近日,中央网信办、国家发展改革委、工业和信息化部等多个部门联合发布了《数字化绿色化协同转型发展实施指南》(以下简称《实施指南》),为各部门、地方、社会组织及企业推进数字化绿色化协同转型发展提供了重要参考。这一指南的出台,标志着我国在推动高质量发展、加快发展新质生产力的道路上迈出了坚实的一步。
对于采矿行业而言,《实施指南》明确提出了加强开采过程绿色化智慧控制、开展矿石绿色精益生产加工以及打造矿产绿色智慧供应链等具体要求。这意味着,采矿行业将全面拥抱数字技术,如数字孪生、人工智能等,以实现全流程的绿色化转型升级。同时,通过推广智能勘探、智慧采掘等技术,采矿行业将进一步提升矿产资源开发与生态环境保护的协调发展水平。
在冶金行业方面,《实施指南》同样给出了明确的转型路径。该行业将通过强化生产过程数字技术的融合应用,提升环保治理和能耗监测水平,进而实现全产业链的数字化绿色化协同。具体来说,冶金行业将打造智能冶炼工厂,建设冶炼大数据分析平台,以提升生产效率和环保水平。同时,通过加强污染物数字化治理和行业能源监测与用能结构优化,冶金行业将进一步降低能耗和排放,实现绿色可持续发展。
此外,《实施指南》还鼓励采矿和冶金行业探索数字化赋能碳排放权交易的创新应用。这意味着,未来这两个行业将更加注重碳排放数据的自动化采集和分析,以提升碳排放管理水平,并积极参与全国碳排放权交易。
为了更好地推进数字化绿色化协同转型发展工作,《实施指南》要求各地区、各部门及行业协会等积极行动起来,立足自身资源禀赋和产业定位,打造特色产业和功能优势。同时,通过加强技术创新和模式创新,不断探索可复制可推广的应用场景和典型案例,以推动经济社会绿色发展。
以下仅摘录采矿行业、冶金行业部分内容:
各地方政府和相关部门以及行业协会要鼓励行业企业综合利用数字孪生、人工智能等数字技术,全面加强开采过程绿色化智慧控制,矿石绿色精益生产加工,绿色供应链建设,实现采矿行业全流程绿色化转型升级,助力矿产资源开发与生态环境保护协调发展。
1.加强开采过程绿色化智慧控制
积极开展数字勘探。利用数字孪生技术对矿山进行数字化还原,基于海量勘探数据,建立勘探大模型,为成矿预测和圈定找矿靶区提供智能化决策依据。推广应用无人机等智慧探测设备,提升矿产资源的勘探效率和精度。建设智慧勘探系统,利用人工智能技术发展智能地质填图、智能地质矿产勘查与勘探等技术和系统,推动地质填图、矿产地质调查、资源量估算、矿体三维建模、矿山开采等勘查全过程数字化、网络化和智能化。
推动矿石智慧采掘。开展矿山智能化作业和危险岗位的机器人替代示范,实现矿山高危作业少人化、无人化。综合利用传感器、智能摄像头等设备,进行采掘过程危险实时监控与预警响应。
2.开展矿石绿色精益生产加工
推动数字化矿物分离与精炼。建设智慧选矿车间,对选矿生产各环节要素进行数字化、自动化和协同化管控。推广智能光电技术在矿种分选、精炼中的应用,通过高清扫描、精准识别及高速运算,快速捕捉并实时分析显示物料,深度识别微小而精细的杂质,实现更高的选矿产量和更好的产品质量。
打造矿石加工智慧节能产线。采用自动控制系统,对给矿、浓度、分级溢流粒度等方面进行自动化控制,在皮带机、压风机、渣浆泵等负载上采用智能变频控制,有效减少能源消耗。
3.打造矿产绿色智慧供应链
推动矿产智慧物流应用。构建矿产“产运储销”产业链平台,加强矿产资源供需信息对接,实现“产得出、输得走、供得稳”。建设矿产运输物流服务平台,推动矿产运输“散改集”,提高物流运输效率。推动智能矿山运载机器人、无人驾驶电动矿卡等应用,提升露天矿产运输效率和安全性。开展矿产供应链碳足迹管理。加快完善企业碳排放管理制度,引导编制温室气体排放清单、核算排放量,建立行业碳足迹背景数据库,对矿产加工、运输等碳排放重点环节进行精细化、智能化管理。
5G助力铁矿绿色高效生产实践案例
一、背景介绍
本案例利用5G网络大带宽、低时延、高可靠性和海量连接的特性,实现井下通信、设备的全量感知、远程控制无人化和人员环境智能安全监控,以达到绿色生产、无人少人化、作业效率提升的目的,促进产业全面转型升级。
二、主要做法
(一)创新推动矿下5G网络覆盖
建设井下5G防爆基站、基站控制器、MEC、5G防爆终端等5G专网系统,结合多种矿企应用场景,首创实施了NE分流技术和5G煤机装备定制网关。采用5G+UWB融合基站的新形式,一次建设同时满足网络覆盖和定位要求,建设成本降低30%,基站建设时间节约5人/天。
(二)建设人员定位系统
帮助管理人员实时监测矿工位置和工作状态,从而更好地安排资源和调度工作。通过优化矿工的分配和任务安排,减少不必要的行走和等待时间,使工人调度效率提升15%。
(三)建设矿山监测监控系统
