活動(dòng)鏈接：2013年控制網(wǎng)行業(yè)專(zhuān)題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   編輯點(diǎn)評：

   浙江中控軟件技術(shù)公司自成立以來(lái)，一直致力于國產(chǎn)自動(dòng)化軟件產(chǎn)品（實(shí)時(shí)數據庫、先進(jìn)控制與優(yōu)化、節能與優(yōu)化、安全應急系統、生產(chǎn)執行系統等）的研究開(kāi)發(fā)、工程實(shí)施和技術(shù)服務(wù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，中控已經(jīng)為眾多行業(yè)實(shí)施了能源管理解決方案，尤其在石化、化工行業(yè)占據明顯優(yōu)勢，此文介紹的新疆天業(yè)（集團）有限公司能源管理中心項目，便又是中控軟件在化工行業(yè)的一個(gè)典型能源管理案例。此項目依托新疆天業(yè)化工園區為基地，由浙江中控軟件技術(shù)有限公司設計和開(kāi)發(fā)，于2012年全面投入運行，系統地實(shí)現了新疆天業(yè)集團四大產(chǎn)業(yè)的能源數據采集、計量、監控、統計、分析、考核、預測、優(yōu)化調度和能源優(yōu)化利用等能源管控一體化功能，有效促進(jìn)了工業(yè)園區能源管理和利用水平的提升，取得了顯著(zhù)的節能減排效果，經(jīng)核算每年節煤量7萬(wàn)噸標煤，帶來(lái)約5300萬(wàn)的直接經(jīng)濟效益，率先在化工行業(yè)內形成示范。

   1　項目背景

   新疆天業(yè)（集團）有限公司是我國產(chǎn)業(yè)規模最大、產(chǎn)業(yè)鏈配套最完整的氯堿化工龍頭企業(yè)，我國首批“兩化融合促進(jìn)節能減排試點(diǎn)示范企業(yè)”，我國第一個(gè)“煤-電-電石-聚氯乙烯-電石渣水泥”循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園區，下轄熱電、電石、化工和水泥四大產(chǎn)業(yè)共12家高耗能生產(chǎn)企業(yè)，一、二次能源的消耗量巨大，在“十二五”國家節能減排的戰略規劃下，能源優(yōu)化管理勢在必行。

   新疆天業(yè)能源管理中心建設項目是國家工信部重點(diǎn)立項的國內第一個(gè)工業(yè)園區級能源管理中心項目和國內最大的能源管理中心項目，是“兩化融合促進(jìn)節能減排”重點(diǎn)推進(jìn)項目和示范項目。

   2　項目目標與原則

  （1）新疆天業(yè)能源管理中心項目的建設遵循如下原則：

    以節能減排為核心目標。

   符合新疆天業(yè)實(shí)際現狀和需求。

   與生產(chǎn)系統緊密結合，強調固體燃料和重點(diǎn)耗能設備監控，實(shí)現生產(chǎn)與能源管控一體化。

   采用節能減排信息化技術(shù)，實(shí)現重點(diǎn)能源介質(zhì)的事前管理和優(yōu)化調度。

   強化計劃實(shí)績(jì)、統計分析和考核力度，實(shí)現能源全方位閉環(huán)管理。

  （2）新疆天業(yè)能源管理中心項目的建設目標：

   結合新疆天業(yè)化工園區的實(shí)際情況和特點(diǎn)，建立集數據采集、過(guò)程監視與控制、能源優(yōu)化調度、能源全方位管理為一體的能源管控體系，做到科學(xué)決策，正確指揮，確保生產(chǎn)與能源系統安全、可靠、經(jīng)濟與高效運行，實(shí)現從經(jīng)驗型到分析型調度和管理職能的轉變。

   完善數據采集、自動(dòng)化、生產(chǎn)與能源網(wǎng)絡(luò )、能源管理中心軟硬件建設，實(shí)現一二三級能源介質(zhì)計量數據、質(zhì)量安全環(huán)保數據和各分廠(chǎng)重要生產(chǎn)數據的綜合集成、監控和管理，實(shí)時(shí)監視固體燃料和各動(dòng)力能源介質(zhì)的采購、生產(chǎn)、分配及消耗，準確掌握整個(gè)新疆天業(yè)化工園區、各產(chǎn)業(yè)、各分廠(chǎng)、各主要產(chǎn)品以及關(guān)鍵耗能設備的能源動(dòng)態(tài)產(chǎn)耗平衡狀況。

   實(shí)現能源的事前調度和優(yōu)化管理，準確制定能源生產(chǎn)和消耗計劃，準確進(jìn)行能源的產(chǎn)耗預測、管網(wǎng)模擬、動(dòng)態(tài)平衡、優(yōu)化調度與控制，提高能源管網(wǎng)和設備的操作安全和運行效率，提高電力、蒸汽和電石爐氣等二次能源的回收率和利用效率，減少爐氣、蒸汽放散和電力損耗，保證能源系統安全、經(jīng)濟與合理運行。

