东华科技水泥工业大脑&雪浪OS支招:质量全局寻优,提质增效降耗!

2023-06-30  admin 本站
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导语

水泥工业是国民经济的支柱和基础产业之一。作为国民经济建设中重要的基础性原材料,水泥被广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程,具有长期不可替代性;同时,水泥工业也已经成为了衡量国家国民经济社会发展水平和综合实力的重要标准。

 
虽然我国水泥技术在近年来取得了长足的进步,但是,与世界先进国家相比,仍然存在一定差距。当前,水泥行业的机遇与挑战并存,同时面临生产成本上涨、安全环保要求收紧及市场竞争压力不断增加的情况,因此,利用新一代信息技术实现水泥生产过程的智能制造数字化转型,就成为了实现水泥行业高质量发展的必然选择。

一、水泥行业的转型难题

我国是水泥生产和消费大国,水泥产能、品种和消费量已连续多年位列世界第一。但同时,水泥行业又是传统高污染高耗能行业,它释放了全国超15%的颗粒物排放,约13%的CO2排放;消耗了2%的全社会用电,5%的全国总能耗(燃煤用量)。因此,在当前“双碳”战略目标叠加基建投资放缓、行业下行的大背景下,利用新一代信息技术实现水泥生产过程的智能制造数字化转型,就显得尤为重要。

然而,需要注意的是,水泥生产过程属于大惯性、纯滞后、参数时变和非线性过程,其高温、气固相混合、原燃料属性波动大的特点使水泥生产控制优化难度极大。

二、雪浪OS的水泥工业大脑

东华科技联合雪浪云,基于雪浪OS,对“两磨一烧”及脱销和余热发电过程进行全流程模型构建及控制优化,联合打造行业领先的水泥工业大脑2.0。其优越之处主要体现在升级原磨料、回转窑控制模型,增加控制变量、优化控制逻辑,可以提升算法模型的适应性,进一步提高生产控制稳定性。同时,2.0版本还拓展了水泥粉磨控制、余热发电控制、超低排放控制应用场景,能实现对水泥产品全生产过程的智能化控制。

 
(1)针对粉磨过程,通过解析选粉机转速、风温等关键工艺参数与粉磨成品均一化状态间的规律,构建表征成品细度与各操作变量之间的关系网络,对实际粉磨效果进行有效预测和控制,稳定磨机工况,保证出磨产品质量,提高磨机的产量并降低粉磨电耗。

(2)针对熟料烧成过程,利用快速软测量技术,实现生料分解率、熟料游离氧化钙等关键参量的预测,并结合窑头看火视频的智能分析,实现对烧成过程热工制度的实时、全链感知,有效避免传统方法因时滞因素对优化调控带来的影响。

(3)针对烧成过程中耦合严重的预分解单元、回转窑及冷却单元,在满足熟料质量要求的前提下,通过协同优化,求取最优分解率来平衡回转窑热负荷,避免回转窑内出现过烧等现象;同时求取最优篦下压力以提升冷却机热回收效率。

 
基于雪浪OS建设的水泥全流程优化控制系统,深度融合工艺机理与大数据技术,通过自动化、智能化控制策略克服常规控制回路性能不佳的问题;除此之外,基于雪浪OS建设的水泥全流程优化控制系统可降低关键工艺参数波动幅度30%以上,提升综合自控率至95%以上,显著优化f-CaO3d强度等关键质量指标,并显著降低水泥生产过程的单产电耗、标煤耗和碳排放,有效提高企业的经济和社会效益。

 

 
三、价值与优势

(1)雪浪OS沉淀千余个机理、数据模型库,融合几十种单目标、多目标智能优化算法库,涵盖水泥、化工、煤化工、冶金等行业。

(2)借助雪浪OS的这种能力,水泥企业的工程师们也通过图形式、拖拉拽式的开发模式,将大量分散的工艺知识、维护流程、设计模型,在统一的平台上构建出来,沉淀了属于他们自己的水泥行业智能化系统解决方案 。

(3)在水泥行业全流程的控制优化之外,雪浪OS平台同时具备全面打通研发、销售、生产、供应链、质量、售后服务等各个业务部门和系统的全量数据的能力,基于数据和模型驱动的物理系统与数字空间全面互联和深度协同的能力,以及在制造过程中的智能分析、决策优化与敏捷开发的能力,有效形成了自下而上的信息流和自上而下的决策流的工业数字化应用优化闭环

基于雪浪OS研发的水泥工业大脑,能够助力水泥行业生产、管理和营销模式从局部、粗放向全流程、精细化和绿色低碳发展方向变革,破解资源、能源与环境的约束难题,助力水泥行业高质量发展。

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