两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
18、马鞍山钢铁股份有限公司
加速两化融合，大力促进马钢节能减排
一、马钢两化融合促进节能减排基础
马钢是我国特大型钢铁联合企业，A+H股上市公司。现具备1600万吨钢配套生产规模，总资产760多亿元，拥有世界先进的冷热轧薄板、镀锌板、彩涂板、硅钢、高速线材、高速棒材、H型钢和车轮轮箍生产线，形成独具特色的“板、型、线、轮”产品结构。
上世纪九十年代，马钢产品结构、工艺结构不合理，生产能力不配套，物耗、能耗较高。这种高成本、高消耗、粗放型经营模式，使公司生产经营困难，形势十分严峻。当时，国家节能减排政策力度逐步加大，节能减排工作越来越受到国内外关注，企业节能减排工作压力逐步加大，为此，我们提出如下节能减排工作思路：围绕钢铁企业产品制造、能源转换、社会废弃物消纳处理三大功能，大力推进结构调整，持续优化产品结构，坚持“减量化、再利用、资源化”原则，以先进生产工艺和装备为基础，以技术进步为动力，以信息化为助推剂，深入推进节能减排，强化技术创新和管理支撑，通过系统节能深化能源经济运行，积极探索兼并重组新途径，努力构建以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式。
从“九五”开始，随着生产建设的不断发展，马钢大力推进信息化建设，加快了信息化与工业化融合步伐。为此专门成立了由公司总经理担任组长的公司信息化领导小组，强化信息化工作的组织和领导。1996年，马钢经营信息管理系统（MGMIS）全面启动，应用范围不断扩展，建成了生产调度、1 两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
销售管理等20多个管理子系统和办公自动化应用系统，以及生产实时数据监控系统和生产视屏会议系统等。
2001年，马钢在热轧薄板、冷轧薄板和H型钢生产线，建成了集基础自动化、过程控制自动化、制造执行和ERP系统为一体管理系统，将生产制造过程与销售、技术、质量控制有机地结合到一起。
公司“十一五”期间信息化建设，继续利用国际上先进、成熟的ERP系统平台（SAP），于2008年实施完成企业“整体ERP系统”项目，主要通过生产经营计划与执行集成、财务与业务集成、技术质量设计与生产实际控制集成、生产与销售集成，形成以实现经营计划为目标、以财务高度集中管理为核心、以基础信息数据管理为对象、以标准化为业务控制手段的企业生产经营核心业务的集成管理体系，实现内部物流、信息流、资金流的高度一致。
马钢通过多年以来持续推进节能减排信息化建设，带动了能源消耗的降低，污染物排放的减少以及资源综合利用水平的提升，为企业创造显著的经济效益、提升企业可持续发展能力，也使厂区周边环境质量显著改善起到了重要的推动作用，马钢先后荣获“安徽省节能先进企业”、国家建设部“城市节水优秀范例奖”、中华环境保护基金会“中华宝钢环境优秀奖”等荣誉称号，
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2007年，被认定为国家第二批循环经济试点单位。为马鞍山这座钢铁城市先后荣获“国家卫生城”、“国家园林城市”、“ 国家环境模范城市”等作出了重大贡献。
二、马钢两化融合促进节能减排实际应用情况及具体效果
钢铁生产的特点是资源密集、能源种类繁多，生产规模大、物流吞吐量大。生产1吨钢约消耗650公斤标煤，排放二氧化碳2.3吨。目前，钢铁行业能源消耗约占全国总能耗的15%、约占自身生产成本的20%以上；CO2排放量约占全国的11%以上，节能减排形势非常严峻。
信息不遵守热力学定律，我们应利用信息这个特性在热力学定律允许的范围内做很多事情，在生产和消费的活动中实现信息对能源的“替代”。随着信息量的增加，能耗在一定范围内可以降低，用无限的信息资源来替代有限的能源资源，也正是“用信息化带动工业化，走新兴工业化道路”的理论基础。
