淺談工業(yè)能源管理系統(tǒng)在水泥企業(yè)中的應用

摘要：本文探討水泥企業(yè)能源管理系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)控技術，通過系統(tǒng)對能源管理、設備運行狀態(tài)、水泥消耗程進行分析，實現(xiàn)了對電力、水和蒸汽能源成本控制，減少停電時設備的優(yōu)化，進一步提高了企業(yè)節(jié)能降耗水平和生產效率。

水泥企業(yè)是被社會公*的高能耗、高污染工業(yè)。加之生產過剩成為首先被制裁的原因。特別是近幾年煤氣、電、運輸?shù)膬r格上漲，直接導致水泥的成本增加。據(jù)統(tǒng)據(jù)調查國內的水泥生產能源消耗約占全國能源消耗總量的7%，水泥生產總能耗中，熟料生產約占70%-80%，但是綜合電耗下降水平不大。為了減少對水泥企業(yè)的消耗有所幫助，該企業(yè)研發(fā)水泥行業(yè)專用能源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構與功能以及系統(tǒng)部署方式。只有節(jié)能消耗、降低成本，才是各個水泥企業(yè)的出路。

一、水泥廠自動控制系統(tǒng)能耗特點

水泥廠自動控制系統(tǒng)劃分，根據(jù)水泥產工藝流程特點：1.原料制備系統(tǒng)：包括石灰石破碎及原料入庫；2.生產制備系統(tǒng)：由原料配料庫經原料粉磨至生料庫頂止；3.燒成系統(tǒng)：由生料均化庫庫底出料，經窯尾及廢氣處理。4.水泥粉磨系統(tǒng)：由熟料庫底出料，經水泥磨、水泥輸送至水泥頂止；5.水泥包裝系統(tǒng)：水泥庫低至水泥包裝，包括散裝庫。根據(jù)大多數(shù)水泥企業(yè)能源消耗狀況分析，典型水泥企業(yè)消耗量是5.90%，原煤消耗量是93.61%，燃料消耗量0.49%。加強用電、煤的管理和使用，是水泥企業(yè)能源消耗的重要內容。

二、水泥廠能耗現(xiàn)狀

盡管我國從“九五"開始，就提出了調整水泥結構，淘汰落后生產的水泥產量，并制定發(fā)展預分解窯技術為水泥工業(yè)生產對策。明確規(guī)定，不再用高消耗的窯型。出臺了支持，扶植發(fā)展成為新型到水泥生產的政策。對于這些中小型水泥產業(yè)由于傳統(tǒng)工藝的束縛，認識不同，接觸技術范圍窄。在生產工藝過程中—些節(jié)能消耗沒有采取措施和實施，從而也導致一些水泥產業(yè)無法正常生產。但是，要關閉這些中小型水泥生產企業(yè)也是不可能的，由于我國水泥的生產對策正在進—步調整，需要較長的過度期，這些中小型水泥廠是我國水泥產業(yè)的重要組成部分。因而，推動中小型水泥企業(yè)的技術是水泥工業(yè)發(fā)展的需要。在水泥的生產過程中綜合電能的消耗量，不僅包括水泥生產工序的消耗的電量，還包括水泥生產消耗的熟料。在進行產值消耗分析過程中，確保對比性，應在能源消耗的統(tǒng)計與產值的統(tǒng)計保持一致，能源消耗的計算和產值的計算進行同步運算。

三、建立完善的能源管理平臺系統(tǒng)

3.1體系方面

首先，應了解和協(xié)調得到統(tǒng)一計量，統(tǒng)計的過程中需要到各項數(shù)據(jù)進行逐一檢查，確保生產過程中前后參數(shù)保持一致。其次，加強對原始數(shù)據(jù)的重視程度，確保原始數(shù)據(jù)的準確性，同時進行原始數(shù)據(jù)的保管與管理，避免出現(xiàn)原始數(shù)據(jù)出錯，導致整個工作的失誤。為了確保能源管理在工作中順利進行，定期對所有能源系統(tǒng)進行逐一檢查。

3.2 軟件管理

能源數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控子系統(tǒng)可對水泥生產企業(yè)的工藝設備、能源設備進行監(jiān)視，實現(xiàn)對工藝過程中數(shù)據(jù)和生產過程中數(shù)據(jù)進行采集，對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進行處理。該系統(tǒng)主要是以下的幾個方面：能源數(shù)據(jù)監(jiān)控、生產過程監(jiān)控等。

能源趨勢：各種重要能源數(shù)據(jù)、生產數(shù)據(jù)的實時趨勢、歷史趨勢、以實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的展示。

報表輸出：對各種監(jiān)控數(shù)據(jù)進行匯總，并遵守使用者的要求，以好的方式呈現(xiàn)。

監(jiān)控報警：對各種重要監(jiān)控數(shù)據(jù)進行保存，當該數(shù)據(jù)超出限定的范圍時，應立即報警，可根據(jù)不同發(fā)生的實際情況得以詳細說明，便于警方而產生的原因進行分析和處理。

3.3 能源數(shù)據(jù)管理

能源數(shù)據(jù)管理是所有水泥企業(yè)的核心部分，它象征著水泥企業(yè)的發(fā)展。該數(shù)據(jù)管理分為數(shù)據(jù)的計量與監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析后的管理。

數(shù)據(jù)的計量與監(jiān)控：應該包括數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總、數(shù)據(jù)的報表輸出以及數(shù)據(jù)監(jiān)控。數(shù)據(jù)分析后的管理：包括能源計劃的制定、能源管理的理論知識以及能源平衡管理。

