前言
鋼鐵行業作為大陸的支柱産業，也是大陸能源消耗的重點行業之一，随着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争力的重要途徑。
通過對鋼鐵企業能耗現狀和能源管理模式的分析可以得知，大陸鋼鐵企業若想實作綠色發展，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，提升能源管理水準，促進鋼鐵企業能源管理發展。
效果展示
通過圖撲軟體 Web SCADA 工業組态打造智慧鋼廠能源監控系統，可實作能源系統電力、動力、水道等各單元的資料采集和控制管理、能源監測和控制、能源媒體需求的分析與預測，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。
監控管理的能源媒體主要有：電力、高爐瓦斯、轉爐瓦斯、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氩氣、蒸汽、生産水、生活水等，借助 HT 可視化設計繪制出生動形象的 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，将鋼廠水、電、氣等能源流向動态呈現出來。
圖撲軟體基于 HTML5（Canvas/WebGL/WebVR）标準的 Web 技術，滿足了工業物聯網跨平台雲端化部署實施的需求，以低代碼的形式自由建構大屏組态、UI 組态、工業組态、三維組态。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可視化解決方案、形成了一整套實踐證明的高效開發流程和生态體系。
系統分析
供水
鋼鐵廠的生産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。主要用于冷卻裝置構件、産品、副産品和其他媒體，還用于洗滌産品或含煙塵氣體，剝離鋼闆表面氧化鐵皮、粒化冶金渣和輸送物料，制備酸洗液和乳化液等溶液，以及用于生産蒸汽等。
按供水系統中水的利用方式，可分為直流供水系統和循環供水系統，而該案例的供水部分指直流供水系統。
圖撲軟體以 2.5D 組态圖方式展示該系統，從碼頭和雨水收集池中擷取水源後，根據各種用水對水質要求不同，經淨水站處理後，供應高棒工廠中的房間、煉鋼工廠中的房間、發電站等工序使用，并在界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
由于鋼鐵廠的大型化、自動化和生産連續性的水準不斷提高，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，是以循環供水系統的優越性就更加顯著，現在建立的大型鋼鐵廠普遍都采用循環供水系統。
該案例中二次回水部分指的正是循環供水系統，回收用水裝置使用過的水，經水進行中心和深度水進行中心進行處理後，變為二次回水再利用到各個工廠中的房間和裝置。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，要經常向循環水系統補充新水。補充水的多少反映了水的循環利用程度，一般以循環使用率表示，采用循環供水系統，可使循環使用率達到 95% 左右。
鋼廠可通過圖撲軟體的 HT 可視化管理背景進行水資源的合理安排控制，為鋼鐵工業實作國家“碳達峰”的目标提供有力支撐。
高爐瓦斯
高爐瓦斯是高爐煉鐵生産過程中副産的可瓦斯體，主要成分為 CO、CO2、N2、H2、CH4 等，其特點是熱值低，産氣量大，不過其包含的 N2 和 CO2 會使人窒息，而 CO 則是有毒氣體，是以高爐瓦斯易威脅到勞工的生命安全，必須保持瓦斯裝置嚴密。
高爐瓦斯在鋼鐵廠的應用，主要作為燃料用于熱風爐、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；此外可利用高爐瓦斯的餘壓餘熱發電，将高爐爐頂瓦斯具有的壓力及熱能做功轉化為機械能，驅動發電機發電，包括濕式、幹式、幹濕兩用型、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。
高爐瓦斯燃燒發電主要有鍋爐發電工藝、瓦斯蒸汽聯合循環發電（CCPP）等。此外，利用高爐瓦斯可以生産多種化工産品，如合成氨、甲醇、醋酸、二甲醚等。利用好這部分副産能源不僅能降低企業的能源消耗，還将改善鋼鐵企業對周邊環境的污染。
采用圖撲工業組态 Low-Code 搭建的高爐煉鐵生産流程，結合動态效果生動展示制備過程。圖撲自研引擎 HT for Web 獨創的自定義格式渲染引擎，追求極緻的性能，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、網絡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，更好的适應了物聯網大資料時代需求。
轉爐瓦斯
轉爐瓦斯是轉爐煉鋼過程中産生的副産物，其中主要成分為 CO 和 CO2，其熱值約為高爐瓦斯的 2 倍，可作為原料氣制備高附加值的化工産品，也可直接用于煉鋼或作為燃料使用。轉爐瓦斯與空氣的混合爆炸範圍為 17%-75%。轉爐瓦斯中的 CO 含量比高爐瓦斯更高，是以更具毒性。
主要用途：
- 直接用于煉鋼；
- 作為鍋爐燃料；
- 作為軋鋼加熱爐或石灰窯燃料；
- 與高爐瓦斯摻混後用于瓦斯發電；
- 淨化後作為制備化工産品的原料。（變壓吸附提純制備 CO、制備甲醇和乙醇）
蒸汽