对矿区大气、水、土壤环境等进行实时监测,实现井下视频监控、能耗管理、环境监测的综合管理,在助力实现绿色低碳生产的同时,进一步保障了矿工生命安全。
(四)井下无人运输系统
利用5G高可靠性、实时性,推动井下运矿电机车的无人驾驶和远程控制,实现井下运输及运输系统的定位、通信、管控、调度、导航、路径规划等,进一步优化运输路径,提高运输效率,保障运输安全,助力绿色低碳发展。三、经验启示通过井下无人电机车的应用,提高了生产效率与生产质量,生产运输效率预计可提高20%—30%,电机车运输班组人员减少33%左右。同时,进一步优化矿山运作方式,实现对生态的恢复和保护。
各地方政府和相关部门要明确冶金行业双化协同实施路径,联合行业协会等机构,进一步通过强化生产过程数字技术融合应用,提升冶金环保治理和能耗监测水平,全面提升产业链数字化绿色化协同水平,实现冶金行业企业全过程的绿色化转型。
1.强化生产过程数字技术融合应用
打造智能冶炼工厂。鼓励行业企业对冶炼设备进行数字化、智能化改造,提高产线自动化率。加快开展成套国产化智能装备应用,实现工厂数字化、网络化、少人化。综合利用5G、物联网等新一代信息技术,构建泛在感知互联的工厂运行环境,提升钢铁行业烧结、炼铁、炼钢、轧钢,以及有色行业火法熔炼、余热锅炉、管道溶出、萃取分离等重点工序智能化控制水平。
建设冶炼大数据分析平台。鼓励开展冶炼工艺数据分析和优化,健全设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、经营决策优化等功能。探索建立产品碳足迹分析模型,综合分析产品全生命周期碳足迹分布情况,支撑碳足迹变化趋势预测及碳排放路径规划。
2.提升冶金环保治理和能耗监测水平
加强污染物数字化治理。建立环保智慧管控平台,对企业有组织、无组织排放和清洁运输进行实时监测、监控和集中管理。综合利用物联网、数据统计分析等技术,对固废从产生到回收利用的全过程进行精细管控,提高废钢、废铁、煤尘、烟尘等固废资源化利用水平。提高废水处理智能化管控水平,实现废水处理药剂的精准投加、自动搅拌等功能,提升废水处理效率。支持废水智能化调配技术、转底炉稳定运行优化提升等技术的推广应用,最大程度提高废水、固废复用率。推动周围有噪声敏感建筑物的企业开展噪声排放自动监测站点建设,推动钢铁企业建立ESG(环境、社会和公司治理)发布机制。
加强行业能源监测与用能结构优化。建设能源管控系统,利用数字化和智能化技术加强冶金行业能耗监控,实现多工序、多介质等不同维度之间的能源协同平衡与优化利用。支持采用智慧节能熔炼、热处理等设备,提高余热余压余气利用水平。积极构建电、热、冷、气等多能高效互补的用能结构,利用数字技术实现清洁能源优化配置。建立钢铁工业能源动态数字化管理系统,推动动力公辅集中控制、数字化操控、精细化管理及智能化管控、碳排放及碳减排管控一体化发展,提升与主工序生产的动态协同性,实现能源介质的柔性保供和用能效率提升。
3.推动冶金全产业链数字化绿色化协同
促进行业智慧循环体系构建。构建产业间耦合发展的资源循环利用体系,打造多元融合的再生资源数字化供应链生态,助力铸造废砂再生处理技术应用、废旧金属循环再生与利用等循环系统构建。构建覆盖行业全生命周期的智慧物流体系,加强产业链跨地区协同布局,减少中间产品物流量。
探索数字化赋能行业碳排放权交易的创新应用。各地方政府和相关部门结合产业实际,加快部署钢铁、铜铅锌冶炼等行业参与全国碳排放权交易准备工作。探索利用区块链、大数据等数字技术,提升冶金行业碳排放数据自动化采集和分析能力,提高碳排放数据信息化管理水平。
智能可视化模型炼钢实践案例
一、背景介绍
传统转炉炼钢过程工艺控制模式,难以满足日益提高的炼钢质量要求与生产需求。本案例面向钢铁冶金转炉炼钢工业场景下智能化生产需求,依托工业互联网平台研发转炉炼钢在线可视化平台数字孪生制造模式,实现钢铁冶金转炉炼钢在虚拟空间的数字映射、实时监控和动态优化。
二、主要做法
(一)开发核心功能应用
该案例作为一种基于工业互联网平台的数字孪生制造模式,搭建模拟实际研发设计和生产制造的数字模型,采集并关联研发生产工艺与设备各个运行工况数据。
(二)创新搭建关键模型
通过工业互联网平台和智能网关实现数据采集,采用高精准数学计算模型,即使不依靠海量数据也能对工艺参数进行梳理、归类、分析,从而对模型进行完善和修正,在没有副枪和炉气定碳等自动检测装置的条件下,实现“一键式”转炉智能化自动控制炼钢技术。
该模型能够支撑铁水及废钢重量自动采集,通过网关上传到互联网平台,实现远程调试运维;当无铁水温度和成分条件时,模型可自主判断;吹炼过程实时预报并修正熔池T、C、MgO含量及炉渣碱度,实现吹炼过程可视化。
三、经验启示
本案例对转炉炼钢过程工艺控制方法进行分析,能够探索工艺控制技术的未来发展路径,有效推动我国钢铁工业的健康发展。