鋼鐵行業(yè)智慧環(huán)保系統(tǒng)方案

2024/05/17 分類:企業(yè)無組織城市空氣應用場景 583 0

鋼鐵行業(yè)智慧環(huán)保系統(tǒng)方案

概述

1.1項目背景

2018年，隨著生態(tài)文明寫入憲法，環(huán)境保護和綠色生態(tài)已經(jīng)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(yè)一直是我國環(huán)保減排的主力，預計整體廢氣排放量占工業(yè)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(yè)迅猛發(fā)展，粗鋼產(chǎn)量快速增加，常年位居世界第一，2014年粗鋼產(chǎn)量達8.23億噸，約占世界粗鋼產(chǎn)量的49.5%；2016年我國累計出口鋼材1.08億噸，連續(xù)兩年突破一億噸，出口地區(qū)遍布東盟、中東、韓國、美國等地區(qū)與國家。與此同時，帶來的污染也不容小覷，根據(jù)2015年環(huán)境統(tǒng)計年報報道，鋼業(yè)行業(yè)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(diào)查工業(yè)企業(yè)排放量的比例分別為 12.4%、9.6%、32.2%。面對鋼鐵行業(yè)污染的居高不下，環(huán)境保護部于2012年10月1日頒布實施了八項鋼鐵行業(yè)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(yè)顆粒物排放濃度從目前的100mg/m3~150mg/m3調(diào)整為20mg/m3~80mg/m3，現(xiàn)有燒結(jié)機二氧化硫排放濃度從目前的2000mg/m3降低為600mg/m3，新建燒結(jié)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(yè)產(chǎn)生的苯、氰化氫、酚類以及多環(huán)芳烴（PAHs）等對人體健康危害嚴重的有毒有害物質(zhì)進行了嚴格控制。

1.2項目目標

鋼鐵行業(yè)“長流程”工藝規(guī)模龐大、碳排放量大，產(chǎn)能總體過剩，面對日益嚴苛的環(huán)保要求，本案計劃全面建設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)，建成覆蓋鐵前、煉鋼、軋鋼、動力等全工序的環(huán)保數(shù)據(jù)平臺，將結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的各類環(huán)境數(shù)據(jù)資源以標準化方法進行集成整合，實現(xiàn)統(tǒng)一編碼、分類存儲、智慧關(guān)聯(lián)，實時交換、有效共享，形成數(shù)據(jù)集中的大數(shù)據(jù)資源池，支持與信息化系統(tǒng)的接口功能，實現(xiàn)WEB實時查詢與APP推送，達到生成全自動報表和實時數(shù)據(jù)展示的目的。

監(jiān)測鋼鐵企業(yè)內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量狀況、生產(chǎn)過程排污狀況；

定量分析企業(yè)排污與周邊環(huán)境質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性；

形成以環(huán)保達標為核心的生產(chǎn)輔助決策支持；

為每個排口建立污染源檔案，便于規(guī)范化管理；

建成企業(yè)大范圍的應急管理機制，形成環(huán)境污染事件和環(huán)境安全事件的快速發(fā)現(xiàn)和響應機制；

向政府和公眾公開各企業(yè)環(huán)境質(zhì)量及排污信息，以便更好的促進企業(yè)綠色生產(chǎn)。

二、總體設(shè)計

根據(jù)污染物來源建立鋼鐵行業(yè)的智慧環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)，采用單元網(wǎng)格管理法的方式，按照“網(wǎng)定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區(qū)域網(wǎng)格化智慧環(huán)保監(jiān)控平臺，應用、整合多項智慧環(huán)保技術(shù)，在全面掌握、分析污染源排放的基礎(chǔ)之上，采用基于高斯算法模型進行開發(fā)。實時統(tǒng)計各監(jiān)測點的監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)，并根據(jù)各監(jiān)測點的排放情況，來分析與推測區(qū)域內(nèi)整體的排放情況。實現(xiàn)對區(qū)域整體監(jiān)控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能采集系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、動態(tài)圖表系統(tǒng)等先進技術(shù)，整合、共享、開發(fā)，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區(qū)域在線監(jiān)測平臺，實現(xiàn)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(jié)能減排方案提供可靠的數(shù)據(jù)信息和科學的輔助管理決策。