   實(shí)現涵蓋能源計劃實(shí)績(jì)、能源調度運行、能源統計分析、能源質(zhì)量、能源考核、能源計量器具、能源計量結算、能源報表管理等功能的全方位能源管理，基于強大的數據挖掘工具和規范化的管理流程，提供準確有效的分析數據、有價(jià)值的節能建議以及強有力的考核措施，提高公司的能源管理水平，向管理要節能。

   3　項目介紹

   新疆天業(yè)能源管理中心項目于2012年2月中旬正式啟動(dòng)建設，根據項目規劃，項目實(shí)施過(guò)程包括現場(chǎng)調研和需求分析、系統詳細設計、儀表及基礎硬件采購與安裝調試、能源綜合監控系統上線(xiàn)運行、基礎能源管理系統上線(xiàn)運行、能源預測、管網(wǎng)模擬與優(yōu)化調度建模、測試與上線(xiàn)運行、整體上線(xiàn)投用和完善、系統驗收等階段，實(shí)施團隊高質(zhì)量地完成了項目規劃中各個(gè)階段的任務(wù)并于2012年10月實(shí)現了新疆天業(yè)能源管理中心系統整體上線(xiàn)運行，在系統不斷完善的基礎上，已穩定投用4個(gè)月以上。

   4　項目主要創(chuàng )新點(diǎn)

   （1）首次針對跨產(chǎn)業(yè)、大范圍的化工園區，提出了一整套涵蓋數據采集、網(wǎng)絡(luò )設計、能源管理中心系統架構、跨行業(yè)能源全方位管理理念和跨行業(yè)能源整體優(yōu)化調度策略的工業(yè)園區級能源管理中心建設方法，通過(guò)示范應用，驗證了該方法的有效性和可推廣性。

   （2）首次針對跨產(chǎn)業(yè)的化工園區，提出了一整套能源管理中心工程化實(shí)施方法、細則和標準，通過(guò)一把手負責制、領(lǐng)導小組和實(shí)施小組制度化、能源計量和管理體系流程化、工程實(shí)施細則標準化等措施，確保能源管理中心建設按時(shí)高質(zhì)量完成預期目標，為化工行業(yè)和工業(yè)園區級能源管理中心的實(shí)施樹(shù)立了標桿。

   （3）首次提出基于預測數據的多能源介質(zhì)多周期動(dòng)態(tài)優(yōu)化調度方法，建立了基于電力和蒸汽負荷預測模型、蒸汽管網(wǎng)模擬模型、鍋爐和發(fā)電機組數學(xué)模型的多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動(dòng)態(tài)優(yōu)化調度模型，實(shí)現了多機組發(fā)電產(chǎn)汽負荷與下游耗電耗汽裝置的優(yōu)化匹配，直接產(chǎn)生節煤節水效果。

   5　項目難點(diǎn)

   （1）本項目以新疆天業(yè)化工園區為基地，基地下轄熱電、電石、化工和水泥四大產(chǎn)業(yè)共12家高耗能生產(chǎn)企業(yè)，地域和行業(yè)跨度都很大，如何設計跨行業(yè)跨地域的工業(yè)園區級能源管理中心是本項目一大難題，針對這一難題，項目組確定以實(shí)現節能減排、跨行業(yè)整體能源管理和優(yōu)化調度、生產(chǎn)與能源管控一體化為核心目標，以先覆蓋全局再逐級深入為實(shí)施策略，提出了一整套工業(yè)園區級能源管理中心建設方法，為項目的成功奠定了方法基礎；

   （2）本項目涉及四大產(chǎn)業(yè)共12家高耗能生產(chǎn)企業(yè)（法人單位）總計上千人參與，如何確定工程實(shí)施方法、制度、細則和標準，確保項目按質(zhì)按時(shí)完成，是本項目的一大難題，針對這一難題，項目組動(dòng)員集團核心領(lǐng)導和各級領(lǐng)導，在項目啟動(dòng)階段確立了一系列實(shí)施原則和制度，包含一把手負責制度、領(lǐng)導小組和實(shí)施小組制度、項目周例會(huì )制度、公司級能源計量和管理體系和標準、工程實(shí)施方法和細則等，所有制度和相應考核方法以正式文件形式發(fā)布；

   （3）本項目所覆蓋的能源介質(zhì)，如電、蒸汽、水、電石爐氣、煤等，在整個(gè)化工園區四大產(chǎn)業(yè)間形成大范圍流動(dòng)和耦合，同一能源介質(zhì)的產(chǎn)生、輸送和使用跨越不同法人單位，如何實(shí)現能源介質(zhì)的高效循環(huán)利用是本項目的一大難點(diǎn)，針對這一難題，本項目在完善企業(yè)能源管理和整體調度體系的基礎上，創(chuàng )新性地提出了基于預測數據的多能源介質(zhì)多周期動(dòng)態(tài)優(yōu)化調度方法，以能耗最大的煤、電和蒸汽系統為突破口，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動(dòng)態(tài)優(yōu)化調度模型，取得了顯著(zhù)的節能減排效果。

   6　主要應用效果及特色

   新疆天業(yè)能源管理中心系統投用后，主要應用效果和特色如下：

   （1）建立高度集成的能源監控中心，實(shí)現工業(yè)園區12家企業(yè)所有能源介質(zhì)的集中實(shí)時(shí)監控，并特別強調固體能源介質(zhì)和重點(diǎn)設備的監控。

