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山冶设计:打造焦化行业智慧制造新标杆 ——凌钢焦炉装备升级绿色发展改造项目智能化建设取得新成果

近日,凌钢焦炉装备升级绿色发展改造项目传来捷报——其申报的辽宁省省级数字化车间项目“基于工业大数据平台的智慧炼焦数字化车间”凭借扎实的技术创新实力成功获批,正式跻身省级数字化车间行列。这一成果标志着这座融合前沿自动化、工业互联网与人工智能技术的现代化焦化工厂,在智能化转型道路上迈出关键一步,成为焦化行业智慧制造的新标杆。

山冶设计智能信息分公司作为该项目智能化场景的主要建造者,见证了从蓝图设计到落地运行的全流程。三个月前,该项目全面投产,开启了焦化生产“数字化、网络化、智能化”的全新阶段。此次获批,正是对其智能化建设成果的权威认可。

数字筑基构建全场景智能基础设施

智能化建设的根基,在于扎实的“硬件骨架”与高效的“神经中枢”。以“集中管控、智能运行”为目标,打造了智能化系统的基础设施体系,为后续智能应用提供了坚实支撑。

构建智控中心,为全局管控打造“智慧大脑”

位于厂前区的智控中心,是整个项目的指挥中枢,整合了备煤、炼焦、煤气净化等全工序生产操作工位和生产调度、能源管理、环保监控管理工位,实现了“操作-管理-决策”的协同联动。高密度LED无缝拼接大屏实时呈现数字孪生工厂和关键数据看板,上方的LED条屏循环展示企业动态,共同形成了兼具科技感与实用性的视觉中枢。

大厅内25个操作工位均配备4台24吋显示器,通过分布式坐席管理(KVM)系统实现跨屏操作——从炼焦工位的焦炉温度监控,到煤气净化工位的SIS安全画面,所有指令与反馈的延迟均控制在20ms以内,操作人员通过一套键盘鼠标即可完成多画面切换,工作效率得到极大地提升。

 

打造数字底座,建造数据流通的“高速公路”

要让数据“跑起来”,离不开稳定的网络与强大的算力支撑。构建“焦化大数据平台 + 超融合服务器集群 + 工业安全网络”的数字底座:5台高性能超融合服务器组成的集群,形成了强大的计算与存储能力;覆盖全厂的工业网络采用“光纤 + 5G”双链路设计,焦炉机车通信融合工业无线网络和5G网络,确保数据传输零中断,为实现焦炉机车的“无人值守”创造条件。

 

网络安全是重中之重。部署工业防火墙、网闸与主机安全防护系统,对生产控制网、能源采集网、办公网实施分级防护,同时通过安全监测审计系统实时捕捉异常流量,保障了生产系统的稳定运行。

智慧赋能:全流程智能应用落地见效

聚焦“提质、降本、增效、安全”四大目标,锚定“本质安全、专注变革、源头减排、高度智能”的设计理念,贯彻“高质量、高效率、低消耗、少定员”的建设目标,以集中管控为基础平台,以流程再造为创新抓手,以智能制造为技术手段,在管理革新、生产优化、装备升级等维度实现了多项突破。

智能管控协同,使每一条数据得到充分利用

“互联网+”是当今行业发展的大趋势。凌钢焦化项目以智能管控中心和焦化大数据平台为基础,应用大数据、云计算、人工智能、数字孪生等技术,打造了一系列智能管理应用,将调度、能源、安全、设备、物流、环境等生产要素统筹管控,打破信息壁垒,实现数据的无碍互通、精准推送和多维度展示,帮助用户构建起精简、智慧、高效的数字化管理模式,为企业的精益生产和精准决策提供了有力保障。

 

智能生产优化,让每一份原料发挥最大价值

配煤环节是焦化生产的“第一道关口”,其配比直接影响焦炭质量与生产成本。集成智能配煤系统,通过融合单种煤指标、库存数据与焦炭质量预测模型,将传统“经验配煤”升级为“数据驱动配煤”。系统基于多目标优化算法,可同时生成“成本最低”、“质量最优”和“综合效益最佳”等多种方案,助力业主降低生产成本、稳定焦炭产品质量。

