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SNCR也能实现NOx排放浓度<50mg/Nm³ 是如何做到的?

2019/09/11 中国水泥网信息中心

智能化作为第四次工业革命的动力,越来越受到传统工业行业青睐。作为重要基础性建筑材料之一的水泥行业更在追赶智能化的路上,不断尝试,努力将前沿技术与实际生产相结合,走在了各行业前列。......

    智能化作为第四次工业革命的动力,越来越受到传统工业行业青睐。作为重要基础性建筑材料之一的水泥行业更在追赶智能化的路上,不断尝试,努力将前沿技术与实际生产相结合,走在了各行业前列。

    国内水泥行业经过最近十余年的高速发展,在智能化领域取得了丰硕的成果,利用专家优化系统、智能化实验室、三维建模、数字化矿山能源管理等等先进智能控制技术能耗和污染物排放量大幅度降低。

    水泥工业智能化已是大势所趋,泰安中联、全椒海螺等成功经验表明,以大数据、人工智能为依托的智能工厂将成为水泥工业高质量发展的必由之路。然而,就水泥行业而言,当前关于何为智能化,如何实现智能化尚无明确的定义,水泥智能化应该如何入手更是成为当前业内探讨的重点。

    上海万澄环保科技有限公司董事长周涛(右)

    上海万澄环保科技有限公司董事长周涛日前在接受采访时表示,智能化应从三个方面入手:

    首先,要具备智能化的基础,所有智能化的基础都是自动化。水泥厂应具备智能化的基础——自动化,包括窑磨本身的状况、装备的自身状态,没有良好的自动化基础,没有很好的设备工艺管理,智能化便无从说起。

    其次,智能化需要创造价值,不能为了智能化而智能化。在现实生产经营过程中,对于企业而言,智能化首先应该着力于能够给企业带来具体效益的子系统,提高生产效率,降低工人劳动强度,将简单、单调、重复的劳动交由自动化生产来完成;而将需要经验积累、统一操作思想的工作,交由人工智能来完成。以大数据处理、智能优化等机器学习的方式训练模型,替代长期的人工经验积累,以期达到迅速实现高效、低耗的生产目标。利用智能化的手段,训练有效可靠的设备工作模型,以期在设备劣化的早期进行识别,对设备的维修管理提供有力的支持,实现真正意义上的预测性维护,同样也是降低成本,提高劳动生产率的重要手段。

    在各个子系统能够很好地承担其各自的职能后,需要在各子系统之间实现通讯及信息的整合。通过打通所有子系统,可以轻松获取管理层感兴趣的生产管理信息,让各级管理层可以轻松获取相应管理所需的生产信息及效率评估,给管理层的决策提供重要依据。周涛认为,企业智能化是在把窑和磨管理好,实现日常生产过程的智能化;把设备管理好,做好预测性维护;把全自动实验室做好,把矿山管理好。在各个子系统做精的基础上,还需要消除信息孤岛,实现工厂管理的全面信息化,而这将会为水泥企业高效运行提供全方位的保障。过于强调信息的大而全的获取会变成各种新概念的堆砌,使得整个工厂智能化管理流于表面,沦为概念的奴隶。

    对于当前水泥行业而言,智能化手段已经在多个子系统实现很好的应用。比如智能高效SNCR系统帮助实现节能减排;窑磨专家系统实现真正意义上的智能操作,消除操作员思想不统一带来的效率问题;及用统计过程控制等手段实现的设备的实时监控和故障早期诊断系统等等,这些都是极有价值的尝试,并且已经给工厂带来显著的生产效率和管理的提升。

    周涛同时表示就现状而言,较多水泥厂只在某些环节实现信息化,而不是真正的智能化。对于局部信息化带来的堆砌在管理者面前的越来越多的信息,给企业带来的帮助是有限的。水泥生产线流程长,工况复杂,每个环节紧密相连,互为支撑,智能化应该有全局考虑。比如专家优化系统,它能解决操作员的经验不足,操作员操作思想不统一的问题,但它也不是孤立的,与设备状态以及运营管理等环节密切相关。它的运行情况其实可以揭示过程中的很多管理问题,要让专家优化系统真正有效地发挥作用,并不是上一套专家系统那么简单。但无论如何,可靠的子系统则是基础。而真正可靠的智能化系统本身就会试图通过获取更多的相关信息来对系统本身的建设提供有效支撑。

    正因如此,万澄环保在帮助水泥企业打造智能化工厂的过程中,除了做好专家优化系统的主线以外,还把提供其他一揽子智能化解决方案。除了建设好每个子系统外,也会致力于消除各子系统之间的信息壁垒,把水泥厂智能化做得更加系统化,最终实现每个单个的子系统都经得起推敲,都能给企业带来实实在在的价值,同时又能真正帮助企业管理者站在应有的高度,对企业的全面智能化提供支持。

    值得一提的是,随着国家排放标准的收紧,水泥行业对氮氧化物的排放标准也越来越严格。为此,上海万澄环保采用将智能控制系统融入传统的SNCR技术,利用水泥熟料生产过程中始终可以找到大范围的适合脱硝反应的区间这一行业特点,给水泥行业提出了一个投资小,实施部署快,不给生产造成额外负担的脱硝解决方案。该系统实现对整个脱硝反应过程的智能实时控制,根据工况变化,控制氨水用量和氨水喷口位置,从而达到提升脱硝效率,降低氮氧化物排放浓度的目的,是目前水泥企业可以采用的最高效的深度脱硝技术之一。

    高效SNCR和普通SNCR差异

    据周涛的介绍,目前万澄环保已在三个水泥厂进行了‘智能优化控制+SNCR’成果验证,三家企业都可实现氮氧化物排放浓度控制到低于50mg/m³。若能很好地结合分级燃烧等技术,完全可以不用大动干戈,在不在其他方面增加环境负担前提下实现超净排放。

    该项智能脱硝技术还有一大特点是能够解决脱硝时不同工况下最适合反应的区域漂移问题。通过机器学习,识别影响因素,如合适温度、炉内气氛、粉尘含量、风料煤变化、智能选择还原最佳反应区域,根据现场工况前馈反应调节。“当窑炉工况有变化时,我们的系统能实现很好的跟随,调节氨水的喷入点,持续保持高效运行”。

    周涛表示,上海万澄环保打成立之初,就坚持专注水泥行业的智能制造技术。未来的水泥生产一定是智能生产,万澄环保希望能够通过智能化的一系列解决方案帮助水泥企业实现绿色生产。


(责任编辑:俞垚伊)

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