能源管理智能化在宁钢的实践.pdf

年 月 第一期能源管理智能化在宁钢的实践孙顺富(宁波钢铁有限公司 宁波)摘 要:宁钢智慧能源管理系统通过业务流程再造建立高效的能源业务协同流程通过全流程、全时段、全介质的能源参数实时采集基于工业互联网平台间的数据共享实现能源流转的全生命周期管理通过利用云计算及大数据等新技术建设快捷高效的智慧能源平台实现能源管控的数字化、可视化、智能化进一步提升能源利用的高效化关键词:工序成本能源平衡总量双控智能管控 前言钢铁行业作为资源和能源利用高度密集型行业其能源消耗和碳排放的占比较高 相关资料表明钢铁行业的能源消耗占全国能源总消耗的 而碳排放量则占全国总排放量的 能源成本通常占制造成本的 因此节能减排、减污降碳对于钢铁企业的发展至关重要 宁钢高度重视能源的精细化管理以能源价值最大化为目标开展面向设备级、工序级、系统级的多层级、多维度的能源动态监测、评估诊断和精细管理实现能源有效管控助力宁钢高质量发展提升公司综合竞争力 宁钢智慧能源管理系统及其功能.宁钢智慧能源管理系统架构宁钢智慧能源管理系统架构图如图 所示 年 月 第一期能源管理智能化在宁钢的实践 图 宁钢能源管理系统功能架构图.能源动态管控子系统能源动态管控子系统实现对能源流转全过程的动态跟踪管控能源利用过程中的能源采购、加工、转换、输配、使用、销售、回收等管理活动的关键环节以信息化系统为支撑平台以能源价值最大化为目标从能源流的维度体现了能源的整体平衡和配置情况揭示指标差异实行整体的资源协调有效支撑能源结构优化开展多层级、多维度的能源介质动态监测、评估诊断和精细管理实现能源流转过程动态有效管控提升公司综合竞争力能源动态管控子系统运行界面见图 图 能源动态管管控子系统 )制定能源使用计划合理规划和利用企业内部副产能源、二次能源根据各工艺生产车间的要求和能源平衡情况确定外购及自产能源的品种和数量并有效衔接企业的生产计划指导能源生产 年 月 第一期组织及供应保证主体设备安全、连续、稳定运行及高效合理利用能源实现能源管理由事后管理向事前管理转变)跟踪能源动态结构动态跟踪能源在生产过程中的使用情况多层级多角度多粒度地反映公司、厂部、产线及部分产品的能源消费情况与能源结构情况同时按照能源流程进行管理分类以清晰友好的界面向管理人员提供所关心的重点能源信息 包括生产过程能耗动态跟踪、能源实绩一览、能源结构辩识等)收集分析能源信息对公司能源加工、转换、回收、储存、输配等各能源生产活动环节进行合理计划、要素控制和过程监督实现各项活动最佳的协调与配合对比各能源生产活动环节的投入产出并与重点能源设备信息集成实现能源加工、转换、回收的管理 根据已有采集数据、经验公式和理论值来进行效率的计算跟踪揭示各能介系统转换代价)建立能源绩效体系建立全面反映能源加工、转换、输配、回收、使用的效率和水平的能源绩效体系结合设定的目标值和超标限值并将各个工序的能源成本纳入绩效指标 通过能源指标的制定、下发、对比和评价实现能源消耗和运行异常情况预警使管理人员可以快速进行后续的分析和处理工作优化能源配置以提高企业能源绩效降低企业能源成本)提升能源综合能效根据能效计算方法计算出系统转换和分配能效指标实现用户用能效率的直观展示通过对比分析、查找系统在转换和分配过程中的能量损失为能源结构的调整及能源监察等提供依据 通过历史数据及差异统计、指标对标影响因素分析等手段来支撑能源生产活动查找技术差距发现能源生产过程中效率提升机会为能源生产合理、经济、安全提供支撑)能源成本管理系统接收能源成本相关 考核指标以能源成本削减的形式计算、跟踪指定时间段的各工序能源成本通过能源成本削减分解 跟踪 统计 分析 优化的流程及逻辑设计对产生能源成本的各个环节进行揭示和管控实现能源成本专项管理提升企业能源价值管控能力 以成本最优化指标指导生产与成本系统和生产系统进行信息交互由单纯的指标管理向能源指标、成本管理、成本效益转变 同时提供能源成本关键指标分析可视化展示包含投入、消耗、转换、吨钢能源成本分析等)能源统计结算根据财务口径按月按能介进行能源统计汇总并进行相关平衡检核将检核后的数据作为最终结算数据抛送公司所有能源消耗数据以能源系统为准最终解释权在能环部实现能源数据数出一门管控.能源智慧管控子系统能源智慧管控子系统是在能源动态管控系统基础上充分利用大量能源数据、生产工艺数据、能源成本数据等数据经过分析与对比及时预警、指导能源生产及系统平衡最大限度地支撑能源业务的生产与管理要求为管理层提供全局的、兼顾企业效益和社会效益的推优方案 能源智慧管控子系统运行界面如图 所示此系统实现智能化水、煤气系统配合综合管控包括煤气系统智能管控智慧水平衡等应用在系统架构层面打通从数据采集、动态管控及优化分析从而实现管理的扁平及高效 设计上包含能源智能计划、能源成本管控能源诊断、能效优化、能源环保协同、开停机能效分析、总量双控、水智慧管控、煤气平衡管控决策等模块具体包括:.