活動鏈接：2013年控制網行業(yè)專題---發(fā)展新能源更要做好能源管理

   編輯點評：

   浙江中控軟件技術公司自成立以來，一直致力于國產自動化軟件產品（實時數(shù)據庫、先進控制與優(yōu)化、節(jié)能與優(yōu)化、安全應急系統(tǒng)、生產執(zhí)行系統(tǒng)等）的研究開發(fā)、工程實施和技術服務。經過多年的發(fā)展，中控已經為眾多行業(yè)實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)的一個典型能源管理案例。此項目依托新疆天業(yè)化工園區(qū)為基地，由浙江中控軟件技術有限公司設計和開發(fā)，于2012年全面投入運行，系統(tǒng)地實現(xiàn)了新疆天業(yè)集團四大產業(yè)的能源數(shù)據采集、計量、監(jiān)控、統(tǒng)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，有效促進了工業(yè)園區(qū)能源管理和利用水平的提升，取得了顯著的節(jié)能減排效果，經核算每年節(jié)煤量7萬噸標煤，帶來約5300萬的直接經濟效益，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）有限公司是我國產業(yè)規(guī)模最大、產業(yè)鏈配套最完整的氯堿化工龍頭企業(yè)，我國首批“兩化融合促進節(jié)能減排試點示范企業(yè)”，我國第一個“煤-電-電石-聚氯乙烯-電石渣水泥”循環(huán)經濟產業(yè)園區(qū)，下轄熱電、電石、化工和水泥四大產業(yè)共12家高耗能生產企業(yè)，一、二次能源的消耗量巨大，在“十二五”國家節(jié)能減排的戰(zhàn)略規(guī)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立項的國內第一個工業(yè)園區(qū)級能源管理中心項目和國內最大的能源管理中心項目，是“兩化融合促進節(jié)能減排”重點推進項目和示范項目。

   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(jié)能減排為核心目標。

   符合新疆天業(yè)實際現(xiàn)狀和需求。

   與生產系統(tǒng)緊密結合，強調固體燃料和重點耗能設備監(jiān)控，實現(xiàn)生產與能源管控一體化。

   采用節(jié)能減排信息化技術，實現(xiàn)重點能源介質的事前管理和優(yōu)化調度。

   強化計劃實績、統(tǒng)計分析和考核力度，實現(xiàn)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(qū)的實際情況和特點，建立集數(shù)據采集、過程監(jiān)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，做到科學決策，正確指揮，確保生產與能源系統(tǒng)安全、可靠、經濟與高效運行，實現(xiàn)從經驗型到分析型調度和管理職能的轉變。

   完善數(shù)據采集、自動化、生產與能源網絡、能源管理中心軟硬件建設，實現(xiàn)一二三級能源介質計量數(shù)據、質量安全環(huán)保數(shù)據和各分廠重要生產數(shù)據的綜合集成、監(jiān)控和管理，實時監(jiān)視固體燃料和各動力能源介質的采購、生產、分配及消耗，準確掌握整個新疆天業(yè)化工園區(qū)、各產業(yè)、各分廠、各主要產品以及關鍵耗能設備的能源動態(tài)產耗平衡狀況。

   實現(xiàn)能源的事前調度和優(yōu)化管理，準確制定能源生產和消耗計劃，準確進行能源的產耗預測、管網模擬、動態(tài)平衡、優(yōu)化調度與控制，提高能源管網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(tǒng)安全、經濟與合理運行。

   實現(xiàn)涵蓋能源計劃實績、能源調度運行、能源統(tǒng)計分析、能源質量、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(shù)據挖掘工具和規(guī)范化的管理流程，提供準確有效的分析數(shù)據、有價值的節(jié)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(jié)能。

   3　項目介紹

   新疆天業(yè)能源管理中心項目于2012年2月中旬正式啟動建設，根據項目規(guī)劃，項目實施過程包括現(xiàn)場調研和需求分析、系統(tǒng)詳細設計、儀表及基礎硬件采購與安裝調試、能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)上線運行、基礎能源管理系統(tǒng)上線運行、能源預測、管網模擬與優(yōu)化調度建模、測試與上線運行、整體上線投用和完善、系統(tǒng)驗收等階段，實施團隊高質量地完成了項目規(guī)劃中各個階段的任務并于2012年10月實現(xiàn)了新疆天業(yè)能源管理中心系統(tǒng)整體上線運行，在系統(tǒng)不斷完善的基礎上，已穩(wěn)定投用4個月以上。

   4　項目主要創(chuàng)新點

   （1）首次針對跨產業(yè)、大范圍的化工園區(qū)，提出了一整套涵蓋數(shù)據采集、網絡設計、能源管理中心系統(tǒng)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(qū)級能源管理中心建設方法，通過示范應用，驗證了該方法的有效性和可推廣性。

   （2）首次針對跨產業(yè)的化工園區(qū)，提出了一整套能源管理中心工程化實施方法、細則和標準，通過一把手負責制、領導小組和實施小組制度化、能源計量和管理體系流程化、工程實施細則標準化等措施，確保能源管理中心建設按時高質量完成預期目標，為化工行業(yè)和工業(yè)園區(qū)級能源管理中心的實施樹立了標桿。

   （3）首次提出基于預測數(shù)據的多能源介質多周期動態(tài)優(yōu)化調度方法，建立了基于電力和蒸汽負荷預測模型、蒸汽管網模擬模型、鍋爐和發(fā)電機組數(shù)學模型的多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動態(tài)優(yōu)化調度模型，實現(xiàn)了多機組發(fā)電產汽負荷與下游耗電耗汽裝置的優(yōu)化匹配，直接產生節(jié)煤節(jié)水效果。

