钢铁行业智慧环保系统方案

2024/05/17 分类:企业无组织城市空气应用场景 656 0

钢铁行业智慧环保系统方案

概述

1.1项目背景

2018年，随着生态文明写入宪法，环境保护和绿色生态已经成为中国下一个五年的重要国策，作为钢铁出口大国，钢铁工业一直是我国环保减排的主力，预计整体废气排放量占工业废气排放量比例约8%。新世纪以来的十几年间，我国钢铁工业迅猛发展，粗钢产量快速增加，常年位居世界第一，2014年粗钢产量达8.23亿吨，约占世界粗钢产量的49.5%；2016年我国累计出口钢材1.08亿吨，连续两年突破一亿吨，出口地区遍布东盟、中东、韩国、美国等地区与国家。与此同时，带来的污染也不容小觑，根据2015年环境统计年报报道，钢业行业二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放量分别为 173.6 万吨、104.3 万吨、357.2 万吨，占重点调查工业企业排放量的比例分别为 12.4%、9.6%、32.2%。面对钢铁行业污染的居高不下，环境保护部于2012年10月1日颁布实施了八项钢铁行业污染物排放新标准，大幅提高烟尘和二氧化硫的排放限值，新增了氮氧化物、二恶英等污染物的排放限值，全行业颗粒物排放浓度从目前的100mg/m3~150mg/m3调整为20mg/m3~80mg/m3，现有烧结机二氧化硫排放浓度从目前的2000mg/m3降低为600mg/m3，新建烧结机二氧化硫排放浓度限值为200mg/m3、氮氧化物排放浓度为300mg/m3.并对焦化行业产生的苯、氰化氢、酚类以及多环芳烃（PAHs）等对人体健康危害严重的有毒有害物质进行了严格控制。

1.2项目目标

钢铁行业“长流程”工艺规模庞大、碳排放量大，产能总体过剩，面对日益严苛的环保要求，本案计划全面建设监测系统，建成覆盖铁前、炼钢、轧钢、动力等全工序的环保数据平台，将结构化、非结构化的各类环境数据资源以标准化方法进行集成整合，实现统一编码、分类存储、智慧关联，实时交换、有效共享，形成数据集中的大数据资源池，支持与信息化系统的接口功能，实现WEB实时查询与APP推送，达到生成全自动报表和实时数据展示的目的。

监测钢铁企业内部环境质量状况、生产过程排污状况；

定量分析企业排污与周边环境质量的关联性；

形成以环保达标为核心的生产辅助决策支持；

为每个排口建立污染源档案，便于规范化管理；

建成企业大范围的应急管理机制，形成环境污染事件和环境安全事件的快速发现和响应机制；

向政府和公众公开各企业环境质量及排污信息，以便更好的促进企业绿色生产。

二、总体设计

根据污染物来源建立钢铁行业的智慧环保监控系统，采用单元网格管理法的方式，按照“网定格、格定责、责定人”的理念，建立“横向到边、纵向到底”的区域网格化智慧环保监控平台，应用、整合多项智慧环保技术，在全面掌握、分析污染源排放的基础之上，采用基于高斯算法模型进行开发。实时统计各监测点的监测设备数据，并根据各监测点的排放情况，来分析与推测区域内整体的排放情况。实现对区域整体监控，污染物扩散趋势推算，排放源解析等功能，同时结合物联网、智能采集系统、地理信息系统、动态图表系统等先进技术，整合、共享、开发，建立全面化、精细化、信息化、智能化的区域在线监测平台，实现对控制污染源无组织排放，减少大气污染等综合管理，为制定节能减排方案提供可靠的数据信息和科学的辅助管理决策。

三、建设方案

3.1建设目标

在此项目中，我们旨在利用大气在线监测系统、水质在线监测系统及污染源监测平台对钢铁行业类企业进行全面监测，设立专属的企业污染物排放管理档案，实时监测企业污染状况，及时发现疏漏节点，寻找最适合的治理技术，最终实现绿色生产的目的。

