鋼鐵行業智慧環保系統方案

2024/05/17 分類:企業無組織城市空氣應用場景 822 0

鋼鐵行業智慧環保系統方案

概述

1.1項目背景

2018年，隨著生態文明寫入憲法，環境保護和綠色生態已經成為中國下一個五年的重要國策，作為鋼鐵出口大國，鋼鐵工業一直是我國環保減排的主力，預計整體廢氣排放量占工業廢氣排放量比例約8%。新世紀以來的十幾年間，我國鋼鐵工業迅猛發展，粗鋼產量快速增加，常年位居世界第一，2014年粗鋼產量達8.23億噸，約占世界粗鋼產量的49.5%；2016年我國累計出口鋼材1.08億噸，連續兩年突破一億噸，出口地區遍布東盟、中東、韓國、美國等地區與國家。與此同時，帶來的污染也不容小覷，根據2015年環境統計年報報道，鋼業行業二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放量分別為 173.6 萬噸、104.3 萬噸、357.2 萬噸，占重點調查工業企業排放量的比例分別為 12.4%、9.6%、32.2%。面對鋼鐵行業污染的居高不下，環境保護部于2012年10月1日頒布實施了八項鋼鐵行業污染物排放新標準，大幅提高煙塵和二氧化硫的排放限值，新增了氮氧化物、二惡英等污染物的排放限值，全行業顆粒物排放濃度從目前的100mg/m3~150mg/m3調整為20mg/m3~80mg/m3，現有燒結機二氧化硫排放濃度從目前的2000mg/m3降低為600mg/m3，新建燒結機二氧化硫排放濃度限值為200mg/m3、氮氧化物排放濃度為300mg/m3.并對焦化行業產生的苯、氰化氫、酚類以及多環芳烴（PAHs）等對人體健康危害嚴重的有毒有害物質進行了嚴格控制。

1.2項目目標

鋼鐵行業“長流程”工藝規模龐大、碳排放量大，產能總體過剩，面對日益嚴苛的環保要求，本案計劃全面建設監測系統，建成覆蓋鐵前、煉鋼、軋鋼、動力等全工序的環保數據平臺，將結構化、非結構化的各類環境數據資源以標準化方法進行集成整合，實現統一編碼、分類存儲、智慧關聯，實時交換、有效共享，形成數據集中的大數據資源池，支持與信息化系統的接口功能，實現WEB實時查詢與APP推送，達到生成全自動報表和實時數據展示的目的。

監測鋼鐵企業內部環境質量狀況、生產過程排污狀況；

定量分析企業排污與周邊環境質量的關聯性；

形成以環保達標為核心的生產輔助決策支持；

為每個排口建立污染源檔案，便于規范化管理；

建成企業大范圍的應急管理機制，形成環境污染事件和環境安全事件的快速發現和響應機制；

向政府和公眾公開各企業環境質量及排污信息，以便更好的促進企業綠色生產。

二、總體設計

根據污染物來源建立鋼鐵行業的智慧環保監控系統，采用單元網格管理法的方式，按照“網定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區域網格化智慧環保監控平臺，應用、整合多項智慧環保技術，在全面掌握、分析污染源排放的基礎之上，采用基于高斯算法模型進行開發。實時統計各監測點的監測設備數據，并根據各監測點的排放情況，來分析與推測區域內整體的排放情況。實現對區域整體監控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結合物聯網、智能采集系統、地理信息系統、動態圖表系統等先進技術，整合、共享、開發，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區域在線監測平臺，實現對控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節能減排方案提供可靠的數據信息和科學的輔助管理決策。

三、建設方案

3.1建設目標

在此項目中，我們旨在利用大氣在線監測系統、水質在線監測系統及污染源監測平臺對鋼鐵行業類企業進行全面監測，設立專屬的企業污染物排放管理檔案，實時監測企業污染狀況，及時發現疏漏節點，尋找最適合的治理技術，最終實現綠色生產的目的。

