前言
鋼鐵行業作為我國的支柱產業，也是我國能源消耗的重點行業之一，隨著國家節能減排政策的推進，有效實施能源管控是企業提高能源績效、降低能源成本和提高核心競爭力的重要途徑。
透過對鋼鐵企業能耗現狀和能源管理模式的分析可以得知，我國鋼鐵企業若想實現綠色發展，需以理念轉變為基礎，以管理創新為主要途徑，建立科學的能源管理體系，完善能源管理體制，一定限度地降低能源消耗，提升能源管理水平，促進鋼鐵企業能源管理發展。
效果展示
透過圖撲軟體 Web SCADA 工業組態打造智慧鋼廠能源監控系統，可實現能源系統電力、動力、水道等各單元的資料採集和控制管理、能源監測和控制、能源介質需求的分析與預測，為提供經濟、高質的能源和優質、高效的服務創造了良好條件，同時也為公司能源管理打下良好基礎。
監控管理的能源介質主要有：電力、高爐煤氣、轉爐煤氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、蒸汽、生產水、生活水等，藉助 HT 視覺化設計繪製出生動形象的 2.5D 裝置或建築，配合瞬時流量和累計流量的關鍵資料監控，將鋼廠水、電、氣等能源流向動態呈現出來。
圖撲軟體基於 HTML5（Canvas/WebGL/WebVR）標準的 Web 技術，滿足了工業物聯網跨平臺雲端化部署實施的需求，以低程式碼的形式自由構建大屏組態、UI 組態、工業組態、三維組態。從 SDK 元件庫，到 2D 和 3D 編輯，到屬性修改，構成了一站式的資料視覺化解決方案、形成了一整套實踐證明的高效開發流程和生態體系。
系統分析
供水
鋼鐵廠的生產工序幾乎都需要用水，大多數工廠的水源可從地表水、地下水，或者沿海取海水使用。主要用於冷卻裝置構件、產品、副產品和其他介質，還用於洗滌產品或含煙塵氣體，剝離鋼板表面氧化鐵皮、粒化冶金渣和輸送物料，製備酸洗液和乳化液等溶液，以及用於生產蒸汽等。
按供水系統中水的利用方式，可分為直流供水系統和迴圈供水系統，而該案例的供水部分指直流供水系統。
圖撲軟體以 2.5D 組態圖方式展示該系統，從碼頭和雨水收集池中獲取水源後，根據各種用水對水質要求不同，經淨水站處理後，供應高棒車間、鍊鋼車間、發電站等工序使用，並在介面中可對使用者所關注的瞬時流量、累計流量進行監測展示。
二次回水
由於鋼鐵廠的大型化、自動化和生產連續性的水平不斷提高，對供水水質的要求越來越高，加以環境保護法規對排水中有害物質濃度的限制越來越嚴，所以迴圈供水系統的優越性就更加顯著，現在新建的大型鋼鐵廠普遍都採用迴圈供水系統。
該案例中二次回水部分指的正是迴圈供水系統，回收用水裝置使用過的水，經水處理中心和深度水處理中心進行處理後，變為二次回水再利用到各個車間和裝置。在水使用和處理過程中，會存在部分損失還有少量分散的排水不能回收，要經常向迴圈水系統補充新水。補充水的多少反映了水的迴圈利用程度，一般以迴圈利用率表示，採用迴圈供水系統，可使迴圈利用率達到 95% 左右。
鋼廠可透過圖撲軟體的 HT 視覺化管理後臺進行水資源的合理安排控制，為鋼鐵工業實現國家“碳達峰”的目標提供有力支撐。
高爐煤氣
高爐煤氣是高爐鍊鐵生產過程中副產的可燃氣體，主要成分為 CO、CO2、N2、H2、CH4 等，其特點是熱值低，產氣量大，不過其包含的 N2 和 CO2 會使人窒息，而 CO 則是有毒氣體，因此高爐煤氣易威脅到工人的生命安全，必須保持煤氣裝置嚴密。
高爐煤氣在鋼鐵廠的應用，主要作為燃料用於熱風爐、煉焦爐、燒結、石灰窯、軋鋼加熱爐、爐渣微粉、鍋爐加熱等工藝中；此外可利用高爐煤氣的餘壓餘熱發電，將高爐爐頂煤氣具有的壓力及熱能做功轉化為機械能，驅動發電機發電，包括溼式、乾式、乾溼兩用型、兩座高爐共用型 TRT、高爐鼓風機與高爐透平機同軸型 TRT 等多種形式。
