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有色金屬企業(yè)能源管理建設方式

時(shí)間:2020-11-14 19:14:25 能源審計師 我要投稿

有色金屬企業(yè)能源管理建設方式

  有色金屬行業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè),也是節能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。那么,下面是小編為大家分享有色金屬企業(yè)能源管理建設方式,歡迎大家閱讀瀏覽。

  一、有色金屬企業(yè)建設能源管理中心的必要性

  有色金屬行業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè),也是節能減排的重點(diǎn)領(lǐng)域。2012年我國十種有色金屬產(chǎn)量達到3697萬(wàn)噸,年能源消耗量約1.6億噸標煤,約占全國能源消耗總量的 4.3%。“十二五”以來(lái),有色金屬行業(yè)通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能和技術(shù)改造,節能降耗工作效果顯著(zhù),單位產(chǎn)品能耗持續下降,萬(wàn)元工業(yè)增加值能耗從2010年的1.74tce/萬(wàn)元降低到2012年的1.56tce/萬(wàn)元,下降10.1%。但與國際先進(jìn)水平相比,我國有色金屬行業(yè)整體能效水平還有一定差距,特別是利用智能化、信息化等“兩化融合”手段提高企業(yè)能源管理水平、促進(jìn)節能降耗方面還有很大提升空間。2009年以來(lái),我部在有色金屬行業(yè)組織開(kāi)展了能源管理中心建設示范項目,實(shí)踐證明,能源管理中心的建設提高了有色金屬企業(yè)能源管理水平和能源利用效率,取得了良好的示范效應,積累了寶貴的經(jīng)驗。為了進(jìn)一步加強有色金屬行業(yè)能源管理中心建設,我們制定了有色金屬行業(yè)能源管理中心建設實(shí)施方案,明確行業(yè)能源管理中心建設的基本要求、建設內容、驗收標準等事項,旨在推動(dòng)能源管理中心在有色金屬行業(yè)的推廣普及。

  二、實(shí)施目標

  本實(shí)施方案計劃在2020年前,在有色金屬行業(yè)建設80個(gè)企業(yè)能源管理中心,其中,銅冶煉企業(yè)約15個(gè),鋁(含氧化鋁)冶煉企業(yè)約30個(gè),鉛鋅冶煉企業(yè)約20個(gè),其他有色金屬企業(yè)約15個(gè)。

  三、基本要求

  考慮到有色金屬行業(yè)企業(yè)類(lèi)型多,信息化、自動(dòng)化水平差異大,為保證本方案實(shí)施效果,參與企業(yè)應滿(mǎn)足如下條件:

  (1)主要生產(chǎn)工藝及設施應符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

  (2)氧化鋁企業(yè)年綜合能源消費量不低于60萬(wàn)噸標準煤;電解鋁企業(yè)年綜合能源消費量不低于50萬(wàn)噸標準煤;銅冶煉企業(yè)、鉛鋅冶煉企業(yè)年綜合能源消費量不低于10萬(wàn)噸標準煤;其他有色金屬企業(yè)年綜合能源消費量不低于5萬(wàn)噸標準煤。

  (3)企業(yè)具備一定的自動(dòng)化和信息化條件,或經(jīng)適應性改造后能滿(mǎn)足能源管理中心建設要求。

  (4)企業(yè)具備完善的財務(wù)監管制度,并確保在能源管理中心項目實(shí)施過(guò)程中對資金使用進(jìn)行有效監管。

  四、建設內容和預期功能

  (一)建設內容

  1.通用建設內容

  (1)能源計量系統。對重點(diǎn)用能設備加裝或改造能源計量器具,完善企業(yè)一級、二級、三級能源計量?jì)x表,計量器具配備率和準確度等級達到《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17176)的要求。

  (2)能源數據采集網(wǎng)絡(luò )。按照企業(yè)能源管理中心建設需求,開(kāi)展能源計量?jì)x表(含原有、新增及改造儀表)現場(chǎng)數據采集系統適應性接入改造;基于已有自動(dòng)化系統(DCS、PLC及電力綜保系統等),完善現場(chǎng)數據采集網(wǎng)絡(luò )和工業(yè)主干網(wǎng)絡(luò )。

  (3)能源管理調度中心。建設能源調度指揮中心的基礎設施平臺,主要包括控制室工程、機房工程、弱電智能化工程、視頻及通信工程等。

  (4)能源綜合監控系統;趯(shí)時(shí)數據庫和監控圖組態(tài)系統,建設能源綜合監控系統,主要包括過(guò)程監控系統軟硬件平臺、調度中心監控軟件、在線(xiàn)調度工具等。

  (5)基礎能源管理系統;跀祿杉途C合監控系統,建設基礎能源管理系統,主要包括以下功能模塊:能源計劃與實(shí)績(jì)管理、能效分析與評價(jià)、能源生產(chǎn)運行管理、能源質(zhì)量管理、能耗定額管理、能源計量器具管理、能源報表管理等。

