新技术的炼焦煤气分流分级调湿项目,充分利用焦炉烟气余热,对入炉焦煤进行风选破碎和水分调节. 开发吸力控制模型,在稳定焦炉操作的基础上,达到最佳流化效果;

开发循环废气吸力控制模型,实现循环废气按分级段调节使用,并结合溢流堰高度控制,实现煤料精确分级. 项目投用以来,不仅提高了焦炭质量,单炉焦炭产量提高10%,而且配合煤水分降低3%,每年减少废水3.9万吨,节约加热用焦炉煤气617.6万m3,节电130万kw/h. 积极向社会延伸循环经济链条.在烧结工序配加济南裕兴化工厂铬渣,进行无害化处理,解决长期困扰济南市的环保难题.累计消化铬渣23万多吨.对电解铝厂赤泥进行资源化开发,建成了炼钢脱硅剂、赤泥造球项目,可有效解决电解铝厂赤泥污染环境、大量占用农田问题.

(二)研发、推广模型控制和集中管控技术,降低产线综合能耗 模型控制和集中管控技术是近年来济钢重点开发、推广的技术,其着力点不仅在于提高装备控制精度,更重要的是以大型化、紧凑化、自动化为目标,对生产操作、管控模式和各工序用能进行整合、优化和平衡,最大限度的降低产线综合能耗.目前已成功运用于焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、气体制造等多条产线.

1、稳定生产、提升质量,充分释放产线产能.如我们将烧结工艺中的混合料总量、燃料、返矿、水分、布料,点火和料流等关键工序全部采用模型控制,使烧结产线整体实现智能化,实现了在稳产的同时,产品质量整体提升,生产能力得到充分发挥.

2、对工艺代谢物就地施治、循环复用.如我们开发的大型高炉零返矿技术,不仅可以对高炉冶炼所产生的返矿直接入炉消化,以节约能源,还可利用返矿调节炉况,延长高炉寿命.在焦化产线集中管控系统,研制了热导油传热、节能型无蒸汽蒸氨控制等控制模型,使产线内各种能源和副产废气得到了有效的就地治理和循环复用,并对传统工艺中的能源传输介质进行升级,实现了高效、低耗、减污. 节能项目 改造前 改造后 耗能 85.05m3/吨钢 80m3/吨钢 温度波动 ±30℃ ±15℃ 钢坯温差

28 ℃

22 ℃ 氧化烧损 1.03% 0.82% 蓄热式加热炉优化控制模型投用后数据对比 转炉实现数字化负能炼钢.余热蒸汽回收达到85kg以上,吨钢能耗达到-0.05kg标煤,吨钢回收煤气高于110m3.加热炉二级模型控制系统.模拟计算炉内每块钢坯的加热过程,准确指导操作,有效避免钢坯欠烧、过烧等现象的发生,保证加热质量的稳定性和一致性,并降低燃耗. 全过程计算机控制的水资源控制系统,支撑用水思路创新,实现了水的高效利用.2009年吨钢综合耗新水降到3.05立方米,处于行业领先水平. 2009年吨钢综合能耗降到了595千克标煤. 十一五 以来每年都完成了与山东省政府签订的节能责任目标.济钢被省政府授予 山东省节能突出贡献企业 荣誉称号.渣、尘、水、气等工艺代谢物得到了较好的资源化利用.主要指标处于行业先进水平. 积极向社会延伸循环经济链条.在烧结工序配加济南裕兴化工厂铬渣,进行无害化处理,解决长期困扰济南市的环保难题.累计消化铬渣23万多吨.对电解铝厂赤泥进行资源化开发,建成了炼钢脱硅剂、赤泥造球项目,可有效解决电解铝厂赤泥污染环境、大量占用农田问题.

3、实现产线管控一体化,提升整体效能,降低综合能耗,数据直达管理层,推动生产模式扁平化.焦化产线集中管控系统投用后,产线综合能耗降低3%,操作人员数减少了2/3;

在气体制造集中监控系统在国内气体深冷分离行业,首次实现多机组制气生产过程集中控制、工艺生产监视、生产调度三位一体,操管合一.系统投用后,氧气放散量大幅降低,操作人员由180多人减至60人左右,实现低耗、优质、高产. (4)变革钢铁企业自动化维检模式.建立面向透明工厂的企业智能自动化维检系统(AMS).系统覆盖了数据采集分析处理、设备智能诊断、环境监控等自动化维检管理与技术革新管理的各个环节,建立了维检专家知识库,实现了零距离生产监控和自动化故障的智能诊断与预判,有效解决了集约化管理中,人员少、区域广、设备分散、安全访问、故障异议、个性化差异、备件等问题.确保信息自动化系统稳定运行.这在钢铁行业属首创,目前已向国家版权局申报软件产品著作权.

(三)建设能源管控中心,变革能源管理模式 2007年,济钢自主开发建设的能源智能管控中心建成投用,为企业建立了全局化的管理视角和一体化的监控手段. 提升能源管控手段:各种能源介质在统一平台下集中监控和平衡输配,在确保生产用能稳定供应的前提下,实现资源配置的最优化. 实现能源管理精细化:建立工序级能源产耗核算、评价体系和成本管理平台. 建立能源管理决策支撑体系:能源管理的运行调控和生产实绩信息纳入了企业整体资源计划(ERP),决策的前瞻性、快速性和科学性得到有效保障. 申报了三项国家发明专利:《基于柜位预测的钢铁企业煤气动态平衡实时控制方法》、《变电站智能电子设备接入方法》、《多区域冶金变电所不停电升级改造系统 》,解决了能源管控与节能减排领域的实施难题. 实施成效明显:直接推动济钢能源管理智能与机构重组,管控流程扁平化.煤气柜位精确预测,分配量合理;

焦炉煤气发散率从以前的10%降低为0.5%,高炉煤气发散率由15%降到7%,节电效益明显.

(四)推广应用MES技术,建立集约化、精细化的产线管控模式 在L3层面,我们在三炼钢-中厚板、冷轧和三炼钢-热轧等四条主要产线相继开发实施了MES系统.它不仅将面向客户、按单生产变成了现实,而且作为企业实现精细化管理的重要手段,将生产管理从局部最优上升到产线最优,最大限度地利用好各种资源,实现钢铁产线的敏捷制造. 数字化 产线的建立从更高层次上发挥信息化对集约化生产和节能降耗的重要作用,并逐步迈入持续改进的良性循环轨道.信息技术推动产线的生产、控制、物料、质量、库存等要素得以重构,生产管理与控制实现一体化,提高管理效率,系统降低运行成本.

(五)以ERP为核心,实现生产管控与运营管理的一体贯通 在管理中枢,建立了以ERP为核心的企业综合运营管理平台,将企业的采购、生产、销售、财务、设备管理纳入到统一的信息化管理系统,为企业从全局的角度分析节能降耗提供了全面的数据支撑,进而为战略决策层面的管理提供了科学手段. 济钢电子商务信息系统.开发........