在“雙碳”目標(biāo)的時(shí)代號(hào)角下，煤炭作為重要基礎(chǔ)能源，其清潔高效利用與精準(zhǔn)減碳已成為行業(yè)發(fā)展的生死命題。傳統(tǒng)選煤廠能耗高、碳排放核算粗放、系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化不足等痛點(diǎn)，亟待智能化、系統(tǒng)化的解決方案破局。走進(jìn)上灣選煤廠中央控制室，巨幅電子屏幕上正實(shí)時(shí)躍動(dòng)著一組組數(shù)據(jù)：洗煤車間綜合能耗量、電耗量、藥耗量、介耗量……系統(tǒng)甚至可精準(zhǔn)追蹤單臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)能耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)從原煤入廠到精煤出廠全過程的能耗透明化管理。這是中國煤科南京設(shè)計(jì)院研發(fā)的“選煤廠能碳智能管控系統(tǒng)”帶來的全新場(chǎng)景。如今，這套系統(tǒng)已在上灣、巴彥高勒兩座選煤廠穩(wěn)定運(yùn)行，為長(zhǎng)期受困于“高能耗、難核算”的煤炭洗選行業(yè)，點(diǎn)亮了綠色轉(zhuǎn)型的新坐標(biāo)。

行業(yè)痛點(diǎn)催生技術(shù)突破：

從“糊涂賬”到“精準(zhǔn)算”的迫切需求

作為煤炭清潔利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，選煤廠長(zhǎng)期肩負(fù)“降灰、降硫、提質(zhì)”重任，卻普遍面臨三大痛點(diǎn)：能耗居高不下，電、水、藥、介等各類能源消耗缺乏協(xié)同優(yōu)化；碳排放核算粗放，依賴人工統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)滯后嚴(yán)重，誤差率常超10%，難以支撐碳履約與管理決策；各生產(chǎn)系統(tǒng)“各自為戰(zhàn)”，洗煤效率與節(jié)能減碳難以兼顧。“以前算能耗數(shù)據(jù)，就像拿著‘算盤’算總賬，只能估算個(gè)大概。”上灣選煤廠技術(shù)員王工說，過去固定周期統(tǒng)計(jì)的能耗數(shù)據(jù)，既無法實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)策略，也找不到節(jié)能減碳的精準(zhǔn)靶點(diǎn)。這樣的困境，正是全國數(shù)千座選煤廠的共同難題。

中國煤科南京設(shè)計(jì)院致力解決選煤廠痛點(diǎn)問題，組建由數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算、AI算法等領(lǐng)域?qū)＜医M成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)兩年攻關(guān)完成“選煤廠能碳智能管控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目，并于今年順利通過由行業(yè)權(quán)威專家組成的驗(yàn)收組評(píng)審。這一套能實(shí)時(shí)監(jiān)控、精準(zhǔn)核算、智能優(yōu)化的系統(tǒng)，為選煤廠裝上“智慧大腦”。

四大核心技術(shù)構(gòu)建“能碳智腦”：

讓每一度電、每一克碳都可控可管

在巴彥高勒選煤廠的系統(tǒng)調(diào)度室，“系統(tǒng)最關(guān)鍵的是四大技術(shù)體系，就像人的‘大腦、眼睛、神經(jīng)、基因’，共同實(shí)現(xiàn)能耗協(xié)同管控。”工程師李工說。

01

智鏡孿生：構(gòu)建選煤廠能碳全景動(dòng)態(tài)映射與協(xié)同中樞

利用邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，開發(fā)能碳智能管控系統(tǒng)，創(chuàng)新性構(gòu)建“1+2+N”綠色低碳體系，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)能耗與碳排放雙控目標(biāo)，幫助指導(dǎo)選煤廠節(jié)能減排

02

AI博弈優(yōu)化：驅(qū)動(dòng)選煤多能流智慧協(xié)同與低碳尋優(yōu)

結(jié)合能源轉(zhuǎn)換與利用理論，耦合電、水、藥、介等多種能源資源，建立選煤廠綜合能源系統(tǒng)的能流模型。基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)建立計(jì)及成本最小化、碳排放總量最小化和能效最大化的多目標(biāo)綜合能源優(yōu)化模型，對(duì)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能降碳效果。

03

毫秒級(jí)碳蹤：邊緣智能賦能選煤過程精準(zhǔn)即時(shí)核算

利用邊緣計(jì)算技術(shù)研究煤礦領(lǐng)域碳排放核算方法，建立選煤廠能源消耗鏈中碳排放計(jì)量體系，對(duì)選煤廠碳核算范圍內(nèi)所有碳排放因子進(jìn)行有效管理，實(shí)現(xiàn)選煤廠核算邊界內(nèi)碳排放數(shù)據(jù)接入、邊緣計(jì)算與統(tǒng)計(jì)。

04

碳流基因圖譜：解構(gòu)選煤全鏈足跡源匯與減排靶點(diǎn)

研發(fā)基于數(shù)字孿生技術(shù)的選煤廠碳鏈模型，建立選煤廠碳鏈管理系統(tǒng)，對(duì)煤炭洗選環(huán)節(jié)中碳鏈數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以碳足跡的分析方法對(duì)能源消耗鏈中碳排放進(jìn)行研究分析，實(shí)現(xiàn)碳全景地圖、碳鏈追蹤監(jiān)測(cè)及碳足跡分析。

從“粗放管理”到“精準(zhǔn)智控”，從“單點(diǎn)減排”到“全鏈優(yōu)化”，選煤廠的“能碳智腦”不僅改變了一座工廠的生產(chǎn)方式，更引領(lǐng)著整個(gè)煤炭洗選行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型方向。下一步，中國煤科南京設(shè)計(jì)院將以此次能碳智能管控系統(tǒng)的成功落地為起點(diǎn)，深入實(shí)施集團(tuán)公司“1245”總體發(fā)展思路，持續(xù)深化技術(shù)創(chuàng)新與行業(yè)服務(wù)，聚焦行業(yè)系統(tǒng)功能的迭代升級(jí)，針對(duì)不同規(guī)模、不同區(qū)域選煤廠的個(gè)性化需求，推出 “標(biāo)準(zhǔn)化+定制化”的解決方案，打造更多標(biāo)桿項(xiàng)目，做強(qiáng)選煤廠智能化主業(yè)，為煤炭行業(yè)全面實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更多“煤科力量”。

來源丨中國煤炭科工集團(tuán)

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄7種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪、政策解讀、視角·觀點(diǎn)、智能示范礦井、對(duì)話、革新·改造、學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來，策劃出版了“中國煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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