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循环经济能源管理论文范文

时间:2022-01-28 04:20:28

循环经济能源管理论文

1EMS的设计范围和内容

该能源管理系统包括1个管理中心即集团公司总部能源管理中心大厅及5个分公司分别设立能源管理分中心。主中心与分中心通过工业环网网络连接,构建成千兆数据传输的局域网络。按等级授权网络用户权限,不同用户通过WEB访问EMS系统数据。整个工业园区的能源流程实时信息、生产工艺流程实时信息和安全环保视频监控画面都可以在主中心(能源管理中心大厅)大屏幕系统上自由切换,便于实时监控和管理。集团总调度可通过能源管理系统平台对下属5个分公司的生产、能源、物流、环保、重大危险源等情况进行集中监控、集中管理和综合平衡调度。EMS主要包括能源管理子系统、生产调度子系统和EMS综合监控子系统。

1.1能源管理子系统

建立健全能源管理组织机构和能源管理各项制度,制定集团及各分公司的能源管理方针和节能目标,为能源管理活动提供行为准则和目标。将水、电、煤、蒸汽能源作为集团公司级的资源,集中进行监控管理和平衡调度,实现集团各分公司能源数据的统一采集、统一管理和使用,一站式的管理和按授权级别的分散使用,实现能源的工序成本核算,将采集的能源数据进行归纳、分析和整理,建立客观的以数据为依据的能源消耗评价体系。其主要功能模块包括能源管理组织机构和制度建设、能源预测、能源计划和平衡及实绩管理、能源数据统计分析、能源对标管理和节能改造、能源计量系统。

1.1.1能源管理组织机构和制度建设在集团总部成立以董事长为组长,总经理、生产副总为副组长的能源管理小组,对能源管理工作进行统筹规划和决策。在集团生产办设立能源管理办公室,负责集团能源管理各项工作的具体实施,并对能源管控大厅进行管理和调度。各分公司成立以生产副总为首的能源管理办公室,成员由各车间主任组成,落实集团能源管理决策和方针,负责本公司的能源管理日常工作。结合国家相关法律法规和产业政策,建立、健全集团和各分公司的各项能源管理制度,制定能源管理的方针和目标,通过自上而下的能源机构建设和制度建设,对各分公司的能源管理工作实绩进行评价和绩效考核,从而保障集团能源管理工作的顺利实施和持续改进。

1.1.2能源预测通过对EMS数据库各产品耗能历史数据的汇总、分析和整理,结合未来某一期间(月、季度、年)的生产计划,建立各分公司能源消耗预测与优化调度模型,对水、电、煤、蒸汽等主要能源的生产和消耗进行预测,得到能源优化调度的建议和方案,实现能源的“事前静态管理”,提高能源的利用效率。

1.1.3能源计划和平衡及实绩管理按照各分公司月度生产计划及能源预测优化方案编制能源供需计划,指导各分公司按照供需计划组织生产,向各生产工序提供所需要的能源量,并实时跟踪能源计划执行情况和现场运行状况,在线动态调整能源供需;建立各分公司的水、电、蒸汽的能源平衡网络图并设置平衡记录点,结合月度各能源统计数据,依据能源平衡表对各能源的实际发生量、使用量、损耗量进行计算,使能源介质的供入量=有效能量+损失量保持平衡,取得能源生产运行的实绩数据,用于反映各种能源数据生产、分配和使用情况。

1.1.4能源数据统计分析利用统计分析技术、对平衡后的当期和历史能源数据进行分析,及时获取能源消耗定额和能源计划的执行情况、能源成本的变化情况,得到集团及各分公司产品能耗的单耗量和累计量的月度报表,水、电、煤、蒸汽等能源的月消耗量、折标量和综合能耗量,重要产品的能耗同比和环比数据以及相应报表的饼状图、柱状图、折线图等。通过各种图表(例)可以直观地掌握集团各期能源消耗的对比情况,查找能源消耗水平。依据各产品详细的能源对标值,不仅可以用于指导集团公司的能源对标管理工作,真正做到能源的合理利用,实现节能减排目标,而且可以按照集团公司能源管理制度对能耗超额和节能单位、个人进行奖惩,通过适度的考核机制,督促各分公司节能减排工作的持续改善。

