宝钢湛江全厂水系统整体解决方案

时间:2017/9/14 来源: 中冶赛迪集团



在湛江钢铁,中冶赛迪通过“三滴水 一粒盐 水集控”的水资源全生命周期系统解决方案,集成环保、智能化、大数据技术,完成了钢厂吨钢耗用新水量在国内同类钢厂最低、废水零排放、业内首创水处理智能加药、全厂水系统集中智慧管控等多项创举,书写了钢铁企业绿色发展的范本。

总体设计:贯彻绿色理念,打造“会呼吸的钢铁”


中冶赛迪自湛江钢铁规划设计起,就全面贯彻宝钢绿色发展理念,发挥60余年丰富的工程技术经验,为湛钢提供订制化的水系统整体解决方案。

一直以来,钢铁企业都是庞大的用水和排污大户。用水治水是个系统工程。湛江钢铁在2005年选址东海岛时,最大的淡水资源就是岛上的红星水库,这是东海岛的生命之源,虽然辽阔,但库容有限,无法满足千万吨级钢铁企业的生产需要,建设者们也不愿与民争水。

根据湛江沿海、淡水资源匮乏、雨水资源丰富等特点,中冶赛迪和湛江钢铁一道,独具特色地提出向自然界“借三滴水”的理念。落实在具体实践中,一是在东海岛东北面的鉴江拦河筑坝,通过2条输水管道,穿越南三河和广州湾,途经40公里向大地借来第一滴水,解决湛钢生产34%的用水;二是将湛钢厂区以及周边30平方公里范围的雨水收集到湛钢东侧的120万立方米安全水池,每年可收集雨水1100~1600万立方米,相当于1个西湖的水量,解决湛钢生产40%的用水,每年节约用水成本3000万元,这是向天上借来的第二滴水;三是利用发电厂的乏汽,用低温多效海水淡化工艺生产纯水,实现水电联产,向大海借来第三滴水,解决了余下的26%淡水需求。这一“三水联供”的解决方案,使湛钢吨钢耗水从5.17m3逐步降到3.19m3。

源于对环境保护的使命感,源于不负湛钢重托的责任感,更源于信息时代对新技术不倦的追求,中冶赛迪设计师精雕细琢,地下纵横交错近20种上千公里的给排水管道、中央水厂上千套运行良好的水处理设备、屹立在沙滩边的深海排放稳压塔……将“三滴水”用得高效、用到极致。在“三滴水”变成“一粒盐”之前,也是将排进深海的废水处理得大海也愿意接纳,使湛钢水系统成为“会呼吸的钢铁”的重要组成部分。

湛江钢铁各单元生产过程中产生的污废水,均通过中央水厂进行处理,并回到各生产单元循环使用。为了实现全厂废水零排放,湛钢不断自我加压,提出不向大海排放一滴水的高标准,从2017开始,中冶赛迪与湛江钢铁一道,结合生产数据,反复研究论证,最终确定了消纳与提盐相结合的生产废水零排放工艺流程。2019年9月30日,湛江钢铁外排水综合利用项目顺利投产,原来排海的浓盐水全部通过MVR蒸发结晶提盐,打通了废水零排放的“最后一公里”。

全厂水集控:零排放的智慧大脑

在完善废水零排放工艺流程的同时,中冶赛迪还为湛江钢铁打造了世界首创的“水控中心”,将原本分散在全厂数十个孤立的系统、16万个数据点全部集中到水系统大数据平台,并利用大数据智能化技术,对数据进行高效集成应用、全流程实时管控,建设全厂水系统管控中心,大幅提高了劳动效率,实现系统减量,避免废水排放,降低生产成本。最终,“三滴水、一粒盐、水集控”成为了湛钢水系统的闪亮名片。

 在此之前,湛江钢铁在高效管理模式上做过很多探索,但很难做到真正零排放。因为水系统分布在全厂,水质、水量与铁、钢、轧生产紧密相关,一旦出现异常工况,供水或者回水都容易出现过量或不足。由于操作工、调度员分布在全厂数十个操作室,难以做到高效联动。同时,全厂各类信息系统彼此形成孤岛,虽然有通讯接口,但绝大部分数据仍然沉睡在各自系统内,无法有效支撑水量的动态匹配。这个问题困扰着湛江钢铁,同时也困扰着整个钢铁行业。

中冶赛迪结合多年智能化大数据研发与产业结合的实践经验,根据湛江钢铁实际情况,创造性地提出了“数据穿透系统、流程穿透组织”的设计理念,彻底打破原有架构,让系统与流程匹配,让信息与水流耦合。具体而言,就是将原来分布在全厂数十多套独立系统的16万点数据、数百个摄像头,通过中冶赛迪自主研发的CISDigital工业互联网平台,汇聚到水系统大数据中心,通过Q-Touch系统实现“全厂水量一张表、生产监控一张图”,利用Segma人工智能算法、智能加药系统、“轻推”智能创新平台等,建立“集-散联动”技术体系,将分散作业与集中作业高效集成,将全部远程操作和管控调度都纳入到一个房间。

经过中冶赛迪与湛钢134个日夜的共同奋战,湛钢全厂水系统智慧管控中心于2019年10月1日正式投入运行。一网一台一图一表一屋,集成了工艺、管理和数据,形成高度融合的CPS系统,创造了钢铁厂水系统全新的“操、控、管”一体化模式。

湛江钢铁将原来分散在各处的15个操作室以及水道调度都整合到“水控中心”,实现全厂水系统远距离大规模集中操控,打通了“取水制备-供给输送-循环利用-废水排放-处理回用”各环节的信息流,打破了组织边界和绩效隔阂,“人-人”跨层级沟通、“机-机”跨系统闭环、“人-机”跨工序互联。随着系统和岗位的集中融合,生产管控从以前独自追求局部最优,到现在集体追求全局最优,全流程的“跑冒滴漏”一图掌控,水量平衡一表呈现,用水治水的效率和效果均得到根本性提高。