數字技術(shù)能為傳統高耗能行業(yè)帶來(lái)怎樣的改變？一張基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開(kāi)出的數字化“藥方”，正助力廣西、山東、新疆等地重點(diǎn)企業(yè)實(shí)現電解鋁工藝管控的標準化智能化，可為企業(yè)帶來(lái)數千萬(wàn)元年化節降效益。
近日召開(kāi)的“2023·廣域銘島電解鋁高質(zhì)量發(fā)展論壇”上，廣域銘島解決方案專(zhuān)家分享了數字化節能降碳“術(shù)”，引發(fā)行業(yè)頂級專(zhuān)家學(xué)者及業(yè)界代表們的深入探討。
以數字化方式實(shí)現電解槽工藝自?xún)?yōu)化
鋁是金屬里面僅次于鋼鐵的重要戰略資源，是發(fā)展航空航天、新能源汽車(chē)、動(dòng)力電池、電子信息制造等新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐。
相關(guān)數據顯示，當前我國電解鋁行業(yè)噸鋁綜合電耗在13300多千瓦時(shí)，運行產(chǎn)能穩定在4000多萬(wàn)噸，是工業(yè)領(lǐng)域絕對的耗電大戶(hù)，也是國家“雙碳”目標下節能治理的重要環(huán)節。
在節能降碳上，行業(yè)中有不同的探索路徑，包括低碳冶煉技術(shù)、清潔能源電解、節能槽設計等，其中電解槽工藝數字化管控是有效且必要的手段。
“電解槽電解過(guò)程用電占噸鋁電耗的90%，但傳統企業(yè)在電解槽工藝管控上，難以擺脫依賴(lài)個(gè)人經(jīng)驗的泥潭，使得工藝標準不統一、執行不到位，易出現槽況不穩而導致電耗增加。通過(guò)數字化管控可以有效解決這些問(wèn)題。”
廣西百礦集團工藝研究專(zhuān)家易勇廳介紹，百礦集團與廣域銘島共同探索數字化節能降碳，基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，搭建了電解鋁智能分析平臺，集成電解槽槽控數據、質(zhì)量化驗數據、溫度等測量數據等多環(huán)節數據，以槽狀態(tài)、工藝參數和槽分類(lèi)三大標準對電解槽做綜合判斷，并給出操作建議，有效解決了“有監控沒(méi)結論、人工判斷隨意性大”等問(wèn)題。
▲百礦集團德?；?/section>
不僅如此，通過(guò)數字化方式還可以實(shí)現電解槽工藝的自?xún)?yōu)化。廣域銘島節能降碳解決方案專(zhuān)家黃勇彪介紹，數字化的工藝管控除了要標準化，更要智能化。“在工藝知識、經(jīng)驗數字化封裝的基礎上，運用機器學(xué)習和統計學(xué)的理論和方法，可以持續挖掘潛在優(yōu)化空間，并通過(guò)數字化閉環(huán)管控進(jìn)行固化、沉淀，完成滾動(dòng)尋優(yōu)。”
在百礦德?；?，上述數字化智能化的工藝管控，落地實(shí)施不到一年即獲得超2500萬(wàn)節降效益，實(shí)現“一個(gè)平臺，兩大改變，三大提升”——即建立一個(gè)具有電解鋁行業(yè)特色的大數據智能分析平臺，改變工藝決策思路和知識傳遞沉淀，提升管理水平、決策效率和經(jīng)濟效益。
“工藝管控的標準化和智能化，本質(zhì)是基于現有的數據沉淀和專(zhuān)家經(jīng)驗，以數字化方式來(lái)做固化和提升。但我們還可以做‘增項’，實(shí)現更深度數字賦能。”廣域銘島基于Geega（際嘉）平臺的數據采集和解析能力，開(kāi)發(fā)電解槽爐膛仿真系統，通過(guò)槽況監測和分析指導電解槽工藝管控。
爐膛是電解槽啟動(dòng)初期在內部四周生成的一層固體結殼。規整的爐膛可起到保溫作用，降低電解槽熱損，減少能量輸出，同時(shí)也能保護電解槽側部不被熔融電解質(zhì)腐蝕，增加槽壽命。因此，對爐膛進(jìn)行動(dòng)態(tài)監控，能給工藝管控和電解槽管理提供有效決策指導。
“實(shí)現爐膛的動(dòng)態(tài)在線(xiàn)監測很難，因為電解槽內部900多度高溫和強磁場(chǎng)，有很多無(wú)法直接用數學(xué)模型表達和量化的非物理量，比如內部的熱對流、熱輻射方式和比例等。”廣域銘島電解鋁專(zhuān)家赫耕介紹，由廣域銘島自主打造爐膛仿真系統，基于三鋼溫度、電解槽實(shí)時(shí)運行數據、工藝參數，運用算法、大數據、機器學(xué)習，可以得到電解槽內部爐膛變化趨勢，實(shí)現高時(shí)效性的爐膛仿真，為電解槽的長(cháng)期高效穩定運行提供數據支撐，保證產(chǎn)量與質(zhì)量、減少熱損失、節約電耗、延長(cháng)槽齡。
目前，爐膛仿真系統應用在部分電解鋁廠(chǎng)，已取得了良好成效，正在更多生產(chǎn)基地進(jìn)行應用和推廣。
同時(shí)，孿生輔助決策的方式，也從設備層擴大到產(chǎn)線(xiàn)、車(chē)間、整廠(chǎng)及集團。在百礦集團，廣域銘島助力企業(yè)構建了數字孿生鋁廠(chǎng)和電廠(chǎng)，實(shí)現了數字世界對物理世界的實(shí)時(shí)還原和反向指導。“在電解鋁、鋼鐵、焦化、磷化工等高耗能行業(yè)，孿生、運籌優(yōu)化、AI算法、機器學(xué)習等數字技術(shù)還將有廣闊的應用空間。”
從能源密集型向環(huán)保型轉變，從低效生產(chǎn)到高效生產(chǎn)，電解鋁行業(yè)正經(jīng)歷著(zhù)蛻變。廣域銘島將攜手更多的“創(chuàng )變者”和“攀登者”，持續為行業(yè)數字化發(fā)展貢獻更高價(jià)值的解決方案，同時(shí)基于高耗能行業(yè)共性特點(diǎn)，加速數字技術(shù)賦能，推動(dòng)高耗能行業(yè)實(shí)現綠色低碳的進(jìn)化。
責任編輯： 江曉蓓
標簽：數字化,高耗能行業(yè)
節能低碳
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