能源管理体系相关能源管理体系的日常管理工作对于相关能源管理体系文件的整理、汇总、分类、检索等为能源管理体系贯彻及体系评审提供支撑减少繁琐的管理工作 包括:能源管理目标、指标和方案管理能源基准、能源绩效参数管理能源消耗定额管理主要耗能设备管理能源绩效监测、分析和评价管理能源执法检查管理能源、环境法律法规的合规性评价管理能源评审管理等.能源成本可视化管控在系统现有能源成本数据的基础下提供能源成本关键指标分析可视化展示包含投入、消耗、转换、吨钢能源成本等.能效优化整合能源实绩信息、能源成本信息关键生产实绩信息(如铁钢比)及生产工艺的要求兼顾吨钢综合能耗、公司能源亏损量、能源成本、废钢阶段价格、生产指标等因素通过计算、跟踪上述关键信息建立能源成本 生产原料成本(与能效强相关 年 月 第一期能源管理智能化在宁钢的实践 的生产指标项)的推优模型提供基于企业整体效益最优兼顾社会效益的能效平衡 产品成本优化推优方案图 能源智慧管控子系统.开停机能效跟踪、分析工序重点能耗源在起、停机等典型工况状态下的能耗综况 实现对工序机组能耗、设备能效的实时跟踪、排序、综合评价及完善改进包括:跟踪、分析重点能源设备开机能耗、停机能耗及对应的能效综况:分析开、停机能源成本建立基于匹配不同产能要求、能效最优的设备开、停机规范构建重要能耗源与能效因子的分析模型等.碳管理按月对各工序碳排放总量、能耗总量进行跟踪预警及预测总量指标对于能耗和碳排放配额余量进行分析 包括碳排放管理(排放源、排放因子)、碳过程管控、碳限额管控、各工序碳过程管控等.总量双控能源消耗总量、强度双控分析以及碳排放总量分析根据能源动态管控系统的碳排放基础数据能耗基础数据按一定的算法和统计口径进行总量趋势分析按月对各工序碳排放总量、能耗总量进行跟踪预警及预测总量指标对于能耗和碳排放配额余量进行分析.能源诊断按能源管理体系要求建立各生产厂工序能耗及公司吨钢综合能耗的分析模型及学习库 通过历史数据的学习训练同时结合影响因素、模型分析等分析手段形成综合性的能源诊断报告快速定位及发现能源指标异常并做出相应的优化建议.水智慧管控动态跟踪取水、制水、供水、用水、排水全生命周期全面服务钢铁主业完整覆盖水分布、水平衡、水跟踪、水计划、水质量、水成本等业务管理构建水智慧大脑敏锐感知、预警预测、决策建议.煤气智能管控通过动态跟踪煤气系统实时数据建立煤气裕量模型及煤气系统健康度评估体系管控关键指标给煤气调度推送决策和操作建议.工序能源精细化管理子系统工序能源精细化管理子系统从管辖对象、时间粒度、产品品种等多个维度管理工序/产线的能源实绩实现能源数据频度和粒度精细化管理揭示工序/产线能源消耗过程及产线品种的能耗规律反映工序/产线不同品种间的能耗差异全面支撑工序的精细用能通过能耗数据与生产工艺等参数的结合指导工序寻求降耗降本的空间实现优化生产 其工序覆盖:焦化、烧结、高炉、炼钢、热轧和能源动力、制氧等该系统能够图形化展示工序能流体现工序总体能源消费结构直观地概括出各工序能源系统全貌体现了各工序总体能源消费结构 对各工序中能源量的投入和产出进行量化分析同时通过能耗统计对工序内能源的投入、转换、使用、产出等过 年 月 第一期程进行结算实现工序能源管理信息的图形化展示 热轧工序能耗分析界面如图 所示图 热轧工序能耗分析 实现按机组级、产品级工序精细化绩效管理网格化管理生产单元的能耗能源数据粒度细化到秒级、到班组能耗的管理粒度细化到区域、机组、设备结合生产工艺数据网格化管理生产单元的能耗并以公司整体能耗最低为目标来安排工序能源使用根据动态跟踪的工序实绩数据用于支撑优化生产组织达成公司整体能源成本最优目标 通过全方位跟踪管理单元的产品结构、关键工艺参数、操作工艺及能源的使用、回收情况建立工序能耗与各能耗影响因素的关系多角度分析能耗影响指导工序采取相应的管控措施综合管控能耗实现产品标准能耗设计 系统设计从产品出发对相关产线动态跟踪、计算产品能耗形成企业不同产品在对应生产段的产品标准能耗从而指导生产易于发现能耗异常对产品在各工序中能源成本、不同品种间的能耗差异进行综合分析并给出在轧制不同规格产品时能源成本最优的运行方案建议为产品盈利能力分析提供数据参考 数据溯源管理 实现各类能源实绩、指标实绩的相关逻辑溯源、计算公式溯源、上下游关系溯源和历史修改履历溯源查询等 结语宁钢智慧能源管理系统很好地指导宁钢的能源管理业务活动实现了能源数据客观化(以现场数据为依据)、精细化(可按不同工序实际情况进行管理)和及时化(日清日结)通过统计、分析、对标和管理评价实现基于 循环理念的持续改进提高能源管控的及时性和有效性以能源组织能力的提升确保能源管控水平的提高收稿日期:编辑部声明 为适应我国信息化建设扩大本刊及作者知识信息交流渠道本刊已被维普中文科技期刊数据库网络出版其作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付 如作者不同意文章收录请在来稿时向本刊声明本刊将做适当处理