污染物产生环节与影响因素：

前期阶段
序号	污染源名称	排污节点	主要污染物	控制措施
1	原料堆场	原料堆放、装卸	颗粒物	料场四周建设防风抑尘网，建设喷水抑尘装置，或建设封闭原料库
2	原料贮运	卸料、转运	颗粒物	袋式除尘器
3	燃料及溶剂破碎	燃料及溶剂筛分、破碎及转运	颗粒物	袋式除尘器
4	配料	溶剂、固体燃料、含铁杂料及铁精粉配料仓上、仓下落料、混合料转运、一次混合室、除尘灰仓	粉尘	静电除尘器
5	烧结设备	烧结料层抽风烧结	烟尘、SO2、NOX、氟化物、二噁英	静电除尘器
6	烧结矿整粒筛分	一次筛分室、二次筛分室、成品转运站	颗粒物	袋式除尘器
7	精粉原料堆场	原料堆放、装卸	颗粒物	料场四周建设防风抑尘网，建设喷水抑尘装置，或建设封闭原料库
8	原煤堆存	原料堆放、装卸	颗粒物	干煤棚，四周设置挡墙
9	煤粉制备	煤粉干燥	粉尘	袋式收粉器
10	膨润土卸料	膨润土料仓	颗粒物	袋式除尘器
11	物料干燥	烘干机	烟尘、SO2、NOX	袋式除尘器、湿式除尘器
12	焙烧及烘干废气	链篦机回转窑	烟尘、SO2、NOX	静电除尘器
13	球团矿卸料及转运	球团矿环冷机落料、成品仓上落料、仓下卸料及转运	颗粒物	袋式除尘器
转炉炼钢
序号	污染源名称	排污节点	主要污染物	控制措施
1	混铁炉	混铁炉兑、出铁口	颗粒物	袋式除尘器
2	散装料上料转运	散装料系统卸料、上料、转运、落料	颗粒物	袋式除尘器
3	折罐站	铁水折罐站	颗粒物	袋式除尘器
4	铁水预处理	铁水预处理站	颗粒物	袋式除尘器
5	转炉一次烟气	转炉吹炼	颗粒物、氟化物（尘氟）	OG湿法煤气净化回收设施、LT干法煤气净化回收设施
6	转炉二次烟气	转炉投钢铁料、兑铁水、出钢及吹炼	颗粒物、氟化物（尘氟）	袋式除尘器
7	精炼炉	精炼炉	颗粒物、氟化物（尘氟）	袋式除尘器
8	中间包烘烤	中间包烘烤站	SO2、NOX	采用净化后的转炉煤气或脱硫后的焦炉煤气
9	钢坯火焰切割	火焰切割机	颗粒物
电炉炼钢
序号	污染源名称	排污节点	主要污染物	控制措施
1	散装料上料转运	散装料系统卸料、上料、转运、落料	颗粒物	袋式除尘器
2	电炉烟气	精炼炉	颗粒物、氟化物（尘氟）	袋式除尘器
3	精炼炉	精炼炉	颗粒物、氟化物（尘氟）	袋式除尘器
4	中间包烘烤	中间包烘烤站	颗粒物、SO2、NOX	采用净化后的转炉煤气或脱硫后的焦炉煤气
5	钢坯火焰切割	火焰切割机	颗粒物
热轧
序号	污染源名称	排污节点	主要污染物	控制措施
1	加热炉烟气	加热炉	烟尘、SO2、NOx	以脱硫后煤气及天然气为燃料，加热炉设计中采用低氮氧化物烧嘴，二次燃烧技术
2	轧机、矫直机	精轧机、矫直机及其它	粉尘	塑烧板除尘技术；布袋除尘技术；湿式电除尘技术
3	矿槽、焦槽、转运站	烧结矿、块矿及焦炭槽上卸料、槽下筛分、称量、落料点	颗粒物	袋式除尘器
4	煤粉制备站	喷煤制粉站原煤装卸、磨煤、转运落料	颗粒物	袋式除尘器
5	热风炉	热风炉	烟尘、SO2、NOx	燃用清洁燃料（如净化后的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气）
6	出铁场烟气	高炉出铁口，主铁沟及沙口、支铁沟，渣沟、摆动流嘴	颗粒物	袋式除尘器
7	炉顶装料	高炉炉顶	颗粒物	袋式除尘器
8	均压放散	高炉炉顶	颗粒物、CO	旋风除尘器

3.2建设思路

结合实际与钢铁行业用户需求分析理解，充分结合企业所在地环境状况及信息化的基础现状，以高科技技术成果为基础，进行有效采集；以政策和标准规范相结合的方式推动数据的统一汇聚，利用示范性推广建设的方式稳步推动项目整体性建设，具体思路包括：

结合实际，有效规划点位布设

合理规划企业园区内的区域布局，结合污染排放节点，细化行业各点环境影响评价，在重点区域进行点位布设；同时需要结合地区的实际环境因素，在上、下风向口，厂界等地分别布设参照点位与监测点位，使实时监测数据具有合理性。

