數(shù)字技術(shù)能為傳統(tǒng)高耗能行業(yè)帶來怎樣的改變,？一張基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺開出的數(shù)字化“藥方”，正助力廣西,、山東、新疆等地重點(diǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)電解鋁工藝管控的標(biāo)準(zhǔn)化智能化,，可為企業(yè)帶來數(shù)千萬元年化節(jié)降效益,。
近日召開的“2023·廣域銘島電解鋁高質(zhì)量發(fā)展論壇”上，廣域銘島解決方案專家分享了數(shù)字化節(jié)能降碳“術(shù)”,，引發(fā)行業(yè)頂級專家學(xué)者及業(yè)界代表們的深入探討,。
【以數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)電解槽工藝自優(yōu)化】
鋁是金屬里面僅次于鋼鐵的重要戰(zhàn)略資源，是發(fā)展航空航天,、新能源汽車,、動力電池、電子信息制造等新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐,。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,，當(dāng)前我國電解鋁行業(yè)噸鋁綜合電耗在13300多千瓦時(shí)，運(yùn)行產(chǎn)能穩(wěn)定在4000多萬噸,，是工業(yè)領(lǐng)域絕對的耗電大戶,，也是國家“雙碳”目標(biāo)下節(jié)能治理的重要環(huán)節(jié)。
在節(jié)能降碳上,，行業(yè)中有不同的探索路徑,，包括低碳冶煉技術(shù)、清潔能源電解,、節(jié)能槽設(shè)計(jì)等,，其中電解槽工藝數(shù)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(tǒng)企業(yè)在電解槽工藝管控上,，難以擺脫依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的泥潭，使得工藝標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,、執(zhí)行不到位,，易出現(xiàn)槽況不穩(wěn)而導(dǎo)致電耗增加。通過數(shù)字化管控可以有效解決這些問題,。”
廣西百礦集團(tuán)工藝研究專家易勇廳介紹,，百礦集團(tuán)與廣域銘島共同探索數(shù)字化節(jié)能降碳，基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,，搭建了電解鋁智能分析平臺,，集成電解槽槽控?cái)?shù)據(jù)、質(zhì)量化驗(yàn)數(shù)據(jù),、溫度等測量數(shù)據(jù)等多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),，以槽狀態(tài),、工藝參數(shù)和槽分類三大標(biāo)準(zhǔn)對電解槽做綜合判斷，并給出操作建議,，有效解決了“有監(jiān)控沒結(jié)論,、人工判斷隨意性大”等問題。
▲百礦集團(tuán)德?；?br />
不僅如此,，通過數(shù)字化方式還可以實(shí)現(xiàn)電解槽工藝的自優(yōu)化。廣域銘島節(jié)能降碳解決方案專家黃勇彪介紹,，數(shù)字化的工藝管控除了要標(biāo)準(zhǔn)化,，更要智能化。“在工藝知識,、經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化封裝的基礎(chǔ)上,，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和方法，可以持續(xù)挖掘潛在優(yōu)化空間,，并通過數(shù)字化閉環(huán)管控進(jìn)行固化,、沉淀，完成滾動尋優(yōu),。”
在百礦德?；兀鲜鰯?shù)字化智能化的工藝管控,，落地實(shí)施不到一年即獲得超2500萬節(jié)降效益,，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)平臺，兩大改變,，三大提升”——即建立一個(gè)具有電解鋁行業(yè)特色的大數(shù)據(jù)智能分析平臺,，改變工藝決策思路和知識傳遞沉淀，提升管理水平,、決策效率和經(jīng)濟(jì)效益,。
【通過爐膛仿真輔助工藝提升】
“工藝管控的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，本質(zhì)是基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)沉淀和專家經(jīng)驗(yàn),，以數(shù)字化方式來做固化和提升,。但我們還可以做‘增項(xiàng)’，實(shí)現(xiàn)更深度數(shù)字賦能,。”廣域銘島基于Geega（際嘉）平臺的數(shù)據(jù)采集和解析能力,，開發(fā)電解槽爐膛仿真系統(tǒng)，通過槽況監(jiān)測和分析指導(dǎo)電解槽工藝管控,。
