基于五煉焦改造基礎(chǔ)上的鞍鋼煉焦智能化建設(shè)實(shí)踐與思考

甘秀石 ，王超 ，趙峰 ，韓樹國(guó) ，程學(xué)科

（1.海洋裝備用金屬材料及其應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 鞍山 114009；2.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧 鞍山 114009；3.鞍鋼股份有限公司煉焦總廠，遼寧 鞍山 114021）

2015年5月，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱要中，明確要加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。2021年1月，中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《焦化行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》中將“持續(xù)推進(jìn)‘兩化’融合”作為焦化行業(yè)發(fā)展的八條基本原則和方向之一，并進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“開發(fā)焦化工藝流程信息化與智能化技術(shù)，提高智能制造水平；推廣自動(dòng)化、信息化管控技術(shù)在焦化行業(yè)生產(chǎn)組織與經(jīng)營(yíng)管理中的應(yīng)用”。與現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)高度相關(guān)的煉焦工業(yè)正向著高質(zhì)量、智能化發(fā)展升級(jí)邁進(jìn)［1-3］。在兩化融合政策指導(dǎo)下，鞍鋼煉焦生產(chǎn)單元積極落實(shí)“信息化、智能化”總體要求，借助5G+、大數(shù)據(jù)、人工智能等、信息化、智能化等新興技術(shù)手段，夯實(shí)煉焦生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化基礎(chǔ)，全面向煉焦品控需求的全流程控制轉(zhuǎn)變升級(jí)，形成了集原料煤調(diào)、卸、貯、配、運(yùn)、煉焦、干熄焦、焦炭運(yùn)輸全流程的兩化建設(shè)，打造世界一流智能化煉焦單元。

1 鞍鋼煉焦單元基本概況

鞍鋼股份有限公司煉焦總廠作為鞍鋼具有代表性的煉焦單元，2003-2015年完成了一輪技術(shù)改造，形成擁有8座6 m焦?fàn)t、4座7 m焦?fàn)t，處理洗精煤1 010萬t/a，焦炭設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力730萬t/a的鞍鋼煉焦單元，是我國(guó)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)單體一地最大焦化生產(chǎn)基地。鞍鋼煉焦生產(chǎn)單元是先將洗凈煉焦煤按照煤質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行分類存放，再將各性質(zhì)煉焦煤按照一定比例配合，經(jīng)過粉碎混合達(dá)到一定細(xì)度后，在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱。成熟焦炭經(jīng)過換熱降溫、篩分后輸送給各級(jí)用戶（主要是煉鐵）使用，煤熱解產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)過凈化用于工業(yè)原料或燃料，燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過處理后經(jīng)焦?fàn)t煙囪外排。鞍鋼煉焦單元典型工藝流程示意圖見圖1。

圖1 鞍鋼煉焦單元典型工藝流程示意圖Fig.1 Schematic Diagram for Typical Process Flow for Coking Units in Ansteel

由于信息化、智能化技術(shù)的飛速提升，對(duì)比先進(jìn)企業(yè)和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，鞍鋼煉焦單元存在如下需要進(jìn)一步提升和改進(jìn)的問題：

（1）基礎(chǔ)自動(dòng)化水平有待提高。由于煉焦單元各產(chǎn)線建設(shè)時(shí)間跨度大，單體設(shè)備數(shù)量多、品牌雜、版本多，無線網(wǎng)絡(luò)在早期投產(chǎn)產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用少。

（2）集中管控能力有待提高。各產(chǎn)線、站、所和室按照區(qū)域和工藝劃分，受場(chǎng)地限制，數(shù)量過多、地域分散，系統(tǒng)管理性差。

（3）工業(yè)信息化水平有待提高。早期投產(chǎn)產(chǎn)線信息化水平很低，MES/ERP等管理執(zhí)行系統(tǒng)不夠完善。

（4）遠(yuǎn)程診斷等智能化手段有待提高。早期投產(chǎn)產(chǎn)線設(shè)備故障診斷中，人工機(jī)旁處理診斷多；系統(tǒng)缺少在線監(jiān)視和移動(dòng)點(diǎn)檢，缺少數(shù)據(jù)采集、分析、診斷等智能化措施。