依照功能，配合使用监测设备

钢铁行业监测主要可分为大气监测和水质监测两种，依据产品不同的功能原理特性，将两类产品配套使用，全面监测钢铁类企业的污染状况。

分析现状，构建统一的数据接入机制

目前各地政府相关部门均对环境问题尤为重视，建设了大量的系统平台及监测设备，项目建设初期就需全面考虑，方便用户后期的可能存在的扩展性建设，实现既兼容政府系统标准又满足企业信息化标准的数据体系，建立从数据采集、数据存储、数据编目、数据挖掘分析的全生命周期的大数据融合与管理流程。

整体规划，实现大数据平台落地

建设大数据平台时充分借鉴国内其他大数据建设的经验教训，立足当地信息化建设的现状，采用整体规划、分布实施的建设思路，在规划层面，建立大数据管理平台，为企业大数据应用提供底层基础数据支撑，最终实现大数据平台的落地。

科学评估，结合模型实现靶向治理

在网格化精准监控及大数据分析的基础上，构建高斯算法模型，进行有效、系统的动态源解析分析，掌握钢铁行业内不同环节、不同治理、不同区域的污染贡献率，实现靶向治理。

一源一档，依据监测结果完善企业环境管理服务

平台的实时监测、历史查询、数据分析、系统管理等多项功能的有效使用，可实现企业环境档案的电子化、归一化综合整理，基于污染源的全生命周期的变化，实现对所有与污染源相关信息的查询、统计和分析，实现污染源从产生到消散全生命周期过程的“一源一档”式管理，依据结果完善企业生产工艺、治理手段等相关服务体系。

四、系统概述

4.1烟气在线监测系统

烟气排放连续监测系统由颗粒物测量子系统、气态污染物测量子系统、烟气参数测量子系统、数据采集与分析子系统组成。通过直接测量分析（颗粒物）和抽取采样方式（气态污染物），测定烟气中污染物浓度，同时测定烟气温度、烟气压力、烟气流速、烟气含氧量，排放量；显示各监测参数的报表。

4.2微型空气质量在线监测系统

微型空气质量监测仪是一款用于室外空气污染物实时、准确监测经济型产品，采用泵吸式采样方法，集成电化学气体传感器、激光散射法颗粒物传感器、气象传感器等实现环境空气质量自动监测，采样过程具备加热除湿装置，提高数据准确性，为网格化平台提供强大的数据基础，可根据现场进行数据校正，确保数据具有最佳的可追溯性。

4.3国标法小型空气监测系统

国标法小型空气监测站是一款运用国标法，专业化在线监测大气环境的小型仪器，全套系统集成颗粒物(PM10/PM2.5)、气体(SO2/NOx/CO/O3)分析仪、超声波气象监测仪、数据采集器和中心站统计分析软件等几部分任意组合。分别监测空气中各物质痕量污染物的浓度、颗粒物浓度、风向、风速、气压及温湿度，并通过数据采集器对各项数据进行汇总、存储、传输，在监控中心进行分析、展示。

4.4水质在线监测系统

水污染源在线监测系统由水质分析仪、综合控制传输系统、水泵、预处理装置等相关附属设施构成。主要功能是对现场设备进行监控，对水质进行分析检测，将监测到的相关数据通过网络传输到远程服务器上。

4.4污染源监控平台

（1）污染源监控系统平台

污染源监控平台为一套符合环保局需求的规范化、智能化、高效化的信息化系统。运用信息技术、物联网技术、数据挖掘、空间信息技术和通讯技术等对污染行为、污染因子高效管控，对环境保护的各类信息进行深入挖掘与分析，突破单纯的物理世界空间的概念，进行全面立体感知，资源优化整合，全面建立集“动态立体感知、远程移动应用、智能信息管理、智慧决策应用”为一体的环保服务平台，最终以更智慧的方式保护全市人民的生态居行，服务经济、确保安全，为环境信息化建设突破当前困局、为实现“智慧环保”做出前瞻性的探索和实践，持续推进“转型升级、新型城市化、生态文明”建设。

（2）微信公众号推送

微信公众号则为系统的另一个功能特点，在公众号上直接查看推送信息以及监控视频，随时随地掌握现场情况。

4.6大屏幕显示系统

大屏幕部署于环保大楼1层，用于环境监测数据的综合展示与应急作战指挥。大屏幕显示系统用于处理和显示数字化视频图像、高分辨率的电子地图和计算机信号，各类视频、图像等信号均可以任意在全屏范围内无级缩放、移动、叠加灵活显示。同时操作员站计算机可生成任意高分辨率图像，在显示墙上全部快速显示，在显示墙上可以将监控指挥中心每一台网络计算机显示器上受分辨率限制看不见的信息通过网络快速传输到拼墙完全显示出来，供监控指挥中心工作人员直观的掌握全面信息，同时不影响用户电脑的正常工作。