摘要：钢铁行业在我国社会主义市场经济的发展中占据至关重要的地位。同时，也是落实“双碳目标”的主要行业。“双碳”目标的提出，主要是为了引导我国各个行业发展走环保、低碳方向，并倡导人们学会绿色生活，提升环保意识。同时，也是推进碳排放降低的一项重要举措，有助于绿色技术更新、调整与优化，对于我国产业经济竞争力提升也大有裨益。而本文探讨的钢铁行业无组织超低排放正是契合该理念的重点。基于此，文章将针对钢铁行业无组织超低排放的智能管理，做出深入剖析与研究，以实现钢铁行业低碳、绿色发展目标。
关键词：钢铁行业,无组织,超低排放
在钢铁行业发展中，“超低排放改造”是保证产业转型升级效果的关键，同时，也是推进钢铁行业发展趋向高质、绿色、持续的重要方式。我国钢铁行业超低排放改造，对全世界范围内钢铁行业绿色革命有引领性作用。钢铁企业作为工程责任主体，以高度的历史使命感积极推动综合治理、系统治理、源头治理，实现全流程、全环节、全方位超低排放改造，付出了巨大人力、物力、财力，为打赢“蓝天保卫战”作出了载入史册的贡献。截至2023年10月末，我国完成超低排放改造、评估企业，已经达到99家，其中，还处于评审中的钢铁企业有36家，粗钢产能0.83亿吨，从种种数据也能够看出，超低排放改造已经成为我国钢铁行业不断前进、发展的主流趋势。
1钢铁行业无组织超低排放管控成效
在钢铁行业超低排放改造的持续性推行之中，近年来，我国钢铁行业迎来了脱胎换骨的“绿色革命”，改革成效已经取得一定进展。截至2022年底，全国有超过2亿吨粗钢产能完成全流程超低排放改造，效果显著。2020年第一季度，又有约4000万吨粗钢产能完成改造。与实施改造计划之前相比，2022年，全国每吨钢二氧化硫、氮氧化物、粉尘排放量下降了约二分之一，已经达到国际领先水平。全国钢铁产能集中的10个城市，PM2.5浓度平均下降24%，优良天数比率平均上升了7个百分点。截至2023年6月30日，270余家钢铁企业约7.6亿吨粗钢产能已完成或正在实施超低排放改造。目前，钢铁业超低排放改造累计投资逾2000亿元。全行业已有31家长流程企业与5家短流程企业成功创建了重污染天气绩效分级A级企业。中国钢铁行业超低排放改造管控，整体进展符合预期，并取得一定成效，具体有以下几方面的表现。
（1）提升企业环境治理水平、优化厂区作业环境。钢铁行业厂区通过持续超低排放改造，充分转变了自身以往形象，一个个“花园式”工程的建设正在如火如荼进行，整体面貌有明显改善。其中，三钢集团先后获得国家工业旅游示范基地、国家AAAA级旅游景区等荣誉称号。
（2）推进工业领域运输结构转向“绿色可持续”方向。钢铁行业的改造与其他行业不同，其是第一个全流程改造，首次将清洁运输纳入指标要求。实现超低排放的钢铁企业由原来的汽车运输为主，改为利用管状带、水路铁路运输等清洁方式，并引入新能源重卡，整个行业大宗物料在水路、铁路运输的比例也有明显提升。在2022年我国铁路货运量占比有约9%的提升，并持续五年上升。我国新能源重卡在2022年销量全球第一，同比增长154%。
（3）钢铁行业产业结构优化成效显著。这种成效主要表现为：①装备水平提升程度十分显著。在2013年～2022年期间，我国炼铁先进工艺装备产能占比提升9个百分点，烧结先进工艺装备产能占比提升20个百分点；②行业集中程度产生明显提升。在2013年～2022年期间，我国粗钢产量出现了明显的提升，但在全国范围内，钢铁企业却有29%左右减少，行业发展平均规模约有52%扩大，其中排名前十钢铁企业粗钢产量占比，也从原来的34%（最低点）提升至42%；③推进产能布局持续、有效优化。重点区域产量占比下降4个百分点，一批城市钢厂退城搬迁，环首都28家企业转移至运输成本更低的沿海地区，沿海钢铁产能布局达1.8亿吨。
（4）有力促进空气质量改善。2022年，中国钢铁行业废气污染物颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放强度较2013年分别下降70%、81%、40%，污染物排放控制达到国际领先水平。
（5）环保产业发展及技术进步得到充分带动。从钢铁行业贯彻超低排放改造排放政策及准则以来，相关科研单位、企业对创新技术的研究一直在不断攻关，其中活性焦脱硫脱硝一体化、高炉煤气精脱硫、无组织排放管控一体化等自主知识产权技术开发，在全球首次开展了全流程超低排放工程示范。
2钢铁行业无组织排放管控难点
