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1、精选优质文档-倾情为你奉上依托技术进步 提升企业节能增效管理水平 熊运贵 刘学平（北京新北水水泥有限责任公司，北京贝之瑞系统控制技术有限公司，北京 ） 摘 要：建设能效管理系统（EEMS），实现对水泥企业生产用能过程的全面监测、分析和评估，通过对能源消耗过程信息化、可视化管理，优化企业生产工艺用能过程，科学、合理地制定企业能耗考核标准和考核体系，有效降低企业生产能耗，全面提升企业能效管理水平。关键词：能效管理；节能增效；能效对标1 引言 专心-专注-专业随着企业生产规模的逐步扩大和能源价格的节节攀升，企业用能成本的增加和实现节能增效的目标压力越来越大。北京新北水水泥有限责任公司拥有国内首条“城
2、市污泥无害化处置线”，在可处置北京市近20万吨工业废弃物的同时，年产高标水泥200万吨。生产线主机设备以国产为主，关键部件由国外引进，生产控制引进ABB公司DCS系统。2009年电费成本达到1亿2千万元。 据国外统计资料：工业企业每年8%能源损耗源于没有能源监测及维护计划，工业企业每年12%的能源损耗源于没有能源管理及控制系统。如果单纯靠对设备和工艺进一步节能改造，不但投入费用很高，且能达到的节能空间也越来越小。通过近年来开展节能工作实践，我们逐步认识到企业节能工作是一项系统化工程，需要通过技术进步、通过现代计算机技术、网络通信技术和分布式控制技术，建立完善的能耗数据监测、管理体系，实现能源消
3、耗动态过程的信息化、可视化、可控化。依靠智能化、信息化系统提供的能耗数据和节能信息，通过调整、优化生产工艺流程，结合实施企业能效对标、考核，对企业生产过程中能源消耗的结构、过程及要素进行管理、控制和优化，用科学管理手段全面提升企业能源管理水平，有效降低企业能源损耗。2 企业深入开展能效对标面临的问题 开展能效水平对标工作是挖掘企业节能潜力的有效途径。企业将自己生产能效水平与国际、国内同行业以及自身的最佳能效指标进行对比分析，摸清企业用能状况和能源利用水平，查找生产各环节中能源利用存在的问题和薄弱环节，以采取相应的节能技术和管理措施提高能源使用效率。企业的节能潜力可根据企业产品单位产量综合能耗，
4、对比国内外同行业先进能耗水平、本企业历史先进水平、基本能耗定额指标来全面分析用能单元节能潜力。摸清节能潜力的关键问题是：企业需要掌握在整个生产过程中各个用能环节的能源使用情况和能耗数据，研究、分析哪些是合理使用，哪些是不合理使用，哪些损失是必要的，哪些损失是不必要的，找出企业用能方式和结构中的问题、以及设备和管理中的薄弱环节，加强科学管理，有针对性地采用新工艺、新技术、新材料等手段降低产品综合能耗。企业在深入开展能效对标工作中面临的问题是： 2.1 能耗数据统计方式尽管生产线引进了先进的DCS控制系统，但生产过程中的能耗数据依然需要通过人工方式定时抄录、统计和计算，由于人工统计、管理的局限性，
5、数据统计范围和数量有限，数据的准确性难以保证，同时数据时效性差，主要能耗指标数据以月报、季报、年报的形式进行统计，不能满足开展全员对标考核的精细化数据要求，不能充分调动全体员工参与能效对标、考核工作的积极性。2.2 缺乏信息化、可视化能效管理工具能效管理系统通过局域网实现信息共享，企业从管理者到一线生产班组人员，都可以按照各自的权限，直观地从计算机屏幕上看到当前各项能耗数据变化，一旦这些数据出现波动和异常，系统会及时提示操作人员有针对性地做出调整。另外，系统把影响能耗的各种条件和参数标准化，以便让操作人员根据这些最优的指标对设备进行操控。信息化技术不仅能实现企业、工序、车间、班组各项能耗数据的