   通過(guò)建立“高度集成”的生產(chǎn)、能源綜合監控中心，實(shí)現各分廠(chǎng)計量數據、各動(dòng)力介質(zhì)信息、固體燃料信息、重點(diǎn)耗能設備和耗電設備信息、生產(chǎn)運行關(guān)鍵信息等的集中監控，主要包括實(shí)時(shí)監控、狀態(tài)監視、設備運行監視、歷史趨勢查詢(xún)、報警分析、實(shí)時(shí)報表等監控功能。強調固體燃料和重點(diǎn)耗能設備的監控。固體燃料消耗占公司總能耗的90%以上，重點(diǎn)耗能設備的能耗同樣占公司總能耗的絕大部分，通過(guò)對地磅、皮帶秤、軌道衡等固體計量?jì)x表的監控，實(shí)現對固體燃料的能流走向的實(shí)時(shí)監控；此外，建立重點(diǎn)耗能裝置資料庫，對設備的運行狀況和能源利用效率進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，提高能源管理水平，及時(shí)發(fā)現能源消耗問(wèn)題并進(jìn)行處理，從全局進(jìn)行能源管理并實(shí)現優(yōu)化利用。

   （2）針對關(guān)鍵能源介質(zhì)煤、電和蒸汽，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動(dòng)態(tài)優(yōu)化調度模型，針對電力和蒸汽進(jìn)行正常期和供暖期多機組負荷調度優(yōu)化，實(shí)現了基于模型的“事前調度”和“定量調度”，可以明顯地提高能源系統的平衡水平和能源介質(zhì)的綜合利用水平，經(jīng)核實(shí)節煤量較大，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

   （3）建立了蒸汽和電石爐氣等關(guān)鍵能源介質(zhì)的能源管網(wǎng)模擬模型，并實(shí)時(shí)在線(xiàn)計算和顯示，加強了能源長(cháng)管道輸送過(guò)程的監控管理。

   蒸汽和電石爐氣等能源介質(zhì)需要長(cháng)輸管道進(jìn)行傳輸，最長(cháng)的約為6公里左右，氣源側到用戶(hù)側之間儀表數量較少，監控手段不夠。通過(guò)建立蒸汽和電石爐氣的傳輸水力學(xué)模型，能夠根據較少的儀表讀數，完整準確地模擬整條管道和溫度、壓力和流量分布情況，實(shí)現能源長(cháng)管道傳輸的軟測量，為能源傳輸的監控和調配提供依據，有利于節能降耗的需求。

   （4）基于系統實(shí)現能源全方位閉環(huán)管理流程，提高了能源管理細度和強度，實(shí)現向管理要節能目標。

   通過(guò)建立“事前管理、事中監督、事后考核”為主線(xiàn)的能源管理流程，實(shí)現了從計劃、調度、操作運行到統計、考核整個(gè)事務(wù)流的閉環(huán)管理?；谀茉垂芾碇行?，對各項能耗指標（包括整個(gè)化工園區、各分廠(chǎng)、各生產(chǎn)線(xiàn)、各產(chǎn)品的能耗指標）和定額指標進(jìn)行細化，并通過(guò)閉環(huán)管理措施，基于嚴格分層次考核管理提高了能源利用水平。

   （5）實(shí)現對重點(diǎn)裝置能耗的實(shí)時(shí)跟蹤、分析和報警，從而監控裝置的工況變化情況，有利于改善裝置的能源利用效率；對鍋爐、電石爐、水泥磨等大型重點(diǎn)耗能裝置進(jìn)行能耗跟蹤，通過(guò)對比歷史數據，進(jìn)行當前能耗情況智能分析，幫助技術(shù)人員及時(shí)了解設備的工況和能耗情況，以便有針對性地提出解決方案。對能耗異常及時(shí)報警，幫助技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，提高裝置能源利用效率。

   （6）建立了12家企業(yè)之間的能源生產(chǎn)和消耗綜合展示，內容覆蓋了整個(gè)工業(yè)園區的主要能耗數據，為熱電、電石、化工和水泥產(chǎn)業(yè)間的能源供給及能流優(yōu)化提供依據，從宏觀(guān)上提高產(chǎn)業(yè)鏈的能源利用效率。

   （7）實(shí)現能源管理中心系統和ERP系統的集成，建立了能源數據、生產(chǎn)數據和產(chǎn)供銷(xiāo)數據共享機制，提高了兩套系統的利用效率。

   7　效益分析

   新疆天業(yè)能源管理中心的建設以?xún)?yōu)化能源利用、節能減排為核心目標，通過(guò)多機組電力和蒸汽負荷調度優(yōu)化系統的使用，根據現場(chǎng)實(shí)時(shí)數據核算并綜合對比分析上線(xiàn)前一年的歷史數據，僅熱電產(chǎn)業(yè)能夠直接產(chǎn)生2.3%的節煤量，每年綜合節能7萬(wàn)噸標準煤，直接經(jīng)濟效益超過(guò)5300萬(wàn)元/年。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2013年9期