   5　項目難點

   （1）本項目以新疆天業(yè)化工園區(qū)為基地，基地下轄熱電、電石、化工和水泥四大產業(yè)共12家高耗能生產企業(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(qū)級能源管理中心是本項目一大難題，針對這一難題，項目組確定以實現(xiàn)節(jié)能減排、跨行業(yè)整體能源管理和優(yōu)化調度、生產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施策略，提出了一整套工業(yè)園區(qū)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）本項目涉及四大產業(yè)共12家高耗能生產企業(yè)（法人單位）總計上千人參與，如何確定工程實施方法、制度、細則和標準，確保項目按質按時完成，是本項目的一大難題，針對這一難題，項目組動員集團核心領導和各級領導，在項目啟動階段確立了一系列實施原則和制度，包含一把手負責制度、領導小組和實施小組制度、項目周例會制度、公司級能源計量和管理體系和標準、工程實施方法和細則等，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，如電、蒸汽、水、電石爐氣、煤等，在整個化工園區(qū)四大產業(yè)間形成大范圍流動和耦合，同一能源介質的產生、輸送和使用跨越不同法人單位，如何實現(xiàn)能源介質的高效循環(huán)利用是本項目的一大難點，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(shù)據的多能源介質多周期動態(tài)優(yōu)化調度方法，以能耗最大的煤、電和蒸汽系統(tǒng)為突破口，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動態(tài)優(yōu)化調度模型，取得了顯著的節(jié)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(tǒng)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(jiān)控中心，實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)12家企業(yè)所有能源介質的集中實時監(jiān)控，并特別強調固體能源介質和重點設備的監(jiān)控。

   通過建立“高度集成”的生產、能源綜合監(jiān)控中心，實現(xiàn)各分廠計量數(shù)據、各動力介質信息、固體燃料信息、重點耗能設備和耗電設備信息、生產運行關鍵信息等的集中監(jiān)控，主要包括實時監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)視、設備運行監(jiān)視、歷史趨勢查詢、報警分析、實時報表等監(jiān)控功能。強調固體燃料和重點耗能設備的監(jiān)控。固體燃料消耗占公司總能耗的90%以上，重點耗能設備的能耗同樣占公司總能耗的絕大部分，通過對地磅、皮帶秤、軌道衡等固體計量儀表的監(jiān)控，實現(xiàn)對固體燃料的能流走向的實時監(jiān)控；此外，建立重點耗能裝置資料庫，對設備的運行狀況和能源利用效率進行實時監(jiān)控，提高能源管理水平，及時發(fā)現(xiàn)能源消耗問題并進行處理，從全局進行能源管理并實現(xiàn)優(yōu)化利用。

   （2）針對關鍵能源介質煤、電和蒸汽，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯(lián)合多周期動態(tài)優(yōu)化調度模型，針對電力和蒸汽進行正常期和供暖期多機組負荷調度優(yōu)化，實現(xiàn)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(tǒng)的平衡水平和能源介質的綜合利用水平，經核實節(jié)煤量較大，具有顯著的經濟效益。

   （3）建立了蒸汽和電石爐氣等關鍵能源介質的能源管網模擬模型，并實時在線計算和顯示，加強了能源長管道輸送過程的監(jiān)控管理。

   蒸汽和電石爐氣等能源介質需要長輸管道進行傳輸，最長的約為6公里左右，氣源側到用戶側之間儀表數(shù)量較少，監(jiān)控手段不夠。通過建立蒸汽和電石爐氣的傳輸水力學模型，能夠根據較少的儀表讀數(shù)，完整準確地模擬整條管道和溫度、壓力和流量分布情況，實現(xiàn)能源長管道傳輸?shù)能洔y量，為能源傳輸?shù)谋O(jiān)控和調配提供依據，有利于節(jié)能降耗的需求。

   （4）基于系統(tǒng)實現(xiàn)能源全方位閉環(huán)管理流程，提高了能源管理細度和強度，實現(xiàn)向管理要節(jié)能目標。

   通過建立“事前管理、事中監(jiān)督、事后考核”為主線的能源管理流程，實現(xiàn)了從計劃、調度、操作運行到統(tǒng)計、考核整個事務流的閉環(huán)管理。基于能源管理中心，對各項能耗指標（包括整個化工園區(qū)、各分廠、各生產線、各產品的能耗指標）和定額指標進行細化，并通過閉環(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）實現(xiàn)對重點裝置能耗的實時跟蹤、分析和報警，從而監(jiān)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、水泥磨等大型重點耗能裝置進行能耗跟蹤，通過對比歷史數(shù)據，進行當前能耗情況智能分析，幫助技術人員及時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。對能耗異常及時報警，幫助技術人員及時發(fā)現(xiàn)問題，提高裝置能源利用效率。

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

   （7）實現(xiàn)能源管理中心系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的集成，建立了能源數(shù)據、生產數(shù)據和產供銷數(shù)據共享機制，提高了兩套系統(tǒng)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優(yōu)化能源利用、節(jié)能減排為核心目標，通過多機組電力和蒸汽負荷調度優(yōu)化系統(tǒng)的使用，根據現(xiàn)場實時數(shù)據核算并綜合對比分析上線前一年的歷史數(shù)據，僅熱電產業(yè)能夠直接產生2.3%的節(jié)煤量，每年綜合節(jié)能7萬噸標準煤，直接經濟效益超過5300萬元/年。

    摘自《自動化博覽》2013年9期