水泥企业利用数字化技术实现碳减排的具体案例
发布时间：2024-11-20 16:03:52浏览次数：
- 企业背景与目标：该企业是一家在国内具有重要影响力的水泥生产企业，随着行业对碳减排要求的不断提高，企业设定了在三年内将单位产品碳排放降低 15% 的目标。
- 数字化技术应用举措：
- 建立大数据平台：企业首先搭建了一个涵盖生产全流程数据的大数据平台。在石灰石开采、运输环节，通过安装在运输车辆和矿山设备上的传感器，收集石灰石的品质数据（如碳酸钙含量、杂质比例等）、开采量以及运输距离等信息；在水泥生产车间，对各个设备（如水泥窑、磨机等）的运行参数（包括温度、压力、转速、能耗等）进行实时采集；在能源供应方面，收集电力、热力等能源的消耗数据以及来源信息。
- 数据分析与建模：利用大数据分析技术，对收集到的海量数据进行深度挖掘。通过分析石灰石品质与水泥窑煅烧参数的关系，建立了石灰石分解最佳效率模型，根据不同批次石灰石的具体情况，精准预测并调整水泥窑的煅烧温度、通风量等关键参数，确保石灰石分解过程的高效节能，减少因煅烧不充分导致的额外碳排放。同时，分析能源消耗数据与生产负荷的关系，建立能源消耗预测模型，以便提前合理调配能源，避免能源浪费。
- 智能控制系统部署：基于数据分析结果，企业开发并部署了智能控制系统。该系统能够实时监测生产过程中的各项数据，并与预设的最佳参数模型进行对比。一旦发现数据异常或偏离最佳参数范围，系统会自动发出警报并调整相应设备的运行参数。例如，当水泥窑的温度偏离最佳煅烧温度时，系统会自动调节燃料供应量和通风量，使温度迅速恢复到最佳范围，确保生产过程的稳定高效，从而降低因生产波动导致的能源消耗增加和碳排放上升。
- 碳减排成效：通过上述数字化技术的应用，该企业在一年内就实现了单位产品碳排放降低 8% 的显著成效。在石灰石分解环节，由于精准控制了煅烧参数，二氧化碳排放量较之前减少了约 10%；在能源管理方面，通过智能调配能源，企业的电力消耗降低了 6%，热力消耗降低了 5%，综合起来为碳减排做出了重要贡献。
- 企业情况与减排需求：这是一家中型水泥企业，面临着日益严格的环保政策和市场竞争压力，希望通过技术创新实现碳减排，提升企业的竞争力和可持续发展能力。
- 数字化技术应用措施：
- 人工智能算法应用于质量控制：企业引入人工智能算法用于水泥产品质量控制。在水泥生产过程中，通过安装在各个环节的传感器收集大量数据，包括原材料配比、设备运行状态、环境温湿度等。利用人工智能算法对这些数据进行分析，建立了水泥产品质量预测模型。根据实时采集的数据，模型可以提前预测产品质量是否会出现问题，如强度不足、安定性不良等。如果预测到质量问题，系统会自动调整原材料配比或设备运行参数，确保产品质量的稳定。这样可以避免因产品质量不合格而导致的返工、报废等情况，减少了因生产浪费带来的额外碳排放。
- AI 优化生产调度：运用人工智能技术优化生产调度也是该企业的一项重要举措。通过分析历史生产数据、订单需求、设备维护计划等多方面信息，建立了生产调度优化模型。该模型可以根据实时订单情况、设备可用性以及原材料库存等因素，自动生成最优的生产计划和设备运行安排。例如，在满足订单需求的前提下，合理安排水泥窑的开机时间和运行时长，避免设备空转或过度运行，提高了设备的利用效率，降低了能源消耗和碳排放。
- 减排成果呈现：经过一段时间的实践，该企业在产品质量稳定性方面有了明显提升，产品不合格率从原来的 5% 降低到了 2%。在碳减排方面，通过减少生产浪费和优化生产调度，单位产品碳排放降低了约 6%，能源消耗也有显著下降，电力消耗降低了 4%，为企业带来了良好的经济效益和环境效益。
- 集团概况与减排目标：某水泥集团旗下拥有多家水泥生产企业，为了应对行业碳减排趋势，集团制定了整体的碳减排计划，目标是在五年内将集团整体碳排放强度降低 20%。
- 数字化技术应用方案：
- 构建数字化能源管理系统：集团统一构建了数字化能源管理系统，该系统覆盖了旗下所有水泥企业的生产设施和能源供应环节。通过在各个企业的水泥窑、磨机、风机等主要耗能设备上安装智能电表、流量计等监测设备，实时采集能源消耗数据，并将其传输到集团的能源管理中心。
- 能源数据深度分析与可视化展示：在能源管理中心，利用数据分析软件对采集到的能源数据进行深度分析。通过分析不同企业、不同设备之间的能源消耗差异，找出能源浪费的环节和原因。同时，将能源数据进行可视化展示，以图表、图形等形式直观地呈现给管理人员，便于他们快速了解能源消耗情况和碳排放在各企业、各设备上的分布情况。
- 基于数据的能源优化策略制定：根据能源数据的分析结果，集团制定了一系列基于数据的能源优化策略。例如，针对部分企业水泥窑的高能耗问题，通过调整窑炉的燃烧方式、优化通风系统等措施，降低了窑炉的能源消耗；对于一些企业风机的不合理运行导致的能源浪费，通过调整风机的转速、更换合适的风机型号等方式，提高了风机的运行效率。这些能源优化策略都是基于对能源数据的精准分析而制定的，具有很强的针对性和可操作性。
- 碳减排效益评估：通过实施数字化能源管理系统和相关能源优化策略，集团在三年内就实现了整体碳排放强度降低 12% 的良好成绩。其中，各企业水泥窑的能源消耗平均降低了 8%，风机等辅助设备的能源消耗平均降低了 6%，为集团实现碳减排目标奠定了坚实的基础。
这些案例充分展示了水泥企业通过不同的数字化技术应用途径，在碳减排方面取得了显著成效，为行业内其他企业提供了有益的借鉴。
