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活動鏈接：2013年控制網行業專題---發展新能源更要做好能源管理

   編輯點評：

   浙江中控軟件技術公司自成立以來，一直致力于國產自動化軟件產品（實時數據庫、先進控制與優化、節能與優化、安全應急系統、生產執行系統等）的研究開發、工程實施和技術服務。經過多年的發展，中控已經為眾多行業實施了能源管理解決方案，尤其在石化、化工行業占據明顯優勢，此文介紹的新疆天業（集團）有限公司能源管理中心項目，便又是中控軟件在化工行業的一個典型能源管理案例。此項目依托新疆天業化工園區為基地，由浙江中控軟件技術有限公司設計和開發，于2012年全面投入運行，系統地實現了新疆天業集團四大產業的能源數據采集、計量、監控、統計、分析、考核、預測、優化調度和能源優化利用等能源管控一體化功能，有效促進了工業園區能源管理和利用水平的提升，取得了顯著的節能減排效果，經核算每年節煤量7萬噸標煤，帶來約5300萬的直接經濟效益，率先在化工行業內形成示范。

   1　項目背景

   新疆天業（集團）有限公司是我國產業規模最大、產業鏈配套最完整的氯堿化工龍頭企業，我國首批“兩化融合促進節能減排試點示范企業”，我國第一個“煤-電-電石-聚氯乙烯-電石渣水泥”循環經濟產業園區，下轄熱電、電石、化工和水泥四大產業共12家高耗能生產企業，一、二次能源的消耗量巨大，在“十二五”國家節能減排的戰略規劃下，能源優化管理勢在必行。

   新疆天業能源管理中心建設項目是國家工信部重點立項的國內第一個工業園區級能源管理中心項目和國內最大的能源管理中心項目，是“兩化融合促進節能減排”重點推進項目和示范項目。

   2　項目目標與原則

  （1）新疆天業能源管理中心項目的建設遵循如下原則：

    以節能減排為核心目標。

   符合新疆天業實際現狀和需求。

   與生產系統緊密結合，強調固體燃料和重點耗能設備監控，實現生產與能源管控一體化。

   采用節能減排信息化技術，實現重點能源介質的事前管理和優化調度。

   強化計劃實績、統計分析和考核力度，實現能源全方位閉環管理。

  （2）新疆天業能源管理中心項目的建設目標：

   結合新疆天業化工園區的實際情況和特點，建立集數據采集、過程監視與控制、能源優化調度、能源全方位管理為一體的能源管控體系，做到科學決策，正確指揮，確保生產與能源系統安全、可靠、經濟與高效運行，實現從經驗型到分析型調度和管理職能的轉變。

   完善數據采集、自動化、生產與能源網絡、能源管理中心軟硬件建設，實現一二三級能源介質計量數據、質量安全環保數據和各分廠重要生產數據的綜合集成、監控和管理，實時監視固體燃料和各動力能源介質的采購、生產、分配及消耗，準確掌握整個新疆天業化工園區、各產業、各分廠、各主要產品以及關鍵耗能設備的能源動態產耗平衡狀況。

   實現能源的事前調度和優化管理，準確制定能源生產和消耗計劃，準確進行能源的產耗預測、管網模擬、動態平衡、優化調度與控制，提高能源管網和設備的操作安全和運行效率，提高電力、蒸汽和電石爐氣等二次能源的回收率和利用效率，減少爐氣、蒸汽放散和電力損耗，保證能源系統安全、經濟與合理運行。

   實現涵蓋能源計劃實績、能源調度運行、能源統計分析、能源質量、能源考核、能源計量器具、能源計量結算、能源報表管理等功能的全方位能源管理，基于強大的數據挖掘工具和規范化的管理流程，提供準確有效的分析數據、有價值的節能建議以及強有力的考核措施，提高公司的能源管理水平，向管理要節能。

   3　項目介紹

   新疆天業能源管理中心項目于2012年2月中旬正式啟動建設，根據項目規劃，項目實施過程包括現場調研和需求分析、系統詳細設計、儀表及基礎硬件采購與安裝調試、能源綜合監控系統上線運行、基礎能源管理系統上線運行、能源預測、管網模擬與優化調度建模、測試與上線運行、整體上線投用和完善、系統驗收等階段，實施團隊高質量地完成了項目規劃中各個階段的任務并于2012年10月實現了新疆天業能源管理中心系統整體上線運行，在系統不斷完善的基礎上，已穩定投用4個月以上。

   4　項目主要創新點

   （1）首次針對跨產業、大范圍的化工園區，提出了一整套涵蓋數據采集、網絡設計、能源管理中心系統架構、跨行業能源全方位管理理念和跨行業能源整體優化調度策略的工業園區級能源管理中心建設方法，通過示范應用，驗證了該方法的有效性和可推廣性。

   （2）首次針對跨產業的化工園區，提出了一整套能源管理中心工程化實施方法、細則和標準，通過一把手負責制、領導小組和實施小組制度化、能源計量和管理體系流程化、工程實施細則標準化等措施，確保能源管理中心建設按時高質量完成預期目標，為化工行業和工業園區級能源管理中心的實施樹立了標桿。

   （3）首次提出基于預測數據的多能源介質多周期動態優化調度方法，建立了基于電力和蒸汽負荷預測模型、蒸汽管網模擬模型、鍋爐和發電機組數學模型的多機組電力和蒸汽負荷聯合多周期動態優化調度模型，實現了多機組發電產汽負荷與下游耗電耗汽裝置的優化匹配，直接產生節煤節水效果。