污染物產生環節與影響因素：

前期階段
序號	污染源名稱	排污節點	主要污染物	控制措施
1	原料堆場	原料堆放、裝卸	顆粒物	料場四周建設防風抑塵網，建設噴水抑塵裝置，或建設封閉原料庫
2	原料貯運	卸料、轉運	顆粒物	袋式除塵器
3	燃料及溶劑破碎	燃料及溶劑篩分、破碎及轉運	顆粒物	袋式除塵器
4	配料	溶劑、固體燃料、含鐵雜料及鐵精粉配料倉上、倉下落料、混合料轉運、一次混合室、除塵灰倉	粉塵	靜電除塵器
5	燒結設備	燒結料層抽風燒結	煙塵、SO2、NOX、氟化物、二噁英	靜電除塵器
6	燒結礦整粒篩分	一次篩分室、二次篩分室、成品轉運站	顆粒物	袋式除塵器
7	精粉原料堆場	原料堆放、裝卸	顆粒物	料場四周建設防風抑塵網，建設噴水抑塵裝置，或建設封閉原料庫
8	原煤堆存	原料堆放、裝卸	顆粒物	干煤棚，四周設置擋墻
9	煤粉制備	煤粉干燥	粉塵	袋式收粉器
10	膨潤土卸料	膨潤土料倉	顆粒物	袋式除塵器
11	物料干燥	烘干機	煙塵、SO2、NOX	袋式除塵器、濕式除塵器
12	焙燒及烘干廢氣	鏈篦機回轉窯	煙塵、SO2、NOX	靜電除塵器
13	球團礦卸料及轉運	球團礦環冷機落料、成品倉上落料、倉下卸料及轉運	顆粒物	袋式除塵器
轉爐煉鋼
序號	污染源名稱	排污節點	主要污染物	控制措施
1	混鐵爐	混鐵爐兌、出鐵口	顆粒物	袋式除塵器
2	散裝料上料轉運	散裝料系統卸料、上料、轉運、落料	顆粒物	袋式除塵器
3	折罐站	鐵水折罐站	顆粒物	袋式除塵器
4	鐵水預處理	鐵水預處理站	顆粒物	袋式除塵器
5	轉爐一次煙氣	轉爐吹煉	顆粒物、氟化物（塵氟）	OG濕法煤氣凈化回收設施、LT干法煤氣凈化回收設施
6	轉爐二次煙氣	轉爐投鋼鐵料、兌鐵水、出鋼及吹煉	顆粒物、氟化物（塵氟）	袋式除塵器
7	精煉爐	精煉爐	顆粒物、氟化物（塵氟）	袋式除塵器
8	中間包烘烤	中間包烘烤站	SO2、NOX	采用凈化后的轉爐煤氣或脫硫后的焦爐煤氣
9	鋼坯火焰切割	火焰切割機	顆粒物
電爐煉鋼
序號	污染源名稱	排污節點	主要污染物	控制措施
1	散裝料上料轉運	散裝料系統卸料、上料、轉運、落料	顆粒物	袋式除塵器
2	電爐煙氣	精煉爐	顆粒物、氟化物（塵氟）	袋式除塵器
3	精煉爐	精煉爐	顆粒物、氟化物（塵氟）	袋式除塵器
4	中間包烘烤	中間包烘烤站	顆粒物、SO2、NOX	采用凈化后的轉爐煤氣或脫硫后的焦爐煤氣
5	鋼坯火焰切割	火焰切割機	顆粒物
熱軋
序號	污染源名稱	排污節點	主要污染物	控制措施
1	加熱爐煙氣	加熱爐	煙塵、SO2、NOx	以脫硫后煤氣及天然氣為燃料，加熱爐設計中采用低氮氧化物燒嘴，二次燃燒技術
2	軋機、矯直機	精軋機、矯直機及其它	粉塵	塑燒板除塵技術；布袋除塵技術；濕式電除塵技術
3	礦槽、焦槽、轉運站	燒結礦、塊礦及焦炭槽上卸料、槽下篩分、稱量、落料點	顆粒物	袋式除塵器
4	煤粉制備站	噴煤制粉站原煤裝卸、磨煤、轉運落料	顆粒物	袋式除塵器
5	熱風爐	熱風爐	煙塵、SO2、NOx	燃用清潔燃料（如凈化后的高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣）
6	出鐵場煙氣	高爐出鐵口，主鐵溝及沙口、支鐵溝，渣溝、擺動流嘴	顆粒物	袋式除塵器
7	爐頂裝料	高爐爐頂	顆粒物	袋式除塵器
8	均壓放散	高爐爐頂	顆粒物、CO	旋風除塵器

3.2建設思路

結合實際與鋼鐵行業用戶需求分析理解，充分結合企業所在地環境狀況及信息化的基礎現狀，以高科技技術成果為基礎，進行有效采集；以政策和標準規范相結合的方式推動數據的統一匯聚，利用示范性推廣建設的方式穩步推動項目整體性建設，具體思路包括：

結合實際，有效規劃點位布設

合理規劃企業園區內的區域布局，結合污染排放節點，細化行業各點環境影響評價，在重點區域進行點位布設；同時需要結合地區的實際環境因素，在上、下風向口，廠界等地分別布設參照點位與監測點位，使實時監測數據具有合理性。

依照功能，配合使用監測設備

鋼鐵行業監測主要可分為大氣監測和水質監測兩種，依據產品不同的功能原理特性，將兩類產品配套使用，全面監測鋼鐵類企業的污染狀況。

分析現狀，構建統一的數據接入機制

目前各地政府相關部門均對環境問題尤為重視，建設了大量的系統平臺及監測設備，項目建設初期就需全面考慮，方便用戶后期的可能存在的擴展性建設，實現既兼容政府系統標準又滿足企業信息化標準的數據體系，建立從數據采集、數據存儲、數據編目、數據挖掘分析的全生命周期的大數據融合與管理流程。

