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中国钢铁行业数字化碳管理发展探讨

工程科学学报 2024年第2期46卷 209-217页

作者：李涛郦秀萍上官方钦张巍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心北京100081 北京金自天正智能控制股份有限公司北京100070

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术... 详细信息

为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术赋能钢铁行业应用架构,通过分析钢铁行业数字化碳管理的典型案例,讨论了不同阶段数字化碳管理体系建设的侧重点,并针对性地提出了相应的应对策略.本文提出的数字化碳管理的架构应该主要包括四个层次:基础设施层&数据采集层、数据运算层、业务应用层和用户层.数字化碳管理在钢铁行业的应用场景应该主要包括碳核算、碳账户、碳全景、碳结构&碳比对、碳交易、碳报告、碳咨询、能碳协同、低碳指数、供应链产品碳足迹管理,产品实时碳足迹跟踪、数字化碳标签、识别节能潜力和生态设计等.通过研究钢铁行业数字化碳管理的典型应用案例,探讨了数字化碳管理技术应用在钢铁行业的展望,按照钢铁行业是否纳入全国碳交易市场,将中国钢铁行业数字化碳管理体系的建设分为两个阶段,认为政府部门应该发挥在数字化碳管理体系建设过程中的主导作用,在健全数字化碳管理相关标准和法规体系的同时,应该注重数字化碳管理人才的培养,紧密对接企业现有的信息化系统,并提出了“六化一体+多平台”的钢铁行业数字化碳管理的发展趋势,即“一主体+多平台”的低碳产品评价认证体系,和具有标准化、国际化、一体化、安全化、资产化和本土化特点的数字化碳管理体系.将数字化碳管理技术应用到钢铁行业,能够更好地解决钢铁行业碳管理的乱象和企业碳管理的痛点,降低钢铁行业碳管理的门槛,提高钢铁行业碳管理的效率,保障碳数据在传递过程中的安全.

关键词：数字化技术碳管理碳达峰碳中和钢铁行业

新形势下中国钢铁行业碳达峰碳中和若干问题探讨

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钢铁 2024年第9期 22-31页

作者：上官方钦段志伟崔志峰马文略李骁王滨杨本涛刘正东中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心冶金智能制造系统全国重点实验室北京科技大学冶金与生态工程学院国务院国资委社会责任局中国钢研科技集团有限公司规划管理部中国钢铁工业协会规划发展部中冶长天国际工程有限公司环保能源所钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院

全球应对气候变化的进程在进一步加快，碳主题贸易规则和供应链碳中和要求不断提高，绿色低碳发展已成为全球钢铁行业战略竞争的制高点，同时，国内发展新质生产力要求的提出，进一步丰富了新时代下钢铁行业绿色低碳高质量发展的内涵。... 详细信息

全球应对气候变化的进程在进一步加快，碳主题贸易规则和供应链碳中和要求不断提高，绿色低碳发展已成为全球钢铁行业战略竞争的制高点，同时，国内发展新质生产力要求的提出，进一步丰富了新时代下钢铁行业绿色低碳高质量发展的内涵。在此基础上，从行业顶层设计、EPD平台建设、低碳排放钢标准制订、极致能效工程推进、低碳前沿技术研发推广等5方面总结了中国钢铁行业低碳发展实践；分析了1991—2022年中国钢铁行业碳排放的历史过程，结果表明，中国钢铁行业在过去30年间取得了明显的降碳效果；通过低碳发展路线图的分析，认为中国钢铁行业已于2010年前后进入碳排放量峰值平台期并将持续到2030年，开始步入绿色低碳发展新时代；未来若合理采用各类降碳措施，行业CO2排放量将稳步下降，2060年钢铁行业剩余CO2排放量约1亿t，需要进一步依靠CO2捕集、利用和封存（CCUS）、碳汇等手段助力钢铁行业实现“碳中和”。在此基础上，指出未来在中国钢铁行业落实“双碳”工作的进程中，产能治理与产业布局、发展全废钢电炉流程、新能源利用、颠覆性低碳技术攻关、碳管理基础能力建设等关键问题是值得引起高度关注的，并对这些问题进行了探讨分析，进而提出相应的解决措施和政策建议。

