水泥在線仿真技術(shù)

　　近日，記者在一技術(shù)交流會(huì)上獲悉：一項(xiàng)連美國(guó)等科技高度發(fā)達(dá)國(guó)家都沒(méi)有成功應(yīng)用到傳統(tǒng)流程工業(yè)的技術(shù)，在河北省武安市的新峰水泥有限責(zé)任公司得到成功運(yùn)用。

　　該項(xiàng)技術(shù)目前只是運(yùn)用于我國(guó)的航空航天、國(guó)防軍工、核工業(yè)等一些高科技領(lǐng)域，被美國(guó)列為國(guó)家戰(zhàn)略技術(shù)，一度處于高度保密狀態(tài)。此次該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域的成功運(yùn)用，使新峰水泥有限責(zé)任公司熟料生產(chǎn)線噸熟料節(jié)約能源8.6千克標(biāo)煤。每年綜合節(jié)能6%~10%，節(jié)電至少3000萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤至少25000多噸，二氧化碳排放62500多噸，每年下降成本3000萬(wàn)~5000萬(wàn)元。

　　該技術(shù)就是在線仿真技術(shù)。據(jù)介紹，此次在線仿真技術(shù)在傻大黑粗的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用在國(guó)內(nèi)外均尚屬首次。

　　在此次由工業(yè)和信息化部主辦的全國(guó)“水泥工業(yè)節(jié)能減排在線仿真技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)”上，工信部節(jié)能與綜合利用司司長(zhǎng)周長(zhǎng)益表示，該技術(shù)是流程工業(yè)節(jié)能減排在技術(shù)上領(lǐng)先于世界的重大創(chuàng)新。今后將在鋼鐵、化工等高耗能的流程行業(yè)中運(yùn)用，把它作為工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重要的抓手。

　　節(jié)能減排效果良好

　　在線仿真技術(shù)是指根據(jù)運(yùn)行設(shè)備、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和特性參數(shù)建立全物理過(guò)程的精細(xì)數(shù)學(xué)模型并建立了在線仿真技術(shù)系統(tǒng)，再通過(guò)真實(shí)運(yùn)行系統(tǒng)DCS、輔機(jī)和需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入模型，從而使仿真系統(tǒng)直接取得現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)和操作，實(shí)時(shí)地對(duì)當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行仿真計(jì)算并跟蹤生產(chǎn)線實(shí)際運(yùn)行。

　　運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，廣東亞仿科技股份有限公司實(shí)施了內(nèi)蒙、安徽、廣東、甘肅等10個(gè)50萬(wàn)以上火電機(jī)組的數(shù)字化系統(tǒng)節(jié)能減排項(xiàng)目，均取得很好的節(jié)能減排效果。電廠每發(fā)一度電可節(jié)能4~8克標(biāo)煤。僅以內(nèi)蒙古伊敏電廠為例，其在2006~2008年間使用在線仿真技術(shù)節(jié)約標(biāo)煤共15萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益11萬(wàn)元。

　　但是，在包括水泥、鋼鐵、玻璃、焦化項(xiàng)目的流程領(lǐng)域在線仿真開發(fā)存在很大難點(diǎn)，全物理、全化學(xué)過(guò)程的在線數(shù)學(xué)模型，要在保證質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，找出切實(shí)可行的辦法降低能耗，同時(shí)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與電廠實(shí)施在線仿真的環(huán)境完全不同。

　　通過(guò)各方的共同努力，新峰示范項(xiàng)目在2011年12月完成了工信部主持的成果鑒定。根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)的研制者國(guó)家仿真控制工程研究中心主任、廣東亞仿科技股份有限公司董事長(zhǎng)游景玉介紹，在線仿真系統(tǒng)介入生產(chǎn)第一線為節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)，不是簡(jiǎn)單的信息組合，是解釋能效如何高效利用的虛擬實(shí)驗(yàn)室，是信息技術(shù)在工業(yè)系統(tǒng)的革命性變化。

　　武安市新峰水泥有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)田?？硎荆剐路逅嘤邢挢?zé)任公司熟料生產(chǎn)線噸熟料節(jié)約能源8.6千克標(biāo)煤。每年綜合節(jié)能6%~10%，節(jié)電至少3000萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤至少25000多噸，二氧化碳排放62500多噸，每年下降成本3000萬(wàn)~5000萬(wàn)元，取得了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　將在流程工業(yè)推廣

　　“據(jù)我們專家報(bào)送給我的比較保守的數(shù)據(jù)，這套技術(shù)應(yīng)用于水泥行業(yè)，就是我們先進(jìn)新型干法窯上面，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能6%~10%，創(chuàng)造效益每噸水泥12~20元，投資回收期不到一年。”周長(zhǎng)益表示，有著如此良好的節(jié)能效益下一步將會(huì)同行業(yè)協(xié)會(huì)來(lái)做好該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)其他企業(yè)的推廣工作，并逐步推廣水泥、鋼鐵、玻璃、焦化項(xiàng)目等其他工業(yè)流程領(lǐng)域。

　　目前，我國(guó)工業(yè)的能源消耗占到全社會(huì)能源消費(fèi)總量的70%以上，“十一五”期間我們工業(yè)節(jié)能減排取得了很大的成績(jī)，單位工業(yè)增加值能耗下降26%，但在“十一五”期間工業(yè)的能源消費(fèi)占全社會(huì)能源消費(fèi)的總量并沒(méi)有降低，而是進(jìn)一步上升，由70%上升到了73%左右。水泥工業(yè)等在內(nèi)的六大高耗能行業(yè)占全部工業(yè)的能源消費(fèi)的比重由73%左右上升到了78%，所以工業(yè)節(jié)能的形勢(shì)嚴(yán)峻。

　　當(dāng)前，我們國(guó)家又處在工業(yè)化、城市化加快發(fā)展的時(shí)期，這就意味著我們的能源資源消費(fèi)總量還會(huì)增加?！笆濉逼陂g，工業(yè)發(fā)展面臨的資源環(huán)境約束更為嚴(yán)峻。

　　“所以要實(shí)現(xiàn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，出路只有一條。”周長(zhǎng)益表示，就是要把我們過(guò)高的能源資源消耗降下來(lái)，就是要大力推進(jìn)工業(yè)節(jié)能，這具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

　　此次在線仿真技術(shù)在新峰水泥廠的成功應(yīng)用表明，與國(guó)內(nèi)常見的產(chǎn)品或國(guó)外主流產(chǎn)品相比，水泥在線仿真技術(shù)具有系統(tǒng)集成度高、節(jié)能效果明顯、推廣應(yīng)用價(jià)值高等多方面的優(yōu)勢(shì)。

　　游景玉介紹，選擇在線仿真技術(shù)作為解決流程工業(yè)節(jié)能問(wèn)題的核心技術(shù)，一是應(yīng)用高精度、全物理過(guò)程的數(shù)學(xué)模型形成了數(shù)字化的電廠和數(shù)字化的水泥廠作為系統(tǒng)節(jié)能減排的實(shí)驗(yàn)床。二是進(jìn)行了仿真、控制、信息、通訊四位一體平臺(tái)等相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。三是以多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)配合，形成以仿真技術(shù)為核心的節(jié)能減排整體解決方案。