6、自动统计、管理，同时能实现生产能耗过程的可视化管理，可视化效果让使用者感受到屏幕上动态变化的能耗数据、曲线和自己的工作紧密相关，而不仅是企业管理者每月要求的呆板的统计数字。有了能效对标信息化工具，企业能效管理、考核部门把每一个品种的产量、质量与能耗挂钩，与部门和个人经济利益挂钩，能耗不达标，将直接影响考核结果，充分调动企业员工参与能效对标管理的责任心和积极性，让员工认识到能效对标工作不仅是管理层的事情，更是全体员工的事情。3 能效管理系统架构及工作原理基于上述分析和理由，北京新北水水泥有限责任公司从2009年开始建立能效管理系统（技术来源：北京贝之瑞系统控制技术有限公司），项目第一阶段主要对各
7、生产环节电能效数据进行在线监测，并以此为基础首先开展电能效分析、评估和管理。图1 能效管理系统架构图能效管理系统架构如图1所示，采用分层、分布式模块化结构设计，整个系统分为三层：3.1 现场数据采集层采集分布在各分厂、车间、工艺流程子系统、重要用能设备的能耗数据和工作参数。现场数据采集器是带有数字通信接口的智能变送器、智能电表；产量、投料量、原料、库存量等数据取自现有的DCS系统接口，也可以采用人工录入的方式。3.2 数据通信、管理层数据采集服务器通过多路串口通信卡在线连续采集生产现场能耗数据，将采集的数据解析处理后，通过数据总线和以太网将数据存入数据库服务器的数据库中。数据传输采用RS-48
8、5总线和TCP/IP网络传输。3.3 系统管理层系统管理层由Web服务器、数据库服务器、用户工作站等组成。系统具备能效数据分析、电气系统一次接线图模拟显示、生产工艺流程图显示、各种统计图表、曲线显示等。能耗数据可根据换算公式进行折算，按能源类型进行能耗数据收集和统计，统一管理、保存，可随时按类别和时间进行数据查询和调用。 完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、使用权限分级控制等；并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。4 系统功能及应用4.1企业能效管理信息化、可视化图2 生料系统生产工序单耗监测如图2所示，能效管理系统在线监测各生产工序和重要用能设备的动态
9、能耗数据，并将这些数据与相对应的设备、车间、班组生产数据相结合。用户化界面便于运行和管理人员了解和掌握生产环节和重点设备的实时能耗状况、单位能耗数据、能耗变化趋势和实时运行参数等信息。图3 生产能耗统计图系统可生成多种用电及能耗数据统计图形、曲线和报表，如以日、周、月、年为周期的电能消耗统计报表及生产单耗统计报表；以“企业生产线（车间）重点能耗设备”三级用能单位的能耗统计报表，提供包括能源消耗结构分析和能源消耗成本分摊、评估关联影响等分析报表，如图3所示。企业管理人员可以通过计算机随时了解生产能效综合统计数据和变化趋势，比如某日能耗统计数据显示较上一个工作日有所上升或超标，管理部门将及时召开专
10、项工作会议，查找能耗增大或超标原因。4.2能效对标、考核、管理数据平台系统提供企业综合能耗/能效数据统计报表，图形界面包括企业宏观的能耗数据和相关信息，快捷、直观反映企业、生产车间、班组和重要生产环节实时和历史能耗/能效数据。图4 能耗数据统计表根据水泥企业能效对标指南要求，结合系统提供的能效对标工具可以直接将当前生产能耗数据与国际、国内标准和企业自定标准进行对比，从而对生产、管理、工艺及时进行指导和调整。图5 水泥磨单耗监测及对标曲线4.3历史能耗数据对比、分析工具系统具有强大的历史能耗数据追溯和分析功能，企业能效管理及生产工艺分析人员可按不同需要灵活设置工作点参数，在不同时段下生成各种能耗
