基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫構(gòu)建水泥企業(yè)能源管理系統(tǒng)

1、基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫構(gòu)建水泥企業(yè)能源管理系統(tǒng)1系統(tǒng)建設(shè)必要性1.1系統(tǒng)建設(shè)背景1.1.1“十二五”規(guī)劃目 標(biāo)我國目前是全球第二大能源消耗國。前十年，能源消耗年增長與 GDP 增長率基本持平（如圖），約為 9%。根據(jù)國家億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。的核算數(shù)據(jù)，我國 2010 年全年能源消費總量達(dá) 32.52011 年 3 月，“十二五”規(guī)劃正式發(fā)布，未來五年時期，節(jié)能工作刻不容緩，“規(guī)劃”提出“十二五”期間發(fā)展實現(xiàn)歷史性轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降 16%、GDP排放降低 17%的節(jié)能減排目標(biāo)。規(guī)劃還要求綜合運用調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)、節(jié)約能源和提高能效、增加森林碳匯等多種年能源消耗增長率將降為 3.8%。以

2、促 進(jìn)節(jié)能減排。預(yù)計 20102020同時，2011 年第一次提出要將節(jié)能目標(biāo)分解到工業(yè)、建筑、交通和公共機(jī)構(gòu)等行業(yè)，并繼續(xù)實施重點節(jié)能工程。在工業(yè)節(jié)能方面，工信部提出工業(yè)節(jié)能減排四大約束性指標(biāo)：到 2015 年我國工業(yè)增加值能耗、工排放量和用水量分別要比“十一五”末降低 18%、18%以上和 30%，業(yè)固體廢物綜合利用率提高到 72%左右。就在工業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能措施而 言，在“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃中，國家將在“十一五”期間的千家企業(yè)節(jié)能行動基礎(chǔ)上，組織開展萬家企業(yè)節(jié)能低碳行動。1.2系統(tǒng)建設(shè)的必要性分析水泥是一種資源消耗型產(chǎn)業(yè) ，其使用的主要能 源是煤、電、水和 油，其中，煤和電的 消耗量非常大

3、，這兩者約占水泥生產(chǎn)成本的 70%以上。目前企業(yè)對于這些能源的使用沒有進(jìn)行實時監(jiān)測和連續(xù)的，對于能源質(zhì)量和設(shè)備的運行狀態(tài)、運行環(huán)境也不清楚，有的還存在很大的安全隱患。另外，由于沒有建立用能平衡系統(tǒng)，對于能源在損耗程度和使用情況不甚了解，造成了大量無謂的浪費。、傳送等過程中的水泥生產(chǎn)過程中，各類用能 設(shè)備對各種能源的 負(fù)荷需求并不是一 成不變的，但是，水泥生產(chǎn)中涉及的許多大功率高、低壓設(shè)備都是在滿負(fù)荷的運行，并沒有隨著實時的功率需求進(jìn)行變化。目前，國內(nèi)水泥市場的競爭 已從區(qū)域化競爭逐 步進(jìn)入性競爭 階段；水泥生產(chǎn)進(jìn)入微利時代，各個大型水泥都是以量取勝，所以，如何降低水泥生產(chǎn)成本，對于水泥企業(yè)是的

4、，有時甚至關(guān)乎到企業(yè)的存亡。而通過能源管理系統(tǒng)進(jìn)行能源數(shù)據(jù)的累積，計算每噸水泥的能源消耗量或每個生產(chǎn)班組的能源消耗量，建立用能考核生產(chǎn)成本的重要依據(jù)。，作為降低水泥為此，非常有必要建立一套 完整有效的能源管 理系統(tǒng)，對水泥生 產(chǎn)過程進(jìn)行三級計量，并結(jié)合水泥的生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)備的節(jié)能控制，從而保障水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的安全可靠運行、為節(jié)能降耗提供有效的技術(shù)。2建設(shè)內(nèi)容2.1建設(shè)內(nèi)容2.1.1能源管理系統(tǒng)功能基于紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建能源數(shù)據(jù)監(jiān)測、能源自動化節(jié)能控制，對能布、上傳等。源數(shù)據(jù)進(jìn)行完成以下功能：、分析、處理、存貯、顯示、打 打電、煤、水等各類能源實時能源質(zhì)量監(jiān)測；三級計量，實時；自動化節(jié)能控制