三、建設(shè)方案

3.1建設(shè)目標

在此項目中，我們旨在利用大氣在線監(jiān)測系統(tǒng)、水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)及污染源監(jiān)測平臺對鋼鐵行業(yè)類企業(yè)進行全面監(jiān)測，設(shè)立專屬的企業(yè)污染物排放管理檔案，實時監(jiān)測企業(yè)污染狀況，及時發(fā)現(xiàn)疏漏節(jié)點，尋找最適合的治理技術(shù)，最終實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的目的。

污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)與影響因素：

前期階段
序號	污染源名稱	排污節(jié)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(shè)防風抑塵網(wǎng)，建設(shè)噴水抑塵裝置，或建設(shè)封閉原料庫
2	原料貯運	卸料、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)運、一次混合室、除塵灰倉	粉塵	靜電除塵器
5	燒結(jié)設(shè)備	燒結(jié)料層抽風燒結(jié)	煙塵、SO2、NOX、氟化物、二噁英	靜電除塵器
6	燒結(jié)礦整粒篩分	一次篩分室、二次篩分室、成品轉(zhuǎn)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(shè)防風抑塵網(wǎng)，建設(shè)噴水抑塵裝置，或建設(shè)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(shè)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(zhuǎn)窯	煙塵、SO2、NOX	靜電除塵器
13	球團礦卸料及轉(zhuǎn)運	球團礦環(huán)冷機落料、成品倉上落料、倉下卸料及轉(zhuǎn)運	顆粒物	袋式除塵器
轉(zhuǎn)爐煉鋼
序號	污染源名稱	排污節(jié)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(zhuǎn)運	散裝料系統(tǒng)卸料、上料、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐一次煙氣	轉(zhuǎn)爐吹煉	顆粒物、氟化物（塵氟）	OG濕法煤氣凈化回收設(shè)施、LT干法煤氣凈化回收設(shè)施
6	轉(zhuǎn)爐二次煙氣	轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)點	主要污染物	控制措施
1	散裝料上料轉(zhuǎn)運	散裝料系統(tǒng)卸料、上料、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)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(shè)計中采用低氮氧化物燒嘴，二次燃燒技術(shù)
2	軋機、矯直機	精軋機、矯直機及其它	粉塵	塑燒板除塵技術(shù)；布袋除塵技術(shù)；濕式電除塵技術(shù)
3	礦槽、焦槽、轉(zhuǎn)運站	燒結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)思路

結(jié)合實際與鋼鐵行業(yè)用戶需求分析理解，充分結(jié)合企業(yè)所在地環(huán)境狀況及信息化的基礎(chǔ)現(xiàn)狀，以高科技技術(shù)成果為基礎(chǔ)，進行有效采集；以政策和標準規(guī)范相結(jié)合的方式推動數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚，利用示范性推廣建設(shè)的方式穩(wěn)步推動項目整體性建設(shè)，具體思路包括：

結(jié)合實際，有效規(guī)劃點位布設(shè)

合理規(guī)劃企業(yè)園區(qū)內(nèi)的區(qū)域布局，結(jié)合污染排放節(jié)點，細化行業(yè)各點環(huán)境影響評價，在重點區(qū)域進行點位布設(shè)；同時需要結(jié)合地區(qū)的實際環(huán)境因素，在上、下風向口，廠界等地分別布設(shè)參照點位與監(jiān)測點位，使實時監(jiān)測數(shù)據(jù)具有合理性。

依照功能，配合使用監(jiān)測設(shè)備

鋼鐵行業(yè)監(jiān)測主要可分為大氣監(jiān)測和水質(zhì)監(jiān)測兩種，依據(jù)產(chǎn)品不同的功能原理特性，將兩類產(chǎn)品配套使用，全面監(jiān)測鋼鐵類企業(yè)的污染狀況。

分析現(xiàn)狀，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入機制

目前各地政府相關(guān)部門均對環(huán)境問題尤為重視，建設(shè)了大量的系統(tǒng)平臺及監(jiān)測設(shè)備，項目建設(shè)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(shè)，實現(xiàn)既兼容政府系統(tǒng)標準又滿足企業(yè)信息化標準的數(shù)據(jù)體系，建立從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)編目、數(shù)據(jù)挖掘分析的全生命周期的大數(shù)據(jù)融合與管理流程。