11、数据报表与能耗曲线：如设备单耗、生产线和班组单耗等，用多种方法对主要能耗设备和生产线的能耗数据进行查询和追溯，并可对多种参量的变化趋势进行叠加、对比、分析，以便发现能源消耗结构和过程中存在的深层次问题，从而对企业能源消耗结构和方式的改进、优化提出方案和建议。能效分析专业人员定期分析系统数据并写出书面报告，技术部门将情况汇总后提交每月一次的能源工作会议。图6 水泥磨能耗数据对比、分析系统数据挖掘技术通过对海量数据的分析、滤除，自动筛选出统计区间内的最大值、最小值、异常值、相关联的参数以及发生的时间等，帮助用户查找和分析能源管理和使用效率中存在的问题。4.4设备经济运行状态在线监测、分析系统可在线
12、监测主要用电设备，如大型电机、电力变压器的经济运行状态，虽然计算公式和程序的处理较为复杂，但运行人员在屏幕上直观看到的是设备处于经济运行状态、允许运行状态和非经济运行状态模拟图示结果，如图7所示。 图7 电机运行状态在线监测另外，系统对生产系统、子系统的主要设备的能耗数据进行在线监测，以便生产运行人员及时发现能耗数据的变化和异常，通过调整工艺、操作和检修，使设备能耗保持在合理的水平。图8 生产设备能耗实时监测图9 生料系统各设备能耗曲线（举例：如依据系统单耗变化信息，及时调整设备运行参数、运行方式、维护保养等，使设备工作在经济运行状态。） 5 需进一步完善的工作 在目前系统投运并取得一定成效和
13、经验的基础上，下一步需改进、完善的工作有：5.1完善能耗数据计量、监测点按照GB16780-2007水泥单位产品能源消耗限额以及工业和信息化部关于水泥企业建设能源管理系统指导意见的要求，增加能耗数据、产量、投料量、原料、辅料计量点，以覆盖“企业生产线（车间）重点用能设备”三级计量体系以及开展全员能效对标考核的基础数据要求。5.2增加煤耗、热效率数据的统计与评估功能除电能消耗外，水泥生产中热耗占很大比重，因此熟料综合煤耗、水泥综合煤耗、以及系统热效率等，也是衡量水泥生产综合能效的重要指标。对相关生产环节，比如：预热器/预分解系统、窑系统、冷却系统、余热发电的热能利用效率数据进行在线监测和统计，对
14、热能效影响因素进行分析，以完善能效管理系统功能，进一步挖掘节能潜力，实现对电耗、煤耗、热耗及能源效率的科学管理。6 结语能效管理系统投入运行后，企业主要领导用计算机查看每日生产能耗数据成为重要的工作内容，同时各生产、运行、管理部门人员通过企业局域网都能实时监测生产能耗数据的变化，为企业用信息化管理实现节能降耗提供了有效的手段。系统运行一年多来，通过系统提供的数据调整、优化生产工艺和运行方式，保守测算年节约电费成本达3%。 通过建设能效管理系统和开展全员能效对标、考核工作实践，使我们认识到节能工作不仅是对某个设备和工艺的改造，而是包括科学管理在内的对企业全系统用能过程的优化。通过技术进步，采用信息化、可视化能效管理代替传统的粗放人工管理，不仅可以对企业生产过程的各个用能环节进行全面监测、跟踪、分析和评估，及时发现和解决生产过程中能耗问题，同时为开展企业全员能效对标、考核管理提供了基础数据平台。参 考 文 献1 曾学敏水泥企业能效对标指南综述J中国水泥，2009，6:1-62 黄强用电及能效管理信息系统J供用电，2010，27(2): 78-803 汪澜，余学飞水泥企业能源消耗的检测与分析R.中国建筑材料科学研究总院，2008_