一、項目背景

湛江氫基豎爐作為國內(nèi)首座百萬噸級氫冶金示范工程，是國內(nèi)最大一條集成采用多氣源，并最終采用全氫進行工業(yè)化生產(chǎn)、直接還原鐵的生產(chǎn)線。該系統(tǒng)可同時使用焦爐煤氣、天然氣、氫氣作為原料氣，比例可靈活調(diào)整，具備從富氫、高氫至全氫還原的試驗條件。

湛江氫基豎爐項目機電多專業(yè)施工協(xié)同效率低，介質(zhì)管道焊接無損檢測率質(zhì)量要求高，核心設(shè)備安裝精度高風(fēng)險大，機電設(shè)備在動態(tài)高溫、多相介質(zhì)環(huán)境下維持長期系統(tǒng)運行的氫基豎爐化工環(huán)境下安全和穩(wěn)定性的要求高，因其技術(shù)的創(chuàng)新性、生產(chǎn)的復(fù)雜性和沒有可供借鑒的先例，讓氫基豎爐技術(shù)團隊開展氫冶金技術(shù)探索充滿了挑戰(zhàn)。

二、創(chuàng)新點與技術(shù)內(nèi)容

錢國針對項目機電施工難點，聚焦氫基豎爐機電施工路由規(guī)劃、核心設(shè)備精密安裝、自動化系統(tǒng)高效集成三大領(lǐng)域，研發(fā)形成了一整套氫基豎爐機電智慧施工技術(shù)。

2.1 氫基豎爐機電管線高效安裝技術(shù)

2.1.1 電纜敷設(shè)智能管理技術(shù)

傳統(tǒng)電纜敷設(shè)人工管理的方式，存在信息傳遞滯后、標識不清導(dǎo)致重復(fù)敷設(shè)，手工抄寫電纜卡和標簽影響調(diào)試的問題，從而造成施工成本加大，工期延長后果。

自主開發(fā)了電纜敷設(shè)信息管理系統(tǒng)，集成數(shù)據(jù)管理、標簽打印、二維碼掃描功能?，F(xiàn)場人員通過標簽識別并與掃碼錄入敷設(shè)信息，徹底避免重復(fù)敷設(shè)，保證了電纜敷設(shè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計及時，提升了調(diào)試校線效率和敷設(shè)準確率。

2.1.2 電纜敷設(shè)填充率智能監(jiān)測技術(shù)

氫基豎爐電纜路由長，走向復(fù)雜，電纜敷設(shè)填充率失控影響電纜散熱安全，人工高空檢查的方式效率低、安全風(fēng)險高

研發(fā)了電纜敷設(shè)管理監(jiān)控裝置，通過在電纜路由上布置傳感器與監(jiān)控，實時監(jiān)測電纜敷設(shè)的填充率與平整度，規(guī)避了高空環(huán)境下長距離電纜敷設(shè)人工檢查的安全風(fēng)險，提升了檢測效率改變了電纜敷設(shè)填充率人工檢測的方式，將電纜橋架內(nèi)電纜填充率控制在合理范圍之內(nèi)，確保了電纜在橋架內(nèi)空位散熱的要求。

2.1.3 電纜橋架模塊化快速安裝施工技術(shù)

氫基豎爐工藝氣體管廊橋架路由多層、多分支、空間受限，傳統(tǒng)現(xiàn)場逐根安裝作業(yè)方式存在高空作業(yè)量大、焊接環(huán)境差（風(fēng)、雨、高空）、焊接質(zhì)量難以穩(wěn)定控制以及電氣儀表管線安裝、儀表設(shè)備高空安裝導(dǎo)致的施工周期長。項目組經(jīng)多次討論攻關(guān)，最終采用多專業(yè)模塊化安裝施工方式，橋架的精度控制將直接影響整體安裝的質(zhì)量。

針對傳統(tǒng)支架人工“地面組裝，卷尺測量”的施工方式，工效低，支架平整度質(zhì)量誤差大的難題，研發(fā)了橋架支架模塊化工裝臺，通過工裝臺擋塊定位，實現(xiàn)了橋架支架高精度批量化拼裝，大幅提升了橋架安裝質(zhì)量和施工效率，電纜橋架一次驗收合格率100%。

2.1.4 金屬材質(zhì)介質(zhì)管道智能化焊接輔助技術(shù)

氫基豎爐介質(zhì)管道規(guī)格類型多，施工采用化工標準，焊接質(zhì)量要求高，無損檢測比例100%，且人工調(diào)節(jié)焊接參數(shù)精度不足，影響焊縫質(zhì)量。

