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踐行綠色智能理念 建設(shè)國際一流鋼廠

2020-09-03 08:08:00

 
  □山東省冶金設(shè)計院股份有限公司董事長 魏新民
  山鋼日照精品基地項目于2008年開始籌備, 2013年獲國家發(fā)展改革委的批復(fù),2015年9月進場施工,2019年6月順利建成投產(chǎn)。在山鋼集團公司和山鋼日照公司的指揮下,山冶設(shè)計勇挑重擔,不辱使命,用敢為人先和勇于擔當?shù)臍馄?,傾力打造以綠色、智能、信息化為顯著特征和時代氣息的鋼鐵生產(chǎn)基地,將一座具有世界一流水平的鋼鐵夢工廠屹立在了世界的東方。
  勇挑重擔,樹立堅定信念
  建好日照精品基地工程
  山鋼日照鋼鐵精品基地是山鋼集團按照山東省政府“資產(chǎn)重組、淘汰落后、調(diào)整布局、提升檔次”的總體要求,實現(xiàn)自身“突出沿海、優(yōu)化內(nèi)陸、精品與規(guī)模并重”發(fā)展戰(zhàn)略的核心工程,同時也是山鋼集團面臨嚴峻形勢實現(xiàn)“破繭重生”的生命工程。
  山鋼日照鋼鐵精品基地年產(chǎn)鐵810萬噸、鋼850萬噸、鋼材790萬噸,主要產(chǎn)品為高附加值的熱軋薄板、冷軋薄板、鍍層鋼板及寬厚板等。其主要建設(shè)內(nèi)容有:1座環(huán)保型智能原料場、4座7.3m58孔大型頂裝焦爐、2臺500m2燒結(jié)機、1條年產(chǎn)150萬噸鏈箅機-回轉(zhuǎn)窯球團生產(chǎn)線、2座5100m3高爐、4座210噸轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄車間、1條2050mm熱連軋機生產(chǎn)線、1套3500mm爐卷軋機、1套4300mm寬厚板軋機、1條年產(chǎn)80萬噸推拉式酸洗機組生產(chǎn)線、1條2030mm酸軋聯(lián)合生產(chǎn)線、1條熱鍍鋅處理線、2條連退處理線等主要冶金生產(chǎn)設(shè)施以及2臺25MW高爐余壓發(fā)電機組(TRT)、2座220kV總降壓變電站及海水淡化、石灰焙燒、制氧站、冶金渣利用、焦爐煤氣制LNG、檢化驗中心、維修中心、鐵路站場、原料碼頭和成品碼頭等公用輔助配套設(shè)施。
  面對山鋼日照鋼鐵精品基地高技術(shù)要求、龐大繁重的工作任務(wù),山冶設(shè)計上下堅定信心、眾志成城,按照“運營成本低、經(jīng)濟效益好、盈利能力強”的工程建設(shè)總體要求,發(fā)揚“特別能戰(zhàn)斗、特別能吃苦、特別能奉獻、特別能打硬仗”的優(yōu)良傳統(tǒng)和“真誠設(shè)計未來,精品構(gòu)建永恒”的核心理念,以冶金流程工程學為理論武器,下定最大決心、拿出最優(yōu)技術(shù)、建設(shè)最佳工程。
  不辱使命,
  對照國際一流標桿創(chuàng)新工程建設(shè)
  山冶設(shè)計作為該基地總體規(guī)劃、設(shè)計管理及高爐、燒結(jié)、焦爐的總承包單位,帶領(lǐng)設(shè)計團隊應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)138項,集眾智把項目建設(shè)成為了綠色發(fā)展、邁向智能的、具有持續(xù)競爭力的現(xiàn)代化一流鋼鐵生產(chǎn)基地,成為我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的典范工程。近日,山鋼日照鋼鐵精品基地項目被評為“十三五”鋼鐵工業(yè)創(chuàng)新工程。
  為向山鋼集團精準決策提供依據(jù),山冶設(shè)計在山鋼領(lǐng)導下,自2009年起科學務(wù)實地開展了項目可行性研究。其總體設(shè)計主要內(nèi)容包括:整個建設(shè)項目的組成、功能、目標和規(guī)模及建設(shè)條件、設(shè)計依據(jù)和設(shè)計原則以及總工藝流程、總體布局和總體建設(shè)方案;各單項工程的設(shè)計概括、工程環(huán)保、勞動安全衛(wèi)生等設(shè)計方案及整個工程的初步概算和投資效益分析等。
  自承擔該項目設(shè)計管理工作以來,山冶設(shè)計確定在山鋼日照鋼鐵精品基地擬采用專利技術(shù)和先進技術(shù)138項,為業(yè)主提出眾多降低工程投資、降低運行成本、減少用地等好的建議并獲得業(yè)主認可。
