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转型·改革·创新·发展——深入践行能源安全新战略
黄骅港务:以“新”创“质” 打造智慧港口
2024年06月17日
字数:3461
版次:02

本报特约记者 刘建玲


开栏的话
  今年是“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出10周年。保障能源安全、践行绿色发展,十载变革征程中,国家能源集团乘势而上、跨越发展,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,能源生产和利用方式发生重大变革,能源高质量发展迈出了新步伐。
  能源发展,企业先锋。为彰显新时代集团能源产业发展的丰硕成果,献礼能源革命10周年,进一步深入推进能源革命、转型发展,加快规划建设新型能源体系,本报特开辟“转型·改革·创新·发展——深入践行能源安全新战略”专栏,集中展示集团各单位在能源革命、绿色转型中具有典型性、示范性、引领性的突破技术、重大工程项目、创新解决方案等,敬请广大读者关注。

  6月份的黄骅港已是烈日炎炎,与作业现场热火朝天的景象相得益彰。皮带长龙载着煤炭奔跑向前,设备臂架伸缩有序,将煤炭“放”入指定位置,为保障能源运输安全日夜不歇。
  黄骅港,我国西煤东运、北煤南运的第一大出海口,每年超2亿吨煤从这里下水出海,承担着北方港口近30%的运输任务。年仅“26岁”的黄骅港务公司,职工不足900人。如何完成如此重的煤炭运输任务?答案便是:创新的力量、质优的保障和先进生产力带来的显著效益。
  1997年建港,2001年投产,从一期工程建设到四期工程投产,黄骅港务随着国家交通运输需求的发展,一路紧随前行。
  然而受全国乃至世界煤港技术发展水平的制约,几十年不变的煤炭作业工艺与飞速发展的科技信息社会明显不匹配。黄骅港务不断在完善自我的道路上前行与反思,从量的扩大转变成质的飞跃,成为黄骅港务发展的新命题。
  “当时操作人员每天上班要爬到20多米高的单机上工作,在四五平方米狭小的铁皮操作间里一待就是12个小时,工作强度大,要集中精力做好每一个机械动作,稍不注意就有可能造成机体碰撞等风险。”黄骅港务生产一部经理李靖宇介绍。
  冬冷夏热的环境,生活不便利,作业安全风险高……传统工艺的短板问题成为了黄骅港务发展中必须要解决的痛点。
  然而,干散货港口全流程自动化技术在国内并没有可复制与借鉴的技术,乃至世界也是一大难题。且煤港这样的小众企业更没有社会化专业科研机构。
  “煤港人最了解煤港”,带着这样的信念,黄骅港务下定决心利用自有技术团队力量进行创新研发,在这片技术空白中填补中国智慧。公司先后成立11个课题小组,针对煤港转型发展中存在的问题逐一进行攻克,首当其冲的便是自动化。
  2015年8月,经过无数个日夜奋战,公司首先实现了翻车机、堆料机和取料机的远程无人操作。2017年终于形成散货堆场自动化运行解决方案,实现煤港翻、堆、取环节全天候自动作业。
  然而,打通最后一个环节——装船机自动化才是真正的重点难点。
  因来港船型不同、船舱各异,建立船舶模型就是一项重大工程,再加之船在水面上漂浮,煤炭又是散状入舱,极易出现船体倾斜。装船机大臂要深入船舱内部,定位精准是关键。
  黄骅港务收集上千条船的数据,建立起船舶模型库,再将自动控制、人工智能、物联网、云计算、区块链、大数据、5G+北斗、5G+AI等关键技术充分应用于煤炭智能化建设改造,结合北方煤炭港口工艺、煤种和气候条件,不断优化智能改造技术方案,结合5G+北斗、5G+AI等技术应用,逐步形成集可视化系统、监测预警系统、应急处置系统为一体的远程装船作业方案。
  2018年,首台装船机实现远程作业;2019年,远程装船全面投用,实现装船作业第一轮的自动化投用;2020年,自动化装船全面投用;2021年,协同智能化、调度智能化启动建设,产生预期研究成果;2022年语音装船测试成功,实现无人化装船作业全覆盖。2023年交通强国试点任务“绿色港口发展”与“煤炭码头全流程设备远程集控技术研究与应用”通过交通运输部验收。2024年,公司在第十一届亚太港口科技峰会上重磅推出国内首套具有国产自主知识产权的散货港口智能生产操作系统CE-TOS。
  如今,黄骅港务煤炭装卸全流程实现自动化,生产一线的操作人员从单机操作室搬进了宽敞明亮的生产办公楼,不仅办公环境得到彻底改善,工作强度也大幅降低,操作岗位配员同比减少了62%,平均装船时长缩短25%,堆存能力提升10%,装船效率提升3.8%,船舶在港停时同比缩短5.1%。