关键词：钢铁行业新形势碳达峰碳中和低碳发展路线措施建议

基于单目视觉的石化作业区外因明火感知与测量方法

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化工自动化及仪表 2024年第2期51卷 199-206,318页

作者：段志伟豆全辉邵女东北石油大学物理与电子工程学院

针对目前石化作业区外因火灾监测方法大都没有火源定位功能的现状,提出基于单目视觉的外因明火感知与测量方法。首先改进YOLO v7深度学习网络的SiLU激活函数,并引入注意力机制CBAM,使感知网络获得更好的准确性、互适性;随后基于相机成... 详细信息

针对目前石化作业区外因火灾监测方法大都没有火源定位功能的现状,提出基于单目视觉的外因明火感知与测量方法。首先改进YOLO v7深度学习网络的SiLU激活函数,并引入注意力机制CBAM,使感知网络获得更好的准确性、互适性;随后基于相机成像原理建立物距与像素、分辨率等因子的多元关系测量模型进行距离预测。实验表明:优化后的网络mAP_0.5值提升了2.2%,Precision值提升了5.0%,预测距离误差率绝对值小于3.1%。

关键词：单目视觉明火感知 YOLO v7深度学习图像处理注意力机制多元关系

基于改进YOLOv7的转炉火焰燃烧状态检测研究

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化工自动化及仪表 2024年第3期51卷 388-395页

作者：段志伟邵女豆全辉徐武东北石油大学物理与电子工程学院鞍钢建设集团有限公司

针对某炼钢厂A号转炉炉膛火焰燃烧状态分析判定问题,提出基于改进YOLOv7深度学习网络架构结合视频火焰状态的判断方法。首先引入无参平均注意力机制(PfAAM),在不添加参数或超参数的情况下捕获通道注意力和空间注意力,并使用轻量化上采... 详细信息

针对某炼钢厂A号转炉炉膛火焰燃烧状态分析判定问题,提出基于改进YOLOv7深度学习网络架构结合视频火焰状态的判断方法。首先引入无参平均注意力机制(PfAAM),在不添加参数或超参数的情况下捕获通道注意力和空间注意力,并使用轻量化上采样算子(CARAFE)、功能的内容感知重组进行上采样,使YOLOv7网络获得更好的鲁棒性和准确性。优化后的网络,MAP_0.5值提升了2.4%,精确率提升了5.5%,帧率达到了51.5帧/秒。结合视频图像Matlab火焰状态分析方法,充分利用图像和特征信息增加了对火焰状态判断的可解释性和鲁棒性,并提高了算法的安全性和可信度。实验结果也表明改进算法能够有效提升对火焰燃烧状态识别的准确率和实时性。

关键词：深度学习燃烧状态火焰区域注意力机制转炉火焰特征信息火焰燃烧视频 Matlab

基于Reissner厚板理论与Mathews稳定图的空场采矿法采场结构优化研究

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采矿技术 2024年第3期24卷 19-25页

作者：王易寒林开汕陈庆发甘泉段志伟肖体群广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004 广西高校矿物工程重点实验室广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004 南方锰业集团有限责任公司大新锰矿分公司广西崇左市532315

优化空场采矿法采场结构可有效减少矿石的贫化与损失,并且对防止大规模地压活动发生具有重要作用。以大新锰矿急倾斜中厚矿体开采工程为背景,基于Reissner厚板理论,构建了顶柱四边固支的采场顶柱厚板模型,计算了在不同厚度下顶柱的采场... 详细信息

优化空场采矿法采场结构可有效减少矿石的贫化与损失,并且对防止大规模地压活动发生具有重要作用。以大新锰矿急倾斜中厚矿体开采工程为背景,基于Reissner厚板理论,构建了顶柱四边固支的采场顶柱厚板模型,计算了在不同厚度下顶柱的采场极限暴露长度。设计了两种采场结构初步优化方案:加大预留顶柱厚度(方案Ⅰ);增设一条间柱(方案Ⅱ)。采用Mathews稳定图法,结合现场矿岩体结构面调查数据,分析了采场顶柱、上盘围岩与下盘围岩的稳定性,对比了稳定水力半径与真实水力半径的大小,确定了采场结构的最优方案。研究表明:顶柱厚度与极限暴露长度的关系为a=6.4h-8.35;方案Ⅰ的矿石的损失率与贫化率均高于方案Ⅱ,采场结构最优方案为方案Ⅱ。研究成果可为空场法采场结构优化提供一套完整的力学分析方法与一种矿岩稳定性评价方法。

