钢铁企业智能环保平台建设与应用研究

于江

（河钢集团邯钢公司环保能源部，河北 邯郸 056000）

1 我国钢铁企业污染治理现状

我国钢铁产能大，钢铁产量占全球总产量的50%左右，产污环节多、污染物排放量大，二氧化硫、氮氧化物、颗粒物排放总量在工业行业中均居前三位，且主要集中在京津冀及周边、长三角等大气污染防治重点区域，是影响区域环境空气质量的重要因素。钢铁工业污染物排放源多、排放量大,已经成为影响环境空气质量的重要因素之一。当前环保形势的日趋严峻,为了坚决打赢蓝天保卫战,我国开始加快推进钢铁工业超低排放改造。

但钢铁企业普遍存在生产工艺链条长，有组织排放源、无组织排放源众多，现阶段开展的环保治理，主要是围绕焦化工序、烧结工序、炼铁工序、炼钢工序等重点有组织排放源开展，钢铁企业虽然投入了大量的人力物力，但是治理有失精准，其他污染源难以有效监控，甚至是企业自身也无法全面实时掌握污染排放情况，从而导致污染物排放长期难以得到有效控制，造成环境质量受到影响。目前，钢铁企业数据分析难度大、趋势掌控难、预警预测难，各项监测数据采集较为分散，数据融合处理难度大、数据分析处理工作量大，准确率及指导性不及时；环境治理无过程处理、无经验分享、工作量无法统计，整治工作难以整合成档，重复性工作难以杜绝；实时数据掌握难度大，无法及时掌握环保现场实时记录及实时影像资料。

2 智能环保平台政策导向及技术特点

党中央、国务院印发的《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》（以下简称《意见》），国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》以及中央经济工作会议上作的政府工作报告，均明确要求推动钢铁等行业超低排放改造。

一款能够帮助钢铁企业精准查找污染排放节点，为污染防治提供数据支持的软件平台应运而生。通过建立智能环保平台,开发与环保生产控制系统、综合自动化系统，环境监测分析仪表等设备的接口,实现环保生产控制系统、综合自动化系统、经营管理系统以及环境监测站点的集成,实现环保生产信息的共享,协助管理人员进行科学动态地调度生产资源,实现环保生产管理信息化、管理信息资源化、传输网络化、办公自动化、管理科学化的现代化企业目标。智能环保平台是企业污染监测与环境预警、环境治理的信息平台。该系统于在线监测、智能预警、智能质控、智能运维等系统之上，融合了物联网、大数据、云计算、人工智能等技术，通过全天候在线监控企业污染物排放情况及污染处理设施运行情况，构建全方位、多层次、全覆盖的企业环境监测网络，为用户提供准确的、智能的、有效的决策支持依据，全方位响应环保要求，实现企业各类污染物的污染预防、达标排放，提高运维工作效率，对监测数据进行深度挖掘与应用，以更精细的动态方式提升企业环境管理和决策的智慧化。

智能环保平台是结合污染源清单等先进技术，建立全面的排放源清单管理、污染监控、污染监测、治理设备监控、生产状态监控的全过程一体化系统，将无组织排放“有组织化”管理，实现无组织排放全过程管控、常态化管控，治理过程可追溯可核查。

3 智能环保平台主要功能与应用

3.1 功能导航

利用GIS、AI智能分析及BI分析等技术对地市及厂区空气质量情况、污染物及环保设备情况等进行综合分析与展示。采用网格化技术对厂区进行精细化管理；真正实现环保信息“一张图”。通过各种感知技术和数据分析模型，预测环境的变化，结合气象、污染源、生产情况，提高企业智能管控和分析能力，解决发展和减排的矛盾。实现对环境质量、污染防治、生态保护、环境事件进行有效的监督、检查、处理和预防工作。通过智能环保平台，能够使环境污染源状况一目了然，让环境质量现状及其变化趋势清晰可见，并及时提醒环境潜在风险，帮助企业找到污染防治短板，了解自身不足，精准治污。

