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恒拓科技申报2021年山东省科学技术奖项目公示

作者:济南恒拓 来源: 未知日期:2021-01-19 点击:
一、项目名称
水泥生产智能化关键技术及集成应用
二、提名单位及提名意见
提名单位:山东省教育厅
提名意见
我单位认真严格地审阅了该项目提名书及全部附件资料,确认该项目符合山东省科学技术奖励规定的提名条件,全部材料真实有效,完成人、完成单位排序无异议,提名书相关栏目符合填写要求。
该项目围绕我国水泥生产的信息化、智能化与国外差距明显、研究薄弱的历史现状,针对水泥生产过程的关键参数在线检测难、工况准确识别难、智能优化控制难的共性问题,以绿色发展、智能制造为目标,对水泥生产过程智能化的控制理论、应用技术进行了十几年的深入研究。研发水泥生料成分在线检测与分析技术,发明基于矩阵半张量积规则优化的水泥生料配料方法,实时提高生料成分稳定性;发明了基于烧成工况综合识别的回转窑多模态控制方法,实时保障水泥烧成系统的动态平衡与稳定;研发水泥颗粒粒度分布在线检测与滤波技术,开发了磨机负荷优化控制方法,实现水泥颗粒粒度分布的实时合理控制。构建了集感知、控制、优化于一体的水泥生产智能化集成管控平台,突破了水泥生产智能化“卡脖子”的关键技术,可替代国外同类技术产品,支撑了水泥生产智能化发展。
该成果技术已应用于山东山水水泥集团有限公司等企业的200余条生产线,提质降本增效效果显著,提升了我国水泥工业智能制造水平。经行业组织专家鉴定,成果总体达到国际先进水平
参照山东省科学技术奖授奖条件,提名该项目为山东省科技进步奖一等奖。
三、提名等级:一等奖
四、项目简介
本项目属于自动控制科学技术领域,应用于无机非金属材料。
中国是世界上最大的水泥生产和消费国。2019年,水泥产量23.5亿吨,约占世界总量的55%,能源消耗约占全国总量的5%,碳排放量约占全国总量的7%。中国正从水泥大国迈向水泥强国,不论从技术装备还是制造本身,都成为全球的重心。但水泥工业单位能耗、物耗和污染物排放量与国际先进企业相比仍存在较大差距,节能减排任务艰巨。为提升水泥工业在全球市场的竞争力,推进水泥工业绿色可持续高质量发展,水泥生产智能化成为亟需解决的问题。
该项目以“绿色发展、智能制造”为目标,针对水泥生料成分稳定、熟料烧成过程“风煤料”动态平衡、水泥颗粒粒度合理分布、多源数据互联互通的技术难点,围绕水泥生产过程的控制应用理论和技术创新,经近二十年产学研共同研发和工程应用,突破了水泥生产智能化“卡脖子”技术,取得了以下创新:
(1)发明了基于矩阵半张量积规则自动提取的水泥生料配料方法,突破了原材料变动剧烈时生料“三率值”难以控制的问题,确保了生料成分稳定,为熟料烧成系统稳定运行提供保障。
(2)发明了基于烧成工况综合识别的回转窑多模态控制方法,攻克了水泥烧成过程因滞后、非线性及不确定性导致的“风煤料”动态不平衡问题,保证了热工制度稳定,提高了熟料产量、质量,熟料烧成煤耗下降3.3%。
(3)发明了基于自适应控制的磨机负荷优化方法,解决了预粉磨系统与终粉磨系统协调控制问题,实现了水泥颗粒粒度合理分布,提高了粉磨效率,水泥粉磨电耗下降5.3%。
(4)研发了水泥生产智能化集成管控平台,突破了信息融合与多过程协同控制瓶颈,实现了水泥生产过程的智能感知、智能控制和智能管理。
本项目成功应用于百余条生产线,包括水泥巨头拉法基集团、俄罗斯及南非等国家的水泥企业、山东山水水泥集团有限公司(100%应用)等,社会效益巨大。本项目达到国际先进水平,获得授权发明专利15件,登记软件著作权32件,实用新型2件,发表SCI、EI收录论文150余篇,其中标志性的国家发明专利6件、软件著作权2件、论文2篇。
六、主要完成人情况
1、姓名:王孝红                排名:1
行政职务:无                   技术职称:教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:项目研发团队带头人,负责总体构思、设计和项目实施,在提出水泥生产智能化体系结构、发明了熟料烧成状态识别方法、发明一种水泥生料配料控制系统及方法、发明原料粉磨自动控制方法以及项目成果应用与推广方面做出了重大贡献。
2、姓名:张强                   排名:2
行政职务:无                    技术职称:副教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。发明了水泥粉磨粒度预测控制方法,实现水泥粒度合理分布;研制了水泥联合粉磨自动控制软件,缩小稳流仓仓重、比表面积和磨机电流波动范围,提高了水泥质量。
3、姓名:于宏亮                排名:3
行政职务:无                   技术职称:教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。参与了水泥生产智能化体系结构工作,提出了基于多模态智能控制技术的水泥生料质量控制方法,稳定了水泥生料成分,提出了篦冷机仿人智能控制方法,稳定了烧成过程的热工制度,保证了熟料质量,降低了煤耗。
4、姓名:袁铸钢                排名:4
行政职务:无                    技术职称:教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。参与了水泥生产智能化体系结构工作,发明原料粉磨自动控制方法。
5、姓名:孟庆金                排名:5