2 鞍鋼煉焦智能化建設(shè)實(shí)踐

2.1 基本方向

鞍鋼煉焦單元積極構(gòu)建煉焦全流程智能制造理念。煉焦智能化是煉焦行業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，經(jīng)過對(duì)煉焦工藝的分析與研判，初步得出煉焦智能化技術(shù)的實(shí)施主要集中在如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：一是圍繞“煤”，主要包括煉焦用煤的到達(dá)、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、性質(zhì)分析、內(nèi)部運(yùn)輸、儲(chǔ)存、配合和使用等；二是圍繞“焦”，主要包括焦炭的制備、熄滅、篩分、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、應(yīng)用等；三是圍繞“煤焦設(shè)備”，主要包括設(shè)備配合使用、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障分析、維修保養(yǎng)等過程中的智能化［4］。

鞍鋼煉焦單元積極構(gòu)建煉焦“三五一體”的智能化樣板示范產(chǎn)線，即鞍鋼五煉焦產(chǎn)線(含驗(yàn)證成熟技術(shù)在其他產(chǎn)線的推廣應(yīng)用）。五煉焦產(chǎn)線于2015年投入使用，運(yùn)行焦?fàn)t為JN70-1型一組兩座（炭化室高7 m，炭化室平均寬500 mm，雙聯(lián)火道，廢氣循環(huán)，三段加熱，總孔數(shù)為2×60），設(shè)計(jì)產(chǎn)能150萬t/a，配套190 t/h干熄焦1套，及與之配套的筒倉(cāng)備煤系統(tǒng)。五煉焦產(chǎn)線是國(guó)家863示范焦?fàn)t項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，是鞍鋼正在運(yùn)行的最先進(jìn)煉焦產(chǎn)線。在五煉焦產(chǎn)線進(jìn)行智能化產(chǎn)線升級(jí)，建立“物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層”的五層次信息物理系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)“人、機(jī)、法、料、環(huán)”五維度的融合銜接；打造“智能備煤、智能煉焦、智能行車、智能干熄焦、智能物料輸送”五模塊的煉焦全流程智能一體化產(chǎn)線，發(fā)揮良好的示范作用，并待技術(shù)成熟后在全部鞍鋼煉焦單元推廣應(yīng)用。

2.2 五煉焦產(chǎn)線改造示例

2.2.1 智能備煤

備煤工段是煉焦生產(chǎn)重要環(huán)節(jié)，受煤質(zhì)特性、運(yùn)輸、價(jià)格、焦炭質(zhì)量需求等因素影響，通過智能化建設(shè)，能夠有效實(shí)現(xiàn)配合煤制備過程中物流信息、車皮調(diào)配、質(zhì)檢化驗(yàn)、翻車前車號(hào)識(shí)別、煤種確認(rèn)全過程信息的實(shí)時(shí)共享、確定其中各煤種配比，實(shí)現(xiàn)降低配煤煉焦生產(chǎn)成本及提高焦炭質(zhì)量的效果［5-7］。

針對(duì)原有備煤系統(tǒng)卸料小車現(xiàn)場(chǎng)人工控制存在因人為操作失誤或者機(jī)械故障而發(fā)生卸錯(cuò)煤、上錯(cuò)煤或配錯(cuò)煤，以及裝錯(cuò)量、裝錯(cuò)筒倉(cāng)編號(hào)、裝錯(cuò)時(shí)間等溯源難度大，易造成后續(xù)配煤結(jié)果失真，進(jìn)而影響焦炭質(zhì)量等問題，開發(fā)應(yīng)用智能卸煤小車系統(tǒng)，系統(tǒng)功能示意圖見圖2。

圖2 智能卸煤小車系統(tǒng)功能示意圖Fig.2 Functional Schematic Diagram for Intelligent Coal Unloading Trolley System

（1）開發(fā)車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)由軌邊箱內(nèi)設(shè)備和軌上設(shè)備組成，軌上設(shè)備主要包括磁鋼、天線和軌邊箱等。通過地面識(shí)別設(shè)備對(duì)車輛上安裝的電子標(biāo)簽的掃描，進(jìn)行車號(hào)信息的自動(dòng)識(shí)別和讀取。

