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案例分享|华为云智慧配煤解决方案,使能企业降本增效
发布时间:2024-05-10

趋势分析

伴随我国上游煤炭行业和下游钢铁行业的供给侧改革与结构性调整,引入数字化转型使能降本增效将是煤焦化企业的必然选择。
  • 降本增效:人工智能技术,为配煤优化和焦炭质量精准预测带来新的可能。
  • 通过人工智能方式优化配煤,能保证焦炭质量,合理利用煤炭资源,节约高价值的炼焦煤,扩大炼焦煤资源,实现焦炭生产的保质降本。
  • 精细化管理:信息系统升级,提高信息化水平。
  • 焦化企业通过信息集成与大数据技术相结合,将生产过程数据进行关联分析和可视化呈现,为企业经营决策提供数据支撑,实现企业的精细化管理。
  • 设备预测性维护:物联网+人工智能,实现生产装备预测性维护,提高装备收益。
  • 通过工业协议接口获取设备的运行状态数据,实时监测运行状态,运用人工智能技术,抽取设备数据中的关键特征,构建装备故障分析模型与故障预测模型,实现故障快速定位和维修建议。
  • 智能环保监控:应用物联网及云计算技术,及时识别环保风险。

业务挑战

近年来,国家环保要求逐年提高,污染物的排放控制已经成为焦化企业的重点工作。通过将排风口传感设备接入IoT平台进行数据采集,使用云计算对数据进行分析,能够及时发现可能出现的环保风险。

优质炼焦煤资源稀缺价格高,导致企业生产成本高

炼焦原料煤的使用占据炼焦总成本的80%以上,受限于国内优质炼焦煤稀缺,主要煤、肥煤等优质炼焦煤价格较高,导致焦化企业的生产成本高昂。

混煤场景配煤难,易出现焦炭指标不达标的生产事故

伴随国家对煤炭资源分级利用的相关政策推出,煤炭、洗煤厂通过混煤来实现煤炭综合利用的场景越来越普遍,基于工业成分的传统配煤无法应对混煤场景。

焦炭质量难预测,引起生产指标富余造成成本进一步升高

国内当前普遍采用的传统配煤方式基于原料煤的工业成分信息进行配煤生产,对于焦炭的热强、冷强等关键指标仅能做范围预测,无法实现精准质量预测。

配煤经验靠人工积累,难以传承

当前国内绝大多数焦化企业均采用传统配煤,依赖配煤专家多年的经验积累形成的经验公式进行生产配煤,配煤技术难以传承和进化。

解决方案场景

 

焦炭质量预测

焦炭质量预测用于解决传统配煤场景下焦炭质量预测不准的问题,当前焦炭质量预测精度已超过95%。基于煤场选煤、配煤、炭化室(焦炉工艺)参数来对焦炭质量作出预测。
  • 原煤堆场:原煤堆场中与焦化企业的原料煤库存数据相关联,能够实时获取到企业炼焦原煤的所有信息。配煤师通过勾选的方式来选取需要使用的各种原料煤,在选择时可以准确地看到所选煤种的各个特征指标等信息。
  • 配煤:基于原料煤,进行各个原料煤的占比按实际需要进行调整。
  • 炭化室:炼焦需要的配合煤确定后,需要对炼焦的工艺流程做确认,主要是确定炼焦的炉温及结焦时间长度。
  • 焦炭质量预测:将原料煤的配比及炼焦的工艺数据作为模型的输入调用模型进行焦炭质量预测,预测结果包括焦炭的质量指标灰分A d、硫分St,d、抗碎强度M40、耐磨强度M10、反应性 CRI 、反应后强度 CSR、挥发份 Vdaf几个关键指标做出结果预测。另外还会对焦炭、煤气、焦油、粗苯四大产物的产率做出预测。
 

配煤配比优化

方案将配煤操作软件化呈现,后台已经关联企业的原料煤库存系统,是配煤师进行配煤操作的良好辅助系统。操作时配煤师根据需要选取需要使用的原煤,然后输入煤种原料煤的配比上下限值,再输入需求的焦炭指标以及工艺信息后系统会给出建议的混合煤配比。
  • 堆场选煤:原煤堆场中与焦化企业的原料煤库存数据相关联,能够实时获取到企业炼焦原煤的所有信息。配煤师通过勾选来选取需要使用的各种原料煤,在选择时可以准确的看到所选煤种的各个特征指标等信息。
  • 配煤:用户对所使用的每个煤源所需要使用的最大、最小占比做出修订(缺省情况下最小占比值均为0,最大占比值为50)同时可设置每个原料煤的库存,参与模型优化。
  • 焦炭目标质量:用户确定焦炭目标质量量,以及入炉煤成分。
  • 碳化室:对煤炭量以及炼焦的工艺流程做确认,主要是确定炼焦的炉温以及结焦时间长度。
  • 焦炭:将原料煤的煤源库存和特征指标,目标的焦炭质量指标,炼焦的工艺数据作为模型的输入调用模型进行智慧配煤推荐,系统会给出建议的配合煤配比建议。以及对焦炭的质量指标和产物的产率做出预测。

方案优势 

 

低成本配煤方案推荐,有效降低企业生产成本

结合企业所使用的炼焦原料煤数据、生产工艺数据和焦炭质量目标,提供满足焦炭质量的高性价比配煤方案供配煤专家选择使用,降低企业生产成本。

融合先进配煤理论,支撑配煤专家从容应对混煤场景

华为云携手中国炼焦协会、燃科院等行业专家共建解决方案,结合煤岩配煤理论等创新配煤法可以协助配煤专家从容应对原料煤混煤的情况。

高精度焦炭质量预测,助力配煤专家解决焦炭质量难预测问题

基于企业实际生产数据结合配煤机理进行建模,提供高精度焦炭质量预测能力,帮忙配煤专家解决焦炭质量难准确预测的问题。

模型在线优化,帮助焦化企业实现配煤专家经验的沉淀和进化

基于华为云大数据平台与AI联动支持模型在线迭代更新能力,确保系统持续提供高精度能力。