整體規(guī)劃，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺落地

建設(shè)大數(shù)據(jù)平臺時充分借鑒國內(nèi)其他大數(shù)據(jù)建設(shè)的經(jīng)驗教訓，立足當?shù)匦畔⒒ㄔO(shè)的現(xiàn)狀，采用整體規(guī)劃、分布實施的建設(shè)思路，在規(guī)劃層面，建立大數(shù)據(jù)管理平臺，為企業(yè)大數(shù)據(jù)應用提供底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，最終實現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺的落地。

科學評估，結(jié)合模型實現(xiàn)靶向治理

在網(wǎng)格化精準監(jiān)控及大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建高斯算法模型，進行有效、系統(tǒng)的動態(tài)源解析分析，掌握鋼鐵行業(yè)內(nèi)不同環(huán)節(jié)、不同治理、不同區(qū)域的污染貢獻率，實現(xiàn)靶向治理。

一源一檔，依據(jù)監(jiān)測結(jié)果完善企業(yè)環(huán)境管理服務

平臺的實時監(jiān)測、歷史查詢、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)管理等多項功能的有效使用，可實現(xiàn)企業(yè)環(huán)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(xiàn)對所有與污染源相關(guān)信息的查詢、統(tǒng)計和分析，實現(xiàn)污染源從產(chǎn)生到消散全生命周期過程的“一源一檔”式管理，依據(jù)結(jié)果完善企業(yè)生產(chǎn)工藝、治理手段等相關(guān)服務體系。

四、系統(tǒng)概述

4.1煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由顆粒物測量子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與分析子系統(tǒng)組成。通過直接測量分析（顆粒物）和抽取采樣方式（氣態(tài)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(jiān)測參數(shù)的報表。

4.2微型空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)

微型空氣質(zhì)量監(jiān)測儀是一款用于室外空氣污染物實時、準確監(jiān)測經(jīng)濟型產(chǎn)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(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測，采樣過程具備加熱除濕裝置，提高數(shù)據(jù)準確性，為網(wǎng)格化平臺提供強大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可根據(jù)現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)校正，確保數(shù)據(jù)具有最佳的可追溯性。

4.3國標法小型空氣監(jiān)測系統(tǒng)

國標法小型空氣監(jiān)測站是一款運用國標法，專業(yè)化在線監(jiān)測大氣環(huán)境的小型儀器，全套系統(tǒng)集成顆粒物(PM10/PM2.5)、氣體(SO2/NOx/CO/O3)分析儀、超聲波氣象監(jiān)測儀、數(shù)據(jù)采集器和中心站統(tǒng)計分析軟件等幾部分任意組合。分別監(jiān)測空氣中各物質(zhì)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(shù)據(jù)采集器對各項數(shù)據(jù)進行匯總、存儲、傳輸，在監(jiān)控中心進行分析、展示。

4.4水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)

水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)由水質(zhì)分析儀、綜合控制傳輸系統(tǒng)、水泵、預處理裝置等相關(guān)附屬設(shè)施構(gòu)成。主要功能是對現(xiàn)場設(shè)備進行監(jiān)控，對水質(zhì)進行分析檢測，將監(jiān)測到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h程服務器上。

4.4污染源監(jiān)控平臺

（1）污染源監(jiān)控系統(tǒng)平臺

污染源監(jiān)控平臺為一套符合環(huán)保局需求的規(guī)范化、智能化、高效化的信息化系統(tǒng)。運用信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、空間信息技術(shù)和通訊技術(shù)等對污染行為、污染因子高效管控，對環(huán)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(yōu)化整合，全面建立集“動態(tài)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(huán)保服務平臺，最終以更智慧的方式保護全市人民的生態(tài)居行，服務經(jīng)濟、確保安全，為環(huán)境信息化建設(shè)突破當前困局、為實現(xiàn)“智慧環(huán)?！弊龀銮罢靶缘奶剿骱蛯嵺`，持續(xù)推進“轉(zhuǎn)型升級、新型城市化、生態(tài)文明”建設(shè)。

（2）微信公眾號推送

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

4.6大屏幕顯示系統(tǒng)

大屏幕部署于環(huán)保大樓1層，用于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合展示與應急作戰(zhàn)指揮。大屏幕顯示系統(tǒng)用于處理和顯示數(shù)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(nèi)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(jiān)控指揮中心每一臺網(wǎng)絡(luò)計算機顯示器上受分辨率限制看不見的信息通過網(wǎng)絡(luò)快速傳輸?shù)狡磯ν耆@示出來，供監(jiān)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。