冀東水泥銅川公司：智能化工廠賦能行業(yè)轉(zhuǎn)型

智能、節(jié)能、環(huán)?！缃竦乃嗥髽I(yè)早已不是我們印象中的“大老粗、黑黢黢”形象了。在國(guó)家大力推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮下，陜西省各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)也加快了轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐，冀東水泥銅川有限公司（以下簡(jiǎn)稱銅川公司）通過(guò)建設(shè)智能化工廠，賦能水泥行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

近年來(lái)，為響應(yīng)國(guó)家水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，適應(yīng)水泥市場(chǎng)需求，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，確保企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)水泥工業(yè)向環(huán)保節(jié)能型綠色工業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展要求，根據(jù)自身已具備的實(shí)際條件及陜西省銅川市耀州區(qū)周邊資源、市場(chǎng)等條件，銅川公司決定在耀州惠塬工業(yè)園區(qū)建設(shè)一條10000t/d熟料水泥智能化生產(chǎn)線。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外行業(yè)智能化的全面調(diào)研、方案策劃、全流程設(shè)計(jì)，銅川公司同步實(shí)施智能化建設(shè)，建成了自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化、綠色化為目標(biāo)的智能工廠，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)、能源消耗、碳排放強(qiáng)度、規(guī)模效應(yīng)、智能化成熟度等方面均達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。

轉(zhuǎn)型升級(jí)的成功實(shí)踐

銅川公司智能化萬(wàn)噸熟料水泥生產(chǎn)線是金隅集團(tuán)第一條超低排放、超低能耗的智能化綠色工廠，它以“節(jié)能減排、減員增效”“互聯(lián)網(wǎng)＋”“工業(yè)4.0”為指導(dǎo)思想，以建立“燈塔型企業(yè)”為目標(biāo)，堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研、國(guó)內(nèi)外合作的理念，運(yùn)用了智能化裝備、在線分析、圖像識(shí)別、三維仿真、專(zhuān)家優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)。

該生產(chǎn)線采用六級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器加在線噴騰式分解爐，設(shè)計(jì)年運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)310天，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為年產(chǎn)熟料310萬(wàn)噸，同步配套建設(shè)15MW低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)及10萬(wàn)噸危廢協(xié)同處置生產(chǎn)線；生產(chǎn)指標(biāo)達(dá)到噸水泥綜合電耗64kWh/t，標(biāo)煤耗低于91.5kgce/t。該生產(chǎn)線與常規(guī)水泥標(biāo)準(zhǔn)線相比，生產(chǎn)規(guī)模、人均勞動(dòng)生產(chǎn)率等運(yùn)營(yíng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

銅川公司已經(jīng)建成并投運(yùn)的智能化萬(wàn)噸水泥生產(chǎn)線項(xiàng)目，通過(guò)針對(duì)工廠實(shí)際物理模型，將工廠劃分為物料管理、質(zhì)量管控、生產(chǎn)管理、設(shè)備運(yùn)維、智能決策等方面，以解決傳統(tǒng)工廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中問(wèn)題為主線，建立完整的數(shù)字化工廠系統(tǒng)。通過(guò)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，形成從管理優(yōu)化到生產(chǎn)優(yōu)化的完善流程，在運(yùn)營(yíng)層面和生產(chǎn)層面將工廠打造成智能制造生產(chǎn)線。通過(guò)大數(shù)據(jù)、人工智能、通訊技術(shù)、智能儀表等新興技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè)智能化的決策、評(píng)估分析系統(tǒng)，輔助人員進(jìn)行工作，集成先進(jìn)的智能化裝備、在線分析、圖像識(shí)別、三維仿真、專(zhuān)家優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的物料管理、質(zhì)量管控、生產(chǎn)管理、設(shè)備運(yùn)維的全自動(dòng)化，建立基于數(shù)字孿生的水泥智能化工廠，打造成集智能化、綠色化、現(xiàn)代化為一體的生產(chǎn)示范基地。

成效顯著的經(jīng)典案例

經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，銅川公司智能化綠色工廠項(xiàng)目已初見(jiàn)成效。