  公司散货港口智能绿色生态系统研发与应用、大型煤炭港区粉尘控制成套技术研究与应用两项科技成果入选交通运输重大科技创新成果库;5G港口入选工信部5G工业互联网典型应用场景和重点行业实践;散货港口全流程智能化建设与管理相关案例被评为首届全国交通企业智慧建设创新实践标杆案例;“散货港口智能化技术及成套设备研发与示范应用”被列为集团公司年度十大科技项目。
  智慧力量不仅改变的煤港传统作业模式,更是推动可持续发展生态良港的秘密武器。
  煤尘、煤污水是煤港污染的两个根源。作为煤炭大港,如何摆脱污染“帽子”、实现转型发展,成为摆在黄骅港务乃至整个煤港企业面前的难题。以壮士断腕的决心、背水一战的勇气,瞄准煤尘、煤污水两大顽疾,深剖原因、根源治理,打出抑尘、扼尘、防尘“组合拳”,全面解决煤尘污染问题。
  聚焦抑尘,找准洒水这一解决煤尘的关键核心。经过一系列实验和数据分析,2016年,本质长效抑尘技术研发成功。该技术瞄准煤炭进港环节,在翻车机底层振动器给料漏斗和溜槽上面设计安装喷嘴、电磁阀等洒水降尘设备,实现分层洒水、煤炭与水均匀混合,确保通过皮带机、转接机房、堆料机等传送过程中煤粉尘浓度降低98%以上,实现煤粉尘超低排放。洒水系统安装在翻车机底层漏斗振动给料机内部的密闭空间内,洒水落差小,水利用率接近100%。同时系统将智能洒水装置全部布置在翻车机基坑底部,距离地面18米,冬季温度保持在5摄氏度以上,实现全年洒水不间断,从根本上解决多年困扰煤炭港口粉尘治理难题,获得3项国家专利,并荣获第45届日内瓦国际发明博览会金奖。
  聚焦扼尘,治理煤炭堆存、皮带运输过程中可能再次造成扬尘风险的区域,杜绝二次扬尘。
  堆场治理——自主研发堆场智能补水系统,通过远程控制对煤垛覆盖性洒水作业,实现控制堆场煤垛表层煤炭外含水的自动补偿系统,彻底解决由于喷枪大水流洒水不均导致的表层冻结、洒水缺失等问题,冬季洒水后可使煤垛覆盖一层薄冰,防止起尘现象。
  皮带治理——针对117条总长140公里的皮带机,通过柔性落煤管、组合清扫器组、新型洗带装置及各种形式的接料漏斗等皮带机清洁技术,对皮带表面进行冲洗和清理,可减少皮带沿线98%的煤尘撒漏,解决清扫下来的煤泥、煤污水无序排放问题。
  聚焦防尘,采用物理隔离防止煤尘外溢,大面积捕捉漏网煤尘,确保煤尘无处遁逃。
  筒仓防尘——建成世界上最大的储煤筒仓群,48座总储煤量达144万吨,将煤装进“口袋”,彻底杜绝煤尘污染。
  防风网防尘——建设高23米、总长10.18千米的防风网系统,覆盖所有露天储煤堆场,实现对堆场外部风场的有效隔离和阻挡。
  煤尘制饼——改造堆场路面,将“联锁块”改为硬化大板,便于机械化清扫;将清扫出的煤粉送入粉尘饼车间进行水洗压饼,回归垛位,防止二次扬尘,杜绝资源浪费。目前建成3个粉尘制饼车间,每年可制作煤饼2.8万余吨,创收1000多万元。
  防风绿化系统——实施总面积110万平方米的环境绿化工程,降低堆场进场风速,实现对粉尘的有效吸附。
  通过粉尘全过程综合治理技术,港区堆场作业现场及装卸流程产尘点的粉尘浓度降低98%以上,实现煤粉尘超低排放。2023年,黄骅港场界总悬浮颗粒物浓度(TSP)为100.97微克/立方米,约为《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中所规定的场界浓度达标限值(1.0毫克/立方米)的十分之一。
  而在煤污水处理方面,黄骅港务依然探索出了智慧解决方案。
  每年雨季来临时,暴雨天气洗刷整个场区,污水横流。对此,黄骅港务率先提出“海绵港口”理念,形成一套汲水、储水、用水良性循环体系,既彻底解决煤污水外溢、排海问题,又节约大量淡水资源和用水成本。
  黄骅港务建有3个煤污水处理站,将港区产生的含煤污水分区、分级收集,经过混凝处理工艺,将含煤污水进行净化直接回用于生产,日处理能力达到1.7万立方米;针对雨水,通过泵站输入湿地,每年可承接利用雨水40余万立方米。
  储水,以空闲荒地、垃圾场为基础,投资4000余万元建设水域面积近70万平方米、蓄水能力120万立方米的生态水系,主要用于雨水收集和压舱淡水回收,以及污水处理站处理过的含煤污水,并将这些水再回用生产,基本可达到生产用水自给自足。2023年,黄骅港务回收利用压舱水、雨水、中水等低价值水源约400万立方米,相当于5万户居民一年用水量,直接节省用水成本近2000万元。
  结合港区绿化美化工程,经过多年的生态港口建设成果,黄骅港务已成为国内首家煤港AAA级工业旅游景区,国家首家五星级绿色港口的散货港口,首家获得中国环境优秀奖的干散货港口。
  依靠自主技术力量,黄骅港务成功打造智慧港口原创技术策源地,开启中国散货港口智能新纪元。

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