3.4 能源數(shù)據(jù)的研發(fā)

本能源管理的主要任務有：分別采集電、煤、水方面進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)用戶的需求，生成各種報表，把企業(yè)的能源數(shù)據(jù)的研發(fā)，分到每個小組進行逐一分析和討論。另外，該系統(tǒng)擁有內部的研發(fā)資料，方便相關研發(fā)人員和技術人員進行探討，該系統(tǒng)的研發(fā)要求是：保證生產順利進行，確保設備沒有被損壞，降低生產成本，提高生產效率。

3.5能源數(shù)據(jù)的監(jiān)控功能

通過網絡技術連接OPC通訊傳送到管理網絡的服務器上，數(shù)據(jù)服務器對所有數(shù)據(jù)進行存儲、計算、分析得到的數(shù)據(jù)，并且將得到的數(shù)據(jù)進行保存，以便日后分析及處理。

3.6完善能源管理平臺系統(tǒng)

能源管理系統(tǒng)是可以實時監(jiān)測出不符合規(guī)定的能源消耗并及時作出調整和優(yōu)化，把提高能源效率的發(fā)展作為契機來降低成本和提高生產力。

四、節(jié)能消耗的措施

4.1 加大生產能力

中小型水泥產量是具有非常強的提升空間，這也是主要內容之一。主機電能消耗占綜合電耗的75%以上，然而大部分企業(yè)都引進企業(yè)消耗技術，主要原因是參照這些生產衡量磨機的標準質量。

4.2 降低熟料熱耗

由于水泥企業(yè)采用的窯型不同，其熟料的熱耗差別也是不同。小型回轉窯熟料煙氣熱損失占熱耗的 25-45%，立窯熟料的化學與機械燃燒損失占熱耗的25%，由此可見，降低小型回轉窯熟料熱耗的關鍵是降低煙氣溫度帶走的熱損失。

4.3 杜絕跑料、漏料、冒灰現(xiàn)象發(fā)生

生產中崗位工人應嚴格檢查自己所在的設備，對跑料、漏料、冒灰現(xiàn)象及時處理，加強管理制度，一旦出現(xiàn)跑料、漏料、冒灰的現(xiàn)象發(fā)生，應盡快排除故障，避免冒灰。

4.4 選擇較好的收塵設備，降低粉塵排放濃度

水泥企業(yè)的收塵設備應選用收塵效率高、速度快的收塵器，可保證粉塵排放濃度在50-30mg以下即可，達到國家排放濃度的標準，否則水泥企業(yè)將無法繼續(xù)經營而面臨企業(yè)倒閉。

4.5 選擇有效選粉設備，提高產量的目的

在選擇選粉設備時，應先確定合理的工藝參數(shù)，根據(jù)其他廠的購買經驗得知，出磨細度選用在30-40%之間；粗粉細度選用65%左右；值得注意的是，在選用選粉設備時，采用閉路磨后，對倉板的大小進行調整，才能達到理想效果。

五、安科瑞工業(yè)企業(yè)能源管理系統(tǒng)介紹

安科瑞工業(yè)企業(yè)能源管理系統(tǒng)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產、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、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、重大能耗設備的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。

5.1 系統(tǒng)結構

5.2 應用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、物流、鐵路、航空工業(yè)、木材、化學原料以及機電設備、電器產品、工器具制造等。

5.3 系統(tǒng)功能

5.3.1 可視化展示

展示企業(yè)各類能耗總量、折標值、能源成本、能源消耗趨勢、分項能耗占比、區(qū)域能源消耗對比,以及當前天氣情況、污染情況，并三維展示企業(yè)重要工藝或工段的能源消耗動態(tài)。

5.3.2 實時監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠實時的監(jiān)測各個點位的運作情況，同時能更快速有效的掌握點位的報警。

5.3.3 變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出較佳運行模式。根據(jù)較佳運行模式調整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

5.3.4 用能統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、生產工藝/工段時間、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產品能耗、單位產值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。

5.3.5 產品/產值單耗

與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產品產量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產品單耗中生成產品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。以便企業(yè)能夠根據(jù)產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。

5.3.6 績效分析

對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區(qū)域、產線、工段等進行日、周、月、年、指定時段績效統(tǒng)計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內部能效水平和節(jié)能潛力。

5.3.7 能耗預測

通過對企業(yè)生產工藝、生產設備等的能耗使用情況進行分析，建立能耗計算模型，根據(jù)人工智能算法對數(shù)據(jù)和模型進行修正，對未來企業(yè)能耗趨勢進行預測分析，為節(jié)能提供有效的決策依據(jù)。

5.3.8 運行監(jiān)測

系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測重點設備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視。可直接從動態(tài)監(jiān)測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。

5.3.9 分析報告

以年、月、日對企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行多方面的統(tǒng)計分析，讓用戶多方面了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

5.3.10 事件報警

持續(xù)監(jiān)測設備和系統(tǒng)運行，對通訊失敗、數(shù)據(jù)異常、定額超限、工藝參數(shù)異常越限、設備異常或故障進行報警，提醒企業(yè)注意和查找問題，并形成報警日志。

5.3.11 移動端支持

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、用能預測、運行監(jiān)視、異常報警等。

5.4 現(xiàn)場設備選型

六、結語

總而言之，應嚴格把控每道工序，認真做好本職工作，才能打造出高標準、高質量的水泥工程。我們的專業(yè)技術人員要加強質量的保證。 只有不斷在實踐中磨煉自己，提高自己的專業(yè)水平，才能在激烈的競爭中立于不敗之地，為我國的經濟發(fā)展添轉加瓦。

參考文獻

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