为扭转高消耗、高排放的粗放发展方式，深入贯彻落实科学发展观，马钢依托信息化技术的支撑，应用循环经济的理念，不断优化生产工艺流程和能源经济运行模式，深刻认识到两化融合是促进节能减排的加速器，并探索出长流程钢铁企业两化融合促进节能减排的马钢模式。
（一）改造传统工艺流程和设备，实现工艺装备现代化，打造循环经济建设支撑体系
钢铁企业的节能主要包括技术节能、结构节能、管理节能，其中技术节能是指采用先进的工艺、技术、装备，实现工艺装备的现代化，特别是转炉基础自动化、焦炉自动控制与信息化技术的国产化开发、电厂DCS控制系统改造等，在 3 两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
行业内外具有很好的应用推广价值和广阔的市场。
一是转炉基础自动化改造，实现负能炼钢
为了进一步提高整个转炉炼钢的自动化程度，进行了长寿底吹改造，同时引进了奥钢联VAI公司的烟气分析系统，以及转炉炼钢的静态和动态模型，优化转炉炼钢工艺，降低物料消耗，提高终点命中率。同时自行开发了相关的三级生产管理软件，完成了生产计划的管理和跟踪。同时煤气回收超过110m3/t钢，转炉工序能耗达到-7kg标煤的较好水平。
二是开发特大型焦炉控制与信息平台的国产化关键技术。
马钢新区7米63型焦炉为国内首批特大型焦炉，其自动化系统主要内容包括焦炉推焦计划软件研制；焦炉各大控制系统相互协调。主要包括：四大车PLC系统、煤气加热及PROVEN系统、除尘PLC系统、焦炉DCS系统、筛焦系统、干熄焦相关控制系统、湿熄焦系统；焦炉操作相关显示与查询、焦炉操作日志及生产报表的自动生成。焦炉各大系统的相互联锁的系统成功与否,不仅直接影响焦炉生产效率、劳动强度更重要的是为安全生产提供了有力的保障。马钢特大焦炉控制与信息系统的应用，不仅使马钢干熄焦技术被列为“大型技术和装备国产化”示范工程，装备国产化率达到90%，打破了干熄焦技术被日本、德国等国家垄断的局面，而且，干熄焦吨焦发电已超过120kwh/t焦，在行业处于先进水平。
三是热电总厂管控一体化信息化建设。马钢热电总厂负责马钢电力和蒸汽的供应，实施管控一体信息化是为了提高管理水平，确保企业安全经济运行，优质发电，提高经济效益，创建一流电发企业，管控一体化系统包括厂级监控信息系统（SIS）及管理信息系统（MIS）两部分。管控一体化系统的总目标就是通过为各生产、管理部门，为各项生产、管理活动提供良好的信息服务。结合管控一 4 两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
体信息化建设，开发了多项国内最新锅炉燃烧技术，创造了多项发明专利，形成了自主知识产权，填补了我国锅炉全烧高炉煤气的技术空白。
（二）优化工艺信息资源，降低工序能耗。
信息就是资源，信息化就是资源整合。信息技术具有的先进性、融合性和渗透性，完全能够在节能减排中发挥重要作用。数字化、网络化、自动化的信息化应用项目，不但可以促进节能降耗，提高能源利用效率，还可以为钢铁工业提高产品质量，降低成本发挥重要作用。比较有特色主要包括焦炉自动加热系统、棒材穿水冷却自动化控制技术、钢渣在线处理自动化技术等。
一是焦炉自动加热系统。该系统主要功能是测量焦炉加热温度和调节焦炉暂停加热时间。系统软件通过中控计算机控制焦炉加热，通过测温探头中控计算机系统的测温软件处理信号，并根据所测温度数据调节焦炉煤气暂停加热时间来调节焦炉温度，使焦炉加热均匀稳定，降低炼焦耗热量、提高焦炭质量和劳动生产率、改善操作环境以及延长焦炉寿命等方面起到重要作用。现焦炭平均粒级长期在高位稳定（52mm），大焦率有1%左右的提高。
