首鋼長鋼公司能源管控中心項目建設與運行效果實踐

秦建新

摘要：通過實施能源管控中心項目，首鋼長鋼公司全面監測能源系統發生、使用和回收等環節，實時集成和優化能源媒介的管理與控制，以確保能源媒介的高效，安全和經濟使用，實現節能降耗。

Abstract： Through the implementation of the Energy Management and Control Center project， Shougang Changzhi Steel & Iron Steel Co.， Ltd. comprehensively monitors the occurrence， use and recycling of energy systems， and integrates and optimizes the management and control of energy media in real time to ensure efficient， safe and economic use of energy media AND Achieve energy saving and consumption reduction.

關鍵詞：能源管控;集成監控;高效利用

Key words： energy management;integrated monitoring;efficient use

中圖分類號：F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0266-02

1? 以行業引領為目標的鋼企智慧能源管理體系的構建與實施背景

首鋼長治鋼鐵有限公司（簡稱首鋼長鋼公司）始建于1946年，是中國共產黨創建的第一個鋼鐵企業，經過多年發展，已成為年產鋼400萬噸左右的典型鋼鐵長流程企業，主體生產工序包括焦化、燒結、煉鐵、煉鋼、軋鋼、熔劑、動力以及相關輔產設施。

1.1 適應鋼鐵企業節能降耗新變化的需要

目前，國內鋼鐵企業的能耗占鋼材成本的20%至40%，其設備、工藝流程、產品結構和能源管理水平的不同對能源消耗的影響也不同。建立一個集成、集中、統一的企業能源管理系統和控制中心，是數字化能源管理的技術支持措施，也是鋼鐵企業提高能源利用效率的一大重要舉措。隨著《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》的出臺，顯然傳統的能源管理模式已無法滿足鋼鐵生產大規模、高速、激烈的競爭需求，也無法滿足中長期國家發展規劃的要求。

能源管控中心項目是國家強力推進的節能減排重點項目，并被列入國家發改委《國家重點節能低碳技術推廣目錄（2017年）》，采用信息技術對企業能源系統實時全廠監控，可降低企業年能源消費總量的1-3%。

1.2 適應國家節能減排形勢要求的需要

為貫徹落實國家節能減排政策，順應鋼鐵業市場競爭和發展趨勢，同時實現對能源系統的現代化管理，首鋼長鋼公司迫切需要一個整合，優化和調節能源子系統的綜合部門，以確保對生產，使用和回收的全面監控。并對能源媒介進行實時的集成優化和管理，以確保這些媒介的效率，安全性和經濟性。

鑒于上述需求，建設能源管控中心系統項目，并按“統一規劃，分期實施”的步驟完成項目建設，建立能源管理中心系統，構建系統架構，搭建系統平臺，立足既有產能設施對具備條件的能源系統（動力系統、供水系統、供電系統）子站數據實現采集上傳功能。立足既有產能設施開展能源管控中心系統項目建設，并采用分步、分系統、少量、多批次的投資方式積極推進能源管控中心系統項目建設。

2? 首鋼長鋼公司能源管控中心項目的構建與主要內容

2.1 主要內容

首鋼長鋼公司能源管控中心系統項目主要是將公司內分布的配電系統、發電廠、燃氣壓力站、配電設施和能源消耗的信息通過計算機網絡連接，以實現實時監控和分散控制，能源系統的集中管理和優化配置。能源管理中心具有對生產過程進行全面優化、宏觀預測和咨詢的功能。它不僅是規范和控制公司能源生產和使用的業務單位，也是公司能源管理的職能部門，其在整合公司能源管理方面發揮著重要作用。項目建設內容具體包括：

①能源管理中心辦公樓：除了能源管理中心大廳、計算機/控制設備機房，還包括能源中心管理、技術、設備、運行操作、設備點檢維護人員辦公室以及配電室等場所。

②工業通訊網絡系統：現場設置一套以太網工業網絡。工業控制網由工業交換機和光纜連接。用于連接所有現場設備（PLC、通信計算機、RTU）、I/O服務器等。主控制站位于環形網絡中，其他站點根據情況按連接星接入環網，基本上整個ems工業網按一種方式設計。環網主站采用光口直接連接，其余線路采用光電發射機連接。

③能源計量設施完善及數據采集系統：按照能滿足對生產工序獨立核算以及對重要用能設施重點監測的原則，對公司水、電、煤氣、蒸汽、氮氣、壓縮空氣等能源介質補充完善計量設施，同時對不具備數據采集上傳功能的表計進行改造完善。

④數據集成、現場DCS系統改造及信息系統：為實現能源數據采集和集中管理，對能源生產及供用系統已有的PLC系統及DCS系統進行適應性改造;對傳統繼電器控制的工藝站點進行改造，采用I/0方式進行數據采集。