2.1生产制造环节
生产制造工艺环节一直是钢铁行业无组织排放管控的重难点。生产制造工艺环节一直是钢铁行业无组织排放管控的重难点。①在烧结（球团）工序中，物料混合、烧结以及冷却等过程中，均会有含尘外逸情况产生；②高炉炼铁工序中，出铁沟、铁场等，会有大量含尘烟气，并且极易在厂房内产生“逸散现象”；③在实际炼钢时点位众多，如精炼炉、拆包、大包转台等均属于此列，这些点位的实际运行极易受传统炼钢技艺制约，均需得到钢铁行业超低排放监管人员重点、及时关注；④在开展轧钢作业时，整体性轧制是其中的重要工序，整个过程如有“温度较高、但轧辊存在冷却水”情况存在，大量含尘水蒸气就会随之衍生。
2.2物料运输环节
在物料运输环节中，钢铁企业现存设备、技术措施、运输成本等均是主要制约因素，大多数钢铁企业基本以“皮带运输”方式，来满足物料运输需求。但是，这种方式在实际转运时，皮带机头、机尾受料点、落料点均以扬尘无组织排放形式为主，对环境保护十分不利。同时，此类污染源点位较多，难以治理，不同企业厂房治理评判要求、标准、指标均有一定差异，整体管控效果不显著。
2.3物料存储环节
在钢铁行业发展中，企业生产过程所应用的物料，也需做好存储工作。其中使用最多的原料基本为白灰、块矿、焦炭、铁精粉、煤等，这些物料在使用过程中存在量大特点且多为块状，一般于料场内堆放。我国部分大型钢铁公司料场物料信息及其形态主要表现如下。
（1）宝武鄂钢场。物料类型为焦炭、煤、精铁矿，受料量为797万t/a，形态主要以“块状”为主。
（2）新金钢铁烧结场。物料类型为焦炭、铁精粉，受料量为400万t/a，形态主要以“块状”为主。
（3）敬业钢铁南区机械化场。物料类型为混匀料、铁精粉，受料量为960万t/a，形态主要以“块状”为主。
（4）裕华钢铁西山大棚。物料类型为煤、铁精粉，受料量为700万t/a，形态主要以“块状”为主。
从这些数据信息得知，钢铁企业散状料主要在“料场”中集中堆放，其也是供料第一环节单元，其内部会分布大部分前端上料系统、块状物料也在其内部堆放保存。在物料存储过程中，由于所需存储物料种类较多，不同企业基本以结合实际情况及自身条件的存储方式为主，物料和料场道路规划间，没有清晰、明了的边界，这在车料运输时，就会产生十分严重的扬尘问题，综合治疗效果也就不够显著，是企业无组织超低排放监管的一大难点。
3钢铁行业无组织超低排放的智能管理系统设计
钢铁行业无组织超低排放智能管理系统的设计，能够达成对钢铁行业无组织排放、有组织排放、清洁方式等的一体化智能监测，并能够促进相关企业整体环保水平提升、环保信息化建设，满足双碳背景下，行业发展、社会建设对生态环境保护、节能减排、低碳发展的要求。整个智能管理系统能够对钢铁行业无组织超低排放的噪声、扬尘等环保数据，做到实时监测，并对其最低值、最高值、历史数据、实时数据等做好归类分析，如企业方面有需求，系统也能够以折线图形式，显示这些数据的趋势变化，并帮助用户导出相关数据信息。而该系统在具体设计中需对以下3点做出重点规划、设计与关注。
3.1系统架构
整个系统架构过程的第一要义，就是要确定整体设计目标，其中钢铁行业企业超低排放目标需求、管控要求，要做到厂区空气微站数据信息、TSP数据信息等的实时、全面、有效监测，保证污染源排放清单直观展现，并规划好历史报表、警报、预警等多个工作的规划，提升超低排放效果。系统整体架构需选用稳定可靠、成熟先进的软硬件技术及设备，完善系统架构，把控污染源头管理力度，有效改善厂区环境、减少污染物排放总量。
智能管理系统的形成，需做到分散资源全面、细致整合，将数据壁垒充分打破，明确数据治理的实际要求、具体内容，在厂区业务数据的搜集、分析、挖掘、整理中，促成企业环境治理数据、业务数据有机结合目标。系统功能以模块化划分形式为主，数据信息收集、处理、分析系统运行为核心重点，内外数据接口提供以服务形式为主。整个架构思路为“低耦合、高内聚”，主要分为服务层、数据处理层、展示层、接口层等。其中，确定服务层框架——Spring框架，理清并解决系统资源配置、调用的复杂性、综合性问题；数据层框架——Echart数据可视化技术、Vue前端框架，用于用户体验感提升、可视化效果增强。
除此之外，在系统架构形成中，还需关注系统接口设置，将视频监控系统、环保在线监控系统、清洁车辆GPS系统等均囊括至超低排放智能化管控系统设置中，这一过程需要通过系统接口设置实现。
3.2系统功能