設(shè)計了自動焊機電路控制系統(tǒng)，通過雙閉環(huán)PID控制策略，自動識別管道壁厚，實現(xiàn)熔深與熔寬解耦自動調(diào)節(jié)，精準控制焊接電流、電壓、行走速度、保護氣體流量等參數(shù)。最終焊縫無損檢測一次合格率100%，保證了管道試壓一次成功。

2.2 氫基豎爐核心設(shè)備智慧安裝技術(shù)

2.2.1 氫基豎爐爐殼安裝在線監(jiān)測調(diào)整技術(shù)

豎爐設(shè)備高，重量大，安裝精度直接決定了氣體還原反應(yīng)效率及安全性，常規(guī)安裝方式難以滿足精準定位的問題。

研制了一套傳感器定位設(shè)備及系統(tǒng)，實時監(jiān)測設(shè)備安裝過程中的重心、位移、角度、風(fēng)速等關(guān)鍵參數(shù)，動態(tài)指導(dǎo)安裝，確保了豎爐設(shè)備安全精準落位。

2.2.2 電氣盤柜安全快速高效精準安裝技術(shù)

傳統(tǒng)電氣盤柜采用液壓小車和滾杠進行人工搬運，用撬棍和水平儀進行調(diào)平，施工效率低、質(zhì)量不達標，搬運過程中由于重量大，極易發(fā)生傾倒造成人員傷亡。

發(fā)明了門吊型盤柜搬運裝置，具有重心穩(wěn)，抬升、移動、調(diào)平的功能，實現(xiàn)了盤柜的快速安裝落位，降低了人工成本，提升了工效和電氣盤柜的安裝質(zhì)量。

2.3 氫基豎爐機電設(shè)備智能運維技術(shù)

湛江市位于中國廣東省西南部，北回歸線以南，三面環(huán)海，受大陸性和海洋性氣候共同調(diào)節(jié)，形成獨特的熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候，具有高溫、高溫、高鹽霧“三高”的特點，嚴重威脅機電設(shè)備的平穩(wěn)運行。

2.3.1 電氣柜智能通風(fēng)散熱設(shè)備和智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

發(fā)明了一種電氣柜智能通風(fēng)散熱裝置和智能溫濕度控制系統(tǒng)，基于環(huán)境微變化感知，自適應(yīng)調(diào)控電氣室和柜內(nèi)溫濕度及空氣質(zhì)量，智能聯(lián)動空調(diào)、除濕設(shè)備的啟停，實現(xiàn)了“除塵、除濕、散熱”一體化智能管控，保證了機電設(shè)備最佳運行環(huán)境。

2.3.2 測試臟濕氣體儀表導(dǎo)管的反吹裝置

氫基豎爐高精度儀表導(dǎo)管易堵塞、影響精度，針對此問題發(fā)明了測試臟濕氣體儀表導(dǎo)管的反吹裝置，支持遠程控制，定時或按需對臟濕氣體流經(jīng)的高精度儀表導(dǎo)管進行高效清理，確保導(dǎo)管長期清潔干燥，保障測量準確性與系統(tǒng)安全。

三、知識產(chǎn)權(quán)及第三方評價

項目完成人共申請專利13件，發(fā)明專利7件、實用新型專利6件，主編團體標準1項，參編團體標準1項，參編團體標準、行業(yè)標準各1項，形成企業(yè)作業(yè)指導(dǎo)書2項，企業(yè)工法3項。成果經(jīng)行業(yè)專家評價，技術(shù)水平達國際先進水平。

四、推廣應(yīng)用情況

創(chuàng)新成果在馬鋼新建6 # 鍍鋅線項目、無取向硅鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化項目、新疆和田縣火燒云鉛鋅冶煉項目及衢州元立新建1*1280m3高爐及其配套的公輔設(shè)施總承包工程等項目上推廣應(yīng)用，該技術(shù)為項目減少了施工工期，同時降低了施工風(fēng)險，提升了企業(yè)競爭力。

技術(shù)的成功應(yīng)用為氫基豎爐順利投產(chǎn)提供了技術(shù)支撐，確保了機電工程安裝質(zhì)量及工期，形成的團體標準、工法，填補了百萬噸級氫冶金機電施工技術(shù)標準國內(nèi)空白，為行業(yè)類似項目的高質(zhì)量建設(shè)提供了權(quán)威依據(jù)。有力支撐了項目最終實現(xiàn)“零碳”冶煉目標，推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。項目成功投產(chǎn)獲央視專題報道，樹立了氫冶金領(lǐng)域機電智慧化施工運維的新標桿，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進步。

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