钢铁能源集中管治研究范文

摘要：文章根据工业和信息化部的要求，主要针对津西钢铁建立能源中心，实施能源集中管理的工作进行了阐述。从能源管理系统的起源着眼，详细介绍了能源管理的概念、构成、管辖范围以及津西钢铁实施过程中的一系列问题。

关键词：能源管理信息化

0引言

研究的背景：

能源作为经济可持续发展的重要物质基础，其供需矛盾在全球范围内将长期存在。我国持续的经济增长成为过去几年中全球经济的最大亮点，但同时也引发了能源供应危机及环境保护的巨大压力。为此国家将资源节约和环境保护作为基本国策。无论企业还是个人都对落实这一国策责无旁贷。

根据工业和信息化部下发“关于印发《钢铁企业能源管理中心建设实施方案》的通知”（工信部节[2009]365号）文件精神，计划在年产300万吨以上钢铁企业推广企业能源管理中心建设的实施要求，津西钢铁计划启动企业能源管理中心建设项目。

研究的现状：

津西钢铁作为大型钢铁联合企业，所需要的能源品种多、数量大，生产过程中伴随着大量二次能源的产生。在目前的基础上，为降低生产成本，提高竞争能力，进一步提高节能和环保指标，达到国内领先和国际先进水平，需要做大量的工作。津西钢铁2009年自耗能源总量394.4万吨标准煤，吨钢综合能耗为577.5kgce/t。尽管津西钢铁近年来进行了大规模的技术改造，在能源环保方面投入大量资金，但在能源管理、综合利用，能耗指标等方面依然存在潜力可挖，还需要抓紧进行技术改造。

1能源管理系统的起源与内容

1.1能源管理系统的起源从六十年代中期开始，国外发达国家的一些钢铁企业就开始根据二次能源的不同种类设置了一些能源管理信息系统，分门别类地对各种能源介质进行监视和控制。日本是最早开发能源管理中心的国家，八幡制铁所设计了第一个能源管理中心。

1.2能源管理系统的概念能源管理系统又称EMS，是集控制技术、信息技术、通讯技术等多种现代化技术构建的信息平台，其涉及自动化、计算机、通讯等多个专业，涵盖内容多，涉及范围广。

1.3能源管理系统的构成EMS的构成：所以按子系统划分，EMS主要由基础系统和辅助系统组成，基础系统包括计算机软硬件子系统、网络子系统、自动化控制子系统等；辅助系统则包括大屏幕子系统、视频监控子系统、指令电话子系统等。

1.4能源管理系统的管辖范围EMS的管辖范围：EMS主要负责管理煤气、压缩空气、蒸汽、氧气、氮气、氩气、煤气、水、电力等介质系统的能源公辅单元，要实现分散控制、集中管理与调度，达到节能降耗的目的，需要对这些能源公辅单元进行自动化改造，使其达到监视、监控或无人值守的目标；而EMS的计算机、网络、大屏幕、视频监控、指令电话等子系统也将主要以这些能源公辅单元作为设计约束。

2津西钢铁能源集中管理研究的主要问题

2.1能源分散管理的主要问题由于没有建立起一个综合的完善的能源管理系统。基础自动化、信息化水平高低不一，在能源计量、平衡调度及管理上还较落后，这很难适应津西钢铁可持续发展需要，主要问题表现在：

①二次能源利用率有待提高，管网压力波动比较大，部分用能设备的利用效率较低。②部分能源计量仪表落后，数据停留在原地，缺少范围更广的联网功能；部分计量点缺失，需要进一步补充完善。③能源系统中，水、电、风等各系统发展不平衡，能源设备自动化程度高低不一，部分系统仍为手动操作。离津西钢铁自动化、信息化的要求有一定差距。④各能源介质的分散能源管理，造成能源管控的信息孤立，缺乏对企业能源产生与利用的集中统一调度管理，不利于能源优化。⑤在出现能源事故时，缺乏多系统统一的指挥调度，快速形成处理方案的能力。⑥随着设备改造更新、产品结构优化，生产规模的扩大，能源生产与循环利用的管理工作越来越重，产品生产与能源生产的计划匹配越来越迫切。⑦分散的、多层次的管理使权利分散、效率降低，难以适应大规模、多介质消耗的生产需求。

2.2津西钢铁对能源集中管理的需求目前的现状使企业对能源的集中管理与统一调度提出了强烈的需求，要求废弃粗放的能源管理模式，在信息技术基础上实现精细化的能源管理，达到向管理要效益的目标。能源管理中心作为企业管理的重要组成部分将越来越被重视，并成为企业低成本战略的重要途径。