1.1.5能源对标管理和节能改造通过对产品综合能耗分析,确定需要通过能效对标活动提高的产品能耗值或工序能耗值,并与国际国内同行业先进企业能效指标进行对比分析,找到差距,分析原因制定对标改进方案,实施淘汰落后产能项目和实施节能项目进度计划,分阶段对能源对标活动的效果进行评估,及时调整对标标值,并制定下一阶段的能源对标活动计划,进行更高层次的能源对标活动,不断提高企业的节能降耗水平和能源利用效率。

1.1.6能源计量系统建立各分司的能源计量器具、主要用能设备、次要用能设备以及能源计量人员台账,建立能源计量仪表记录数据库和临时能源录入数据库、设备运行档案,保证设备有计划检修,监控大功率耗能设备及各系统运行,统计各系统开车率及大功率耗能设备运行时间,并落实考核,督促各公司提高开车率,在系统停车后,检查有没有无关设备空运转,降低电力消耗。通过对全公司设备运行状态的监控,实现主设备停机、辅助设备停运的节能效果。

1.2生产调度子系统

通过集团能源管理中心系统平台实现集团生产总调度对各分公司生产实时控制,监控生产工艺参数,重要设备的运行状态,原料、中间品、产成品的产量和质量情况,满足生产总调度和分厂调度实时把握生产现场情况,实现生产和能源的协调管理。同时将生产现场重要装备和重要场所的视频画面调入调度中心,实现生产事故的报警及应急指挥等功能。

1.2.1生产计划模块建立集团各分公司产品的年度生产计划表,按月进行分解,通过查询系统对生产计划的完成情况进行计划和实绩的对比分析,作为对各分公司年度方针目标的落实情况的评价依据。

1.2.2生产调度模块各分公司调度通过能源管理网络系统将当班的生产情况上传至能源管理中心系统平台,集团调度根据调度日志可以及时了解和掌握各分公司的生产运行情况和产品产量信息,掌握各分公司的生产实际情况。通过调度指令系统将集团的生产决策和计划任务传达至各分公司;通过监控系统,实时监测重大危险源或装置的温度、压力和存贮量等指标的运行情况,一旦超出设定的上、下限指标,自动触发报警装置,集团调度能够快速调出应急预案,指导应急指挥,并通过短信系统将相关信息发送给对应的人员,实现生产事故的联动救援和防护。

1.2.3生产统计报表模块建立各分公司每种产品的生产日报表系统,自动生成月报表、年报表、经济技术指标报表、产量报表、能耗报表,具备自动储存汇总分析功能,便于系统内各用户以数据为依据开展能源管理工作。

1.3EMS综合监控子系统

以集团能源管理中心大厅为中心将各分公司的DCS系统和视频监控系统的实时数据采集上传到管理中心机房服务器,集团总调度通过大屏幕系统监控园区分厂生产运行和安全环保情况,实现集团对各分公司生产和安全进行集中监控、协调和报警的管理。

1.3.1生产工艺监控将各分公司的DCS系统连接至集团能管中心服务器,通过工艺流程图、组态画面、趋势图(多点、单点不同时间段对比)、实时工艺参数和生产数据监控等手段对各分公司的生产工艺运行情况进行集中监控和调度;建立各分公司重点工艺指标监控图和重大耗能设备运行图,通过设立上下限指标和实时报警措施,及时了解公司生产开停车率情况和重要设备的运行情况。

1.3.2能源和共用介质监控建立集团工业园区水、蒸汽、硫酸、氢气、氨气等能源和共用介质的管网图,通过具有远传功能的流量计将实时数据上传至能管中心,从而实现对园区内能源和共用介质流向的实时状态监控,及时用量,并根据各种能源平衡规则和平衡模型进行实时平衡和能耗预测,确保整个能源管网的安全平稳运行和各用能用户的能源供给。