爐膛是電解槽啟動初期在內(nèi)部四周生成的一層固體結(jié)殼,。規(guī)整的爐膛可起到保溫作用，降低電解槽熱損，減少能量輸出,，同時(shí)也能保護(hù)電解槽側(cè)部不被熔融電解質(zhì)腐蝕,，增加槽壽命。因此,，對爐膛進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控,，能給工藝管控和電解槽管理提供有效決策指導(dǎo)。
“實(shí)現(xiàn)爐膛的動態(tài)在線監(jiān)測很難,，因?yàn)殡娊獠蹆?nèi)部900多度高溫和強(qiáng)磁場,，有很多無法直接用數(shù)學(xué)模型表達(dá)和量化的非物理量，比如內(nèi)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系統(tǒng),，基于三鋼溫度、電解槽實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),、工藝參數(shù),，運(yùn)用算法、大數(shù)據(jù),、機(jī)器學(xué)習(xí),，可以得到電解槽內(nèi)部爐膛變化趨勢，實(shí)現(xiàn)高時(shí)效性的爐膛仿真,，為電解槽的長期高效穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐,，保證產(chǎn)量與質(zhì)量、減少熱損失,、節(jié)約電耗,、延長槽齡。
目前,，爐膛仿真系統(tǒng)應(yīng)用在部分電解鋁廠,，已取得了良好成效，正在更多生產(chǎn)基地進(jìn)行應(yīng)用和推廣,。
▲百礦集團(tuán)德?；?cái)?shù)字孿生工廠
同時(shí)，孿生輔助決策的方式,，也從設(shè)備層擴(kuò)大到產(chǎn)線,、車間、整廠及集團(tuán),。在百礦集團(tuán),，廣域銘島助力企業(yè)構(gòu)建了數(shù)字孿生鋁廠和電廠，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界對物理世界的實(shí)時(shí)還原和反向指導(dǎo)。“在電解鋁,、鋼鐵,、焦化、磷化工等高耗能行業(yè),，孿生,、運(yùn)籌優(yōu)化、AI算法,、機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)字技術(shù)還將有廣闊的應(yīng)用空間,。”
從能源密集型向環(huán)保型轉(zhuǎn)變，從低效生產(chǎn)到高效生產(chǎn),，電解鋁行業(yè)正經(jīng)歷著蛻變,。廣域銘島將攜手更多的“創(chuàng)變者”和“攀登者”，持續(xù)為行業(yè)數(shù)字化發(fā)展貢獻(xiàn)更高價(jià)值的解決方案,，同時(shí)基于高耗能行業(yè)共性特點(diǎn),，加速數(shù)字技術(shù)賦能，推動高耗能行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳的進(jìn)化,。
近日召開的“2023·廣域銘島電解鋁高質(zhì)量發(fā)展論壇”上，廣域銘島解決方案專家分享了數(shù)字化節(jié)能降碳“術(shù)”,，引發(fā)行業(yè)頂級專家學(xué)者及業(yè)界代表們的深入探討,。
【以數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)電解槽工藝自優(yōu)化】
鋁是金屬里面僅次于鋼鐵的重要戰(zhàn)略資源，是發(fā)展航空航天,、新能源汽車,、動力電池、電子信息制造等新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐,。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,，當(dāng)前我國電解鋁行業(yè)噸鋁綜合電耗在13300多千瓦時(shí)，運(yùn)行產(chǎn)能穩(wěn)定在4000多萬噸,，是工業(yè)領(lǐng)域絕對的耗電大戶,，也是國家“雙碳”目標(biāo)下節(jié)能治理的重要環(huán)節(jié)。
在節(jié)能降碳上,，行業(yè)中有不同的探索路徑,，包括低碳冶煉技術(shù)、清潔能源電解,、節(jié)能槽設(shè)計(jì)等,，其中電解槽工藝數(shù)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(tǒng)企業(yè)在電解槽工藝管控上,，難以擺脫依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的泥潭，使得工藝標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,、執(zhí)行不到位,，易出現(xiàn)槽況不穩(wěn)而導(dǎo)致電耗增加。通過數(shù)字化管控可以有效解決這些問題,。”
廣西百礦集團(tuán)工藝研究專家易勇廳介紹,，百礦集團(tuán)與廣域銘島共同探索數(shù)字化節(jié)能降碳，基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,，搭建了電解鋁智能分析平臺,，集成電解槽槽控?cái)?shù)據(jù)、質(zhì)量化驗(yàn)數(shù)據(jù),、溫度等測量數(shù)據(jù)等多環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),，以槽狀態(tài),、工藝參數(shù)和槽分類三大標(biāo)準(zhǔn)對電解槽做綜合判斷，并給出操作建議,，有效解決了“有監(jiān)控沒結(jié)論,、人工判斷隨意性大”等問題。