（2）配置小車位置檢測(cè)裝置。應(yīng)用格雷母線技術(shù)，構(gòu)建小車位置自動(dòng)檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)信息輸送至主控PLC，實(shí)時(shí)檢測(cè)小車絕對(duì)位置。

（3）建設(shè)完善控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)卸車、上煤定量精準(zhǔn)。智能卸煤小車系統(tǒng)架構(gòu)示意圖見圖3。

圖3 智能卸煤小車系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Fig.3 Schematic Diagram for Architecture of Intelligent Coal Unloading Trolley System

通過技術(shù)工作的實(shí)施，對(duì)鞍鋼五煉焦產(chǎn)線配煤優(yōu)化、配煤成本管控、焦炭機(jī)械強(qiáng)度、熱性質(zhì)的控制提升起到積極作用。

2.2.2 智能煉焦加熱

目前國(guó)內(nèi)90%以上焦?fàn)t采用傳統(tǒng)測(cè)溫及加熱控制方式，即采用人工4 h測(cè)量1次全爐直行溫度，再根據(jù)所測(cè)直行平均溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差加減煤氣流量，調(diào)節(jié)分煙道吸力。人工測(cè)溫易受測(cè)溫點(diǎn)、測(cè)溫時(shí)間、測(cè)溫人員的熟練程度以及外部氣候等因素的影響，存在測(cè)溫精度低、誤差大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、煤氣調(diào)節(jié)滯后、爐溫波動(dòng)較大、影響焦炭質(zhì)量、浪費(fèi)煤氣資源、縮短爐體壽命等行業(yè)共性問題。針對(duì)焦?fàn)t采用傳統(tǒng)測(cè)溫及加熱控制中的不足，開展智能煉焦加熱控制技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用。

（1）硬件方面采用分體設(shè)計(jì)。將設(shè)備拆解為一次儀表、二次儀表和光纖三部分。一次儀表安裝在立火道，二次儀表安裝在焦?fàn)t爐頂，選擇合適的位置安裝多個(gè)儀表監(jiān)測(cè)箱（標(biāo)準(zhǔn)為室外箱），里面安裝顯示儀表；根據(jù)使用環(huán)境條件，光纖采用耐高溫光纖。紅外測(cè)溫裝置一次儀表現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝效果如圖4所示。

圖4 紅外測(cè)溫裝置一次儀表現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝效果Fig.4 Actual Installation Effect of Primary Instrument for Infrared Temperature Measuring Device on Site

（2）軟件方面采用溫度反饋控制方式。通過改變主管流量控制焦?fàn)t的平均溫度，提高爐溫的穩(wěn)定性。根據(jù)自動(dòng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)計(jì)算焦?fàn)t平均溫度，與目標(biāo)溫度比較，計(jì)算溫度偏差值，通過模型預(yù)測(cè)計(jì)算，得到主管流量修正值，進(jìn)行反饋控制。焦?fàn)t熱工智能控制系統(tǒng)計(jì)算流程如圖5所示。

圖5 焦?fàn)t熱工智能控制系統(tǒng)計(jì)算流程Fig.5 Calculation Flow for Coke Oven Thermal Intelligent Control System

基于焦?fàn)t在線自動(dòng)測(cè)溫加熱的焦?fàn)t加熱智能化控制系統(tǒng)已在鞍鋼股份有限公司煉焦總廠全部12座焦?fàn)t推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t加熱煤氣量和煙道吸力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，提高加熱的均勻性，有利于穩(wěn)定焦炭質(zhì)量。同時(shí)節(jié)約煤氣用量2%以上［8］，是鞍鋼踐行國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略，落實(shí)鞍鋼低碳路線圖的重要技術(shù)實(shí)踐。

2.2.3 智能焦?fàn)t行車

焦?fàn)t車輛是焦?fàn)t生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，焦?fàn)t生產(chǎn)具有車輛種類多、車輛自身單元操作多、多機(jī)種協(xié)調(diào)動(dòng)作多等特點(diǎn)，同時(shí)，面臨爐頂溫度高、有害氣體及粉塵多、勞動(dòng)強(qiáng)度大等焦化行業(yè)一直亟待解決的難題。焦?fàn)t車輛智能化能夠降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，保證安全生產(chǎn)［9-10］。

