水泥行业能源管理系统的构建与应用效益

时间：2024-11-13

1 能源管理体系的系统概述

1.1 能源管理的建设方案

针对目能源管理系统应用的瓶颈，企业在能源管理系统建设时，应用能源分析应用为导向，通过对物料流和能量流的数据采集和抽取，建立水泥厂能源对象模型，实现能源数据的结构化及关系模型化。通过模型运算分析，帮助工厂找到当情况能耗策略，实现能源管理的 PDCA（Plan - Do - Check-Act）的模式。
个具备能源分析应用的管理系统，应覆盖计量数据采集、数据存储运算、数据分析建模、业务配置、可视化展示及智能决策这些功能。

图1 系统框架图

1.2 能源管理的建设内容
1.2.1 建设目标通过能源管理的建设，拟达到如下主要目标：能源数据的结构化及实时监控；关键指标的计算及预测；能耗计划与生产计划的交叉分析；能耗关联因素分析及。
1.2.2 功能概要
       （1）基础数据及系统参数配置。按照水泥企业的地理信息及工艺信息建立各采集数据的层级关系模型及对应能耗数据的结构化数据模型，实现基于能源对象模型的基础数据采集及运算，为其他业务提供数据支撑。
       （2）实时监控：全厂用能的实时监测，趋势观察、报警、回放。准确的能耗数据是节能工作的基础，能源管理系统可以根据实际需要，对水泥熟料生产各工艺，包括石灰石破碎、原料粉磨、煤粉制备、熟料烧成、余热发电等能耗信息进行实时监控，监控内容包括电能数据、蒸汽数据、热能数据、煤耗数据、空气数据、用水量及流量、燃气数据等等。该监控以工厂流程及能耗分布为基础，构建全厂能耗的实时数据可视化，为用户提供各类数据的交叉对比，预警监控及历史数据回放等功能。
       （3）能源统计报表。按工厂业务需求，建立对应的能源统计报表，提供按工艺流程或设备的能耗报表，对各生产工艺环节进行单耗、总耗统计，报表可查询不同时间段的电煤水气等能源介质的消耗情况，以及主机设备的实时生产情况，为发现节能漏点提供数据参考。
       （4）能耗分析。针对不同能耗的特性进行特征分析，如通过峰尖谷平的能耗与生产成本及计划关联分析，帮助工厂找出的粉磨启停时间及产量。通过燃料类按照质量及生产过程数据对不同质量燃料的能耗进行统计分析，帮助工厂建立不同原材料质量下的能耗模型及数据分析。该分析模块支持多维度的聚类分析，同比环比等预警分析及模型预警应用。
       （5）绩效分析。针对产量和能耗的数据计算和目标值管理，通过比重分析进行班组考核和操作考核，实现生产化和KPI考核，形成能耗考核的量化指标。
       （6）运行状态分析。通过设备运行状态及电力状况数据，对设备的有效运行、无效运行、故障和停止进行实时监督和历史回溯，减少非正常生产的能源消耗。
       （7）能耗预测。通过以上多个分析数据和能耗模型，建立能耗关联因素分析模型，实时对不符合工艺操作流程的用能设备、各监测点能源消耗的异常情况进行自动诊断和报警提示。

2 能源管理的系统效益
2.1 生产效益
完善能源信息系统。改变原有单的能源监视系统，实现能源多维数据分析，增强能源信息的准确性、及时性，在数据量的基础上增强能耗关注度和信息共享性。
化能源管理体系。指标异常的实时分析、能源数据的节能反馈、结果分析、费用控制、余热利用、设备使用状况、成本的核算等。通过预警模块将各类信息通过能源管理模块及时发布反馈，实现能源异常分析的自动化和智能化，减少人工分析工作量，实现及时异常预警。
提高能源使用率。能源管理的终目标是实现全自动化能源运行管理，通过与生产控制的实时联动及与物料、设备管理的化分析，实现能源在水泥生产中的化。
2.2 社会效益
完善能源管理系统既可以提高企业能源管理水平，落实能效目标，又能够好的实现企业节能目标，同时有助于企业实现大的经济效益和社会效益。随着各类能源消耗的持续增长，以及日趋严重的各种新型负载，家对节能减排和生产类企业的能源利用率提出了越来越多的要求，企业从自身增收节支方面考虑的同时也顺应时代发展的要求，在传统的数据-分析-智能的过程中逐步迈进，实现大的经济效益和社会效益，积极引导水泥厂绿色生产，达到社会价值效益。

3 安科瑞工业能耗管理平台介绍
3.1 平台架构介绍
安科瑞能源管控系统采用分层分布式网络结构，具有良好的可靠性与实时性，主要由现场设备层（能源计量终端）、通讯管理层（通讯管理终端）和主站层（能源监控平台）三个部分组成。
以上三个部分分别贯穿整个系统的全部结构。能源管理系统总体设计结构按照能源管理的基本结构设计，满足以上三部分的同时，增加了部分分析、监控、决策和发布平台。

图2 工业能耗管理平台架构组成

3.2 平台功能介绍

图3 工业能耗管理功能示意图

3.2.1可视化展示
       展示企业各类能耗总量、折标值、能源成本、能源消耗趋势、分项能耗占比、区域能源消耗对比,以及当天气情况、污染情况，并三维展示企业重要工艺或工段的能源消耗动态。
3.2.2实时监控
       对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能快速高效的掌握点位的报警4.2.3变压器监控。
3.2.3用能统计
       从能源使用种类、监测区域、生产工艺/工段时间、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、折标对比，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。
3.2.4单耗统计
       与企业MES系统对接，通过产品产量以及系统采集的能耗数据，在产品单耗中生成产品单耗趋势图，并进行同比和环比分析。以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。
3.2.5绩效分析
       对各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、产线、工段等进行日、周、月、年、时段，结合能源计划或定额制定的绩效指标进行KPI比较考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。
3.2.6能耗预测
       通过对企业生产工艺、生产设备等的能耗使用情况进行分析，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，对未来企业能耗趋势进行预测分析，为节能提供有效的决策依据。
3.2.7运行监测
       系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集，监测重点设备及工艺运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，并支持变配电系统次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据，支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。
3.2.8分析报告
       以年、月、日对企业的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行全面的统计分析，让用户全面了解系统的运行情况，并为用户提供数据基础，方便用户发现设备异常，从而找出改善点，以及针对用能情况挖掘节能潜力。
3.2.9移动端支持
       APP支持Android、IOS操作系统，方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握企业能源消耗、效率分析、同环比分析、能耗折标、用能预测、运行监视、异常报警等
3.3工业能耗平台设备选型

表1 工业能耗管理设备选型示意图

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词条
词条说明
安科瑞动环监控系统在配电房的应用
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