中控软件助力新疆天业能源管理中心项目

厂商:浙江中控软件技术有限公司
作者:梁秀璟
  点击数:2798  发布时间:2013-10-25 17:36
新疆天业能源管理中心的建设以优化能源利用、节能减排为核心目标,通过多机组电力和蒸汽负荷调度优化系统的使用,根据现场实时数据核算并综合对比分析上线前一年的历史数据,仅热电产业能够直接产生2.3%的节煤量,每年综合节能7万吨标准煤,直接经济效益超过5300万元/年。
关键词:中控软件 ,能源管理 ,节能减排

活动链接:2013年控制网行业专题---发展新能源更要做好能源管理

   编辑点评:

   浙江中控软件技术公司自成立以来,一直致力于国产自动化软件产品(实时数据库、先进控制与优化、节能与优化、安全应急系统、生产执行系统等)的研究开发、工程实施和技术服务。经过多年的发展,中控已经为众多行业实施了能源管理解决方案,尤其在石化、化工行业占据明显优势,此文介绍的新疆天业(集团)有限公司能源管理中心项目,便又是中控软件在化工行业的一个典型能源管理案例。此项目依托新疆天业化工园区为基地,由浙江中控软件技术有限公司设计和开发,于2012年全面投入运行,系统地实现了新疆天业集团四大产业的能源数据采集、计量、监控、统计、分析、考核、预测、优化调度和能源优化利用等能源管控一体化功能,有效促进了工业园区能源管理和利用水平的提升,取得了显著的节能减排效果,经核算每年节煤量7万吨标煤,带来约5300万的直接经济效益,率先在化工行业内形成示范。

   1 项目背景

   新疆天业(集团)有限公司是我国产业规模最大、产业链配套最完整的氯碱化工龙头企业,我国首批“两化融合促进节能减排试点示范企业”,我国第一个“煤-电-电石-聚氯乙烯-电石渣水泥”循环经济产业园区,下辖热电、电石、化工和水泥四大产业共12家高耗能生产企业,一、二次能源的消耗量巨大,在“十二五”国家节能减排的战略规划下,能源优化管理势在必行。

   新疆天业能源管理中心建设项目是国家工信部重点立项的国内第一个工业园区级能源管理中心项目和国内最大的能源管理中心项目,是“两化融合促进节能减排”重点推进项目和示范项目。

   2 项目目标与原则

  (1)新疆天业能源管理中心项目的建设遵循如下原则:

    以节能减排为核心目标。

   符合新疆天业实际现状和需求。

   与生产系统紧密结合,强调固体燃料和重点耗能设备监控,实现生产与能源管控一体化。

   采用节能减排信息化技术,实现重点能源介质的事前管理和优化调度。

   强化计划实绩、统计分析和考核力度,实现能源全方位闭环管理。

  (2)新疆天业能源管理中心项目的建设目标:

   结合新疆天业化工园区的实际情况和特点,建立集数据采集、过程监视与控制、能源优化调度、能源全方位管理为一体的能源管控体系,做到科学决策,正确指挥,确保生产与能源系统安全、可靠、经济与高效运行,实现从经验型到分析型调度和管理职能的转变。

   完善数据采集、自动化、生产与能源网络、能源管理中心软硬件建设,实现一二三级能源介质计量数据、质量安全环保数据和各分厂重要生产数据的综合集成、监控和管理,实时监视固体燃料和各动力能源介质的采购、生产、分配及消耗,准确掌握整个新疆天业化工园区、各产业、各分厂、各主要产品以及关键耗能设备的能源动态产耗平衡状况。

   实现能源的事前调度和优化管理,准确制定能源生产和消耗计划,准确进行能源的产耗预测、管网模拟、动态平衡、优化调度与控制,提高能源管网和设备的操作安全和运行效率,提高电力、蒸汽和电石炉气等二次能源的回收率和利用效率,减少炉气、蒸汽放散和电力损耗,保证能源系统安全、经济与合理运行。

   实现涵盖能源计划实绩、能源调度运行、能源统计分析、能源质量、能源考核、能源计量器具、能源计量结算、能源报表管理等功能的全方位能源管理,基于强大的数据挖掘工具和规范化的管理流程,提供准确有效的分析数据、有价值的节能建议以及强有力的考核措施,提高公司的能源管理水平,向管理要节能。

   3 项目介绍

   新疆天业能源管理中心项目于2012年2月中旬正式启动建设,根据项目规划,项目实施过程包括现场调研和需求分析、系统详细设计、仪表及基础硬件采购与安装调试、能源综合监控系统上线运行、基础能源管理系统上线运行、能源预测、管网模拟与优化调度建模、测试与上线运行、整体上线投用和完善、系统验收等阶段,实施团队高质量地完成了项目规划中各个阶段的任务并于2012年10月实现了新疆天业能源管理中心系统整体上线运行,在系统不断完善的基础上,已稳定投用4个月以上。

   4 项目主要创新点

   (1)首次针对跨产业、大范围的化工园区,提出了一整套涵盖数据采集、网络设计、能源管理中心系统架构、跨行业能源全方位管理理念和跨行业能源整体优化调度策略的工业园区级能源管理中心建设方法,通过示范应用,验证了该方法的有效性和可推广性。

   (2)首次针对跨产业的化工园区,提出了一整套能源管理中心工程化实施方法、细则和标准,通过一把手负责制、领导小组和实施小组制度化、能源计量和管理体系流程化、工程实施细则标准化等措施,确保能源管理中心建设按时高质量完成预期目标,为化工行业和工业园区级能源管理中心的实施树立了标杆。

