劉細(xì)鳳
前 言:根據(jù)軋鋼行業(yè)能源管理現(xiàn)狀,分析了軋鋼企業(yè)能源管理存在的問題,從能源管控平臺建設(shè)與行業(yè)高能耗設(shè)備節(jié)能分析,對現(xiàn)代軋鋼行業(yè)能源管控制進(jìn)行推進(jìn)。
關(guān)鍵詞:節(jié)能降耗;能源計量;節(jié)能診斷;碳排放;能耗強(qiáng)度;軋鋼;
1.背景分析
在能源消費強(qiáng)度和消費總量的“雙控"背景下,企業(yè)需要考慮如何應(yīng)對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)。現(xiàn)有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應(yīng)系統(tǒng)“單獨規(guī)劃、單獨設(shè)計、獨立運行"的模式。普遍存在計量檢測到配備不足;計量設(shè)備計量精度不高、計量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;人工抄表可靠性低;難以有效監(jiān)測和評估主要耗能設(shè)備的用能效率;缺少決策數(shù)據(jù)支持,對于節(jié)能評估無法提供可靠參考數(shù)據(jù);缺乏有效的企業(yè)能效評估指標(biāo)體系,能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺,采用自動化、信息化技術(shù),實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、高效化、科學(xué)化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來,運用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理,實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、很大限度地高效利用能源,提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,達(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
2.軋鋼行業(yè)能源管理現(xiàn)狀
目前,軋鋼行業(yè)企業(yè)在、質(zhì)量、技術(shù)、環(huán)保等方面的管理已得到逐步加強(qiáng)與規(guī)范,但在能源管理方面仍較為粗放,比如大多軋鋼企業(yè)仍采用人工 “月底抄表、月初分析"的管理模式,這勢必給企業(yè) 成本核算造成諸多不便。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展壯大,其能源成本卻越來越高,尤其在2021年限產(chǎn)限電的情況下,經(jīng)濟(jì)效益明顯下滑,究其原因主要是能源分配不合理,存在嚴(yán)重浪費能源的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本不斷上升,企業(yè)能源管理水平亟待提高。
2.1 計量裝備落后
目前,大多軋鋼企業(yè)配備的能源計量裝置較為落后,如水、電表大多采用機(jī)械式,不具有信號采集功能。
2.2 計量方式落后
因計量裝置配備落后,只能實行人工抄表方式,導(dǎo)致計量效率低下。
2.3 計量信息滯后
因人工抄表后還需進(jìn)行大量的手工記錄填報、 匯總及數(shù)據(jù)分析,同時抄表還需要時間,有些地方還存在隱患,時效性差。
2.4 計量調(diào)度時效性不強(qiáng)
因管理層獲得的計量信息滯后,導(dǎo)致調(diào)度決策不具有時效性,能源分配調(diào)度較為困難。
2.5 高能耗設(shè)備較多
因大多企業(yè)建設(shè)較早,設(shè)備選型較為落后,同時因為前期規(guī)劃不足,企業(yè)大多都會選擇大功率設(shè)備以滿足生產(chǎn),能耗較大,因此還有較大節(jié)能改造空間。
2.6 能源計劃粗放
大多企業(yè)能源計劃只有年、月的能源生產(chǎn)、消 耗計劃,且未形成閉環(huán)管理,僅對能耗指標(biāo)計劃進(jìn)行了統(tǒng)計分析和評價,能源消耗預(yù)測全憑人工經(jīng)驗判斷。
2.7 能源控制自動化水平較低
能源控制自動化水平低主要表現(xiàn)在:
(1)三級計量各種能源報表信息量較大,人工處理費工、費時;
(2)缺乏完整、客觀的能源消耗數(shù)據(jù)體系;
(3)缺乏以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源績效評價考核體系,實績分析缺乏系統(tǒng)性;
(4 )能源數(shù)據(jù)采集平衡流程不完整,執(zhí)行有偏差;
(5)條塊分割的能源監(jiān)控和調(diào)度 利于集中管控,造成執(zhí)行有偏差;
(6 )以電話為主要手段的能源調(diào)度方式單一落后;
(7)經(jīng)驗型調(diào)度 平衡方式,導(dǎo)致能源利用效率低欠缺預(yù)警系,調(diào)度人員不能迅速掌握能源產(chǎn)、輸 、配 、耗過程中的異常情況,對突發(fā)事件反應(yīng)不及時;
3.企業(yè)能源管控平臺的構(gòu)建
圖1
依據(jù)GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》,現(xiàn)場通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集各類能源數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)傳輸至平臺前置采集服務(wù)器,平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器或云服務(wù)器上。平臺也可以將企業(yè)原有的PLC、DCS等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,還可以對接企業(yè)內(nèi)部的ERP、MES等信息化系統(tǒng),結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品單耗、萬元產(chǎn)值能耗等數(shù)據(jù)分析。搭建完成之后,企業(yè)用戶可以通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看整個廠區(qū)的能源數(shù)據(jù)。