在炼焦环节,焦炉自动测温和优化加热系统成为节能降耗的“利器”。276个立火道红外测温点实时采集温度数据,结合荒煤气温度与烟气残氧分析,系统自动调节煤气流量与分烟道吸力,预计使加热煤气消耗降低2.8%,全炉温度均匀系数提升至0.92。通过火落时间预测与标准温度动态优化,显著减小结焦时间偏差,大幅减少了能源浪费。

 

智能装备升级,让机器代人“危险作业”

在重点安全生产区域,智能装备的应用彻底改变了传统作业模式。焦炉地下室作为煤气浓度高、环境恶劣的区域,如今已由4台防爆型智能巡检机器人接管。这些轨道式机器人搭载高清相机、红外热像仪与气体传感器,每交换周期完成一次全区域巡检,可精准识别交换旋塞方向、废气砣提升、风门开闭、交换拉条等状态是否异常等问题,让工人彻底远离危险环境,实现本质安全。

 

焦炉车辆的 “无人化协同” 技术同样令人瞩目。生产管理系统与装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车这焦炉四大车实现深度融合,已然突破了狭义上“一键炼焦”的局限,升级为更智能的“动态协同炼焦”模式。这套系统融合了高精度定位技术、无线通信技术、自动控制算法,以及智能推焦、熄焦调度管控模块。借助这样的技术整合,四大车能够自主精准地完成装煤、推焦、拦焦等一系列作业。此外,系统与干熄焦自动化系统进行动态联动,熄焦作业实现无缝衔接,构建了全流程无人化的动态生产闭环。

协同创新:打通全链条数据治理体系

数据是智能化的核心资产。我们构建了“采集 - 存储 - 分析 - 应用”的全链条数据治理体系,让分散在各环节的数据真正“活起来”。

建设焦化大数据平台,打破信息孤岛的“数据枢纽”

平台整合了生产实时数据(PLC/DCS)、能源计量数据(水、电、煤气、蒸汽等)、设备状态数据(振动、温度)、环保监测数据(废气、废水检测)等 12 大类数据,日均处理数据量超500GB。通过时序数据库、关系数据库的协同存储,实现了从原料入厂到焦炭出厂的全流程数据追溯。例如,管理人员通过平台可一键查询某批次焦炭对应的配煤方案、炼焦温度曲线与能耗数据,为质量分析提供了完整依据。

 

构建数字孪生工厂,作为虚实联动的“管理沙盘”

基于三维数字化设计(BIM)构建的数字孪生工厂,成为可视化管理的“利器”。在集控中心大屏上,厂区三维模型与实时数据无缝融合:点击焦炉,可查看各炭化室结焦进度;进入地下室,可查看巡检机器人的运行状况和巡检实时影像;切换至环保页面,废气排放浓度与处理设备状态和报警一目了然。系统还能联动视频监控与消防设施,在发生异常时自动定位报警点、投放监控影像并显示周边消防资源,极大地缩短应急响应时间。

 

成效显著智能化带来的全方位变革

三个月的稳定运行,让智能化建设的价值得到充分验证。从生产指标到管理模式,从员工体验到操作效率,变革体现在每一个维度:

效率提升:生产工序协同效率提升50%,设备故障停机时间减少35%;

成本优化:通过智能配煤与自动加热,预期吨焦综合成本降低5元,年节约成本约1000万元;

安全升级:危险区域人工巡检频次降低80%以上,安全隐患排查覆盖率达100%;

环保达标:污染物检测和环保设施运行数据采集、存储、查询、上传满足政策要求。

更深远的影响在于管理模式的革新。过去需要多部门协调的生产调整,如今通过数据中台实现“一键调度”;过去依赖经验的决策,现在基于数据模型给出科学建议。正如一位老炼焦工所说:“以前凭眼睛看火温、靠手感调阀门,后来发展到盯着屏幕就能精准操作,现在,可以实现智能生产、机器代人了,这才是新时代的焦化生产。”

此次获批省级数字化车间,不仅是对凌钢焦化项目智能化建设的肯定,更为焦化行业数字化转型提供了可借鉴的实践样本。

凌钢焦化项目的智能化建设方案,不是终点而是起点。山冶设计智能信息分公司自主研发的炼焦大数据智能诊断系统日见雏形,随着系统的逐步完善,它将成为炼焦企业打通生产、质量、成本全链条的“智慧大脑”,在行业树立起“数据赋能生产”的新标杆,为钢铁行业的绿色、高效发展贡献力量!

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