高爐煤氣燃燒發電主要有鍋爐發電工藝、燃氣蒸汽聯合迴圈發電（CCPP）等。此外，利用高爐煤氣可以生產多種化工產品，如合成氨、甲醇、醋酸、二甲醚等。利用好這部分副產能源不僅能降低企業的能源消耗，還將改善鋼鐵企業對周邊環境的汙染。
採用圖撲工業組態 Low-Code 搭建的高爐鍊鐵生產流程，結合動態效果生動展示製備過程。圖撲自研引擎 HT for Web 獨創的自定義格式渲染引擎，追求極致的效能，所有元件皆可承受上萬甚至幾十萬以上圖元量，上萬的表格資料、網路拓撲圖元和儀表圖表承載力，突破了諸多行業應用傳統限制，更好的適應了物聯網大資料時代需求。
轉爐煤氣
轉爐煤氣是轉爐鍊鋼過程中產生的副產物，其中主要成分為 CO 和 CO2，其熱值約為高爐煤氣的 2 倍，可作為原料氣製備高附加值的化工產品，也可直接用於鍊鋼或作為燃料使用。轉爐煤氣與空氣的混合爆炸範圍為 17%-75%。轉爐煤氣中的 CO 含量比高爐煤氣更高，因此更具毒性。
主要用途：
- 直接用於鍊鋼；
- 作為鍋爐燃料；
- 作為軋鋼加熱爐或石灰窯燃料；
- 與高爐煤氣摻混後用於燃氣發電；
- 淨化後作為製備化工產品的原料。（變壓吸附提純製備 CO、製備甲醇和乙醇）
蒸汽
蒸汽是鋼鐵企業生產和生活所必需的能源介質，是除了煤氣、電力外佔據第三位的能源介質，其地位不容忽視。結合蒸汽利用環節分析得出，低於 0.6MPa 的低壓蒸汽主要用於化工生產、生活、採暖等，而高中壓蒸汽主要消耗在高爐鼓風機、轉爐的真空處理及冷軋等工藝中。
圖撲軟體以 2.5D 組態圖方式展示該系統，在鋼鐵廠轉化爐、軋鋼爐等系統中產生的餘熱蒸汽，透過蒸汽管道之間的支架直接流入餘熱電廠，藉助設定的蒸汽管和支架，進入蒸汽管道和汽輪機主汽閥之間；廢熱蒸汽形成飽和蒸汽，進入汽輪發電機發電。發電過程中產生的冷凝水經迴圈冷卻水系統的冷凝水泵加壓後，返回轉爐和鋼廠餘熱鍋爐的輔助水箱。再進入輔助水路餘熱鍋爐再生餘熱蒸汽。形成既能充分利用餘熱資源，又能有效降低用水量的大型迴圈系統，對工廠企業的發展具有重要意義。
壓縮空氣
壓縮空氣在鋼鐵廠被廣泛用作能源介質，並佔所有能源消耗的很大比例（約佔總能耗的 5%-15%）。其主要用途可分為: 燒結氣力輸送、高爐噴吹、連鑄蒸汽噴霧冷卻、轉爐底吹、鋼帶表面吹風、各種氣動儀表閥、空氣馬達、脈衝袋式過濾器等。壓縮空氣作為一個主要的動力來源，擁有很多固有的優勢，比如安全、經濟、適應性強、易於傳輸，並提供節省勞動力的動力等。
採用圖撲軟體特殊的材質效果，低程式碼復現鋼廠壓縮空氣的工藝流程，可驗證流程細節的合理性，減少試錯成本。
氧氣氬氣
氧氣
在現代鋼鐵聯合企業中，氧氣作為鋼鐵行業第二大消耗的工業氣體，具有高度的氧化性，與可燃物可發生劇烈反應，特別是在其純淨狀態下，在反應過程中釋放出熱量，因其反應性主要用於以下幾個方面：
- 鍊鐵：高爐鍊鐵時，往風中加入氧氣，以增加空氣的含氧率，即所謂“富氧鼓風”，可強化礦石熔鍊過程，提高爐子生產能力，降低焦炭的消耗；
- 鍊鋼：利用氧氣轉爐鍊鋼法，在平爐鍊鋼和電弧爐鍊鋼中吹氧，也可縮短熔鍊時間和降低能耗；
- 鋼坯表面清理：連續鑄鋼生產的鋼坯或初軋鋼坯，常用火焰，即用氧氣－可燃氣體火焰清除鋼坯表皮缺陷；
- 熔接和切割：鋼鐵廠用氧氣－可燃氣體火焰進行熔接、切割。還大量用於切割大塊廢鋼，燒除凝結在爐口的鋼鐵；
氬氣