5、（空壓機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)等），設(shè)備的啟停等；集成能源、PLC 和 MIS 系統(tǒng)的能源數(shù)據(jù)；、分析、處理、存貯、人機(jī)界面、圖形及表格化顯示、統(tǒng)計分析、布、遠(yuǎn)傳等功能。2.2建設(shè)目標(biāo)1、 采用紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫，結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等信息化技術(shù)，實現(xiàn)能源實時計量、能源質(zhì)量監(jiān)測和能源自動化節(jié)能控制，集成企業(yè)能源系統(tǒng)、處理和分析、生產(chǎn)調(diào)度和管理能源等功能，建設(shè)企業(yè)能源管理中心。2、 通過能源實時3、 通過能源實時綜合節(jié)能率。3技術(shù)方案計量和能源質(zhì)量監(jiān)測，提高安全管理水平。計量、監(jiān)測和系統(tǒng)化的節(jié)能控制，實現(xiàn)能源管控，達(dá)到 2%的3.1方案設(shè)計原則實用性 確保系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)和設(shè)計結(jié)果都滿足需求并行之有效。開放性 系統(tǒng)設(shè)計

6、采用開放標(biāo)準(zhǔn)、開放技術(shù)、開放結(jié)構(gòu)、開放系統(tǒng)組件、開放用戶接口。先進(jìn)性 設(shè)計先進(jìn)；軟硬件設(shè)備先進(jìn)；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)先進(jìn)；開發(fā)工具先進(jìn)。4）標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化 全部設(shè)計符合有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、或部頒標(biāo)準(zhǔn)，軟硬件設(shè)計全部采用模塊化，便以系統(tǒng)擴(kuò)展、運行和升級。5）可擴(kuò)展性 隨著能力。規(guī)模的擴(kuò)大及現(xiàn)代化管理需求的增長，確保系統(tǒng)有足夠的擴(kuò)展實時性 系統(tǒng)基于現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，確保系統(tǒng)運行管理所要求的實時性。經(jīng)濟(jì)合理性 系統(tǒng)具有最高的性能價格比和最低的生命周期成本。8）易用性和可性 系統(tǒng)使用方便，人機(jī)界面友好，簡便。安全性 確保系統(tǒng)安全可靠運行，防止人為誤操作和外來干擾影響本系統(tǒng)安全。可靠性 確保系統(tǒng)在其生命周期內(nèi)可靠運行。

7、3.2需求分析3.2.1企業(yè)能源基本情況主要能源消耗是固體煤炭和電能。能源種類如下：一、 一次能源煤、電、水。二、 二次能源壓縮空氣。3.2.2能源管理功能實現(xiàn)3.2.2.1供煤系統(tǒng)進(jìn)廠的煤炭數(shù)量，統(tǒng)計用煤總量；通過皮帶秤、轉(zhuǎn)子秤、沖擊式流量計等計量裝置進(jìn)行生產(chǎn)工藝流程中用煤量的統(tǒng)計。3.2.2.2供配電系統(tǒng)實時監(jiān)測各類供電回路的電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)；實時監(jiān)測各類供電回路的開關(guān)狀態(tài)，供電回路三相不平衡監(jiān)測，缺相及開關(guān)跳閘，變壓器、開關(guān)及電纜工作溫度超限等；實時監(jiān)測電能質(zhì)量，提高用能安全性，避免設(shè)備的損傷；實現(xiàn)三級計量；進(jìn)行用能，盡早發(fā)現(xiàn)功率因數(shù)偏低、供電電壓偏高等情況，并

8、提示相關(guān)予以處理；分析各種用電回路的需量，識別有效負(fù)荷與無效能耗，廠區(qū)配電網(wǎng)線損分析、變壓器負(fù)荷率及效率分析等。3.2.2.3供水系統(tǒng)對各主要用水點（計量到車間級）進(jìn)行實時計量；建立水平衡系統(tǒng)，實時分析況，避免能源的無謂浪費。的工作狀況，及時發(fā)現(xiàn)跑、冒、滴、漏等異常狀3.2.2.4壓縮空氣系統(tǒng)對各主要用氣點進(jìn)行實時計量；建立流量平衡系統(tǒng)，實時分析能源的無謂浪費；的工作狀況，及時發(fā)現(xiàn)跑、冒、滴、漏等異常狀況，避免根據(jù)用氣量實際需求，實時調(diào)節(jié)壓縮機(jī)出力。3.3能源管理系統(tǒng)方案設(shè)計3.3.1技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖3.3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3.3系統(tǒng)功能3.3.3.1能源管理系統(tǒng)功能（1） 各種能源實時分類、分

