长期以来,焦化行业高度依赖“老师傅经验”的传统生产模式,面临数据孤岛、成本黑箱难解等发展瓶颈。在日前举办的中国炼焦行业协会八届六次常务理事(扩大)会暨专业委员会交流年会上,多位与会专家指明发展路径:要想推动焦化行业由“经验炼焦”转向“科学炼焦”,需依托“行业大数据+行业机理+行业大模型+通用大模型”路径,夯实数据基础构建,构建覆盖采购、生产、管理等环节的全生命周期数智管控体系。
行业智能化转型痛点待破
作为传统产业,焦化行业在智能化转型中面临多重挑战。煤炭科学技术研究院有限公司焦化所所长王岩指出,原料煤是焦化企业“成本、质量、绿色”的原点,但炼焦煤的管控存在明显短板。
在成本控制方面,“高价”与“黑箱”并存,导致成本控制失准。王岩分析称,在原料煤价格普遍上涨的背景下,焦化企业缺乏实时、透明的全过程数据,经常陷入“盲目采购”的困境,导致隐性成本飙升。与此同时,采购、生产、库存等环节的数据割裂,“孤岛”现象加剧,导致供应链整体成本协同和优化缺失,内耗造成的质量损失最终由焦化厂买单,进一步增加企业成本负担。
质量检测环节同样问题突出。王岩介绍,传统的“采样—制样—化验”模式存在滞后性,无法实时指导生产调整,造成生产过程在一定程度上“失控”,影响炼焦煤质量检测的准确性。在炼焦煤质量检测的误差构成中,采样误差占总误差的70%,制样误差占20%,检测误差占10%。
这些问题最终导致焦化行业对“经验”的过度依赖。“数据割裂成为行业智能化转型的首要障碍。”王岩强调,由于各部门数据无法打通,焦化企业难以系统挖掘“配煤”这一关键降本潜力点。从入厂检验滞后、库存盘点不准,再到配煤环节模型粗糙,理论计算与实际操作脱节,最终影响焦炭质量的稳定性与生产成本控制精度。
构建全链条智能管控
面对行业智能化转型困境,中国炼焦行业协会会长石岩峰提出,应加快建设和完善集分散控制系统(DCS)、制造执行系统(MES)、企业资源计划(ERP)为一体的生产经营一体化集中管控平台,实现全要素数据的实时、精准采集、分析和共享。同时,结合实时生产数据、应用和开发相关工艺专家系统,实现局部工艺单元的智能优化,逐步向焦化全流程的系统优化迈进。此外,还需全面推行能源管理体系(EMS),对煤气、蒸汽、电力、水资源等关键能源介质进行实时计量、在线分析和动态平衡,深挖系统中的“跑冒滴漏”和能源浪费点。
石岩峰将焦化行业数智化管控推进分为三个阶段,首先是基础建设与数据打通阶段,建设统一的loT平台和数据中台,实现进厂、化验、堆场等核心业务流程的线上化与数据自动采集,并开发可视化看板,实现关键数据的初步展示。其次是智能应用深化阶段,引入数字孪生,实现堆场3D可视化,开发并上线智能配煤优化模块,建立初步的成本核算和预警体系。最终是智慧决策进阶阶段,深化AI应用,如需求预测、设备预测性维护等,完善决策支持中心,提供高阶的数据挖掘和模拟分析功能,构建产业协同生态。
王岩提出,该院研发的“冶金原料煤全生命周期数智管控系统”,涵盖智慧采购与供应商管理、智慧配煤与成本优化、全生命周期成本核算、精细化进场与堆场管理、焦炭质量管理与追溯、生产过程监控与反馈等环节,能够构建仓储堆放智能管理、数字煤厂、智能采制化装备等环节,解决库存盘点难、物流黑箱等问题,实现存储与运销过程中“不断链、不失真”,降低吨焦成本。
智能化应用落地显成效
焦化企业如何实现智能化?华泰永创(北京)科技股份有限公司副总工程师郑荷蕾表示,焦化企业的智能化离不开行业机理和生产设备数据,需依托“行业大数据+行业机理+行业大模型+通用大模型”路径,打造平台化、可迭代、低门槛的软件产品。
以干熄焦工艺为例,郑荷蕾介绍了AI在解决锅炉爆管及脱硫问题上的实际应用。对于新建项目,可通过旋风除尘技术等,从根本上解决锅炉爆管问题;对于已投产项目,则通过AI预测和炉内脱硫技术有效解决。其公司研发的HTZW-01干熄炉内脱硫智能装置,通过实时检测干熄炉放散气体SO2含量,实现脱硫剂的自动、均匀、稳定分布。该装置可不停产在线安装,实现年降成本约300万元(以年产100万吨焦化规模计算),降低炉内循环气体中SO2含量35%~55%,减少干熄焦炉外脱硫剂用量25%~45%。
中钢集团鞍山热能研究院有限公司煤资源事业部部长徐秀丽认为,焦化企业降低成本的关键在于“拓展炼焦煤源,深化对煤质的认识,并优化配煤结构”。她指出:“实现智慧配煤的前提是数据治理。我们有时需要花费3个月甚至更长时间为企业进行数据治理,剔除无效和失真的数据,为模型打下可靠基础。”
徐秀丽介绍,公司研发的智慧配煤软件建立了煤炭与焦炭的“资源身份证”系统,实现了全流程数据溯源。该软件通过机理研究与煤质“再认识”,可优化配煤预测,例如采用贫煤+肥煤替代焦煤与瘦煤,焦煤替代高价肥煤与瘦煤,降低配煤成本约40元/吨。
“配煤不应仅限于最终的比例调整,而应覆盖从煤源选择、采购、进厂、存储到配煤的完整链条。”王岩认为,通过构建成本最优、质量最优的智能配煤系统,企业可应对煤质波动大,配煤成本高、焦炭质量预测不准、数据价值未释放等挑战,真正实现从“经验炼焦”到“科学炼焦”的转变。
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