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【行业洞察】水泥,修筑康庄“大道”

2019-12-17 施家邦 工控邦

在中国过去那些基建房地产大爆发的日子里,水泥一直扮演着极其重要的推动者角色。作为三大建筑材料之一,水泥与钢材、木材一样消耗量大且不可替代,长期以来广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。



众所周知,中国水泥产量已连续十多年位居世界第一。基建投资带来水泥产量疯狂扩张,早在多年之前便开始受到了越来越明确的调控和约束。一方面是产能的过剩,另一方面则是水泥生产的高能耗高排放行业特性带来的节能环保压力。为此,中国政府纷纷出台了一系列严禁新增水泥产能、淘汰落后产能、整治环境污染的政策措施。


千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。正如水泥生产要经历的“两磨一烧”典型场景一样,节能环保,已经成为中国水泥行业浴火重生,重装前行的核心驱动力之一。


另一方面,由于矿山资源和环保政策趋严,水泥生产企业在不断上升的制造成本、人才竞争以及招工困难等方面面临越来越大的压力。如何以更少的能源、更少的排放量、更高的劳动效率生产出更多的水泥成为了他们必须应对的挑战。因此,水泥生产企业必须通过改进运营方式、采用新技术和可持续性优化来降本增效,提升自身的竞争力。




高质量发展之道




水泥生产是建材行业的能耗“大户”,水泥的能耗约占全球能源消耗的2%,二氧化碳排放量占全球碳排放的5%,在水泥生产过程中,煤炭和电力所占生产成本高达60%-65%左右,诸如窑、磨、风机等这样的高耗电设备,以及回转窑燃煤造成的的温室气体排放,无不具有巨大的节能降耗改造潜力。


除了工艺设备的改造,全面的能效管理数字化转型将为水泥行业的高质量发展带来更大的节能减排潜力。



对中国大多数水泥企业而言,目前还不能完全透明的获得所有的现场数据,也就不能精确地知道生产能耗细节——即能源管理过程的可视可控,是水泥行业亟需解决的问题。


能源管理系统EMS作为专门的辅助工具,可帮助企业实现能源管理过程中的可视化,并有充分的现场数据及分析结果作为支持,在很大程度上完善了企业能源数据的实时性和完备性,为全面提升企业的能源管理水平提供了有效的基础平台。


能源管理系统EMS利用大数据分析技术,通过质量、生产、工艺参数等多个维度对数据进行挖掘,形成最优的控制参数的操作秘籍,同时系统能够实时计算出各个设备的工序电耗、关键主机电耗(主电机、风机、辊压机等)、核心工艺参数(压力、温度、电流等),让企业及时了解自己能耗水平,从而让主机设备在正常运转过程中,始终保持一个较低的能耗水平。




智能优化,降本增效




生产始终如一的高品质水泥,改进过程控制,优化控制绩效,实现可靠运营、降本增效——这些就是面向未来的高水平水泥生产愿景。


水泥生产制造又可分为生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个阶段。将石灰石、黏土及少量校正原料破碎/烘干后,按照一定的比例混合、磨细即可得到生料;将生料煅烧后即为熟料;再添加适量石膏与熟料共同磨细后,即成水泥。水泥生产作为一个连续复杂的理化反应过程,环节多,控制对象复杂、同时具有大惯性、非线性的特点,系统工况复杂,滞后时间长、且受干扰影响大。



以回转窑为例,往往需要同时观察多达上百个工艺参数的动态变化,并在数秒内迅速做出判断并给出正确的调节指令,这种调节的困难之处在于必须兼顾“风、煤、料”等多种工艺参数和设备参数的配合,当对任意一个变量进行调节时,必须预测它对全局的联动影响。基于模型预测控制的先进控制系统,则可以实现水泥窑、预热器、篦冷机、和磨机系统的卡边操作和连续最优化运行,显著稳定产品质量、提高产量、减小能耗,并解放操作员,从而实现低消耗高产出。


节能减排、降本增效——在自动化、数字化和智能化大潮的今天,中国水泥行业正在历经锤炼,走向一条通向高水平发展的康庄大道。



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01

实现精益管理

1.知否知否-水泥行业的智能工厂应是无人工厂还是以人为本?

2.新风潮袭来,你不知道的水泥能效管理人的忧伤


02

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3.“一抹清新飞出去,满载赞誉方复还”之法系水泥客户非洲案例

4.看施家大显身手!助力水泥行业能效管理更上层楼


03

提升安全环保水平

更多精彩内容即将补充~


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