   5　項目難點

   （1）本項目以新疆天業化工園區為基地，基地下轄熱電、電石、化工和水泥四大產業共12家高耗能生產企業，地域和行業跨度都很大，如何設計跨行業跨地域的工業園區級能源管理中心是本項目一大難題，針對這一難題，項目組確定以實現節能減排、跨行業整體能源管理和優化調度、生產與能源管控一體化為核心目標，以先覆蓋全局再逐級深入為實施策略，提出了一整套工業園區級能源管理中心建設方法，為項目的成功奠定了方法基礎；

   （2）本項目涉及四大產業共12家高耗能生產企業（法人單位）總計上千人參與，如何確定工程實施方法、制度、細則和標準，確保項目按質按時完成，是本項目的一大難題，針對這一難題，項目組動員集團核心領導和各級領導，在項目啟動階段確立了一系列實施原則和制度，包含一把手負責制度、領導小組和實施小組制度、項目周例會制度、公司級能源計量和管理體系和標準、工程實施方法和細則等，所有制度和相應考核方法以正式文件形式發布；

   （3）本項目所覆蓋的能源介質，如電、蒸汽、水、電石爐氣、煤等，在整個化工園區四大產業間形成大范圍流動和耦合，同一能源介質的產生、輸送和使用跨越不同法人單位，如何實現能源介質的高效循環利用是本項目的一大難點，針對這一難題，本項目在完善企業能源管理和整體調度體系的基礎上，創新性地提出了基于預測數據的多能源介質多周期動態優化調度方法，以能耗最大的煤、電和蒸汽系統為突破口，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯合多周期動態優化調度模型，取得了顯著的節能減排效果。

   6　主要應用效果及特色

   新疆天業能源管理中心系統投用后，主要應用效果和特色如下：

   （1）建立高度集成的能源監控中心，實現工業園區12家企業所有能源介質的集中實時監控，并特別強調固體能源介質和重點設備的監控。

   通過建立“高度集成”的生產、能源綜合監控中心，實現各分廠計量數據、各動力介質信息、固體燃料信息、重點耗能設備和耗電設備信息、生產運行關鍵信息等的集中監控，主要包括實時監控、狀態監視、設備運行監視、歷史趨勢查詢、報警分析、實時報表等監控功能。強調固體燃料和重點耗能設備的監控。固體燃料消耗占公司總能耗的90%以上，重點耗能設備的能耗同樣占公司總能耗的絕大部分，通過對地磅、皮帶秤、軌道衡等固體計量儀表的監控，實現對固體燃料的能流走向的實時監控；此外，建立重點耗能裝置資料庫，對設備的運行狀況和能源利用效率進行實時監控，提高能源管理水平，及時發現能源消耗問題并進行處理，從全局進行能源管理并實現優化利用。

   （2）針對關鍵能源介質煤、電和蒸汽，建立了多機組電力和蒸汽負荷聯合多周期動態優化調度模型，針對電力和蒸汽進行正常期和供暖期多機組負荷調度優化，實現了基于模型的“事前調度”和“定量調度”，可以明顯地提高能源系統的平衡水平和能源介質的綜合利用水平，經核實節煤量較大，具有顯著的經濟效益。

   （3）建立了蒸汽和電石爐氣等關鍵能源介質的能源管網模擬模型，并實時在線計算和顯示，加強了能源長管道輸送過程的監控管理。

   蒸汽和電石爐氣等能源介質需要長輸管道進行傳輸，最長的約為6公里左右，氣源側到用戶側之間儀表數量較少，監控手段不夠。通過建立蒸汽和電石爐氣的傳輸水力學模型，能夠根據較少的儀表讀數，完整準確地模擬整條管道和溫度、壓力和流量分布情況，實現能源長管道傳輸的軟測量，為能源傳輸的監控和調配提供依據，有利于節能降耗的需求。

   （4）基于系統實現能源全方位閉環管理流程，提高了能源管理細度和強度，實現向管理要節能目標。

   通過建立“事前管理、事中監督、事后考核”為主線的能源管理流程，實現了從計劃、調度、操作運行到統計、考核整個事務流的閉環管理。基于能源管理中心，對各項能耗指標（包括整個化工園區、各分廠、各生產線、各產品的能耗指標）和定額指標進行細化，并通過閉環管理措施，基于嚴格分層次考核管理提高了能源利用水平。

   （5）實現對重點裝置能耗的實時跟蹤、分析和報警，從而監控裝置的工況變化情況，有利于改善裝置的能源利用效率；對鍋爐、電石爐、水泥磨等大型重點耗能裝置進行能耗跟蹤，通過對比歷史數據，進行當前能耗情況智能分析，幫助技術人員及時了解設備的工況和能耗情況，以便有針對性地提出解決方案。對能耗異常及時報警，幫助技術人員及時發現問題，提高裝置能源利用效率。

   （6）建立了12家企業之間的能源生產和消耗綜合展示，內容覆蓋了整個工業園區的主要能耗數據，為熱電、電石、化工和水泥產業間的能源供給及能流優化提供依據，從宏觀上提高產業鏈的能源利用效率。

   （7）實現能源管理中心系統和ERP系統的集成，建立了能源數據、生產數據和產供銷數據共享機制，提高了兩套系統的利用效率。

   7　效益分析

   新疆天業能源管理中心的建設以優化能源利用、節能減排為核心目標，通過多機組電力和蒸汽負荷調度優化系統的使用，根據現場實時數據核算并綜合對比分析上線前一年的歷史數據，僅熱電產業能夠直接產生2.3%的節煤量，每年綜合節能7萬噸標準煤，直接經濟效益超過5300萬元/年。

    摘自《自動化博覽》2013年9期