行政职务:无                   技术职称:教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。发明了熟料烧成工况识别方法,解决了熟料烧成过程线性化难题。
6、姓名: 景绍洪               排名:6
行政职务:无                   技术职称:教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。研发了水泥生料制备状态识别和优化控制软件,提高了生料合格率,降低了电耗,负责水泥生产智慧决策平台的研发工作。
7、姓名:陈仲圣                    排名:7
行政职务:副总经理                    技术职称:高级工程师
工作单位:山东山水水泥集团有限公司
完成单位:山东山水水泥集团有限公司
对本项目贡献:全程参加了项目的研发工作。从工艺角度提出了水泥熟料生产过程节能降耗的控制策略。
8、姓名:蒋萍                   排名:8
行政职务:无                   技术职称:副教授
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,全程参加了项目的研发工作。发明了水泥生料配料控制系统及方法,稳定了水泥生料成分。
9、姓名:路士增                排名:9
行政职务:无                   技术职称:讲师
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,提出了分解炉温度多模态智能控制方法,稳定了烧成过程的热工制度,保证了熟料质量,降低了煤耗。
10、姓名:刘钊                     排名:10
行政职务:无                   技术职称:讲师
工作单位:济南大学
完成单位:济南大学
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,研究了磨机负荷控制方法,实现水泥粉磨负荷优化运行。
11、姓名:白代生               排名:11
行政职务:副总经理          技术职称:教授级高级工程师
工作单位:山东山水水泥集团有限公司
完成单位:山东山水水泥集团有限公司
对本项目贡献:研究了水泥生产过程信息化管理系统,参与了水泥生产智慧决策平台的研发工作。。
12、姓名:刘化果               排名:12
行政职务:无                   技术职称:高级工程师
工作单位:山东恒拓科技发展有限公司
完成单位:山东恒拓科技发展有限公司
对本项目贡献:是项目科学技术成果鉴定证书中的主要研制人员,研发了水泥智慧决策平台和组织现场工程实施。
七、主要完成单位情况
1、济南大学                    排名:1
主持完成了“水泥生产过程智能集成优化控制技术及应用开发”等项目。对项目的技术创新和应用情况的贡献主要表现在:
(1)组织项目的实施,为项目的开展提供人力、物力和财力保障,发挥学科交叉、互补优势和集成创新;
(2)首次构建了集生产过程数据采集、工况智能辨识、多策略智能优化控制、智能生产管理于一体的水泥生产智能化体系结构,形成了相应的关键技术解决方案;发明了基于组态软件的水泥生产过程智能优化控制培训方法,解决了智能化生产技术人员培训的普适问题;
(3)发明了基于数据滤波、经验模态分析、K均值聚类及专家知识的水泥生产状态识别方法并编制了多个数据处理与融合软件,突破了生料成分、烧成带温度、水泥粒度分布信息准确提取的瓶颈,实现了状态识别准确率80%以上;
(4)发明了基于数据驱动、专家控制、模糊控制、人工神经网络、预测控制等算法的水泥生产智能化控制方法,攻克了多变量、时滞、非线性引起的控制难题,研发了“两磨一烧”全流程优化控制技术并编制了相应的控制软件,实现了水泥生产的智能优化控制;年生料粉磨系统电耗降低2.1%,烧成系统综合煤耗降低1.6%,水泥电耗降低1.9%;
(5)构建了集智能传感、优化控制、现代管理于一体的水泥智慧决策平台,解决了异构数据采集、传输与融合的关键技术难题,编制了水泥企业数据分析与管理系列软件,实现了水泥生产数字化、智能化、高效化、绿色化,确保企业的行业竞争力。整体技术示范应用于5家企业。
2、山东恒拓科技发展有限公司    排名:2
参与完成了“水泥生产过程智能集成优化控制技术及应用开发” “水泥生产过程节能降耗技术集成控制”、“面向节能减排的水泥生产过程集成控制系统研究”、“水泥生产过程智能集成优化控制技术研究及产业化”和“智能化工厂关键技术研究与应用示范项目”。对项目的技术创新和应用情况的贡献主要表现在:
(1)参与项目的实施,为项目的开展提供人力、物力和财力保障;
(2)参与研发集数据采集、工况智能辨识、多策略智能优化控制、智能生产管理于一体的水泥生产智慧决策平台;
(3)负责水泥生产智慧决策平台现场安装、调试、运行维护等工作;
(4)成功将本项目推广应用于百余条生产线,包括水泥巨头拉法基集团,白俄罗斯、俄罗斯、土耳其、多米尼加、孟加拉国、摩洛哥、南非等国家的水泥企业,中国建材集团(中联水泥、南方水泥、北方水泥、西南水泥、宁夏建材、天山水泥等)、山水集团(100%应用)等。
3、山东山水水泥集团有限公司    排名:3
(1)是项目推广应用单位,为项目的实施提供人力和物力保障;
(2)与济南大学推进水泥生产过程智能化建设,从工艺角度参与水泥生产智能化集成管控平台研发;
(3)通过实施水泥生产智能化集成管控平台,实现了生料制备、熟料烧成及水泥制成的工况识别与智能控制,提高水泥生产的智能化水平。
 

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