二是棒材穿水冷却自动化控制技术。棒材生产线穿水冷却系统，钢温反馈滞后，给产品质量的控制带来不利影，严重影响生产效率。通过采用先进的PLC和现场总线控制技术，现场操作人员可以通过监控器上显示的数据在线监控每一穿水段的冷却水压力和流量，并及时对该段气动薄膜阀的开启度进行调节，以合理控制轧后棒材的冷却强度，在确保产品质量的前提下，使系列高档出口品种材轧制速度提高15％以上。该控制系统改造后，稳定高效地调节方式也大大地降低了穿水系统故障率，同时有效地减轻了操作人员劳动强度，提高了效率。
三是钢渣在线处理自动化技术。马钢“钢渣的风淬粒化处理”技术于1987年在 5 两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
马钢研发成功并通过冶金部技术鉴定，1988年获国家实用新型专利，1992年获安徽省发明金奖和全国专利技术黄山博览会银奖。根据马钢新区炼钢系统的统一规划，钢渣处理自动化系统与整个炼钢分厂自动化系统在硬件设施和软件平台上保持一致，并在信息管理层与整个炼钢系统进行联网，实现数据信息交流，实现管控一体化。
低温烟气余热发电、饱和蒸汽发电、含锌尘泥转底炉脱锌技术等开辟了冶金行业技术先河。
（三）建设能源管理中心，实现能源的高效管理与利用。
能源管理系统（EMS）是企业信息化系统的一个重要组成部分，它的主要功能是实现能源系统分散的数据采集和控制、能源集中的管理调度和能源供需平衡、单位能耗及工序能耗的对标评价、能源需求预测、能源设备管理等，为在生产过程中实现较好的节能、降耗和环保的目标创造条件。即在企业主工艺生产和能源的加工、输送、存储、使用过程数据进行采集、加工、分析、处理以实现对生产工序（单元）对标评价、能源实绩、能源计划、能源平衡调度、能源需求预测、能源设备管理等全方位的监控和管理功能，同时还能很大程度的节约人力成本，达到企业节能增效的目的 。
1、能源中心应用技术。主要包括数据采集与处理（监视、报警、调整）：准确而迅速采集各种数据，形成各种运行潮流，通过CRT画面显示实时的能源介质的来龙去脉及变化趋势；能源调度；日常管理； 自动控制；辅助决策等。
马钢新区能源中心能源管理系统（EMS）不仅是一个钢铁企业能源系统的设备实时监控和调度系统，而且贯穿了钢铁企企先进的能源管理思想和节能技术，贯穿了钢铁企业先进的设备控制技术和能源调度技术，实现了信息化和工业 6 两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编
化的有机融合。
2、能源中心实施效果
节能减排效果显著。马钢新区能源中心从2006年6月上线运行以来，在优化能源介质的平衡、减少放散、改善环境质量、降低各种能源消耗、提高劳动生产率和能源管理水平等方面起到了显著作用，连续安全运行至今。马钢自能源中心EMS系统投运以来，受到了国内主要钢铁企业的极大关注，成为国内钢铁企业扩建或新建项目的样板工程。
经济效益明显。马钢新区能源中心EMS系统运行以来，实现了节能减排的目标，提高了新区能源系统各项主要经济技术指标，各项指标均达到国内先进水平，年创经济效益11368万元。
（四）打造整体ERP信息系统平台，实现了物流、能流、信息流、价值流的耦合。
马钢整体ERP系统的实施，采用了成熟商业套件的行业整体解决方案加适度开发的多层次、多系统集成的技术路线。系统架构采用行业内普遍公认的五级系统架构：即一级基础自动化（PLC）、二级生产过程控制系统（PCS）、三级生产制造执行系统（MES）、四级企业资源计划系统（ERP）、五级企业决策支持系统。同期新建和改造的三级系统主要包括：覆盖全公司的物流管理系统（LES），
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覆盖全公司原燃料、辅料、中间品、产成品的检化验系统(QS)，各钢轧产线的生产制造执行系统(MES)，公司设备管理系统、新区能源管理系统，以及针对四钢轧生产经营管理的高级产线计划排程系统等十几个子系统。实现了
一、
二、
三、四级系统的全面集成联动。