钢铁生产和能源生产的连续性决定了生产流程过程中任意一个环节的变化都会对能流与供需平衡产生重大影响，因此节能环保工作是全局性、系统性的，涉及各个生产和管理环节，是一个复杂的系统工程。能源管理不能光针对某一设备、工序进行，而应把能源管理作为一个整体进行考虑，寻求最佳的经济点（节能点）。因此，津西钢铁需要在强化能源生产、管理合一的管理体系，健全经济责任制的同时，充分运用现代控制技术、信息技术、计算机技术、智能模型技术等，建设一个具有分布控制、集中调度与管理功能的现代能源管理中心系统，对用能设备实现在线集中监控，并在实时能源信息的基础上，做到能源科学管理与调配，充分回收利用企业的二次能源及余压、余热资源，在进行全厂能源介质平衡基础上，搞好各种能源介质的综合利用，进而优化企业的能源结构。绿色经济和循环经济是企业的发展方向，为大力推进绿色经济和循环经济，提高资源的综合利用率，建设资源节约型和环境友好型企业，建立能源管理系统十分必要。

2.3津西钢铁能源管理系统的系统分类根据津西钢铁的实际现状，将其分为七大系统：①电力系统：3座110KV变电站，6座35KV变电站，1座余热发电，5座TRT发电；②煤气系统：3座高炉煤气放散塔、5座竖炉加压站、3座转炉加压站及1座煤气柜；③水系统：污水处理厂，7座循环泵站，4座冲渣泵站，软水站；④压缩空气系统：5座空压站；⑤蒸汽系统：2座蒸汽站；⑥氧氮氩系统：6套制氧机组；⑦环保系统：4套烧结机头/机尾电除尘，1套脱硫进/出口。

2.4津西能源管理系统的应用功能

从应用层次上分为三大应用中心

能源监控与调度：主要完成能源数据实时采集、生产过程的监视、控制与调整操作、能源平衡，支持调度人员完成日常调度、点巡检工作。

能源信息管理：主要完成能源信息的基本管理功能，支持管理人员实现能源计划编制、平衡管理、能源运行、经济分析等管理业务。

能源优化与决策支持：包括能源预测、优化调度、数据挖掘与分析等功能，为调度人员、管理人员提供调度和管理决策支持，同时支持能源业务处理的办公自动化。

2.5系统集成方案能源管理中心的系统设备主要包括网络设备，服务器、操作站、大屏幕，采集站、GPS时钟等。

系统结构分为三个层次。底层为信息采集层，中层为实时数据处理层，上层为应用管理层。信息采集层由PLC、RTU、远程I/O等组成，主要实现数据采集和连锁控制，中层设备是I/O服务器，主要完成实时数据处理和短时归档，上层设备有应用服务器、数据库服务器、操作员站等，主要完成人机接口和管理等功能。在相关软件支持下组成功能完整的能源管理系统。

2.6基础自动化的衔接在全厂各主要能源设备区和能源数据相对集中区设置采集/监控站。采集/监控站是实现能源信息采集、过程监控的现场基础设备。采集站主要以数据采集为主，不进行控制。监控站可以进控制。

需依数据依赖度不同设置采集或监控站。由于原有数采点精度不够或缺失，需进行现代化改造，改造根据现场条件进行，涉及到网络接口、控制系统、仪表、阀门等的改造。

2.7其它配套系统通讯系统需达到互备冗余目的，应设置市话、指令电话、无线通讯及直线电话（电力调度与省调、区调联系专用）。在需要无人值守的站所及其他重要场所配置电子巡检设备及门禁系统。并将该系统接入EMS。巡检人员或其他相关人员需要根据权限进入工作场所及进行有关的作业。在能源调度大厅设置能源调度用大屏幕，做为辅助生产运行监视。可以进行能源系统全景展示。在煤气柜、变电所等重要场所配置工业电视摄像机，数据传输采用模拟方式或数字方式，充分利用公司现有的视频网络，在能源中心管控大楼内设分中心，将信号传送到能源管控大厅。通过视频矩阵投射到大屏上，对上述区域进行全天候远程监视并进行录像。

3能源集中管理的效果与影响

节约资源和保护环境是我国的基本国策。在中华人民共和国国民经济和社会发展“十一五”规划中明确提出，落实节约资源和保护环境的基本国策，建设低投入、高产出、低消耗、少排放、能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型社会。能源管理为资源节约和环境保护类项目。符合国家“十一五”鼓励的发展方向。能源管理系统能使企业和社会构成产业链、物流网，可形成共生互动的生态产业，可推进经济、环境和社会的和谐发展。不仅对本企业的可持续发展具有重要的支持作用，而且会给相关产业及全社会经济的可持续发展带来深远的影响。