▲百礦集團(tuán)德?；?br />
不僅如此,，通過數(shù)字化方式還可以實(shí)現(xiàn)電解槽工藝的自優(yōu)化。廣域銘島節(jié)能降碳解決方案專家黃勇彪介紹,，數(shù)字化的工藝管控除了要標(biāo)準(zhǔn)化,，更要智能化。“在工藝知識,、經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化封裝的基礎(chǔ)上,，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和方法，可以持續(xù)挖掘潛在優(yōu)化空間,，并通過數(shù)字化閉環(huán)管控進(jìn)行固化,、沉淀，完成滾動尋優(yōu),。”
在百礦德?；兀鲜鰯?shù)字化智能化的工藝管控,，落地實(shí)施不到一年即獲得超2500萬節(jié)降效益,，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)平臺，兩大改變,，三大提升”——即建立一個(gè)具有電解鋁行業(yè)特色的大數(shù)據(jù)智能分析平臺,，改變工藝決策思路和知識傳遞沉淀，提升管理水平,、決策效率和經(jīng)濟(jì)效益,。
【通過爐膛仿真輔助工藝提升】
“工藝管控的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，本質(zhì)是基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)沉淀和專家經(jīng)驗(yàn),，以數(shù)字化方式來做固化和提升,。但我們還可以做‘增項(xiàng)’，實(shí)現(xiàn)更深度數(shù)字賦能,。”廣域銘島基于Geega（際嘉）平臺的數(shù)據(jù)采集和解析能力,，開發(fā)電解槽爐膛仿真系統(tǒng)，通過槽況監(jiān)測和分析指導(dǎo)電解槽工藝管控,。
爐膛是電解槽啟動初期在內(nèi)部四周生成的一層固體結(jié)殼,。規(guī)整的爐膛可起到保溫作用，降低電解槽熱損，減少能量輸出,，同時(shí)也能保護(hù)電解槽側(cè)部不被熔融電解質(zhì)腐蝕,，增加槽壽命。因此,，對爐膛進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控,，能給工藝管控和電解槽管理提供有效決策指導(dǎo)。
“實(shí)現(xiàn)爐膛的動態(tài)在線監(jiān)測很難,，因?yàn)殡娊獠蹆?nèi)部900多度高溫和強(qiáng)磁場,，有很多無法直接用數(shù)學(xué)模型表達(dá)和量化的非物理量，比如內(nèi)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系統(tǒng),，基于三鋼溫度、電解槽實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),、工藝參數(shù),，運(yùn)用算法、大數(shù)據(jù),、機(jī)器學(xué)習(xí),，可以得到電解槽內(nèi)部爐膛變化趨勢，實(shí)現(xiàn)高時(shí)效性的爐膛仿真,，為電解槽的長期高效穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐,，保證產(chǎn)量與質(zhì)量、減少熱損失,、節(jié)約電耗,、延長槽齡。
目前,，爐膛仿真系統(tǒng)應(yīng)用在部分電解鋁廠,，已取得了良好成效，正在更多生產(chǎn)基地進(jìn)行應(yīng)用和推廣,。
▲百礦集團(tuán)德?；?cái)?shù)字孿生工廠
同時(shí)，孿生輔助決策的方式,，也從設(shè)備層擴(kuò)大到產(chǎn)線,、車間、整廠及集團(tuán),。在百礦集團(tuán),，廣域銘島助力企業(yè)構(gòu)建了數(shù)字孿生鋁廠和電廠，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界對物理世界的實(shí)時(shí)還原和反向指導(dǎo)。“在電解鋁,、鋼鐵,、焦化、磷化工等高耗能行業(yè),，孿生,、運(yùn)籌優(yōu)化、AI算法,、機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)字技術(shù)還將有廣闊的應(yīng)用空間,。”
從能源密集型向環(huán)保型轉(zhuǎn)變，從低效生產(chǎn)到高效生產(chǎn),，電解鋁行業(yè)正經(jīng)歷著蛻變,。廣域銘島將攜手更多的“創(chuàng)變者”和“攀登者”，持續(xù)為行業(yè)數(shù)字化發(fā)展貢獻(xiàn)更高價(jià)值的解決方案,，同時(shí)基于高耗能行業(yè)共性特點(diǎn),，加速數(shù)字技術(shù)賦能，推動高耗能行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳的進(jìn)化,。