9、戶（各個分廠、車間）及三級精確計量，計 量數(shù)據(jù)并存貯在中心實時數(shù)據(jù)庫。傳輸系統(tǒng)實時監(jiān)測各供電回路的電壓、電流和功率等電力參數(shù)，分 析各種用電回路的需量與質(zhì)量，識別有效負(fù)荷 與無效能耗，廠區(qū)配電 網(wǎng)線損分析， 變壓 器負(fù)荷率及效率分析等，從而可通過技術(shù)或行為節(jié)能方式，實現(xiàn)企業(yè)的有效節(jié)能。系統(tǒng)實時監(jiān)視各類供電回路的開關(guān)狀態(tài)，有功無無功無功率，供電回路三相不平衡，缺相及開關(guān)跳閘穩(wěn)定運行。，變壓器、高耗能設(shè)備超限等，從而確保供配電系統(tǒng)安全（4） 對泵、風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)等大功率電機(jī)，采用變頻調(diào)速，并實現(xiàn)變頻器實時實現(xiàn)根據(jù)需量動態(tài)調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能的目的。聯(lián)網(wǎng)，（5） 對水系統(tǒng)建立流量平衡系統(tǒng)，在對各主要用水進(jìn)行

10、精確計量的 同時，實現(xiàn)系統(tǒng)流量的平衡對比。實時分析避免能源的無謂浪費。的工作狀況，及時發(fā)現(xiàn)跑、冒、滴、漏等異常狀況，采用棒圖顯示各類能源消耗大小，用餅圖顯示各分項電耗所占的比 例，用趨勢圖顯示能耗的變化趨勢；系統(tǒng)按日、月、年打印或顯示用能消耗報表，并可提供用能的同比與環(huán)比報表；以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對企業(yè)用能進(jìn)行能效分析，包括企業(yè)整體 用能及各重點生產(chǎn)工藝和重點用能設(shè)備的能效分析。通過實際的分析對比，挖掘各方面的節(jié)能潛力，實行節(jié)能改造，實現(xiàn)企業(yè)有效節(jié)能。對已改造完成的項目，通過能效分析數(shù)據(jù)來驗證節(jié)能效果。通過與現(xiàn)有系統(tǒng)的融合與對接實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高企業(yè)能源的自動 化和精細(xì)化管理水平，對企業(yè)的生

11、產(chǎn)起促進(jìn)作用，使產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量與質(zhì)量更有保證；（10）采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便今后系統(tǒng)的擴(kuò)展。（11） 系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)可上傳至中心能源管理中心。（12） 結(jié)合生產(chǎn)工藝，在保證安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，進(jìn)行節(jié)能控制。4效益分析4.1節(jié)能效益分析4.1.1管理節(jié)能（1）對能源質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測，確保提供給設(shè)備高質(zhì)量的能源，提高設(shè)備工作效率和運行壽命，降低設(shè)備成本；（2）進(jìn)行用能，提高能源利用效率，減少能耗費用；（3 進(jìn)行節(jié)能潛力分析，為節(jié)能改造提出指導(dǎo)方向，減少因采用不恰當(dāng)節(jié)能方式引起的損失。（4） 根據(jù)“科學(xué)用能、系統(tǒng)節(jié)能”的原理，對水泥生產(chǎn)系統(tǒng)和全廠管理的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行、分析，能實時地掌握全廠管理和生產(chǎn)的狀況，由操作的四個基本要素（操作指標(biāo)、操作參數(shù)、操作方法、排除故障）入手，不斷優(yōu)化和控制，降低水泥廠生產(chǎn)能耗，提高水泥廠經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)水泥廠的最佳效益。4.2社會效益分析（1）節(jié)約能源，降低企業(yè)能耗，提高能源利用率；提供水泥企業(yè)能源節(jié)能控制與管理的技術(shù)獲取節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約國家財政支出；推動水泥節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步；為社會增加就業(yè)機(jī)會；降低污染排放，提高環(huán)境質(zhì)量；驗證節(jié)能效果，指引節(jié)能方向。，提高水泥生產(chǎn)能源自動化管理水平；4.3綜合經(jīng)濟(jì)效益能源管理系統(tǒng)效益