   (3)首次提出基于预测数据的多能源介质多周期动态优化调度方法,建立了基于电力和蒸汽负荷预测模型、蒸汽管网模拟模型、锅炉和发电机组数学模型的多机组电力和蒸汽负荷联合多周期动态优化调度模型,实现了多机组发电产汽负荷与下游耗电耗汽装置的优化匹配,直接产生节煤节水效果。

   5 项目难点

   (1)本项目以新疆天业化工园区为基地,基地下辖热电、电石、化工和水泥四大产业共12家高耗能生产企业,地域和行业跨度都很大,如何设计跨行业跨地域的工业园区级能源管理中心是本项目一大难题,针对这一难题,项目组确定以实现节能减排、跨行业整体能源管理和优化调度、生产与能源管控一体化为核心目标,以先覆盖全局再逐级深入为实施策略,提出了一整套工业园区级能源管理中心建设方法,为项目的成功奠定了方法基础;

   (2)本项目涉及四大产业共12家高耗能生产企业(法人单位)总计上千人参与,如何确定工程实施方法、制度、细则和标准,确保项目按质按时完成,是本项目的一大难题,针对这一难题,项目组动员集团核心领导和各级领导,在项目启动阶段确立了一系列实施原则和制度,包含一把手负责制度、领导小组和实施小组制度、项目周例会制度、公司级能源计量和管理体系和标准、工程实施方法和细则等,所有制度和相应考核方法以正式文件形式发布;

   (3)本项目所覆盖的能源介质,如电、蒸汽、水、电石炉气、煤等,在整个化工园区四大产业间形成大范围流动和耦合,同一能源介质的产生、输送和使用跨越不同法人单位,如何实现能源介质的高效循环利用是本项目的一大难点,针对这一难题,本项目在完善企业能源管理和整体调度体系的基础上,创新性地提出了基于预测数据的多能源介质多周期动态优化调度方法,以能耗最大的煤、电和蒸汽系统为突破口,建立了多机组电力和蒸汽负荷联合多周期动态优化调度模型,取得了显著的节能减排效果。

   6 主要应用效果及特色

   新疆天业能源管理中心系统投用后,主要应用效果和特色如下:

   (1)建立高度集成的能源监控中心,实现工业园区12家企业所有能源介质的集中实时监控,并特别强调固体能源介质和重点设备的监控。

   通过建立“高度集成”的生产、能源综合监控中心,实现各分厂计量数据、各动力介质信息、固体燃料信息、重点耗能设备和耗电设备信息、生产运行关键信息等的集中监控,主要包括实时监控、状态监视、设备运行监视、历史趋势查询、报警分析、实时报表等监控功能。强调固体燃料和重点耗能设备的监控。固体燃料消耗占公司总能耗的90%以上,重点耗能设备的能耗同样占公司总能耗的绝大部分,通过对地磅、皮带秤、轨道衡等固体计量仪表的监控,实现对固体燃料的能流走向的实时监控;此外,建立重点耗能装置资料库,对设备的运行状况和能源利用效率进行实时监控,提高能源管理水平,及时发现能源消耗问题并进行处理,从全局进行能源管理并实现优化利用。

   (2)针对关键能源介质煤、电和蒸汽,建立了多机组电力和蒸汽负荷联合多周期动态优化调度模型,针对电力和蒸汽进行正常期和供暖期多机组负荷调度优化,实现了基于模型的“事前调度”和“定量调度”,可以明显地提高能源系统的平衡水平和能源介质的综合利用水平,经核实节煤量较大,具有显著的经济效益。

   (3)建立了蒸汽和电石炉气等关键能源介质的能源管网模拟模型,并实时在线计算和显示,加强了能源长管道输送过程的监控管理。

   蒸汽和电石炉气等能源介质需要长输管道进行传输,最长的约为6公里左右,气源侧到用户侧之间仪表数量较少,监控手段不够。通过建立蒸汽和电石炉气的传输水力学模型,能够根据较少的仪表读数,完整准确地模拟整条管道和温度、压力和流量分布情况,实现能源长管道传输的软测量,为能源传输的监控和调配提供依据,有利于节能降耗的需求。

   (4)基于系统实现能源全方位闭环管理流程,提高了能源管理细度和强度,实现向管理要节能目标。

   通过建立“事前管理、事中监督、事后考核”为主线的能源管理流程,实现了从计划、调度、操作运行到统计、考核整个事务流的闭环管理。基于能源管理中心,对各项能耗指标(包括整个化工园区、各分厂、各生产线、各产品的能耗指标)和定额指标进行细化,并通过闭环管理措施,基于严格分层次考核管理提高了能源利用水平。

   (5)实现对重点装置能耗的实时跟踪、分析和报警,从而监控装置的工况变化情况,有利于改善装置的能源利用效率;对锅炉、电石炉、水泥磨等大型重点耗能装置进行能耗跟踪,通过对比历史数据,进行当前能耗情况智能分析,帮助技术人员及时了解设备的工况和能耗情况,以便有针对性地提出解决方案。对能耗异常及时报警,帮助技术人员及时发现问题,提高装置能源利用效率。

   (6)建立了12家企业之间的能源生产和消耗综合展示,内容覆盖了整个工业园区的主要能耗数据,为热电、电石、化工和水泥产业间的能源供给及能流优化提供依据,从宏观上提高产业链的能源利用效率。

   (7)实现能源管理中心系统和ERP系统的集成,建立了能源数据、生产数据和产供销数据共享机制,提高了两套系统的利用效率。

   7 效益分析

   新疆天业能源管理中心的建设以优化能源利用、节能减排为核心目标,通过多机组电力和蒸汽负荷调度优化系统的使用,根据现场实时数据核算并综合对比分析上线前一年的历史数据,仅热电产业能够直接产生2.3%的节煤量,每年综合节能7万吨标准煤,直接经济效益超过5300万元/年。

    摘自《自动化博览》2013年9期

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