蒸汽是鋼鐵企業生産和生活所必需的能源媒體，是除了瓦斯、電力外占據第三位的能源媒體，其地位不容忽視。結合蒸汽利用環節分析得出，低于 0.6MPa 的低壓蒸汽主要用于化工生産、生活、采暖等，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 組态圖方式展示該系統，在鋼鐵廠轉化爐、軋鋼爐等系統中産生的餘熱蒸汽，通過蒸汽管道之間的支架直接流入餘熱電廠，借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。發電過程中産生的冷凝水經循環冷卻水系統的冷凝水泵加壓後，傳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循環系統，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媒體，并占所有能源消耗的很大比例（約占總能耗的 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、脈沖袋式過濾器等。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、适應性強、易于傳輸，并提供節省勞動力的動力等。
采用圖撲軟體特殊的材質效果，低代碼複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。
氧氣氩氣
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，特别是在其純淨狀态下，在反應過程中釋放出熱量，因其反應性主要用于以下幾個方面：
- 煉鐵：高爐煉鐵時，往風中加入氧氣，以增加空氣的含氧率，即所謂“富氧鼓風”，可強化礦石熔煉過程，提高爐子生産能力，降低焦炭的消耗；
- 煉鋼：利用氧氣轉爐煉鋼法，在平爐煉鋼和電弧爐煉鋼中吹氧，也可縮短熔煉時間和降低能耗；
- 鋼坯表面清理：連續鑄鋼生産的鋼坯或初軋鋼坯，常用火焰，即用氧氣－可瓦斯體火焰清除鋼坯表皮缺陷；
- 熔接和切割：鋼鐵廠用氧氣－可瓦斯體火焰進行熔接、切割。還大量用于切割大塊廢鋼，燒除凝結在爐口的鋼鐵；
氩氣
氩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，屬于鋼鐵行業廣為使用的工業氣體，主要用于在煉鋼過程中改善鋼的品質。例如，向鋼液中吹入氩氣，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，并提高鋼的品質。吹氩還可以取消還原期，縮短冶煉時間，提高産量，節約電能等。氩氣吹煉和保護是提高鋼材品質的重要途徑，大陸已有大多數鋼廠采用。
氮氣
氮氣是消耗很大的工業氣體，除了鋼鐵行業，它還被廣泛用于化工、制藥、石油加工、玻璃和陶瓷制造等行業。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于減少碳化和氮化。
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，隻是機組容量較小，發電以供給本企業用電為主。發電廠除了科室以外，主要分成運作和檢修兩大部分，具體還分機、電、爐、煤、化多個工種。
TRT 餘熱發電
TRT —高爐瓦斯餘壓透平發電裝置(Blast Furnace Top Gas Recovery Turbine Unit，以下簡稱 TRT) ，是利用高爐冶煉的副産品——高爐爐頂瓦斯具有的壓力能及熱能，使瓦斯通過透平膨脹機做功，将其轉化為機械能，再将機械能轉化為電能。具體工作原理是由高爐産生的瓦斯，經重力除塵器，進入 TRT 裝置。經入口電動碟閥-入口插闆閥-調速閥-快切閥，經透平機膨脹作功，帶動發電機發電，自透平機出來的瓦斯，進入低壓管網，與瓦斯系統中減壓閥組并聯。
實作價值
相較于 InTouch/IFix/WinCC 這些傳統組态軟體，圖撲基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 轉型的大趨勢，多元素豐富的可視化元件和支援快捷的資料綁定方式，可用于快速建立和部署，完成基于 Web 服務的實時資料監控與服務端的多使用者通路等。可以應用于電力系統、給水系統、石油、化工等領域，為各類工業場景提供 2D、2.5D、3D 多種清晰美觀的可視化服務。
利用圖撲軟體可輕松搭建 No-Code 大屏組态，實作輕量化的資料源管理，支援線上建立雲資料接口。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，無需關系滑鼠、觸屏和 VR 的異構接口。廣泛應用于市政、水利、環保、裝備制造、石油、化工、國防、冶金、煤礦、配電、新能源、制藥、交通、教育、科研、金融等行業，業務涵蓋資料展示、态勢感覺、科學決策等全生命周期監控。
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、阿裡雲、騰訊雲、華為雲、位元組跳動、京東物流等均有合作。
企業能源管控平台采用自動化、資訊化技術和集中管理模式，對企業的生産、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動态監控和資料化管理，監測企業電、水、瓦斯、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、提高裝置運作效率和能源利用效率、保證裝置經濟運作、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争力，同時是保護環境和社會可持續發展的基礎和源泉，積極響應國家對于節能降耗的政策，為鋼鐵行業能源管理提供堅實的基礎。
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