某化工企業的能源管理中心的建立及節能優化

摘要：化工企業推進節能減排的需求日益迫切，系統節能成為化工企業節能的有效途徑。實現系統節能的方案是建立具有能源管理信息化、自動化和精細特點的能源管理中心。結合能源管理中心的發展現狀，敘述能源管理中心建設的架構、目標、功能以及運行時候產生的節能效益。

關鍵詞：化工企業 系統節能 能源管理中心 節能優化

1、能源管理中心建設背景

能源作為經濟可持續發展的重要物質基礎，其供需矛盾在全球范圍內將長期存在，隨著我國經濟結構工業化趨勢的不斷增強，這種矛盾將進一步突出。能源問題已嚴重制約了我國經濟和社會的發展。

化工工業既是能源生產大戶，又是能源消費大戶，化工行業是能源消費量大、污染產生多的行業，其能源消費量在3億噸標煤以上，約占工業消費總消費量的25%；排放的廢水、廢氣和固體廢棄物分別占全國工業“三廢”排放總量的16%、6%和5%，位居第1、第4和第5位，因此化工行業節能減排面臨巨大壓力。

能源管理中心是一項融和自動化、信息化和數字化技術的管控一體化解決方案，通過能源科學管理、合理調配、高效轉化和利用，實現系統節能的有效方式，能夠推動企業從原有的事后統計、分析、查找原因的能源管理模式，向以生產流程和生產計劃為中心進行預案設置、過程跟蹤、實時統計、動態分析的能源管理模式轉變，從而實現系統性節能降耗。

目前，隨著能源管理中心在鋼鐵行業的成功實施，在化工行業以及其他高能耗行業也逐步受到重視，在化工行業的節能降耗中發揮越來越重要的作用。

2、化工企業能源管理中心建設及作用

2.1 能源管理中心架構

化工企業的能源管理中心作為能源管理和優化的一體化系統，由硬件、軟件和系統節能優化服務組成，覆蓋企業生產流程中的各種能源介質的計量、控制與管理。能源管理系統（EMS）按電力、動力（煤、蒸汽、壓縮空氣、冷風）、水、環保四個系統采集的生產過程信息，進行基本處理和存儲，再將這些信息傳送到數據庫服務器、應用服務器、操作員站等，進行能源介質系統運行趨勢及主要能源設備運行狀態的顯示、報警、歸檔和其他處理，并通過系統對主要設備進行運行參數設定、遠程操作和實時調整。同時與其他信息系統（MES、ERP等）進行必要的信息交換。在此基礎上系統完成計劃管理、質量管理、成本管理、能耗預測、優化調度、循環經濟管理等管理功能。

2.2 建設內容

能源管理中心通過對用能設備實現在線集中監控， 在實時能源信息的基礎上，做到能源科學管理與調配，充分回收利用二次能源，針對化工企業生產連續性強的特點，在全廠能源介質平衡基礎上，搞好各種能源介質的綜合利用，進而優化企業的能源結構，其主要建設內容如下：

（1）能源管理中心場地建設

建設場地包括能源中心調度大廳、配電室、機房、巡檢辦公室、現場設備間等場地建設。

（2）能源中心能源管理系統EMS

能源管理系統EMS是能源管理中心系統的核心。基于分布式數據采集系統和現場控制系統的軟硬件之處，利用采集的各種能耗數據進行分析和建立數學模型，實現“分散控制、集中管理”的信息化目標。主要包括計算機系統、通信網絡系統、應用軟件系統。

（3）基礎自動化建設

由于該企業的原有的能源系統部分計量設施和自動化設施未達到建設能源管理中心的要求，因此需要進行相應的基礎自動化建設改造需要改造的能源系統有電力系統、動力系統、給排水系統、主體區現場能源采集站、計量儀表、環境檢測儀表完善、視頻監控系統、通訊系統和電子巡檢及門禁系統。

（4）與企業現有系統數據關聯

能源管理中心系統與企業的ERP（企業資源計劃）、MES（生產管理系統）和DCS/PLC等系統存在數據關聯。EMS能從ERP、MES和DCS/PLC等系統讀取企業能耗等基礎數據，經過處理分析后為企業提供能耗分析的圖表和數據信息。EMS與企業現有的系統數據關聯如圖2所示：

圖 2 EMS與其他信息系統數據關聯圖

2.3 能源管理中心的目標和功能

能源管理中心的應用功能從應用層次上分為3大應用中心，即能源監控與調度、能源信息管理和能源優化與決策支持。

（1）能源監控與調度：主要完成能源數據實時采集、生產過程的監視、控制與調整操作、能源平衡，支持調度人員完成日常調度、點巡檢工作。

（2）能源信息管理：主要完成能源信息的基本管理功能，支持管理人員實現能源計劃編制、平衡管理、能源運行、經濟分析等管理業務。

（3）能源優化與決策支持：包括能源預測、優化調度、能耗分析、數據挖掘與分析等功能，為調度人員、管理人員提供調度和管理決策支持，同時支持能源業務處理的辦公自動化。

3 基于能源管理中心的節能優化

能源管理中心建成后，該企業技術人員利用能源管理系統運行的數據，運用系統分析方法，對企業的生產工藝流程進行充分的調查和研究，找出系統之間和生產單元之間在能源流向方面的關系；對企業能源的采購、儲藏、加工轉換、分配使用各個環節進行分析，找出存在浪費及耗能高的環節，提出解決方案。實現了能源管理和計量的精細化、信息化，把所有生產報表實現自動化分析和處理，減少人工管理和勞動強度，提高能耗分析的準確性。通過能源管理系統，企業在節能優化方面獲得明顯效益，其中電力損耗從3.58%降至2.8%，減少損失0.78%；蒸汽線損從8%降至5%，減少損失3%；水的利用率提高5%，實現節能8171噸標準煤（當量值），企業取得節能效益如表1所示：

表 1 能源管理系統節能優化效果

4、結語

化工企業能源管理中心的建設充分體現了信息化、自動化和數字化的特點，通過對企業能源生產、輸配和消耗實施動態監控和管理，改進和優化能源平衡，實時提供在線能源系統平衡信息和調整決策方案，確保能源系統平衡調整的科學性、及時性、合理性，從而提高能源利用水平，實現系統性節能降耗，并取得明顯效益。

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