  山冶設(shè)計承擔了該項目全廠公輔工程設(shè)計、全廠地基處理設(shè)計、2050mm熱連軋工程設(shè)計,總承包了2×5100m3高爐工程、2×500m2燒結(jié)工程、4×58孔7.3m焦爐工程及35MW煤氣發(fā)電等工程。其中,焦爐被中國金屬學會鑒定為國際先進;高爐被評為國家優(yōu)質(zhì)工程獎,生產(chǎn)指標在同級別高爐中領(lǐng)先。
  勇于創(chuàng)新,實施精準流程設(shè)計
  鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)運行源于設(shè)計,制造流程的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)合理與否,將綜合影響產(chǎn)品的成本、投資、生產(chǎn)效率、投資效益、過程排放與環(huán)境效益等技術(shù)經(jīng)濟指標,并直接關(guān)系到企業(yè)的生存與發(fā)展。
  山冶設(shè)計突破靜態(tài)、假設(shè)的傳統(tǒng)設(shè)計思路,以冶金流程工程學理論為指導,實施了充分發(fā)揮鋼鐵企業(yè)“三大功能”的頂層設(shè)計與動態(tài)-精準的流程設(shè)計實踐,不僅為建設(shè)提供圖紙和有關(guān)參數(shù),還為鋼廠的運行設(shè)計出動態(tài)運行的規(guī)則。
  簡捷優(yōu)化的物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)與動態(tài)匹配設(shè)計。山冶設(shè)計在該項目設(shè)計中,一是深入理解冶金流程工程學鋼廠動態(tài)運行的“三要素”—— “流”“流程網(wǎng)絡(luò)”和“程序”的新概念,最大限度地規(guī)范并縮短鐵素物質(zhì)流,尤其是高溫鐵素物質(zhì)流的流動路徑,減少物流作用的交叉干擾。在此簡捷優(yōu)化的流程架構(gòu)下,該項目實現(xiàn)噸鋼0.665m2超低用地面積,同時降低“三通一平”費用,減少搬遷量;在物流上規(guī)避物質(zhì)流、介質(zhì)流搬運過程中的遠距、迂回或折返及落地弊端,縮短主要皮帶距離1100m、減少主電纜長度4500m、縮短主煤氣管道2000m,減少了投資,降低了運行成本。二是鋼鐵生產(chǎn)流程關(guān)鍵界面設(shè)計以優(yōu)化的“界面技術(shù)”創(chuàng)新、流程網(wǎng)絡(luò)合理化和車間運行的動態(tài)Gannt圖等運行程信息化為基礎(chǔ),促進鋼鐵生產(chǎn)流程動態(tài)-有序、協(xié)同-連續(xù)運行。
  按質(zhì)按需精準供應(yīng)的能量流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。根據(jù)冶金流程工程學理論,山冶設(shè)計在確定物質(zhì)流動態(tài)運行結(jié)構(gòu)的同時,對該項目生產(chǎn)過程中的一次能源和二次能源、余熱余能進行能量流的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計,合理使用不同品質(zhì)的能源介質(zhì),實現(xiàn)能源價值最大化,提高能源轉(zhuǎn)換效率,及時、充分地回收余熱余能,形成全廠性的能量流網(wǎng)絡(luò)及其控制運行程序等。
  山冶設(shè)計在該項目物質(zhì)流運行有序基礎(chǔ)上,進一步推進能量流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化達到模式優(yōu)化、節(jié)能減排:采用節(jié)能新技術(shù)、新工藝,減小煤氣用量,熱軋加熱爐采用蓄熱燃燒,純燒高爐煤氣;優(yōu)化煤氣用戶配置,工藝剛性用戶與緩沖用戶協(xié)調(diào)運行;煤氣高附加值利用,全廠煤氣用戶優(yōu)先考慮使用高爐煤氣,轉(zhuǎn)爐煤氣被替代焦爐煤氣去生產(chǎn)LNG,尾氣生產(chǎn)無水氨,創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益;采用短距離高壓供電技術(shù),并結(jié)合總圖調(diào)整和優(yōu)化,既保證了供電可靠性、操作靈活性,又降低了投資;在高效能源轉(zhuǎn)換技術(shù)與能源利用技術(shù)集成應(yīng)用的基礎(chǔ)上,設(shè)置能源中心,做到根據(jù)能源發(fā)生源和主要用戶的生產(chǎn)使用節(jié)奏進行動態(tài)平衡調(diào)整,實現(xiàn)能源高效轉(zhuǎn)化和高效利用。