图1 各项主要功能界面

3.2 环境质量实时监测

厂区内部配套建设6因子空气质量监测微型站（PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧）。重点布设在设计多项污染因子的区域，例如在焦炉、烧结、高炉区域以及厂界等区域，实时掌握重点区域6项因子浓度情况，借助监测数据，平台可对数据进行分析，计算出场内首要污染物占比情况，让企业清楚厂区内具体哪项污染物排放量大，可更有针对性的查找排放源，更为精准的治理。

在厂区内主要道路、路口、厂界配套建设带屏显功能的TSP空气质量监测微型站（同时具备监测风向、风力、湿度功能）。平台记录数据，并生成历史曲线，可供调阅，并具有报警推送功能。企业内部配备的清扫、洒水车可根据屏显的湿度，以及报警推送加强区域的清扫、洒水抑尘作业。

同时，按照《意见》要求，原料、烧结、高炉、焦化、炼钢工序的皮带通廊、转运站、破碎、筛分厂房内部，原料大棚进出口需要安装颗粒物粉尘监测仪，平台记录数据，并生成历史曲线，平台具备报警推送功能，每个监测设备明确区域及归属单位，平台根据采集数据进行排名，便于企业精准查找物料存储、运输，以及生产工艺过程无组织排放源点的排放情况，了解无组织排放源点配套的环保设施运行效率情况，进行精准控制。

图2 环境质量监测界面

引入所在区县、城市的空气质量情况，与企业内部监测数据进行对比分析，帮助企业实时掌握内部空气质量与周边环境的对比情况，综合分析，了解自身的差距。同时，对所有监测设备在线率进行统计、分析，了解平台内所使用的监测数据是否能够真实体现企业内部情况。

3.3 视频监控系统及车辆统计

按照《意见》要求，钢铁企业需要在焦炉、高炉炉体、高炉矿槽、烧结环冷、炼钢厂房、炼钢渣场、料场进出大门、料场进出门洗车台、厂区物流门进出口安装视频监控。料场、物流门进出口视频具备存储6个月的功能，其他视频具备存储3个月的功能。同时，监控设备具备自动抓拍功能，出现无组织排放进行自动抓拍，平台具备报警、推送功能，能够帮助企业第一时间，掌握无组织排放情况，能够及时处理，消除影响。

同时，该功能模块与企业门禁系统进行结合，对门禁拒进车辆以及违规运输车辆信息进行公示。对进出厂车辆在厂内停放时进行统计，帮助企业掌握原料、产品运输车辆在厂内停放时的情况，针对统计情况，对厂内停放情况进行协调，减少移动源在厂内的污染物排放。对厂内清扫车、洒水车、雾炮车等环保车辆实时运行轨迹及状态进行记录，对每日有效运行时间进行统计，与当日厂内PM10数据情况进行对比、分析，提高环保车辆的有效运行效率。

图3 视频监控系统及车辆统计界面

3.4 有组织排放管控

根据各地执行的有组织排放标准，下探一定比例，制定企业自身的有组织管控标准，采集设备运行信息、环境指标信息、生产设施关键参数等信息（DCS）。依据标准对排污生产设施关键参数异常、污染防治设施关键参数异常、在线监测因子数据异常等进行识别并报警。利用评价模型对厂区重点空气指标进行优控指数评价。帮助企业实时掌握生产设施，以及配套环保设施运行情况、环保排放情况等信息。出现异常数据时，能够及时排查，消除隐患，避免环保风险。

图4 有组织排放管控界面

3.5 分表计电

采集企业内焦化、炼铁、炼钢、轧钢工序，生产设施及配套污染防治设施，监测设备运行状态，电流、电压、电量等分表计电数据，及时掌握治污设施运行状态，使生产设施与治污设施同步率。同步生成历史曲线，做到可查询、可追溯。有效控制由于治污设施非正常运行带来的环境污染，帮助企业及时消除环保隐患。

图5 分表计电界面

4 结语

钢铁企业链条长、污染源错综复杂，难以实时掌握排放情况，同时钢铁企业监控数据分析难度大，各项监测数据采集较为分散，数据融合处理难度大，利用智能环保平台，对企业所有监测数据进行集成，进行系统分析，帮助企业了解短板、精准施策、精准治理，有效减少污染排放，全力推动钢铁企业实现超低排放，助力钢铁企业绿色发展的全面转型。