（1）熄焦車自動(dòng)模塊智能控制。開發(fā)離散式碼牌爐號(hào)識(shí)別技術(shù)，利用爐號(hào)信息與編碼器信息確定各車所在實(shí)際位置，用于走行控制，同時(shí)發(fā)送給中央控制室的通訊PLC，進(jìn)行各車間的聯(lián)鎖控制。應(yīng)用車體檢測(cè)對(duì)位傳感器，在熄焦車移動(dòng)過程中能夠迅速檢測(cè)到碼牌的編碼，完成對(duì)定位點(diǎn)碼牌讀取，完成對(duì)爐號(hào)的快速識(shí)別，控制設(shè)備移動(dòng)定位。應(yīng)用自動(dòng)走行系統(tǒng)無極變速模式，具備后執(zhí)行自動(dòng)走行功能，停車后開始執(zhí)行單元自動(dòng)控制，并根據(jù)連鎖條件配合生產(chǎn)，其工藝流程如圖6所示。

圖6 熄焦車自動(dòng)走行及無線通訊工藝流程Fig.6 Process Flow for Automatic Running and Wireless Communication of Coke Quenching Car

（2）雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)停車防碰撞系統(tǒng)。采用超聲波測(cè)量技術(shù)，結(jié)合鞍鋼現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，開發(fā)熄焦車防碰撞系統(tǒng)，如圖7所示。該系統(tǒng)利用超聲波抗干擾能力強(qiáng)，在雨雪、粉塵、蒸汽以及車輛晃動(dòng)等惡劣工況下，仍具有良好的目標(biāo)捕捉能力的技術(shù)特點(diǎn)，通過與熄焦車的車載控制系統(tǒng)連鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)防撞對(duì)象間距的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及緊急情況下的自動(dòng)減速和停車。從而避免車輛碰撞事故的發(fā)生。

圖7 熄焦車防碰撞系統(tǒng)Fig.7 Anti-collision System for Coke Quenching Car

鞍鋼通過熄焦車自動(dòng)模塊智能控制、熄焦車?yán)走_(dá)檢測(cè)防碰撞系統(tǒng)等的開發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了熄焦自動(dòng)走行控制、雷達(dá)自動(dòng)檢測(cè)停車防碰撞系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，其他焦?fàn)t車輛智能行車系統(tǒng)改造正在論證實(shí)施中。

2.2.4 智能干熄焦

干熄焦是采用惰性循環(huán)氣體將紅焦降溫冷卻的一種熄焦方法，具有減少熄焦煙塵排放、回收利用紅焦余熱、在煤源既定的條件下能有效提高焦炭的冶金性能等優(yōu)點(diǎn)。干熄焦技術(shù)屬《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中“重點(diǎn)領(lǐng)域及優(yōu)先主題”范疇，《中國(guó)鋼鐵工業(yè)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展指南》中明確將焦?fàn)t干熄焦列為重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)。

針對(duì)鞍鋼干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)操作控制、設(shè)備檢修維護(hù)等生產(chǎn)自動(dòng)化程度不高、排查故障費(fèi)時(shí)費(fèi)力、關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控不足等問題。開展干熄焦智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與協(xié)同構(gòu)建，將生產(chǎn)、設(shè)備、安全形成統(tǒng)一的管理體系，開發(fā)智能化故障定位平臺(tái)，建立設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及預(yù)防系統(tǒng)、建立干熄焦影像監(jiān)控系統(tǒng)、優(yōu)化干熄焦生產(chǎn)控制系統(tǒng)。通過對(duì)干熄焦系統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù)采集、分類管理，信息系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)故障快速辨別、定位，重點(diǎn)設(shè)備精確監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)、設(shè)備的全面數(shù)字化、可視化和信息化，鞍鋼干熄焦生產(chǎn)的智能化控制、干熄焦系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定化生產(chǎn)，形成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的干熄焦智能化生產(chǎn)管控體系。鞍鋼智能化干熄焦設(shè)備診斷平臺(tái)如圖8所示。

圖8 鞍鋼智能化干熄焦設(shè)備診斷平臺(tái)Fig.8 Diagnostic Platform for Intelligent Coke Dry Quenching Equipment in Ansteel

