能源系統中轉爐煤氣熱值數據采集與監控

佟紅巖

摘 要：進入21世紀，由于GDP高速增長市場需求的拉動，粗鋼產量大幅度上升，導致能源消耗急劇增長。為了降低能耗，唐鋼提出利用轉爐煤氣替代焦爐煤氣理念，為了實現這一數據分析技術難題，我們通過信息化和自動化技術相結合，利用AMPLA平臺搭建了轉爐煤氣回收的實時數據采集系統，同時，根據轉爐煤氣的回收瞬時值計算出熱值，為公司的財務系統轉爐煤氣按熱值結算提供了真實可靠的數據，提升了財務系統噸鋼成本計算準確性，進一步提升產品競爭力。

關鍵詞：轉爐煤氣；AMPLA平臺；熱值

中圖分類號：TH831 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0022-01

1 立項背景

鋼鐵工業是國民經濟發展的基礎性產業，自新中國成立后，我國鋼鐵產量迅速增長，品種質量、節能環保等方面都取得了很大的進步，但我國鋼鐵行業仍呈現高能耗、高污染和高排放的特點，能源消耗巨大、環境污染嚴重、原料供給制約等影響鋼鐵工業競爭力的問題，嚴重制約著鋼鐵工業的健康發展。

進入21世紀，在走新型工業化道路，落實科學發展觀和建設資源節約環境友好型社會的時代背景下，降低資源、能源消耗，減輕地球環境負荷，走制造綠色化道路，實現可持續發展，將是我國鋼鐵工業的歷史責任。根據唐鋼的實際情況，攻克轉爐煤氣替代焦爐煤氣的數據分析技術難題，達到提升唐鋼能源管控水平、強化能源管理手段、提高轉爐煤氣利用率、創造更大經濟效益的目的。

2 總體思路

鋼鐵企業信息化技術的發展，以及企業能源管理系統的建設為系統節能技術的發展奠定了基礎。唐鋼能源管理系統實現了能源系統分散的數據采集，集中的管理、調度和能源供需平衡以及能源生產和管理所需的能源預測，為唐鋼在生產全過程中實現節能、降耗創造條件。本項目在全面掌握公司轉爐煤氣的生產、使用、回收的基礎之上，在原能源管理系統中新增轉爐煤氣熱值子系統，結合公司生產工藝流程、能源流變化等實際情況實現了轉爐煤氣回收的實時監控；實現了公司6個轉爐平臺的數據毫秒級精準計算、數據采集，并將實時數據上傳到AMPLA系統，為管理人員分析、決策提供真實、可靠的數據依據，真正實現了信息化與自動化技術相結合；同時，更精確各個工序的能源消耗，提升了財務系統噸鋼成本計算準確性，進一步提升產品競爭力。

3 系統的設計與實施

3.1 設計原則

唐鋼能源管理系統通過能源計劃、能源監控、能源統計、能源消耗分析等多種手段，使企業管理者對企業的能源成本比重，發展趨勢有準確的掌握，并將企業的能源消耗計劃任務分解到各個生產工序，使節能工作責任明確，促進企業健康穩定發展；真正實現分散控制、集中調度管理、優化能源系統的平衡。

能源的合理使用與平衡調配，對環境保護起著至關重要的作用。我們在系統設計中主要考慮以下幾個方面：（1）充分考慮能源系統的可擴展性，在可預見未來時期內，滿足公司生產工藝改造對能源的監控、調度和管理的需要。（2）根據能源生產工藝要求，采用當今成熟的新技術、新設備、新成果，使其具有適用性，可靠性和可維護性。（3）安全、穩定、先進、成熟、可靠、經濟和環保。

3.2 系統搭建

在全面掌握公司轉爐煤氣的生產、使用、回收的流轉過程的基礎上，我們在能源管理系統的生產、績效功能模塊通過組態工具進行開發搭建轉爐煤氣熱值子系統。

唐鋼能源管控系統，與PI系統建立了無縫鏈接，煤氣熱值子系統就是通過PI系統對底層儀表數據進行實時數據采集，傳輸到能源系統，進行數據分析。

由于數據采集量巨大，人工無法核算，必須通過信息化系統，建立一定的分析模型，才能使管理人員更有效的利用數據進行決策分析，指導生產，同時進行財務核算。

唐鋼煤氣熱值子系統，共建立了15分鐘、小時、日等數據分析模型，通過能源系統的績效分析模塊，過濾有效數據，進行分析：如圖1所示。

4 實施效果

本項目通過自動化與信息化相結合，利用PI實時數據庫技術，實現了公司轉爐平臺的數據毫秒級精準計算、數據采集及轉爐煤氣熱值統計分析，實現了轉爐煤氣熱值的實時監控；充分滿足了對轉爐煤氣回收情況的實時監控及數據分析，保證轉爐工序正常有序的生產，并在突發事件期間實施能源應急調度策略，確保能源供應的安全穩定，達到節能減排增效的目標。為管理人員提供了真實、可靠的數據依據，使其能及時調整工藝操作，提出節能降耗的技術和管理措施，提高能源管理的效率，向能源管理要效益。同時該項目提升了公司轉爐煤氣回收利用率，為公司焦轉平衡精準調度提供可靠數據依據，優化了公司本部的能源管理系統，使其更全面的指導公司能源管理工作。