点击蓝字
关注【钢铁之家】
钢铁行业是国民经济的重要基础产业，也是能源消耗和二氧化碳排放的重点行业。为全面贯彻党的二十大精神，认真落实党中央、国务院决策部署，实施全面节约战略，加大节能降碳工作力度，深入推进钢铁行业节能降碳改造和用能设备更新，支撑完成“十四五”能耗强度降低约束性指标。钢铁之家环保技术创新委员会联合华北理工大学、冶金工业节能减排信息研究中心共同主办“第二届中国钢铁工业能源环保技术发展峰会暨“低碳智能、能效提升”生产技术交流会”。
西门子(中国)有限公司冶金行业事业部总经理郭鸣参加会议，依据深厚的行业洞察与丰富经验对冶金行业能耗进行了深度剖析。钢铁行业作为能源消耗的 “大户”，在全球倡导节能减排、绿色发展的大背景下，正面临着前所未有的能耗挑战。郭鸣先生在会议中精准聚焦当前冶金行业能耗现状，层层拆解数据，揭示能耗痛点。同时，为应对这些挑战，西门子早已布局，携一系列创新方案重磅亮相，力求助力钢铁企业在节能降碳之路上实现突破。接下来，就让我们一同深入解读郭鸣先生的分享内容，探寻西门子方案的魅力与价值。
百年坚守，西门子与中国同心同行
西门子176 年前在德国创立，业务遍及全球 200 多个国家，是一家专注于电气化、自动化和数字化领域的公司。西门子在1985年就与中国政府签署了全面合作备忘录。1994年，西门子中国有限公司成立，也是第一家在中国由外资企业组建的控股公司。在2023年，西门子加入了全球低碳冶金创新联盟。151 年来西门子以创新的技术、卓越的解决方案和产品，坚持不懈的对中国的发展提供全面支持，并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求，确立了在中国市场的领先地位。
钢铁工业是全球主要碳排放与高能耗行业之一
郭鸣先生表示钢铁行业属于能源消耗高密集型行业，是全球主要的碳排放行业之一。
在钢铁生产过程中，钢铁行业需要消耗大量的能源，例如煤炭、电力等，这些能源消耗直接导致了大量的二氧化碳等温室气体排放。据统计，全球钢铁行业能源消耗约占，全球能源总消耗的8%，碳排放量约占全球碳排放量的7%。
全国碳排放交易市场的建立、欧盟碳边境调节机制法案CBAM1生效，西碳迹协同生态体系帮助出海企业实现全链条碳足迹透明化及价值链高效协作
在2021年，全国碳排放交易市场建立，并正式启动线上交易。在2024年年底，国家将钢铁、水泥、铝冶炼等重点碳排放行业也纳入了碳排放交易市场。对应于国外方面，欧盟碳边境调节机制CBAM的过渡期已于2023年10月1日启动，2026年起进入正式运营。CBAM旨在拉平进口产品与欧盟产品的碳成本，避免“碳泄漏”，并维护欧盟产业竞争力。美国推出《清洁竞争法案CCA》对进口产品征收碳边境税。日本、韩国相继推动完善本国碳边境税机制。
对于国内外关于碳排放相关的机制与政策，企业对于摸清自己的碳家底非常重要，同时当前钢铁市场企业出海越来越多，西门子利用给自己在可持续发展，碳足迹等方面的能力，助力企业完出海业务，目前多数企业在出海时，对企业自身的组织碳足迹、产品碳足迹的核查不够清晰，出口产品未能完成碳足迹的认证，同时企业碳管理结构不健全，对风险识别和把控能力不足，对出海侧地方政策掌握不足等等。西门子西碳迹可以为用户提供基于组织碳足迹和产品碳足迹从因子库选择、标准化计算工具、核查、盘查认证的整套的产品及技术服务。
同时西门子推出了自己的出海白皮书，包含对全球气候治理与合规的研究，对企业出海碳管理挑战的解决办法，及提升企业绿色出海的数字化技术与方案。
同时西碳迹方案有入门服务、精选服务和旗舰服务等多种模式可供用户选择，为客户提供满足其需求的解决方案。
空压站系统及其管网的智慧节能优化
西门子以机理模型和AI技术为数字化底座，将算法与特定需求场景结合，实现机制能效。
空压系统在钢厂属于耗能大户，通过AI模型对空压机进行智能群控并降低管道压力实现系统优化节能，可以带来非常可观的经济收益。方案如何实现呢，首先，通过基础自动化改造实现各站所内设备远程控制；然后收集空压站历史运行数据，完成系统节能空间的计算；通过历史数据和空压机本身的特性曲线、温度、功率、转速等等参数，利用机器学习、深度学习等技术完成模型的建立，并将模型离线运行；在离线运行过程中，模型输入为现场实际运行的数据，模型会输出一份操作指导手册和模拟结果，操作人员根据操作手册进行操作，直到在一定时间内，模型的模拟结果和现场实际结果一致后，将操作手册内的操作指令通过网关等方式下发至PLC，进而完成对设备的控制。该项目已在客户侧成功实施，目前已完成验收，其节能效果已超过5%。
