此前，工信部在9月份印發(fā)《建材工業(yè)智能制造數(shù)字轉(zhuǎn)型行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》，目標(biāo)到2023年修訂30項(xiàng)以上建材行業(yè)智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確指出要促進(jìn)水泥行業(yè)生產(chǎn)方式的自動(dòng)化、智能化、無人化變革。
未來的水泥工業(yè)要實(shí)現(xiàn)智能化，需要的不僅僅是裝備升級(jí)、線控系統(tǒng)升級(jí)、專家優(yōu)化系統(tǒng)升級(jí)，更重要的是利用大數(shù)據(jù)資源，推進(jìn)生產(chǎn)及業(yè)務(wù)決策的智能化升級(jí)，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)決策。未來的水泥工廠將不再是一個(gè)完全依賴于人組織生產(chǎn)的工廠，而是一個(gè)擁有自我思維能力，自我糾錯(cuò)能力，自我學(xué)習(xí)能力的“巨型機(jī)器人”。
但目前，水泥行業(yè)的智能化之路仍面臨著一些挑戰(zhàn)，其中，如何最大化地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、安全穩(wěn)產(chǎn)都是傳統(tǒng)水泥行業(yè)生產(chǎn)面臨的痛點(diǎn)。
以熟料燒成環(huán)節(jié)為例，過去在生產(chǎn)過程中，窯操作員往往需要同時(shí)觀察多達(dá)上百個(gè)工藝參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化，不僅要在數(shù)秒內(nèi)迅速做出判斷，還得通過計(jì)算機(jī)給出正確的調(diào)節(jié)指令，這項(xiàng)工作對(duì)窯操作員的技能、體力和精力都是巨大的考驗(yàn)。種種人為因素的限制使得水泥窯的連續(xù)最優(yōu)運(yùn)行無法保證，最終導(dǎo)致低消耗高產(chǎn)出。
過去，祁連山水泥集團(tuán)旗下漳縣祁連山水泥有限公司就在生產(chǎn)中面臨著這樣的困難，而施耐德電氣依托先進(jìn)的EcoStruxure架構(gòu)，提供了包括數(shù)字化咨詢與服務(wù)、APC先進(jìn)過程控制系統(tǒng)、EMS能源管理系統(tǒng)在內(nèi)的軟硬件一體化的整體解決方案，使得漳縣祁連山水泥在降本、節(jié)能、提質(zhì)方面均取得了顯著成果。
據(jù)了解，在漳縣祁連山水泥有限公司剛剛開始推行APC的時(shí)候，有位基層管理人員對(duì)該系統(tǒng)并不完全信任，害怕投用之后會(huì)面臨風(fēng)險(xiǎn)?？墒窃跉v經(jīng)重重考驗(yàn)之后，這位管理人員早已完全放下心來。如今，依靠這套系統(tǒng)，他的工作強(qiáng)度大大降低。
漳縣祁連山水泥有限公司高級(jí)主任工程師程俊生表示：“我們是西北水泥行業(yè)第一家部署水泥窯APC系統(tǒng)的企業(yè)，只用了半年的時(shí)間就一次性投運(yùn)成功。施耐德電氣的APC系統(tǒng)幫助我們合理優(yōu)化水泥窯操作參數(shù)，通過數(shù)據(jù)分析，建立預(yù)測(cè)模型，達(dá)到少人操作。使熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降1公斤以上，熟料工序電耗下降0.7度/噸;出窯熟料游離氧化鈣合格率達(dá)85%以上，標(biāo)準(zhǔn)偏差下降了10%以上，熟料強(qiáng)度穩(wěn)中有升;三年來，APC系統(tǒng)在線率高達(dá)99%以上，沒有發(fā)生過任何誤操作導(dǎo)致的失控狀態(tài)。”
此外，水泥生產(chǎn)是建材行業(yè)的能耗之王，水泥的能耗約占全球能源消耗的2%，二氧化碳排放量占全球碳排放的5%，水泥生產(chǎn)總成本的60%以上都是能源消耗，如果能在節(jié)能減排方面實(shí)現(xiàn)方案落地，就能幫助企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。
然而，很多水泥企業(yè)雖然“有心”進(jìn)行能耗管理，但卻“無力”發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的點(diǎn)藏在哪里。甘肅祁連山水泥集團(tuán)股份有限公司下屬宏達(dá)建材有限責(zé)任公司發(fā)現(xiàn)，其能效管理路上的最大障礙之一就是能源使用情況的不透明，過去公司管理層明明知道設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，卻無法實(shí)時(shí)獲悉設(shè)備的運(yùn)行工況并在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)。
而施耐德電氣EMS能源管理系統(tǒng)既能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)水、電、煤、氣等能源的實(shí)時(shí)消耗量，又能隨時(shí)掌握和能耗相關(guān)的原料使用和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，從而助力工廠管理者識(shí)別和挖掘生產(chǎn)過程中的節(jié)能契機(jī)，做出正確決策。
