福建顺昌炼石水泥有限公司原为“福建省顺昌水泥厂”,于1984年筹建,1988年8月投产;1997年9月改制为“福建炼石水泥有限责任公司”;1998年福建水泥股份有限公司兼并顺昌水泥厂,更名为“福建水泥股份有限公司炼石水泥厂”。2021年2月20日在顺昌成立独立子公司“福建顺昌炼石水泥有限公司”,全面承接原炼石水泥厂(除矿山外)经营管理业务。公司现有两条熟料生产(2500t/d+4500t/d)和三台水泥磨,熟料设计产能约226万吨/年,水泥粉磨能力约300万吨/年;拥有自备矿山和铁路专用线。
日产4500吨熟料水泥生产线中控室内,工人轻点鼠标,在专家优化控制系统的操控下,全封闭车间里机器设备开足马力;花园式工厂里看不到灰蒙蒙景象,绿草如茵,空气清新;“5G+工业互联网”建设运用按下“加速键”,无人化、自动化、智能化生产逐步实现......
在公众眼中,水泥行业一直与高能耗、高污染等词汇形影相随,与绿色发展“背道而驰”。近年来,曾在中国水泥行业颇有影响的福建顺昌炼石水泥有限公司(以下简称:顺昌炼石)也存在设备落后产能低、技术落后技改难度大、人工技能差、服务水平低等问题,企业一度面临生死考验。
为此,顺昌炼石加快数字化转型步伐,通过淘汰落后产能,引进先进智能制造设备,加快技术转型升级,解决了企业的生存和发展需要;通过精益生产和安全标准化管理,推进花园工厂建设;导入智能工厂建设,全面提升工厂的管理水平,工厂美誉度和经济效益大幅提升,绿色矿山、花园工厂建设稳步推进,安全生产、精益管理进一步提升,员工安居乐业、企业蒸蒸日上。2021年熟料综合电耗和标煤耗等技术指标达到行业先进水平,经济效益大幅跃升,实现从“灰色制造”到“绿色智造”的蜕变。
“水泥不是落后产品,传统行业也不等于落后产业。只有实现数字化转型、绿色转型,才能摘掉高耗能、高排放的标签,更好地融入和服务经济社会发展。”公司党委书记、总经理张建平说。
走进顺昌炼石,映入眼帘的是纵横交错的管道和巨大的生产设备,低沉的轰鸣声不时传出。在各生产车间,机器24小时不间断生产,但厂区内却看不到工人们忙碌的身影。
中控室的大屏上,显示着整个工厂的实时生产画面。工作人员只需在DCS控制系统上操作,对应的实体生产环节便会按照指令运行。
“这条新生产线的窑磨专家控制系统可以将水泥生产过程中的温度、压力、电流、转速、喂煤量等关键参数结合起来,判断窑内的状况并进行调整,以最小能耗实现最大产能。”张建平说。
顺昌炼石的前身是福建省顺昌水泥厂,是国家“七五(1986-1990年)”计划重点工程,也是当时我国与澳大利亚自1972年建交以来最大的经济技术合作项目。该项目落户拥有丰富石灰石矿山资源的顺昌,1984年筹建,1988年投产,为华东地区最大的水电站——水口电站提供了大量优质水泥。
张建平回忆:“那时,我们的生产线是中国引进的第一条带窑外分解的2000t/d新型干法水泥熟料生产线,总投资3.6亿元人民币,代表着当时世界先进的水泥生产工艺。国内很多的水泥行业专家、学者都来顺昌参观学习,为水泥行业培养了大批专业人才。”
1998年,顺昌水泥厂与福建水泥厂实现省内两大水泥企业强强联合,更名为福建水泥股份有限公司炼石水泥厂,成为国家大型水泥生产企业;
2000年,炼石水泥厂建设了一条国产化水泥生产线(原4#窑);
2008年,企业在建设第3条生产线的同时,利用原有两条熟料生产线建成我省首家利用水泥窑生产的废气来发电的纯低温余热发电站。
“水泥厂每天都会产生大量高温烟气,完全可以回收利用。”张建平说,建设余热发电项目,让昔日浪费的废热化身源源不断的清洁电力,每天的发电量可以满足工厂自身用电的三分之一,两到三年就收回投资成本。
虽然顺昌炼石在发展循环经济、推广清洁生产、节约能源资源方面,跨出了重要一步,但是原有的水泥生产线存在产能规模小、设备老旧等问题,能耗、成本高,环境污染也较严重,企业曾一度陷入半停产和部分员工回家待岗状态,经营严重亏损。彼时,一些顺昌家长告诫孩子“不努力读书,以后就去水泥厂当工人”。
水泥产能过剩致使行业面临非常严峻的竞争压力,日趋严格的环保政策和“双碳”目标的实施更是对企业的节能减排提出了更高的要求。顺昌炼石面临着生死考验。
主动淘汰落后产能,大力推进节能降碳技改,积极探索智能制造,顺昌炼石开始了“绝地求生”之路。