圖2
(1)能源管控平臺功能架構(gòu)
系統(tǒng)的設(shè)計方向涵蓋了企業(yè)能源管理的四大方向:
?能源供應(yīng),從變電所到分支回路的能源進(jìn)行實時監(jiān)控,并提供運維和巡檢功能。
?能源管理,對各個回路進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測和分析,對用電進(jìn)行實時監(jiān)測和預(yù)警;并同時對三級能源體系進(jìn)行實時的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。
?設(shè)備管理,對主要生產(chǎn)設(shè)備、工藝流程、照明、空調(diào)、電梯等進(jìn)行實時的監(jiān)控,并分析設(shè)備能效。
?能耗分析,所有的監(jiān)測分析數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,進(jìn)行節(jié)能分析、能耗預(yù)測、能效分析等,為節(jié)能診斷服務(wù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3.1 三級計量各種能源報表
企業(yè)能源管控平臺將多功能儀表安裝在企業(yè)進(jìn)線端、關(guān)鍵工序、工藝、重點用能設(shè)備上,助力企業(yè)形成能源的多級計量體系,配合多種報表,能實時展示企業(yè)的能源消耗情況,助力企業(yè)強(qiáng)化能源管理,提高能源管理效率。
3.2 輔助設(shè)備能效分析
企業(yè)能源管控平臺采集壓縮空氣末端壓力,采集空壓機(jī)出氣量,循環(huán)水末端壓力等信息,判斷軋鋼企業(yè)輔助生產(chǎn)設(shè)備功率是否合理,為企業(yè)節(jié)能分析報告。
3.3 生產(chǎn)設(shè)備能效評估
計算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗,水單耗,結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù),分析哪種生產(chǎn)參數(shù)下,生產(chǎn)設(shè)備能效高,為節(jié)能提供依據(jù)。
3.4 第三方對接接口
企業(yè)能源管控平臺具有開放性,可擴(kuò)展,提供標(biāo)準(zhǔn)的第三方運用接口。隨著企業(yè)的發(fā)展,能源管理系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的功能將不斷增強(qiáng),功能模塊也將不斷增加,所以,系統(tǒng)需要具有較好的開放性,為今后系統(tǒng)的擴(kuò)展留下接口。
3.5 節(jié)能診斷
企業(yè)能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數(shù),計算節(jié)能實施前,實施后的能耗差值,評估節(jié)能措施實際節(jié)能效果,為企業(yè)節(jié)能診斷提供依據(jù)。
圖8
3.6 秒級數(shù)據(jù)診斷
對于加裝的節(jié)能裝置,系統(tǒng)提供秒級數(shù)據(jù),為診斷節(jié)能設(shè)備效果提供支持。
3.7 工業(yè)組態(tài)
系統(tǒng)集成了工業(yè)組態(tài)編輯平臺,企業(yè)可根據(jù)自身行業(yè)特性和主要工藝設(shè)備,繪制自身的工藝流程圖,達(dá)到設(shè)備能效數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和預(yù)警的目的,例如空壓器系統(tǒng)、工藝?yán)鋮s水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。
3.8 3D大屏展示
3D可視化技術(shù)的應(yīng)用,幫助企業(yè)建設(shè)可定制化的駕駛艙,直觀展示企業(yè)的能源數(shù)據(jù)。
3.9報警管理
針對于限電和能耗雙控,實現(xiàn)能耗超標(biāo)報警、限電報警、碳排放超標(biāo)報警等,幫助企業(yè)提前預(yù)警,避免發(fā)生用能異常導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報警,可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。
4 結(jié)語
企業(yè)能源管控平臺采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理、提高設(shè)備運行效率和能源利用效率、保證設(shè)備經(jīng)濟(jì)運行、挖掘節(jié)能潛力,成本低,回收期短,經(jīng)濟(jì)效益明顯,不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力,同時是保護(hù)環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉,積極響應(yīng)國家對于節(jié)能降耗的政策,為軋鋼行業(yè)能源管理提供堅實的基礎(chǔ)。。
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作者簡介
劉細(xì)鳳,女,江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司,從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作;