3.2.1功能架构形成
在超低排放智能化管控系统的功能架构中，主要涉及综合展示、移动端应用、门禁物流、无组织排放源清单等多个功能模块。
3.2.2综合展示设置规划
综合展示设置规划，需将GIS地图作用进行充分展现，把控好显示屏占比设置，钢铁厂区重点区域需规划在首页，以便用户对自身所关注区域超低排放信息数据的及时探查。同时，需在GIS地图中，重点规划出空气标准站信息、TSP信息、水质信息等的展示空间及内容，各点位需以离线-正常-预警-报警这4种形式展现，可通过点位信息查询与以往超低排放信息、其他区域信息做出对比。
3.2.3排放源清单确定
在无组织排放源清单信息的搜集、确定中，需依照政策性需求，做好钢铁企业生产、制造过程中，炼铁、轧钢工序等工艺过程、物料储运环节等，做出全面分析，以形成厂区内无组织排放源清单项目，通过表格、GIS地图以可视化点位展示，保证分析数据的高效查询。
3.2.4监测数据统计
监测数据统计，可针对整个厂区超低排放实时数据做出全面监测，并结合不同点位计算其在不同时间显示的综合环境数据，如小时变化、日变化、月变化、年变化等，整体数据信息展示，需利用曲线图、表格等形式，依照选取时间、不同点位展示综合环境数据和其他数据的差异。整个智能管控系统一般重点监测除尘设备状态参数，如电流、流量、电压、压差等，还会重点关注生产过程的参数监测，而后对这些参数信息做出及时有效采集，最后会与现场视频实现接入，保证厂区烟雾排放情况、扬尘情况监控效果与质量。
3.2.5数据分析落实
在数据分析的高效落实中，需要对以下三点做出重点关注。
（1）污染物溯源。厂区内监测设备会对基本污染物信息及具体报警信息，进行及时采集，工作人员可充分利用此类信息，以便对污染源回溯效果做出保证，同时，需结合报警源附近温度、风向等相关信息，及时探查污染源点位，探明点位区域产生污染的原因，以便开展源头治理，确保治理效果。
（2）分析污染热力图。厂区内污染情况在智能监控系统中的主要展示形式——污染热力图。热力图绘制中，会将污染程度直接与“颜色深浅”设置相联系99，厂区污染情况展示也会在这种方式下得到分层，简单来说，颜色越深代表污染总尘越高。在整个系统的运行中，污染中心逐步扩散至四周的过程，会以自动绘制方式展现，以点带面明确显示污染分布及污染情况，并且能做到精准定位高污染区域，这就为降污处理的高效、高质提供了保证。
（3）污染扩散预警、报警。整个污染扩散预警、报警功能展现，需在理清排放源清单同时，以TSP监测数据、空气质量微站数据利用，实现正方形区域虚拟网络（50m～460m为最佳），而后结合分析温度、风速、风向综合影响，针对污染物在不同径向扩散速度、范围、方向等工程做出预测，对污染情况较为严重的前8个或者前10个，要做好扩散分析，以保证污染物潜在影响区预测效果。
3.2.6移动端设置
整个系统规划了移动端APP展示功能，厂区污染排放数据可通过移动端APP实施监查。同时也可通过GIS地图展示有组织监测排口数据、无组织监测点位等，保证监测数据简报每日实时推送，推进设备故障报警、监测报警等多项工作高效建设。
3.2.7视频系统构成
在视频系统构成中，主要监控对象为厂区内清洁设备、重要区域，整个监控过程需辅以摄像机、视频监控效用，播放点位监控历史视频、实时视频等，摄像机转动功能也能够做到有效操控。同时，该系统还能做到重点区域烟尘问题、情况的全方位监测、自动识别、及时抓拍。除此之外，系统可实现与厂区料场设备功能接口联动，在探查、识别到污染现象时，可通过这种联动保证治理工作更具针对性。
3.3监控构架
整个监控构成是指系统会有监控大屏的设置，以大尺寸LCD拼接屏为主，通过电视墙形式实现调度、指挥与展示。而后视频综合系统即会解码显示视频图像，将厂区环保信息以图形数据集中展示，这一可视化操作有助于达成物信融合目标。
4结论
综上所述，在钢铁行业无组织超低排放中引入智能管理举措、设计智能管理系统，对整个行业领域的节能低碳、绿色可持续发展至关重要。本文从钢铁行业无组织超低排放管控成效、钢铁行业无组织排放管控难点、钢铁行业无组织超低排放的智能管理系统设计三个角度出发，重点探讨了如何开展无组织超低排放智能管理系统设计，并将其作用如何展现进行了全面剖析，希望能够为我国钢铁企业的稳定、持续发展提供强而有力的支持。
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