2019年,在南平市和顺昌县政府,以及上级公司福建水泥股份有限公司的大力支持下,顺昌炼石将能耗高、产能低的第一、二条生产线拆除,投资7.1亿元,在原址上新建一条带7.5MW纯低温余热发电的日产4500吨水泥熟料生产线,同时以新带老,对原第三条生产线进行了技改提升。
2020年10月31日,新生产线建成投产。仅用一年时间,公司就交出一份亮眼“成绩单”,新生产线单线利润超亿元。2021年企业的工业总产值、利润、税收均比上年大幅增长。
严控煤炭消费增长,是国家碳达峰、碳中和战略的重要内容。水泥行业属于传统的高耗能产业,外购的煤炭成本加上电力成本,约占全部成本的60-70%,节能降耗能实实在在地降低企业运营成本。
为此,新生产线大量采用了先进的工艺技术和装备,如生料辊压机、六级悬浮预热器、带中置辊破的四代篦冷机、磁悬浮风机、永磁电机等,大大提高了燃料的利用效率和热量的回收效率,节煤节电效果显著。
同时,新生产线还采用了智慧工业能源管理系统、生料在线分析配料系统、窑磨控制专家优化系统、现场视频监控系统、智能物流管理系统等,提升了企业智能管理水平,为生产稳定和效率提高提供了技术保障。
“比如,分解炉出口温度只需要870℃,但在运行过程中,可能会波动到890℃或更高,就意味着多消耗煤,是浪费。专家优化控制系统会对整个系统参数进行合适的控制,及时调整温度,能耗自然就降低了。”熟料分厂中控室主任林元魁介绍,专家优化控制系统实现了生产低能耗、低排放的目标,比人工调整效率更高,也更准确。
如果说,过去中控室的窑磨操作员的工作像是在驾驶一辆手动档汽车,那么现在通过专家优化控制系统,就像是开了定速巡航功能,轻松无忧。过去,仅一条生产线就要用工1000多人,“机器换工”后,全厂2条生产线用工仅400多人。
“已拆除的旧生产线的熟料标煤耗在120千克标煤/吨以上,而新的生产线设计指标为96千克标煤/吨。我们还‘以新带老’,让2008年建设的生产线也达到107千克标煤/吨。”张建平表示,在熟料电耗方面也从原来的60千瓦时/吨以上,降到了45千瓦时/吨左右。粉尘排放国家标准是每立方米30毫克,顺昌炼石做到10毫克以下,达到行业领先水平。
2021年9月,顺昌炼石通过了国建联信认证中心组织的“能源管理体系认证和低碳产品认证”现场审核,同年11月获得《能源管理体系认证证书》和《中国产品低碳认证证书》。
福建水泥股份有限公司副总经理李小明是顺昌炼石综合技改项目的总指挥。他说,顺昌炼石新生产线的智慧工业能源管理系统是福建省水泥行业第一套上线运行的集能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等全过程管理为一身的能源管理系统,将在福建水泥公司各基地推广。
2021年6月,顺昌炼石投入1200万元,从安标一级、环保达标、矿山绿色、指标先进、生产清洁、工厂美化六个维度发力,创建“花园工厂”。
公司将厂区划分为20个片区,片区责任人对问题列表实行销号清单;创建示范点、示范区,以点带面、循序渐进,实施重点突破;想方设法根治源头“跑冒滴漏”,环保技改投入约206万余元;刷新漆、种绿植、路面硬化、墙面美化,新线空地绿化率达95%……最初的700余张脏乱差问题照片逐日递减,头顶望蓝、放眼是绿、四季有景的“花园工厂”以肉眼可见的速度展现在大家眼前。
生产技术部主任陈历祥对“花园工厂”建设感触颇深,他说:“煤磨车间以前是工厂里最脏的车间。现在从源头上治理跑冒滴漏,车间里铺上了地砖,装了吊顶,粉刷了墙面,成了厂里的示范点。”
如今,置身厂区,很难让人将其与一个水泥生产企业联系起来,厂区丝毫不见污浊的粉尘,灌木丛枝叶繁茂,办公楼和碧草相连,厂房与绿树相接……
“十四五”时期,工业互联网成为整合数字化、智能化技术和各生产要素的“集大成者”,引领着现代制造业的发展方向。“5G+工业互联网”正在推动传统产业由“制造”向“智造”飞跃。2021年发布的《建材工业智能制造数字转型行动计划(2021-2023年)》,明确提出要加快水泥行业的信息化建设,以促进产业结构调整和转型升级。
展望未来,张建平说,顺昌炼石将深度对标先进企业,提高创新能力,继续向控制智能化、系统集成化、管理信息化的方向发展,努力在“十四五”期间成为福建水泥首家智能工厂,走好水泥企业低碳、环保、节能的绿色可持续发展道路。