氬氣因其在高溫下完全惰性，以及是真正的惰性氣體中很豐富和很便宜的，屬於鋼鐵行業廣為使用的工業氣體，主要用於在鍊鋼過程中改善鋼的質量。例如，向鋼液中吹入氬氣，以使成分均勻，清潔鋼液，去除鋼液中溶解的氫、氧和氮等雜質，並提高鋼的質量。吹氬還可以取消還原期，縮短冶煉時間，提高產量，節約電能等。氬氣吹煉和保護是提高鋼材質量的重要途徑，我國已有大多數鋼廠採用。
氮氣
氮氣是消耗很大的工業氣體，除了鋼鐵行業，它還被廣泛用於化工、製藥、石油加工、玻璃和陶瓷製造等行業。而在鋼鐵工業中可被用作管道淨化的氣體、熱焦炭幹熄滅的冷卻劑、高爐爐頂的冷卻氣體、輸送煤粉的載氣、底吹轉爐的惰性氣體、以及鋼鐵熱處理的保護氣等。另外氮氣也是一種工藝氣體，可與其他氣體一起用於減少碳化和氮化。
發電
發電站
大型鋼鐵企業帶有自備發電廠，這種發電廠和電力系統的發電廠是一樣的，只是機組容量較小，發電以供給本企業用電為主。發電廠除了科室以外，主要分成執行和檢修兩大部分，具體還分機、電、爐、煤、化多個工種。
TRT 餘熱發電
TRT —高爐煤氣餘壓透平發電裝置(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit，以下簡稱 TRT) ，是利用高爐冶煉的副產品——高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣透過透平膨脹機做功，將其轉化為機械能，再將機械能轉化為電能。具體工作原理是由高爐產生的煤氣，經重力除塵器，進入 TRT 裝置。經入口電動碟閥-入口插板閥-調速閥-快切閥，經透平機膨脹作功，帶動發電機發電，自透平機出來的煤氣，進入低壓管網，與煤氣系統中減壓閥組並聯。
實現價值
相較於 InTouch/IFix/WinCC 這些傳統組態軟體，圖撲基於 Web 的平臺更適合 C/S 向 B/S 轉型的大趨勢，多元素豐富的視覺化元件和支援快捷的資料繫結方式，可用於快速建立和部署，完成基於 Web 服務的實時資料監控與服務端的多使用者訪問等。可以應用於電力系統、給水系統、石油、化工等領域，為各類工業場景提供 2D、2.5D、3D 多種清晰美觀的視覺化服務。
利用圖撲軟體可輕鬆搭建 No-Code 大屏組態，實現輕量化的資料來源管理，支援線上建立雲資料介面。支援 2D 可自定義互動邏輯，可延伸到 3D 和 VR 場景，無需二次開發互動邏輯，無需關係滑鼠、觸屏和 VR 的異構介面。廣泛應用於市政、水利、環保、裝備製造、石油、化工、國防、冶金、煤礦、配電、新能源、製藥、交通、教育、科研、金融等行業，業務涵蓋資料展示、態勢感知、科學決策等全生命週期監控。
在 10 多年應用基礎上不斷進行技術創新，與西門子、霍尼韋爾、江森自控、施耐德、研華科技、三一重工、美的、和利時、寶信軟體、南方電網、太極計算機、東方電氣、順豐科技、阿里雲、騰訊雲、華為雲、位元組跳動、京東物流等均有合作。
企業能源管控平臺採用自動化、資訊化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和資料化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，幫助企業加強能源管理、提高裝置執行效率和能源利用效率、保證裝置經濟執行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經濟效益明顯，不僅可以提高企業的核心競爭力，同時是保護環境和社會可持續發展的基礎和源泉，積極響應國家對於節能降耗的政策，為鋼鐵行業能源管理提供堅實的基礎。
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