ERP实现了全公司各生产主线的原辅料物流的在线跟踪和控制，提高了内部生产需求、采购、仓储、配送、原料和能源消耗、产出物流的运营效率，对核心业务的协同管理发挥了巨大的支持作用，能够保持公司内部物流、信息流、资金流的高度一致。该项目实施后，企业内部专业协同一致水平和决策效率得到明显提高。
近年来，马钢以《“十一五”技术创新规划纲要》为引领，坚持“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针，不断优化创新模式，推动企业质量效益的提升。在信息化节能减排方面，马钢烧结低温烟气余热发电技术、马钢新区能源管理中心的开发与应用、马钢大型高炉风机系统脱湿和自动拨风新技术的研究及应用等多项技术获冶金科技进步奖、安徽省科技进步奖。
三、利用信息技术促进节能减排的经验和体会
1、两化融合是钢铁企业实现资源节约、环境友好的必由之路。以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，有助于企业加快技术进步、有效降低成本、提高经济效益、实现可持续发展战略；有助于钢铁企业发展循环经济和低碳经济。
2、领导重视、统一协调、统一规划，是企业成功实现信息化与工业化有机融合的重要保障。
3、通过ERP系统平台，在生产经营计划中，要统筹考虑能流、物流的相互影响，高效对接，实现能源管理中心与ERP系统的有机融合。
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4、能源管理中心是最重要的节能减排手段。在提高能源系统的管理效率、优化能源平衡、促进节能减排、提高功能质量、完善消耗评估技术方面，EMS可以提供一个成熟、有效和使用方便的管控一体化解决方案，还能提供先进、可靠和安全的能源系统运行、操作和管理平台。建设能源管理中心，实现管理节能，可在冶金和其它行业推广应用。
5、信息化是节能减排的加速器。
在国内钢铁行业大的结构调整告一段落，大批关键与共性节能减排技术得到广泛运用以后，从单体节能向系统节能迈进，需要通过信息化技术“加速器”的强大功能，拓展产品绿色制造，减轻环境负荷压力，提高社会效益和环境效益，促进社会可持续发展，
四、下一步工作思路
1、进一步完善公司能源管理组织体系。公司ERP系统和新区能源管理中心功能的不断完善，日益发挥强大作用；老区能源中心已完成初步设计，明年可建成投运，届时公司将形成完整的物流、能流信息平台。将依托公司强大的信息化平台，加快能源优化模型体系建设，拓展新区能源管理中心功能、研究大型钢铁企业能源管理组织架构，通过对新、老区能源管理中心的整合与融合，实现公司级能源优化集中管理。
2、以ERP系统功能扩展为平台，继续优化能源消耗成本。
进一步完善公司整体能源管控信息化建设，将能源生产消耗控制提升到公司资源统一管控层面，在产品生产与能源消耗中建立紧密关联关系，细化能耗指标控制，提高系统信息的综合应用分析水平，为生产经营决策提供数据支撑，达到科学决策的目的。
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3、大型钢铁企业系统节能减排信息与控制技术研发。
根据马钢生产流程，利用信息与控制技术，把能源管理优化模型分为物理层、模型层、应用层三个层次，分工序建立多种能流、物流耦合子模型；建立工序与工序之间、系统与系统之间关系模型；依据各种不同类型的能源消耗,转换及产生的各种关系，建立能耗优化数学模型。建立以多种模型支撑的能源管理系统，开发出快速准确的能耗预测、能源调度、能耗评价与能耗诊断、能源应急调配预案等的管理和控制功能。
信息化与工业化的有机融合，走新型工业化道路，是党的“十七大”提出的重大战略部署，是钢铁企业做大、做强的必由之路，是促进节能减排的重要手段。我们将在各级部门的大力支持下，加快企业两化融合建设步伐，进一步拓宽工作思路、工作方法和实现途径，推进节能减排和企业又好又快发展。
