摘要：当前，我国钢铁行业产能过剩，同时还面临着日益严格的环保要求。面对这一现状，钢铁企业急需有效控制生产成本，提升企业生产能源环境管控力度。本文提出了智慧性能源环境管控中心的构建和设想，旨在为控制钢铁企业生产成本，提升能源环境管控提供参考借鉴。
关键词：钢铁企业；智能化；能源环境管控中心；构建
一、钢铁企业智慧能源环境管控中心的构建
智慧能源环境管控中心，是指在钢铁生产过程中，将生产需要用到的各类仪表、仪器，与自动化控制设备相结合，以达到对高炉及钢铁生产线等在运转过程中的数据、运转状态的监测，还兼具有错误警报功能、采集钢铁产品数据功能等，是一套功能高度集成化的管控系统，用于实现钢铁生产过程中能源和环境影响的管控。
（一）智慧能源环境管控中心的具体功能
智慧能源环境管控中心的具体功能包括：（1）对各项数据的收集和分析功能。这一功能主要承担在整个生产过程中的监测作用，包括对仪器运转过程中，各项数据的收集，实时监测设备稳定性，对生产环节中出现的错误进行警示，以及对最后的产品进行完成度检测，精准的控制和准确的反馈，能够为操作人员提供及时有效而又丰富的信息，极大的给人力操作环节提供了便利。（2）实现联通。这一功能的作用主要包括：连通EMS系统和ERP系统（或投料系统），使二者之间的信息产地更加高效；对高炉温度的控制；煤炭供给量的控制；炉膛差压的调节等。总之就是要以达到高炉的运转需求为目的，对各项运转数值进行调整，这一功能在很大程度上发挥了人工自动化技术的优势。（3）顺序控制功能。在整个系统的运行中，通过人工自动化手段，实现了对设备的统一控制管理，顺序控制功能作用的发挥，能够使机器的开启关闭顺序，以及联动锁定得到有效控制。对提高产线运行的稳定性效果显著，使生产过程耗能更少，同时节约了人力，使设备控制人员有了充足的休息时间。（4）高炉安全检测功能。针对高炉运转过程中的安全，进行实时监测。这一功能又可以分为燃烧器控制、燃烧安全管理两部分，分别有程控点火、燃烧器管理、炉膛安全管理等作用。（5）防护功能。利用信息技术搭建通讯平台，完成对钢铁生产流程的远程监测。
（二）智慧能源环境管控中心的特征
智慧能源环境管控中心拥有分级结构，针对不同级别的需求，需要用到不同的功能，因而就需要专门的软件系统。智慧能源环境管控中心，主要特点包括这些：第一，硬件搭建，采用模块化硬件组装结构，利用在系统中的添加或删除功能单元的方式，来决定模组功能，它并不干扰系统的完整性；第二，因为软件是单元化的，为智慧能源环境管控中心提供很多的软件单元，节约了软件制作的时间；第三，网络的通用性，使通信网络相互连接的状态下，通过高速数据传输通道，实现了协调通信和资源共享的目的。第四，整体能源可靠性高。专业的软件系统采用冗余技术、加装自我诊断功能、制定抗干扰解决方案、换装高性能系统部件，通过这些手段，有效提高自动化控制效率。
（三）智慧能源环境管控中心的发展概况
钢铁企业智慧能源环境管控中心技术的演化，经历了局部控制、集中控制、计算机控制和分散式系统四个阶段。在这之中，分布式系统主要由交替设备和操作技能组成，拥有零散控制、统一管理的特点。伴随与高端科技技术的不断融合，分散式系统能够适用于较为困难的钢铁生产，能够高效配合不同技术人员的不同操作习惯，为钢铁企业员工提供自定义化的操作体验。
在我国，伴随着自动化技术的不断进步，主要控制和辅助控制的集成，已成为智慧能源环境管控中心发展的大方向，并加速了钢铁企业的现代化程度。这不仅有效地减少了钢铁生产厂的生产成本，也符合低碳、经济的发展需要。将来，智慧能源环境管控中心的节能减排技术，将成为中国钢铁生产厂设备升级的主要方向。
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二、钢铁企业智慧能源环境管控中心运用设想
（一）优化控制软件的应用