整體規劃，實現大數據平臺落地

建設大數據平臺時充分借鑒國內其他大數據建設的經驗教訓，立足當地信息化建設的現狀，采用整體規劃、分布實施的建設思路，在規劃層面，建立大數據管理平臺，為企業大數據應用提供底層基礎數據支撐，最終實現大數據平臺的落地。

科學評估，結合模型實現靶向治理

在網格化精準監控及大數據分析的基礎上，構建高斯算法模型，進行有效、系統的動態源解析分析，掌握鋼鐵行業內不同環節、不同治理、不同區域的污染貢獻率，實現靶向治理。

一源一檔，依據監測結果完善企業環境管理服務

平臺的實時監測、歷史查詢、數據分析、系統管理等多項功能的有效使用，可實現企業環境檔案的電子化、歸一化綜合整理，基于污染源的全生命周期的變化，實現對所有與污染源相關信息的查詢、統計和分析，實現污染源從產生到消散全生命周期過程的“一源一檔”式管理，依據結果完善企業生產工藝、治理手段等相關服務體系。

四、系統概述

4.1煙氣在線監測系統

煙氣排放連續監測系統由顆粒物測量子系統、氣態污染物測量子系統、煙氣參數測量子系統、數據采集與分析子系統組成。通過直接測量分析（顆粒物）和抽取采樣方式（氣態污染物），測定煙氣中污染物濃度，同時測定煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流速、煙氣含氧量，排放量；顯示各監測參數的報表。

4.2微型空氣質量在線監測系統

微型空氣質量監測儀是一款用于室外空氣污染物實時、準確監測經濟型產品，采用泵吸式采樣方法，集成電化學氣體傳感器、激光散射法顆粒物傳感器、氣象傳感器等實現環境空氣質量自動監測，采樣過程具備加熱除濕裝置，提高數據準確性，為網格化平臺提供強大的數據基礎，可根據現場進行數據校正，確保數據具有最佳的可追溯性。

4.3國標法小型空氣監測系統

國標法小型空氣監測站是一款運用國標法，專業化在線監測大氣環境的小型儀器，全套系統集成顆粒物(PM10/PM2.5)、氣體(SO2/NOx/CO/O3)分析儀、超聲波氣象監測儀、數據采集器和中心站統計分析軟件等幾部分任意組合。分別監測空氣中各物質痕量污染物的濃度、顆粒物濃度、風向、風速、氣壓及溫濕度，并通過數據采集器對各項數據進行匯總、存儲、傳輸，在監控中心進行分析、展示。

4.4水質在線監測系統

水污染源在線監測系統由水質分析儀、綜合控制傳輸系統、水泵、預處理裝置等相關附屬設施構成。主要功能是對現場設備進行監控，對水質進行分析檢測，將監測到的相關數據通過網絡傳輸到遠程服務器上。

4.4污染源監控平臺

（1）污染源監控系統平臺

污染源監控平臺為一套符合環保局需求的規范化、智能化、高效化的信息化系統。運用信息技術、物聯網技術、數據挖掘、空間信息技術和通訊技術等對污染行為、污染因子高效管控，對環境保護的各類信息進行深入挖掘與分析，突破單純的物理世界空間的概念，進行全面立體感知，資源優化整合，全面建立集“動態立體感知、遠程移動應用、智能信息管理、智慧決策應用”為一體的環保服務平臺，最終以更智慧的方式保護全市人民的生態居行，服務經濟、確保安全，為環境信息化建設突破當前困局、為實現“智慧環保”做出前瞻性的探索和實踐，持續推進“轉型升級、新型城市化、生態文明”建設。

（2）微信公眾號推送

微信公眾號則為系統的另一個功能特點，在公眾號上直接查看推送信息以及監控視頻，隨時隨地掌握現場情況。

4.6大屏幕顯示系統

大屏幕部署于環保大樓1層，用于環境監測數據的綜合展示與應急作戰指揮。大屏幕顯示系統用于處理和顯示數字化視頻圖像、高分辨率的電子地圖和計算機信號，各類視頻、圖像等信號均可以任意在全屏范圍內無級縮放、移動、疊加靈活顯示。同時操作員站計算機可生成任意高分辨率圖像，在顯示墻上全部快速顯示，在顯示墻上可以將監控指揮中心每一臺網絡計算機顯示器上受分辨率限制看不見的信息通過網絡快速傳輸到拼墻完全顯示出來，供監控指揮中心工作人員直觀的掌握全面信息，同時不影響用戶電腦的正常工作。