在实现碳达峰、碳中和的国家战略下，智能制造进入绿色、低碳、智能新模式。山冶设计在稳定可靠的检测、传动与控制基础上，通过配备一系列先进、实用的智能优化控制和智能管理系统，提高生产、质量、安全、管理等方面的控制水平和智能决策能力，提升综合劳动生产率和资源利用率，降低产品不良率和运维成本，减少碳排放和污染物排放。

山冶设计以打造绿色智能冶金、节能减排为工作目标，将企业降本增效工作落到实处。自2012年开始，山冶设计自主研发热风炉的燃烧优化系统，经过多次软件迭代后，“山冶设计热风炉智能燃烧系统软件（HICS）”已成功推向市场，并于2020年取得软件著作权，该系统拥有绿色、低碳、智能等优势，还具备投资低、易维护的特点，目前已在国内外20余座高炉上投入运行。山冶设计HICS系统具备多种功能模块（图1），可以为业主提供定制化服务，主要具有以下功能模块：蓄热量预测模块、智能燃烧模块、智能换炉模块、应急响应模块、数据统计分析模块等。山冶设计HICS系统不但能提高热风炉送风温度，还可以有效减低煤气的消耗量，减少了温室气体的排放，实现了燃烧过程的无人化操作，使热风炉系统整体运行更加稳定。

蓄热量预测模块有利于指导燃烧过程，保证送风质量。热风炉的蓄热情况涉及要素多，单凭实时数据难以计算，且随着使用时间增加，热风炉炉体构造会发生缓慢变化，更为理论计算增添了难度。蓄热量预测模块基于自学习功能的神经网络模型，采集热风炉温度、压力、炉况、气体流量等数据的变化曲线，构建出一套初始的炉体参数，并根据该参数对炉体上各点温度的历史数据进行加权累加计算，得到实时的热风炉炉内蓄热模型。该模块还可以不断优化炉体参数，使模型趋近于实际炉况。

智能燃烧模块通过解析大量前期数据训练温度神经网络模型，实际生产中该模型可结合实时数据，从蓄热模型中生成拱位温度期望值、拱位温度变化率期望值、烟道温度期望值、烟道温度变化率期望值的最优解。将最优解作为输入，通过模糊自适应PID算法及模糊自整定算法得到理想的煤气流量设定及助燃空气流量设定，确保升温过程平滑高效。

应急响应模块可以解决热风炉工作环境复杂多变的难题。热风炉生产过程中，高炉煤气的热值和管网压力波动较大的情况时有发生，面对特殊工况如何及时发出预警并进行快速应对，一直是自动控制过程中必须解决的难题。热风炉智能燃烧系统集成了功能强大的应急响应模块，特殊工况发生时，它与温度控制模块密切配合，可以做出多种合理、高效的控制措施。

广西钢铁集团防城港钢铁基地1#高炉热风炉HICS系统已经稳定运行一年，提高了热风炉控制精度及可靠性，送风温度提高10℃以上，煤气消耗量节省达到6.8%，减少了温室气体的排放量。同时热风炉燃烧期间自控率达到98%以上，大大降低了操作人员劳动强度，使热风炉系统整体运行更加稳定，定制化报表系统满足用户需求。HICS系统投用后，每年为该集团降低成本约1740万元。其中，可节省煤气1.05亿立方米，每年可降低成本约840万元；按提高10℃送风风温计算，每年可节省焦炭约3000吨，节省成本约900万元；可降低近10万吨碳排放。（刘红军 蔡成闻）