  環(huán)境友好的工藝及廢棄物資源化利用功能設(shè)計。山冶設(shè)計在充分認識鋼鐵生產(chǎn)流程特點的基礎(chǔ)上,在環(huán)境友好的前提下以構(gòu)建適度區(qū)域范圍內(nèi)的工業(yè)生態(tài)鏈為目標,按照產(chǎn)品加工鏈、能源利用鏈、物流運輸鏈、資金增值鏈和知識延伸鏈的關(guān)系,逐步形成區(qū)域性工業(yè)生態(tài)園區(qū),推進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。該項目環(huán)??偼顿Y達64.7億元,實現(xiàn)了超低排放。
  物理側(cè)優(yōu)化的智能化設(shè)計。鋼鐵企業(yè)智能化要與數(shù)字化物理融合系統(tǒng)的概念相對接,在物理系統(tǒng)中制造流程是根,要突出“流”“流程網(wǎng)絡(luò)”和“運行程序”的概念,特別是優(yōu)化的物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)、能量流網(wǎng)絡(luò)和信息流網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同運行。鋼鐵企業(yè)智能化不只是數(shù)字信息系統(tǒng),不能僅從數(shù)字化一側(cè)來推動企業(yè)智能化,而是必須高度重視物理系統(tǒng)的研究,必須是“三網(wǎng)協(xié)同”的信息物理系統(tǒng)。
  在該項目設(shè)計中,山冶設(shè)計按照數(shù)字化物理融合系統(tǒng)的概念,開展“管理流程創(chuàng)造暨信息化頂層設(shè)計”,對內(nèi)簡化業(yè)務(wù)流程,實現(xiàn)扁平化管理,對外縮短與用戶的距離,延伸服務(wù)觸覺,實現(xiàn)“產(chǎn)品、服務(wù)”的目標;利用大數(shù)據(jù),建設(shè)智能協(xié)同管控中心,搭建生產(chǎn)、物流、能源、安全環(huán)保、設(shè)備運行等管控一體的信息化核心平臺,重點將生產(chǎn)指揮中心和能源管控中心進行有機整合,實現(xiàn)與ERP、MES、BI等信息系統(tǒng)的無縫集成,系統(tǒng)之間信息共享,實現(xiàn)智能化工廠管控;通過采集自動化系統(tǒng)運行及診斷數(shù)據(jù)、設(shè)備運行及操作數(shù)據(jù),并進行大數(shù)據(jù)分析,形成設(shè)備運行的診斷、預(yù)測等功能,實現(xiàn)精準維檢。
  另外,在頂層設(shè)計的基礎(chǔ)上,山冶設(shè)計集成、集中監(jiān)控無人值守、智能化料場、燒結(jié)智能化專家系統(tǒng)、高爐專家系統(tǒng)、鐵鋼零界面智能調(diào)度系統(tǒng)、一鍵式智能煉鋼、鋼卷庫智能管理等信息化和智能化技術(shù),為該項目流程智能化運行提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
  實現(xiàn)預(yù)期,為業(yè)主創(chuàng)造價值
  作為世界一流現(xiàn)代化鋼鐵生產(chǎn)線的山鋼日照鋼鐵精品基地,實現(xiàn)了投資省、效率高、熱試投產(chǎn)即達產(chǎn)、達產(chǎn)即達效,同時實現(xiàn)產(chǎn)品大綱全覆蓋,創(chuàng)造了國內(nèi)同類企業(yè)工程建設(shè)的新紀錄。
  該項目各工序能耗達到國內(nèi)領(lǐng)先水平:煉焦耗熱量為2330kJ/kg濕煤(7%H2O),優(yōu)于國內(nèi)特級焦爐水平;高爐焦比352kg/t,利用系數(shù)達到2.21;噸鋼綜合能耗達到608kg;所有污染物排放達標率為100%,廢水實現(xiàn)零排放。
  從投產(chǎn)開始,山鋼日照鋼鐵精品基地生產(chǎn)調(diào)試全部按實單運行,成為國內(nèi)第一家用實際訂單投產(chǎn)的鋼鐵企業(yè),訂單驅(qū)動、柔性制造生產(chǎn)組織模式達到行業(yè)先進水平;工廠生產(chǎn)智能化水平高,人均產(chǎn)能達到1600噸,噸鐵成本低于行業(yè)平均水平,初步彰顯了競爭實力。
  山鋼日照鋼鐵精品基地后發(fā)優(yōu)勢、區(qū)位優(yōu)勢、技術(shù)裝備的優(yōu)勢等集中顯現(xiàn),使其成為綠色、高端、智能、高效的世界一流鋼鐵強企。
  《中國冶金報》(2020年09月03日 04版四版)

 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:宋玉錚

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