“施耐德電氣的能源管理系統(tǒng)在很大程度上完善了企業(yè)能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完備性，為全面提升企業(yè)的能效管理水平奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)投運(yùn)后，我們工廠最好的單月熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低到了100公斤/噸以下，2019年降低電費(fèi)453.6萬元。”宏達(dá)建材有限責(zé)任公司副總經(jīng)理常占新說，“EMS能源管理系統(tǒng)不只是一項(xiàng)工具，更為重要的是，它把先進(jìn)的、成熟的能效管理理念引入到了我們生產(chǎn)的方方面面，讓我們能夠從節(jié)能、綠色的角度去重新思考這個(gè)行業(yè)。施耐德電氣的能源管理系統(tǒng)還促成了我們公司水泥窯的模塊化生產(chǎn)、精細(xì)化操作，水泥窯日產(chǎn)突破6200噸，低堿、核電工程用硅酸鹽水泥進(jìn)入新京高速、四零四核電工程河西重點(diǎn)工程項(xiàng)目。”
事實(shí)上，早在多年前，作為國(guó)際電氣業(yè)巨頭的施耐德電氣就提出了水泥生產(chǎn)的數(shù)字化升級(jí)方案，依托其基于物聯(lián)網(wǎng)的新一代EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)，提供過程監(jiān)控系統(tǒng)、窯磨專家優(yōu)化控制系統(tǒng)、能源監(jiān)控和信息系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、設(shè)備管理和狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、企業(yè)資產(chǎn)管理等水泥生產(chǎn)管理的解決方案，為水泥企業(yè)無縫、低成本、大規(guī)模地實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)提供了可能。
截止目前，施耐德電氣已經(jīng)為中聯(lián)水泥、祁連山水泥、金隅水泥等國(guó)內(nèi)水泥巨頭提供數(shù)字化生產(chǎn)解決方案。
“我國(guó)現(xiàn)有的試點(diǎn)示范型智能水泥生產(chǎn)線約有10條，其智能化程度都遠(yuǎn)沒有達(dá)到100%，平均約為30%左右。”丹麥?zhǔn)访芩?中國(guó))公司高級(jí)技術(shù)顧問、英國(guó)ICR《國(guó)際水泥評(píng)論》雜志亞太區(qū)高級(jí)編審、中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問高長(zhǎng)明表示，2020年我國(guó)已決定新建和在建的水泥生產(chǎn)線有20條，其中有4-5條是日產(chǎn)萬噸線，其他的均為5000噸/天以上線，這些新線都將在2023年以前投產(chǎn)，其中大部分都將進(jìn)入智能水泥廠的行列。
“所以近兩、三年內(nèi)，我國(guó)需要完善和新建的智能水泥廠就有30項(xiàng)以上，市場(chǎng)需求十分可觀，假如每項(xiàng)的投資平均按1.0億-1.5億元計(jì)，則總投資將達(dá)30億-45億元。”高長(zhǎng)明稱。
頭豹研究院在《水泥研究——“互聯(lián)網(wǎng)+”助力水泥智能化發(fā)展》報(bào)告中指出，未來中國(guó)水泥行業(yè)銷售收入將持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)將在2022年突破11809.3億元，發(fā)展前景廣闊。根據(jù)沙利文數(shù)據(jù)測(cè)算，預(yù)計(jì)亞太地區(qū)未來10年間的基礎(chǔ)設(shè)施投資需求將達(dá)到50.0萬億元，如按每?jī)|元投資消耗一萬噸水泥計(jì)算，亞太地區(qū)平均每年將帶動(dòng)水泥消費(fèi)量為5.0億噸。
水泥需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)，也將帶動(dòng)水泥企業(yè)數(shù)字化升級(jí)的需求增長(zhǎng)。隨著5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在垂直行業(yè)的推進(jìn)，越來越多的水泥企業(yè)意識(shí)到智能制造是水泥工業(yè)由大變強(qiáng)的必由之路，是水泥企業(yè)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的必走之路，傳統(tǒng)水泥行業(yè)對(duì)智能化升級(jí)的需求越發(fā)迫切，針對(duì)水泥產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化解決方案也將迎來更為廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)空間。