干熄焦智能化技術(shù)及裝備已在五煉焦產(chǎn)線190 t/h干熄焦裝置正常運(yùn)行一年以上，系統(tǒng)穩(wěn)定，減少了人為調(diào)節(jié)帶來的偏差，空氣導(dǎo)入量減少了1 000 m3/h，干熄焦燒損率降低了0.15%，干熄焦焦炭產(chǎn)量提高了2 250 t/a；優(yōu)化了崗位人力資源，減少崗位定員一個(gè)（4人）；每年減少干熄焦停產(chǎn)、事故排查時(shí)間240 h，提高干熄焦蒸汽產(chǎn)量22 080 t；每年少生產(chǎn)水熄焦57 062 t，對(duì)比濕熄焦炭M40提高了4%，可降低高爐焦比3 kg/t，同時(shí)減少了水熄焦對(duì)大氣的污染。

2.2.5 智能煤焦物料輸送

（1）設(shè)備狀態(tài)在線檢測(cè)分析與診斷平臺(tái)建設(shè)

通過在粉碎機(jī)和皮帶電機(jī)等關(guān)鍵大電機(jī)、風(fēng)機(jī)上增加在線檢測(cè)設(shè)備，對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)、溫度及轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行在線采集，建立一套設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集中管控、智能診斷分析平臺(tái)，由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)上層業(yè)務(wù)流程智能診斷服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)、降低非計(jì)劃停機(jī)。

通過對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行有效集成，新增設(shè)備狀態(tài)在線分析與診斷平臺(tái)，方案整體采用四層結(jié)構(gòu)，如圖9所示。

圖9 設(shè)備狀態(tài)在線分析與診斷平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)Fig.9 Technical Architecture for Online Analysis and Diagnosis Platform for Equipment Status

通過移動(dòng)APP、PC終端等多種方式為授權(quán)用戶提供遠(yuǎn)程訪問，對(duì)點(diǎn)檢、巡檢和廠級(jí)定修提供決策支撐；為科學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)備的服役狀態(tài)、優(yōu)化設(shè)備的維修策略及備件采購(gòu)策略提供必要的技術(shù)手段與數(shù)據(jù)支撐；配備狀態(tài)調(diào)控在線分析評(píng)價(jià)工具系統(tǒng)及設(shè)備在線點(diǎn)檢數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、集中存儲(chǔ)和智能分析，及對(duì)設(shè)備狀態(tài)的智能管控。

（2）人體視覺識(shí)別安全系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用

煤、焦皮帶通廊自然環(huán)境比較惡劣，光線暗、粉塵大，且通廊的人行過道比較窄，大都兩人寬左右。工作人員巡檢時(shí)，受光線、粉塵、道路狹窄及運(yùn)輸材料氣味、溫度、濕氣影響，非常容易發(fā)生安全事故。傳統(tǒng)安防缺少對(duì)視頻內(nèi)容的解析，需要工作人員緊密配合，才能較好實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控防護(hù)的使命。

人體視覺識(shí)別安全系統(tǒng)采用視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能安防、智慧安防。系統(tǒng)采集視頻信息，對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行解析，利用現(xiàn)代視覺安防技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員檢測(cè)、人員定位、人員運(yùn)動(dòng)特征識(shí)別，人體視覺識(shí)別安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 人體視覺識(shí)別安全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.10 Network Structure for Human Visual Identification Security System

通過預(yù)先劃定傳輸皮帶非安全區(qū)、在指定位置安裝白光攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集與視頻監(jiān)控。應(yīng)用圖像處理與識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人員危險(xiǎn)姿態(tài)（俯臥、后仰、側(cè)傾、接近皮帶）自動(dòng)識(shí)別并報(bào)警，如圖11所示。

圖11 煤焦皮帶通廊視覺識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景Fig.11 Application Scene of Visual Recognition System for Coal and Coke Belt Passage

皮帶通廊兩側(cè)過道及中間過道構(gòu)成了較全面的監(jiān)控及目標(biāo)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)。在中間過道區(qū)域，受自然光影響小，過道相對(duì)較寬，且沒有遮擋，識(shí)別率較單純受自然光照射影響的情況下，綜合識(shí)別率80%以上，在靠近機(jī)尾一測(cè)，受自然光照射、灰塵影響，綜合識(shí)別率70%以上，應(yīng)用效果較好。通過加強(qiáng)皮帶通廊人行過道區(qū)域監(jiān)控監(jiān)管力度、降低人身安全事故率、提升信息化管理能力，促使現(xiàn)場(chǎng)安防向智慧監(jiān)管方向發(fā)展。

