7月29日,河鋼集團邯鋼公司邯寶煉鐵廠2號高爐作業區指揮調度中心,工作人員正在查看高爐熱風爐智能燃燒決策系統運行情況。河北日報記者賈楠攝


一鍵煉鋼、遠程運維、機器人取樣……人工智能正重塑傳統鋼鐵,加快與生產場景深度融合。在河鋼集團邯鋼公司邯寶煉鐵廠,就連高爐熱風爐也有了“智慧大腦”。


“換爐嗎?”7月29日,邯寶煉鐵廠2號高爐作業區指揮調度中心,熱風爐工于大增專注地盯著電腦屏幕。此時,高爐熱風爐智能燃燒決策系統顯示,4號熱風爐拱頂溫度1320攝氏度,達到給高爐送風溫度。他向值班工長發出請示。


得到肯定答復后,于大增輕點鼠標,4號熱風爐由燃燒狀態自動切換成送風狀態,空氣、煤氣閥門打開,流量數據實時調整,整套流程行云流水、一氣呵成。


熱風爐是高爐煉鐵的鼓風設備,主要通過燃燒煤氣為高爐持續提供高溫熱風。可一旦煤氣燃燒不充分,不僅會造成煤氣浪費,還會產生大量的一氧化碳。


今年以來,邯鄲深化鋼鐵企業一氧化碳污染治理,制定了鋼鐵行業燒結機、高爐熱風爐、軋鋼加熱爐等7個主要工序一氧化碳排放濃度建議標準。邯寶煉鐵廠高爐熱風爐一氧化碳減排治理加快推進。


解題的關鍵,就在“智能燃燒”。


“過去操作憑經驗,現在電腦自動算。”于大增在熱風爐工崗位上已經工作了18年,對于熱風爐發生的“智變”,他感觸頗深。


于大增回憶,剛進廠那會兒,每次換爐,他都要到作業現場手動搖開熱風爐調節閥。后來,熱風爐實現了自動化控制,于大增坐在作業區控制室的電腦前就能遠程操作,勞動強度大大減少,但精度要求高了。


“為保證煤氣充分燃燒,眼睛得緊緊盯著屏幕上跳動的數字,隨時根據自己的經驗判斷,設定和調整熱風爐的空氣、煤氣流量配比。這不僅耗時耗力,還很難確保溫度精準、加熱均勻。”于大增說。


為做好“算數”題,2024年初,邯鋼公司聯合院校共同開發的高爐熱風爐智能燃燒決策系統,落地邯寶煉鐵廠。


該系統通過采集煤氣熱值、溫度、成分等數據,借助算法自動算出最優的空氣、煤氣流量配比,在提升高爐風溫穩定性的同時,降低煤氣消耗量。一升一降間,燃燒效率顯著提高。于大增和同事們都稱它為“智能燃燒管家”。


但是,這個“智能燃燒管家”并不是一開始就這么聰明。


“剛走出實驗室就出現了水土不服。”邯寶煉鐵廠2號高爐作業區熱風爐大組長張志鋼說,生產過程中,煤氣壓力會隨時波動,剛開始,系統不能對煤氣流量進行智能化控制,導致流量忽高忽低,造成煤氣浪費。


接下來的幾個月,張志鋼和同事們把積累的煉鐵經驗技術,翻譯成數字化、智能化語言,不斷投喂給系統。通過不斷訓練、微調、學習,現在系統具備了自感知、自學習、自決策、自執行、自適應能力,會根據煤氣壓力波動提前做出預判,精準調整煤氣流量調節閥,保證煤氣燃燒一直保持最佳狀態。


有了“智能燃燒管家”,現在邯寶煉鐵廠2號高爐3座熱風爐,可直接降低高爐煤氣消耗約48萬立方米/天,一氧化碳減排約5噸/天。


智能化提升了企業綠色競爭力。在2022年12月獲評環保績效A級企業后,2024年10月,邯寶鋼鐵有限公司又順利通過新標準的審核評定,再次被評為環保績效A級企業。


環保治理沒有完成時,只有進行時。當前,邯寶煉鐵廠已經由創A無縫切換到保A。


在鋼鐵企業,燒結環節會排放大量的一氧化碳、氮氧化物等污染物,能占到企業排放總量的70%以上。保A,燒結機是治理的重點。


走進邯寶煉鐵廠燒結作業區,平整壓實的燒結料從燒結機內緩緩駛出,作業區內干凈整潔、空氣清新。


“摘掉燒結機排放大戶的帽子,我們源頭、末端雙向發力。”邯寶煉鐵廠燒結作業區作業長張振明說,特別是在末端治理方面,他們在原有活性炭脫硝裝置基礎上,創新引入了智能精準噴氨系統。


以前,活性炭脫硝裝置只能根據氮氧化物產生量控制噴氨,一旦氮氧化物產生量發生變化,會出現過量噴氨,造成大量氨鹽結晶,加劇設備腐蝕,影響裝置平穩運行。


智能精準噴氨系統相當于給脫硝裝置安上了“順風耳”“千里眼”。它能實時監測氮氧化物濃度變化,并及時調整噴氨量,使氨氣均勻、充分地與氮氧化物反應,從而大幅提升脫硝效率,也避免了氨逃逸造成的二次污染。


智能精準噴氨系統的應用,帶來了顯而易見的效果。


在燒結機脫硫脫硝控制中心,大屏幕上,污染物排放數據顯示,燒結機煙氣排放口的氮氧化物排放濃度35毫克/立方米,遠低于50毫克/立方米的河北省超低排放標準。


“現在我們氮氧化物排放值一直穩定達標。”張振明說,這背后是人工智能在顯效。一旦氮氧化物排放值接近限值,智能精準噴氨系統就會動態精準調整噴氨量,降低排放值。


環保治理投入還帶來了真金白銀的回報。張振明算了一筆賬,經過這次脫硝系統精準噴氨改造,現在噴氨量從每小時500公斤下降到300公斤左右,每年可為企業節省近100萬元的氨水費用。


生產大模型,快速響應訂單變化靈活調整產線;能源大模型,讓鋼廠低碳又省錢;安監大模型,給安全管理裝上“火眼金睛”……邯鋼公司建立起了生產、質量、能源、研發、安監、AI視覺六大領域的智能大模型,一項項新技術新應用,不斷推動企業節能減排降碳、提質降本增效,讓傳統鋼廠加快變成智慧工廠。


接下來,邯鋼公司將繼續深化模型應用,鞏固數字化優勢,整合高性能計算與云計算資源,為鋼鐵垂直大模型及智能制造提供強大算力;不斷拓展生產、物流、研發等應用場景,推動更多模型落地應用于鋼鐵行業的關鍵工序、關鍵點位,重構鋼鐵企業生產管理框架,助力企業加快發展新質生產力。


來源:河北日報客戶端
原標題:高爐熱風爐有了“智能燃燒管家” ——AI賦能千行百業一線故事(七)