相关研究证明，采用神经网络模型，对过高炉温度进行串级预测，是常规串级控制阶跃响应速度的两倍，超调量约为常规串级控制阶跃响应的三分之一。许多运用实例也表明，使用优秀的算法控制软件（如非线性协调，模糊算法，遗传算法，神经网络等）对提高钢铁厂的热功率系统、高炉等多个方面的性能都会产生非常重要的影响。另外，通过对传统比例控制器的控制设计进行改进，能够有效提升产线的经济效益，从而提高机组效率和减少煤耗和控制排放量。因此，在钢铁企业智慧能源环境管控中心设计阶段，需要具备科学的设计观念，在控制系统中，加入先进的算法控制软件，最大限度地发挥后续调试和运行阶段的效果。
（二）等离子点火可靠性的提升
等离子点火拥有绿色化、能耗小的特点，已大面积应用于我国的钢铁企业。不过在低负荷、冷炉点火阶段，焦炭的持续燃烧性，可能会导致炉膛上方温度持续上涨，产生受热表面过热的危险。粉炭灰点火不均匀、粉炭灰中碳含量的堆积，都是影响点火的不稳定因素。点火不均匀容易造成高炉膨胀不平衡。烟道气中粉煤灰的可燃比例较高，在烟道气、空气预热器等区域的大量堆积，可能引发自燃。在此基础上，有必要从两个角度进行调整，也就是点火控制逻辑一定要改进省煤器除灰、空气预热器除灰、风粉浓度、一次风速、煤灰粒度等的设置；目前市面上的飞灰含碳检测仪，其实时性不高的缺点已经难以满足现代化的生产需求，要尽快在技术上做出革新，提高检测的及时性。
（三）高炉控制与脱硝、脱硫的融合
在当前环境下，大多数钢铁企业采用烟气石灰石湿法脱硫法完成焦炭制备中的排气处理。传统的脱硫控制装置，与高炉的控制装置是两个分开的系统。系统之间的信号传输，都是靠有限数量的硬接线，以达到操作需求的保护和联动。不断增加的钢铁企业污染和能耗问题，使环保要求随之提高，所以要使基建脱硫与机组完成同步，拆除旁路挡板，移除烟气脱硫系统气-气交换器、增压风机，让高炉控制，与脱硫系统烟道控制紧密结合，从而减少污染排放。将脱硫控制划分于钢铁企业DCS（分布式控制系统）控制之下，同样是实现排污控制的关键。脱硫控制需要高炉控制回路，以及保护逻辑设计，渗透到烟气排放温度控制、吸收塔温度保护、烟道挡板开闭、脱硫浆液制备、脱硫废水处理、浆液循环、石膏脱水控制中。这需要在钢铁生产初期准备阶段，进行规划设计的协调，以实现对主厂控制系统和脱硫系统的综合控制。
（四）规范编制技术
近年来，变频技术已经越来越完善，钢铁企业智慧能源环境管控中心也应该能够结合变频技术。例如，用变频器实现对水泵、风机转速的调节，是钢铁生产过程中必不可少的一部分。在实际应用中，如果能够将变频器用于间断性变化机械，或者负载量变化评率高的转动机械的工作过程中（如液压耦合器）能够起到非常明显的节能效果。
我们要对钢铁企业内一些最适合运用变频控制的辅机，做可操作性分析，然后对其中可行性高的大力推广。而在这之中，就要充分体现编制行业性的技术规范。比如，在钢铁企业的各类辅机中，风机水泵占据了很大比重，通过变频控制手段对其电机进行改造，使其采取调速驱动的方式进行工作，能够产生非常大的节能作用；在水循环装置中加入变频控制器也具有同样的效果。
结语
随着社会的进步，社会对钢铁的需求一定会持续增长，所以，我们迫切需要加强对钢铁生产厂节能减排方式的创新，而智慧能源环境管控中心设计领域的节能减排需求，是最为关键，于是最能体现节能减排成效的方向，应该要时刻紧抓。
参考文献：
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[3]证券时报记者 黄婷.钢铁企业：环保制度各具特色[N].证券时报，2013-01-11（T06）.
论文作者:霍俊梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
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