关键词：空场采矿法 Reissner厚板理论 Mathews稳定图矿岩稳定性采场结构

充分激发人才在新质生产力发展中的引领驱动作用

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技术经济 2024年第6期43卷 1-14页

作者：吴瑞君李响章梅芳冷明姚凯陈丽君石长慧薛姝易丽丽段志伟陈书洁陈小平华东师范大学中国科协创新战略研究院北京科技大学科技史与文化遗产研究院中关村人才协会复旦大学全球科创人才发展研究中心浙江大学公共管理学院中国科学技术发展战略研究院中共中央党校(国家行政学院)公共管理教研部人力资源教研室首都经济贸易大学北京市经济社会发展政策研究基地广东财经大学粤港澳大湾区人才评价与开发研究院

党的二十大报告指出,科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。人才同样也是新质生产力发展中的第一资源。习近平总书记于2024年1月31日在主持中央政治局第十一次集体学习时,面向新质生产力发展对人才的战略性需求,从完善人... 详细信息

党的二十大报告指出,科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。人才同样也是新质生产力发展中的第一资源。习近平总书记于2024年1月31日在主持中央政治局第十一次集体学习时,面向新质生产力发展对人才的战略性需求,从完善人才工作机制、优化人才培养模式、健全收入分配机制等方面对新时代人才工作的创新发展做出重要部署以及系统规划。为此,2024年5月5日,《技术经济》编辑部联合“人才强国”主题沙龙,围绕“新质生产力与人才发展”专题,组织专家基于人才引领新质生产力发展、工程师文化及精神传承、四链融合实践、新质生产力人才支撑战略、民企在实验室创新体系中主体作用的激发、科研规律及青年科技人才成长、关键核心技术人才体制机制创新、青年科技人才科研环境、顶尖人才格局及区域人才评价等议题展开深度研讨,为激发人才在新质生产力发展中的引领驱动作用提供多角度、深层次的见解与经验。

关键词：人才发展新质生产力科技创新体系建设

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钢铁工业LCA应用开源技术

钢铁工业LCA应用开源技术

第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：李涛上官方钦郦秀萍周继程倪冰段志伟滕国翔中国钢研科技集团有限公司钢铁绿色化智能化技术中心

钢铁工业不仅是国民经济的重要支柱,也是实现"双碳"目标的重要领域。目前,我国钢铁生产流程主要以高炉-转炉长流程为主,其中高炉炼铁工序产生的碳排放约占高炉-转炉全流程的70%～80%。目前碳排放核算方法主要分为基于IPCC方法的组织碳... 详细信息