（3）五煉焦產(chǎn)線綜合管控中心開發(fā)應(yīng)用

利用先進(jìn)信息融合、智能化技術(shù)，將原有操作室HMI、消防報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、電梯、指令對(duì)講系統(tǒng)等統(tǒng)一融合在一起，達(dá)到了集控目的、優(yōu)化了人力資源、提升了管理水平和勞動(dòng)效率，集控室實(shí)景圖如圖12所示。

圖12 鞍鋼五煉焦產(chǎn)線綜合管控中心應(yīng)用場(chǎng)景Fig.12 Application Scene of Integrated Control Center for Production Line at No.5 Coking Plant of Ansteel

3 鞍鋼煉焦智能化建設(shè)的思考

鞍鋼煉焦單元以經(jīng)濟(jì)、高效、智能、綠色、先進(jìn)煉焦為總體目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)實(shí)踐 ，其中智能煉焦建設(shè)是在已有煉焦產(chǎn)線基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，打造了樣板示范產(chǎn)線，大量被驗(yàn)證過的技術(shù)得以全面推廣，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（1）已建煉焦產(chǎn)線必須抓緊時(shí)機(jī)進(jìn)行智能化改造，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)線產(chǎn)品制造的控制精度，適應(yīng)新時(shí)代鋼鐵強(qiáng)國(guó)發(fā)展要求。

（2）已建煉焦產(chǎn)線在智能化改造前，必須統(tǒng)一好頂層設(shè)計(jì)，全面考慮“人、機(jī)、法、料、環(huán)”等維度，實(shí)現(xiàn)“物理層、信息層、大數(shù)據(jù)層、工業(yè)云層、決策層”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（3）已建煉焦產(chǎn)線智能化升級(jí)，宜采用全流程統(tǒng)籌思維，可分模塊分步實(shí)施。

（4）已建煉焦產(chǎn)線實(shí)施智能化改造，應(yīng)重視基礎(chǔ)層的狀態(tài)確認(rèn)。五層次信息物理系統(tǒng)的構(gòu)建以已有產(chǎn)線的最基本物理層為基礎(chǔ)。以煉焦智能焦?fàn)t行車操作為例，具有單個(gè)操作單元爐孔多，操作程序復(fù)雜，配合緊密等特點(diǎn)，因此必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)爐體基本參數(shù)確認(rèn)，在整體實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行個(gè)性化方案設(shè)計(jì)。

（5）已建煉焦產(chǎn)線實(shí)施智能化改造，宜選擇基礎(chǔ)較好產(chǎn)線對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備等創(chuàng)新措施進(jìn)行示范應(yīng)用，經(jīng)吸收、總結(jié)后全面推廣應(yīng)用。

（6）在煉焦智能化改造過程中，應(yīng)充分總結(jié)和提煉現(xiàn)場(chǎng)已有人工智慧，進(jìn)行量化開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用校正，實(shí)現(xiàn)人腦向電腦轉(zhuǎn)化。

4 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和的大形勢(shì)下，煉焦工業(yè)流程正面臨巨大歷史變革的挑戰(zhàn)。鞍鋼煉焦單元通過五煉焦智能化示范產(chǎn)線的改造建設(shè)和推廣應(yīng)用，有效處理現(xiàn)代煉焦面臨的配合煤質(zhì)量頻繁變化、生產(chǎn)工況復(fù)雜等關(guān)鍵技術(shù)問題，提高焦?fàn)t自適應(yīng)能力、完善煉焦能源網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，加強(qiáng)煉焦生產(chǎn)污染物的源頭治理，實(shí)現(xiàn)煉焦工序低碳、綠色生產(chǎn)與焦?fàn)t大型化、高效化、清潔化融合發(fā)展。煉焦智能化最終達(dá)到最優(yōu)生產(chǎn)、最少人為干預(yù)、效益最佳、動(dòng)態(tài)平衡效果，為煉焦全流程的高質(zhì)量發(fā)展指明方向和提供有效保障。