钢铁生产区智能煤气控制系统
钢铁生产区智能煤气控制系统目前已经处于模型优化调试阶段。在钢厂生产中，煤气操作站作为煤气系统的控制核心，承担着连接冶炼工序与动力供给的桥梁作用。构建高效可靠的煤气系统智能控制模型，不仅可以保证核心生产设备的稳定运行，同时又能通过100%无人化操作保证人员与设备的安全。
西门子依托工业物联网（IIoT）架构，建立分布式数据采集系统，将煤气系统中数据实现边缘侧南向数据采集，并完成本地化数据预处理。边缘计算架构使数据传输时延控制在 10ms 以内，保障实时控制需求。
系统建立信息与计划线上管理，实现所有操作、报表等记录自动生成。
通过对现场工程师的走访调研，总结操作习惯和特殊事件，形成人工智能模型的SOP手册，进而进行算法架构设计与最优选型。采用深度学习神经网络与模型预测控制（MPC）为核心算法组合，并利用 Docker 模块化部署架构实现高效运行。
我们基于历史事故数据训练的应急响应模型可自动识别异常场景并触发处置流程，系统支持"全自动 - 半自动 - 远程手动" 三级切换模式，极端工况下可实现 50ms 内快速、勿扰切换，保障生产连续性。
该项目的目前已经进入最后的调试收尾阶段，目前已由原来34名操作人员减少为8名，最终投入后将降低至只有3位操作人员，真正实现了钢厂煤气调控中心全流程无人化控制，实现了从“经验驱动”到“数据驱动”的转变。
煤气产用平衡与电力供需优化调度问题分析及优化调度优化方案
钢厂煤气包括焦炉煤气、转炉煤气和高炉煤气，三种煤气均为生产过程中产出的附属产品。煤气使用用户众多，例如烧结、热风炉、加热炉、发电等。在供应过程中存在很多形式，如单独气体供应给用户，不同气体混合后供应给用户，同时也有生产煤气直接供给用户，或经过煤气柜回收后再由加压机供给用户。西门子在做项目过程中对煤气系统的调研，发现其存在管网压力波动大、协同管理困难，参混不合理、不能最大程度利用煤气柜等问题。
西门子将MES的实时数据、历史数据、生产计划、峰谷平数据及成本等都纳入系统中，并且对数据进行预处理，包括滤波、清洗、插补、标准化等，保证数据的质量。
建立煤气网络和能源转换网络模型，根据守恒原理，建立煤气的质量、能量等平衡模型；对用户侧的加热炉、热风炉等建立智能燃烧模型，实现煤气的最经济使用；
建立需求侧和供给侧的预测模型，对高炉、转炉、焦炉进行煤气产量预测、热值预测与分析，对需求侧的煤气用量、压力等进行预测，所有预测都为实时预测。
所有的基础模型建立后，通过系统设定的目标值，根据实时预测数据，在满足用户的需求下，结合设备性能、热值、流量、压力等多项约束条件的限制，输出最有利的实时调度计划。目标值的设定也是多目标，以管网平衡为主要目标，经济最大化为次要目标。
最后将调度计划下发至控制系统，是否进行闭环执行，需要依据现场实际情况确认，调度计划细致为发电实时用气量、发电功率设定，混合站参混煤气配比，热风炉烧炉制度参数等。
最后郭鸣先生表示，西门子特别希望和我们的客户，以及合作伙伴携手同行，共同推动钢铁行业朝着绿色低碳、智慧、高效的高质量发展。
中国钢铁之家资源库
已有2万+成员入驻的钢铁专业人才库
定期发布行业技术、装备、采购招标、人才招聘
现招募会员(开通阅览人才资料及电话的权限)
1000元/人/年，欢迎加入寻找发展机遇！
免费扫码加入我们！
钢铁之家简介
中国钢铁之家于2009年成立，是一家集数字信息、生产技术研发、行业创新发展于一体的冶金服务机构，长期从事钢铁领域信息化的统筹规划、总体设计、建设实施和管理维护工作，是行业领域中的“融合剂”，拥有丰富的IT数据网络建设和较强专业信息化团队，以及丰富的信息情报系统及大量资源数据；为钢铁企业科技创新、生产运营、增效增质等提供信息技术支撑，为推动我国钢铁伟大事业发展贡献力量。
钢铁之家经过多年的发展并增设了多家分支机构，冶金工业节能环保研究中心、钢铁生产技术创新研究院、数字钢铁材料加工联盟、工业固废产业链联盟、新型耐材产业链国际战略联盟商会、工业固废处理研究所等，并借助旗下平台的影响力为客户推广先进的技术和运营模式，以及对政策、管理、技术、市场需求等信息提供咨询服务，反映企业诉求及政策建议，做好政府与企业之间“沟通”、“协调”、“举荐”、“承揽”的各种角色，积极推动冶金产业健康可持续发展提供技术支持，还定期举办研讨会、培训、讲座等相关辅助性项目服务，促进冶金产业链上下游企业之间的交流、协调与合作，为供需双方搭建桥梁。