解决方案与案例

数字赋能水泥生产解锁“双碳”密码

  近年来,在“双碳”目标的引领下,水泥企业加快智能化转型升级步伐,自动控制、在线监测、智慧管理正逐步改变传统水泥企业的生产模式。

  芜湖海螺水泥有限公司(以下简称芜湖海螺)的水泥产品已大范围的应用在高层楼宇、铁路场站、桥梁涵洞等众多建筑项目。走进办公楼大厅,就能够正常的看到电子屏幕上的生产经营、安全环保、能耗管理等数据。

  芜湖海螺所使用的,正是中国工程院院士、华东理工大学教授钱锋团队联合西安建筑科技大学、浙江大学、安徽海螺集团等单位的研发人员合力打造的“数字化智能工厂”。

  10月23日,2023年度上海市科学技术奖公布,由钱锋领衔的“大型水泥生产的全部过程智能控制与优化运行关键技术及工业应用”项目获上海市科技进步奖一等奖。

  针对粉料制备以及物料烧成两大关键环节,研究团队提出了水泥生产的全部过程智能优化调控系统解决方案,研发了水泥生产智能优化控制管理系统,集成运行信息智能感知、动态特征建模、智能运行控制等核心功能,通过深度融合过程机理与大数据技术,获得粉磨与烧成过程最优控制参数,保证水泥生产连续、稳定地运行,提升了资源、能源利用率,降低了污染物及碳排放。

  同时,团队研发了水泥生产的全部过程全流程数字孪生系统、智能控制与优化工业软件、工业大数据平台和智能管控系统,实现了全流程运行工况的实时感知与“风、煤、料”的智能调控,可有很大成效避免传统方法因时滞因素对优化调控带来的影响。

  “项目创新了全流程智能混合建模技术,突破多场耦合、多相共存生产的全部过程复杂运行特性的表征难点,研发了磨窑一体协同优化调控技术,突破多约束、大时滞、强耦合生产的全部过程调控系统长周期在线投用难点,提出了设备全生命周期健康诊断与质量管控等技术,突破水泥生产的全部过程信息孤岛造成的工业大数据深度应用难点。”华东理工大学信息科学与工程学院院长钟伟民介绍。

  围绕碳达峰、碳中和国家战略,项目团队将进一步聚焦源头减碳和过程降碳技术,以高端化、智能化、绿色化新要求为突破口,融合绿色低碳生产的基本工艺和新一代信息技术,研发水泥制作的完整过程能量优化与资源优化配置技术,持续探索解锁“双碳”密码新路径。

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