在智能效果方面，使用機(jī)理仿真建模、智能檢測(cè)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、3D建模、三維交互平臺(tái)、特種設(shè)備紅外檢測(cè)等對(duì)全工藝段生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；通過(guò)專(zhuān)家控制系統(tǒng)各控制模塊對(duì)全廠進(jìn)行實(shí)時(shí)控制優(yōu)化，能源管理系統(tǒng)、質(zhì)量分析系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，驗(yàn)證生產(chǎn)現(xiàn)狀，反向指導(dǎo)專(zhuān)家系統(tǒng)控制。同時(shí)安環(huán)管理系統(tǒng)對(duì)工廠日常生產(chǎn)中人、機(jī)、料、環(huán)進(jìn)行安全管理，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。設(shè)備管理系統(tǒng)通過(guò)DCS、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)（頻譜、熱力圖）、視頻等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備由內(nèi)而外的全維度采集、分析。然后通過(guò)全流程數(shù)字化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)覆蓋工藝、電氣、機(jī)械的全員生產(chǎn)維護(hù)模式。通過(guò)以上功能的綜合管理并結(jié)合評(píng)估系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能化運(yùn)行。

在經(jīng)濟(jì)效益方面，銅川公司的全流程萬(wàn)噸水泥生產(chǎn)線，以先進(jìn)自檢測(cè)診斷代替人工現(xiàn)場(chǎng)巡檢，減少設(shè)備故障停機(jī)及維護(hù)成本；通過(guò)結(jié)合大數(shù)據(jù)、機(jī)理仿真及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)家優(yōu)化系統(tǒng)代替人工操作調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、增質(zhì)提效的目的。經(jīng)對(duì)比，全流程萬(wàn)噸水泥生產(chǎn)線相較于原有生產(chǎn)線，年節(jié)約生產(chǎn)成本6270萬(wàn)元/年。

在間接效益方面，全流程萬(wàn)噸水泥生產(chǎn)線的建設(shè)，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了員工的安全隱患，使員工的工作方式發(fā)生了質(zhì)的變化。在直觀感受智能化為水泥行業(yè)帶來(lái)的巨大變革中，銅川公司充分發(fā)揮員工專(zhuān)業(yè)知識(shí)并使其參與到智能化建設(shè)工作中，提升員工的自我認(rèn)同感和幸福感，形成良性循環(huán)。

在生態(tài)效益方面，基于10000t/d的新型智能水泥工廠，以水泥窯協(xié)同處置危廢，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的原材料消耗強(qiáng)度降低；以二代水泥工藝和新型生產(chǎn)技術(shù)提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的能源消耗強(qiáng)度減少，較常規(guī)水泥生產(chǎn)線低15%。通過(guò)原材料質(zhì)量實(shí)時(shí)優(yōu)化控制，預(yù)分解系統(tǒng)機(jī)理仿真梯度溫控、燒成系統(tǒng)低氮燃燒等工藝優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污染物排放的有效降低，二氧化硫排放低于標(biāo)準(zhǔn)50%；氮氧化物低于標(biāo)準(zhǔn)70%；顆粒物排放低于標(biāo)準(zhǔn)50%。碳排放強(qiáng)度0.793tCO?/t熟料，較陜西省先進(jìn)水平0.837tCO?/t熟料降低5.5%；廢污水資源化利用，實(shí)現(xiàn)了污水零排放，建立資源發(fā)展節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色低碳“花園式”水泥工廠，最終實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)的生態(tài)效率目標(biāo)。

銅川公司通過(guò)不斷完善智能化工廠建設(shè)，同時(shí)伴隨著工廠大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立和應(yīng)用，進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，形成從客戶到工廠及上游供應(yīng)商的整個(gè)供應(yīng)鏈的精益管理，可實(shí)現(xiàn)從滿足到挖掘，從而提升銷(xiāo)售與市場(chǎng)管理能力。

銅川公司全流程智能化工廠的建設(shè)為水泥行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)起到了領(lǐng)跑作用，數(shù)字化賦能得到了實(shí)質(zhì)體現(xiàn)，將很好促進(jìn)傳統(tǒng)水泥工廠的數(shù)智化轉(zhuǎn)型，全面提升經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

為進(jìn)一步推動(dòng)水泥行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展，中國(guó)水泥網(wǎng)將于2022年12月12-13日，在杭州舉辦以“探尋智造之路 構(gòu)建智慧工廠”為主題的“第四屆中國(guó)水泥智能化高峰論壇”和以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng) 減污降碳 綠色發(fā)展”為主題的“中國(guó)水泥行業(yè)綠色發(fā)展高峰論壇暨超潔凈排放技術(shù)交流大會(huì)”，誠(chéng)邀行業(yè)專(zhuān)家、水泥及智能化相關(guān)企業(yè)，聚焦水泥工業(yè)智能化創(chuàng)新與實(shí)踐，深入探討水泥行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型和綠色發(fā)展。