⑤工作站及大屏幕顯示系統：配套完善工作站軟、硬件設備，滿足能源管控中心能源基礎管理工作需求;在能源中心調度大廳，設置能源生產系統大屏幕系統，對動力、電力、煤氣等系統及重要能源產供設施進行重要內容的全局監視，顯示內容包括重要的能源潮流參數、與能源生產相關的主要設備運行狀態等。

⑥能源系統質量控制及能量系統運行優化工程：針對水質、煤氣質量調控手段缺失的狀況，增設相關處理設施滿足質量調控需求，實現分質供水、提高水循環利用率以及降低煤氣因管網腐蝕造成的漏損提高煤氣利用率。另外，通過實施變頻調速控制、余能余熱利用等工藝改造工程，進一步對能量系統進行運行優化，提高能源利用效率。

2.2 運行情況

首鋼長鋼公司能源管控中心系統項目2018年1月整體上線運行。生產區域內水、電、煤氣、氮氣、壓縮空氣等能源介質系統的計量設施已完善并采用GPRS技術實現數據上傳，能源動力系統總設置計量采集點位1146個（其中：電力計量采集點位976個，氮氣計量采集點位21個，煤氣計量采集點位32個，用水計量采集點位107個，蒸汽計量采集點位10個），滿足了公司能源供用預測與能源平衡調度的功能需求;另外，建設完成工業級管理網絡并對生產現場20余處重點能源供用設施及控制系統完成相關改造，實現了綜合過程監控功能。

2.3 實現的功能

建設能源管控中心系統項目，實現的功能包括：①能源數據采集功能：遠程采集和上傳功能，各類能源消耗的瞬時值、累計值等數據的采集和上傳。②綜合監測功能：主要包括電、煤氣，氮氣、蒸汽、水等能源系統以及重要能源產供設施實時監測，在線管理和調整，滿足扁平化能源管理需求。③基礎能源管理功能：包括能源消耗計劃編制、能耗統計、報表生成、能耗趨勢、能耗核算等。④大屏幕系統顯示功能：通過大屏幕顯示系統對能源系統及重要產供能源設施的平衡狀況、運行參數進行圖形化、可視化呈現，可以直觀明了發現系統及設施運行中存在的問題，有效提高處置效率和水平。另外，首鋼長鋼公司能源管控中心系統與其他信息化系統預留信息交換的接口，下一步首鋼長鋼公司還計劃將能源管理中心平臺與企業的環境監測系統完成對接，實現環境系統的全面監測功能;與生產物流系統完成數據對接，實現生產能源、原料、產品（包括半成品）等全流程監控。

3? 實施效果

3.1 經濟效益

實現能源集中監控后，通過能源資源合理經濟調配，二次能源利用率大幅提升，其中：

高爐煤氣放散率同比降低4.10%，減少高爐煤氣放散15840萬m3，按0.08元/m3計，創造經濟效益1267萬元。

焦爐煤氣放散率同比降低4.28%，減少焦爐煤氣放散2033萬m3，按0.4元/m3計，創造經濟效益813萬元。合計創造經濟效益2080萬元。

3.2 管理效益

首鋼長鋼公司通過建設能源管控中心后，一方面能夠及時從能源管理平臺獲取生產過程的重要參數和相關能源數據，并結合生產工藝信息及時進行分析診斷，提供能源系統實時平衡和調整決策系統信息，確保能源系統平衡的科學、及時、合理調整，確保生產系統和能源利用過程的穩定、經濟。最終達到提高能源綜合利用效率的目的;另一方面，能源管理上線后，企業的能源管理現狀得到了有效提升，首先是明確了工序之間的能源消費，有利于企業進行工序間各動力能源的能耗考核，有利于加強工序能耗的監管，并通過對能耗數據的實時監管，預測和分析企業用能，極大促進了企業節能降耗工作的深入開展。

3.3 社會或生態效益

能源管控中心項目的建成，成為首鋼長鋼公司一張亮麗的名片，也成為公司節能降耗的重要標志。同時，減少煤氣放散，也對減少排放和改善環境有較大作用，社會效益明顯。

下一步，首鋼長鋼公司將以能源管控中心項目建設投運為新的契機，充分發揮能管中心項目作用，并進一步拓展其功能和定位，重點在實現節能減排、提高能源生產效率、能源綜合利用和能源系統運行優化等方面狠下功夫，將能源管理公司自動化水平提高到一個新的水平，實行綜合監控、配置和電源管理，以整體實現能源管控功能，提升企業能源管理水平，將首鋼長鋼公司建設成為低碳環保綠色生產企業。

參考文獻：

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