钢铁工业不仅是国民经济的重要支柱,也是实现"双碳"目标的重要领域。目前,我国钢铁生产流程主要以高炉-转炉长流程为主,其中高炉炼铁工序产生的碳排放约占高炉-转炉全流程的70%～80%。目前碳排放核算方法主要分为基于IPCC方法的组织碳核算和基于全生命周期评价方法(Life Cycle Assessment)的产品碳计算,LCA作为一种能够量化环境影响的评估工具,不仅能够量化产品全生命周期的碳足迹,还能够计算其它环境影响,近些年越来越得到广大研究学者的关注。相较国外而言,我国在LCA领域的相关研究启动较晚,目前存在方法学不统一和缺少本土化背景数据库的问题。此外,LCA计算不仅需要掌握LCA相关方法学的知识,更重要的是需要理解相关产品的制造流程。就钢铁工业而言,目前,国内大多数钢铁企业缺乏这方面的工作基础,不得不依赖进口的软件工具、数据库和第三方服务,这就意味着钢铁企业在开展LCA技术工作时,需要向国外的供应商和第三方认证机构支付高额的费用,同时也在碳排放数据泄露的风险,这些因素制约了我国钢铁企业在环境影响评估领域自主发展的能力。基于此,笔者及其团队基于对钢铁制造流程物质流和能量流运行机制的研究,通过对LCA方法学及其背景数据库进行解析,提出了一种钢铁工业LCA应用开源技术,通过对算法和模型进行打包和集成,支持通过API接口调用算法和模型进行LCA计算。基于钢铁工业LCA应用开源技术,以高炉工序为例,开发了高炉铁水环境影响分析工具,工具内嵌近2万条背景数据和近1000个LCIA方法。使用高炉铁水环境影响分析工具,计算和分析了1t高炉铁水的碳足迹信息。主要结论包括:(1)1t高炉铁水的碳足迹计算结果为2322.78 tCO2;(2)系统边界内,直接排放占1t高炉铁水的碳足迹的60.34%,间接排放占1t高炉铁水的碳足迹的39.66%;(3)对1t高炉铁水的碳足迹贡献最大的为焦炭产品的生产和使用环节,约占49.49%;(4)使用系统扩展法,高炉煤气和高炉渣的总碳排放抵扣为379.48 tCO2;(5)基于蒙特卡洛模拟,1t高炉铁水碳足迹的范围为2085 tCO2～2705 tCO2。通过使用同一套基础数据,使用本工具计算得到的结果和使用openLCA进行计算得到的结果基本一致,初步验证了工具计算结果的有效性。基于本文提出的钢铁工业LCA应用技术,不仅可以支撑钢铁工业开展LCA计算工作,降低LCA计算的门槛,还能够支撑开发构建本土化背景数据库的集成工具,这不仅有助于实现碳足迹计算方法的统一,还能够促进在碳排放领域与国际接轨和互认。

关键词：生命周期评价高炉铁水碳足迹开源技术

来源： cnki会议评论

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“三抓三促”打好松材线虫防控攻坚战

林业与生态 2024年第5期 23-23页

作者：辜耀庭段志伟不详

近年来,长沙县采取“三抓三促”举措,全力以赴推进松材线虫病疫情防控五年攻坚“阻击战”。截至目前,已连续五年实现疫点、疫面、疫株、疫班“四下降”,集中除治疫木23193株、完成任务小班2030个,完成率分别达103.2%、100%。抓高位推动... 详细信息

近年来,长沙县采取“三抓三促”举措,全力以赴推进松材线虫病疫情防控五年攻坚“阻击战”。截至目前,已连续五年实现疫点、疫面、疫株、疫班“四下降”,集中除治疫木23193株、完成任务小班2030个,完成率分别达103.2%、100%。抓高位推动,促责任落实。

关键词：松材线虫病疫情防控完成率责任落实长沙县攻坚战

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粗糙元诱导的高超声速边界层转捩

航空学报 2016年第8期37卷 2454-2463页

作者：段志伟肖志祥清华大学航天航空学院北京100084

基于有限体积方法,直接数值模拟了高超声速边界层内不同形状粗糙元导致的强制转捩现象;为了能够深入探究强制转捩机理,解析小尺度运动,同时又能够较好地捕捉激波,采用高阶色散最小耗散可调(MDCD)格式对NavierStokes方程组对流项进行重... 详细信息

基于有限体积方法,直接数值模拟了高超声速边界层内不同形状粗糙元导致的强制转捩现象;为了能够深入探究强制转捩机理,解析小尺度运动,同时又能够较好地捕捉激波,采用高阶色散最小耗散可调(MDCD)格式对NavierStokes方程组对流项进行重构。计算结果表明,数值结果与对应的实验值吻合较好;该方法能解析小尺度的流动结构以及规则结构的破碎与失稳过程,可揭示粗糙元引起的强制转捩机理,即此类强制转捩主要由粗糙元顶部的三维剪切层失稳导致。对多种粗糙元的转捩效果进行了定量研究,影响因素包括粗糙元形状、几何参数等。

关键词：高超声速粗糙元边界层转捩参数化影响直接数值模拟