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數字技術能為傳統高耗能行業帶來怎樣的改變?一張基於工業互聯網平台開出的數字化“藥方”,正助力廣西、山東、新疆等地重點企業實現電解鋁工藝管控的標準化智能化,可為企業帶來數千萬元年化節降效益。
近日召開的“2023・廣域銘島電解鋁高質量發展論壇”上,廣域銘島解決方案專家分享了數字化節能降碳“術”,引發行業頂級專家學者及業界代表們的深入探討。

以數字化方式實現電解槽工藝自優化
鋁是金屬裏麵僅次於鋼鐵的重要戰略資源,是發展航空航天、新能源汽車、動力電池、電子信息製造等新興產業的重要支撐。
相關數據顯示,當前我國電解鋁行業噸鋁綜合電耗在13300多千瓦時,運行產能穩定在4000多萬噸,是工業領域絕對的耗電大戶,也是國家“雙碳”目標下節能治理的重要環節。
在節能降碳上,行業中有不同的探索路徑,包括低碳冶煉技術、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。
“電解槽電解過程用電占噸鋁電耗的90%,但傳統企業在電解槽工藝管控上,難以擺脫依賴個人經驗的泥潭,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。通過數字化管控可以有效解決這些問題。”
廣西百礦集團工藝研究專家易勇廳介紹,百礦集團與廣域銘島共同探索數字化節能降碳,基於Geega(際嘉)工業互聯網平台,搭建了電解鋁智能分析平台,集成電解槽槽控數據、質量化驗數據、溫度等測量數據等多環節數據,以槽狀態、工藝參數和槽分類三大標準對電解槽做綜合判斷,並給出操作建議,有效解決了“有監控沒結論、人工判斷隨意性大”等問題。
▲百礦集團德保基地
bujinruci,tongguoshuzihuafangshihaikeyishixiandianjiecaogongyideziyouhua。guangyumingdaojienengjiangtanjiejuefanganzhuanjiahuangyongbiaojieshao,shuzihuadegongyiguankongchuleyaobiaozhunhua,gengyaozhinenghua。“在工藝知識、經驗數字化封裝的基礎上,運用機器學習和統計學的理論和方法,可以持續挖掘潛在優化空間,並通過數字化閉環管控進行固化、沉澱,完成滾動尋優。”
在百礦德保基地,上述數字化智能化的工藝管控,落地實施不到一年即獲得超2500萬節降效益,實現“一個平台,兩大改變,三大提升”――即建立一個具有電解鋁行業特色的大數據智能分析平台,改變工藝決策思路和知識傳遞沉澱,提升管理水平、決策效率和經濟效益。
通過爐膛仿真輔助工藝提升
“工藝管控的標準化和智能化,本質是基於現有的數據沉澱和專家經驗,以數字化方式來做固化和提升。但我們還可以做‘增項’,實現更深度數字賦能。”廣域銘島基於Geega(際嘉)平台的數據采集和解析能力,開發電解槽爐膛仿真係統,通過槽況監測和分析指導電解槽工藝管控。
爐lu膛tang是shi電dian解jie槽cao啟qi動dong初chu期qi在zai內nei部bu四si周zhou生sheng成cheng的de一yi層ceng固gu體ti結jie殼ke。規gui整zheng的de爐lu膛tang可ke起qi到dao保bao溫wen作zuo用yong,降jiang低di電dian解jie槽cao熱re損sun,減jian少shao能neng量liang輸shu出chu,同tong時shi也ye能neng保bao護hu電dian解jie槽cao側ce部bu不bu被bei熔rong融rong電dian解jie質zhi腐fu蝕shi,增zeng加jia槽cao壽shou命ming。因yin此ci,對dui爐lu膛tang進jin行xing動dong態tai監jian控kong,能neng給gei工gong藝yi管guan控kong和he電dian解jie槽cao管guan理li提ti供gong有you效xiao決jue策ce指zhi導dao。
“實現爐膛的動態在線監測很難,因為電解槽內部900多度高溫和強磁場,有很多無法直接用數學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。”廣域銘島電解鋁專家赫耕介紹,由廣域銘島自主打造爐膛仿真係統,基於三鋼溫度、電解槽實時運行數據、工藝參數,運用算法、大數據、jiqixuexi,keyidedaodianjiecaoneibulutangbianhuaqushi,shixiangaoshixiaoxingdelutangfangzhen,weidianjiecaodechangqigaoxiaowendingyunxingtigongshujuzhicheng,baozhengchanliangyuzhiliang、減少熱損失、節約電耗、延長槽齡。
目前,爐膛仿真係統應用在部分電解鋁廠,已取得了良好成效,正在更多生產基地進行應用和推廣。
▲百礦集團德保基地數字孿生工廠
同時,孿生輔助決策的方式,也從設備層擴大到產線、車間、整廠及集團。在百礦集團,廣域銘島助力企業構建了數字孿生鋁廠和電廠,實現了數字世界對物理世界的實時還原和反向指導。“在電解鋁、鋼鐵、焦化、磷化工等高耗能行業,孿生、運籌優化、AI算法、機器學習等數字技術還將有廣闊的應用空間。”
從能源密集型向環保型轉變,從低效生產到高效生產,電解鋁行業正經曆著蛻變。廣域銘島將攜手更多的“創變者”和“攀登者”,持chi續xu為wei行xing業ye數shu字zi化hua發fa展zhan貢gong獻xian更geng高gao價jia值zhi的de解jie決jue方fang案an,同tong時shi基ji於yu高gao耗hao能neng行xing業ye共gong性xing特te點dian,加jia速su數shu字zi技ji術shu賦fu能neng,推tui動dong高gao耗hao能neng行xing業ye實shi現xian綠lv色se低di碳tan的de進jin化hua。
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