1.3.3三维GIS监控平台借助三维GIS技术,建立集团循环经济园区的立体监控平台。通过对园区的企业建筑、车间厂房、道路、生产设备、企业管网、监控设备进行三维建模,以坐标匹配的方式导入三维地理信息系统平台,建立园区三维GIS系统数据库,用虚拟现实的方式全方位展现园区全景框图。用户通过点击三维图上的目标建筑、目标设备和目标管网可以即时查询建筑、设备和管网的基础信息,并能实时了解设备的运行状态和管网运输介质的流量、分配情况。系统连接生产工艺运行系统和视频监控系统,点击三维图上工艺、视频监控图标,可以直接查看实时工艺运行和视频监控区域的画面,从而提升集团对整个园区的管理和监控效率。

1.3.4安全环保监控通过三维GIS系统对集团工业园区各分公司的厂房、车间、管道、仓库、重大危险源设备等设施进行全景监控,实时监控重大危险源(液氨、甲醇储罐,氢气、液氯和盐酸储罐,硫酸和液氨储罐)等存储量及装置运行情况。通过对参数的设置可以实现分级报警,以便启动应急救援指挥系统。在115m造粒塔顶部安装4部高清高变焦360度旋转摄像装置,实现对园区方圆6000m内实时监控,能管中心对其直接控制并储存相关数据具备视频回放功能,对园区内的重大危险装置和设施、排污点(污水、烟气等)进行实时监控、实时报警和提示。一旦出现重大危险信号要自动触发应急预案,根据安全预案开启相关救援活动。

1.3.5电力监控建立各分公司电力运行组态图,将各公司高压供配电监控系统以及6kV以上大型用能设备的运行工况、开关位置状态、保护信息、实时运行数据等信息采集上传到管理中心进行监控管理,以便于集团及时了解各分公司的电力用能情况。

2EMS系统网络设计要求

2.1EMS系统设计原则及要求

能源管理中心系统应采用集先进的RTU技术、现场总线技术、网络通讯技术、数据库技术、SCADA/HMI技术及客户/服务器技术等于一体的机电集成管控系统,对生产工况数据进行统计和管理,并应留有足够余量。该系统具有可扩展性,即系统随工艺不断扩展的特点,可以实现在线扩展和系统扩展;系统还具有实用性和可靠性,根据能源系统的工艺特点,确保系统具有较长的运行周期;对安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备等兼容稳定性要好,开放性要好,且必须能适应恶劣工作环境。该系统要部署安全隔离措施,在EMS数据网络和办公网络间要设置硬件防火墙进行物理隔离,EMS系统网络禁止与互联网络连接,确保系统各层次(系统、网络、应用及与工艺配套)的安全,必要时应设立有效的防病毒防黑客技术措施。整体系统网络设备和综合布线系统满足技术要求,应具备便利的技术和备件支持服务,相关技术指标必须满足国家相关标准要求。

2.2EMS系统网络总体架构

本系统采用C/S(工程组态时和简单访问时用到)和B/S(一般客户访问时用到)相结合的架构。网络整体架构如图1所示。在能管中心大厅机房配置WEB服务器、实时数据库服务器、关系数据库服务器、应用服务器、磁盘存储器等设备。能管中心设立集团调度负责EMS系统的正常运行、维护和管理;各客户端和各个用户通过内部局域网,采用WEB方式进行访问能源管理系统。在能源管理中心大厅建立大屏幕系统,能源管理系统信息和视频监控画面可以直接上传到大屏幕系统,便于调度管理和控制。

3结语

化工行业循环经济工业园区的EMS建设是国家工信部大力推广的节能建设项目。该项目的实施不仅极大地促进集团公司对下属分公司的能源、生产、安全环保等情况进行集中监控、集中管理和综合调度平衡工作,而且实现了对集团循环经济工业园区水、电、煤、蒸汽等能源介质的精细化管理,为集团公司的节能减排工作做出重要贡献,创造了可观的经济效益和社会效益。

作者:罗晓东张俊杰单位:河北冀衡集团有限公司生产办

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