  (6)能源預測與優(yōu)化調度系統;谏a(chǎn)計劃數據與能源供需歷史數據,運用先進(jìn)能源預測模型技術(shù),實(shí)現主要能源介質(zhì)的短周期與長(cháng)周期預測;基于能源供需預測結果,建立能源優(yōu)化調度模型,實(shí)時(shí)提供主要能源介質(zhì)的優(yōu)化調度方案。

  (7)關(guān)鍵用能設備節能優(yōu)化控制系統;诙嘧兞款A測控制和先進(jìn)控制技術(shù),實(shí)現鍋爐、熔煉爐、吹煉爐、精煉爐、焙燒爐、電解槽等關(guān)鍵用能設備的優(yōu)化控制。

  (8)配套管理體系。企業(yè)能源管理中心配套管理模式和機制建設是相對于硬件設施建設的軟件建設,其關(guān)鍵是在明確企業(yè)能源管理中心定位基礎上,把硬件設施建設和配套能源管理體制建設有機結合起來(lái),做到同步規劃、同步建設,使企業(yè)能源管理中心發(fā)揮出最佳效果。應設立能源管理崗位,聘任能源管理負責人,并加強對能源管理負責人的節能培訓。

  2.專(zhuān)項建設內容

  (1)電解鋁企業(yè)專(zhuān)項建設內容

 、黉X電解節能專(zhuān)家系統:該系統通過(guò)實(shí)時(shí)采集鋁電解過(guò)程中電解工序、出鋁工序、換極工序、母線(xiàn)提升工序等生產(chǎn)環(huán)節的工藝操作參數與能耗數據,構建適用的數據多維模型,挖掘生產(chǎn)工藝參數(生產(chǎn)負荷、氟化鋁加料量、氧化鋁濃度等)與能耗之間的關(guān)系及潛在規律,形成專(zhuān)家知識庫,對電解槽焙燒啟動(dòng)與正常生產(chǎn)進(jìn)行指導,優(yōu)化不同工況下的操作參數,實(shí)現電解槽穩定高效生產(chǎn),提高整個(gè)電解過(guò)程的電流效率。

 、阡X電解槽槽況多維分析模型。通過(guò)在線(xiàn)采集或離線(xiàn)輸入的方式,獲取影響電解槽電流效率的相關(guān)參數(包括槽電壓、電解溫度、鋁水平、電解質(zhì)水平、分子比、氧化鋁濃度、出鋁量、氟化鋁加料量等),應用主因素/多因素分析技術(shù)與數據挖掘技術(shù),從多個(gè)角度、全方位分析和預報電解槽槽況,從而預防和消除異常槽況,減少額外能源消耗,實(shí)現電解槽高效節能運行。

  (2)氧化鋁企業(yè)專(zhuān)項建設內容

 、僭夏ゾ婵刂葡到y

  在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中,原料磨先進(jìn)控制適用于燒結法和拜耳法工藝,通過(guò)采集和優(yōu)化各項參數,最大限度提升研磨效率、保證原礦漿的密度。系統主要通過(guò)監控原料磨的功率、進(jìn)料量、礦石品質(zhì)、研磨粒度大小以及出料口料漿密度等參數,計算原料磨實(shí)時(shí)效率,操縱變量入磨礦速度和入磨的.溶液量從而優(yōu)化磨機進(jìn)料比例,減少石灰用量等指標,增加CaCO3 的利用效率。

 、谌艹鱿冗M(jìn)控制系統在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中,燒結法與拜耳法的溶出工藝存在差異。以最為常見(jiàn)的拜耳法工藝為例,系統主要通過(guò)監控和采集苛性比(αk)、溶出溫度、溶出率、溶出槽堿含量等指標數據,利用先進(jìn)控制器根據軟儀表模型實(shí)時(shí)預測計算出的αk 數值來(lái)調整原礦漿的進(jìn)料速率,同時(shí)通過(guò)化驗結果不斷在線(xiàn)修正軟儀表模型,調整溶出系統原料漿流量、母液流量和蒸汽流量,保持系統處于最佳苛性比值(αk )和溶出溫度,實(shí)現最佳耗能效率。

 、鄯纸庀冗M(jìn)控制系統以分解工段的主要環(huán)節之一蒸發(fā)為例。蒸發(fā)先進(jìn)控制適用于燒結法和拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝。在蒸汽流量自動(dòng)控制基礎上,主要監控多組蒸發(fā)器的溫度,分析原液流量和蒸汽流量,實(shí)現蒸發(fā)器的溫度優(yōu)化控制,優(yōu)化恢復堿混合系統的流量控制、母液堿濃度控制等指標,實(shí)現各項能源的最優(yōu)利用。

 、苣敢貉h(huán)優(yōu)化控制系統氧化鋁生產(chǎn)流程中,各個(gè)環(huán)節添加的水量最終都進(jìn)入母液,母液的儲量很大。在日常生產(chǎn)中,各個(gè)工段都是根據控制需要添加水和堿液,發(fā)現母液量不平衡時(shí),由調度人員協(xié)調各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節來(lái)平衡母液。母液循環(huán)優(yōu)化控制的目的是在一定范圍內協(xié)調各個(gè)工段對母液的貢獻,優(yōu)化器根據母液存量和苛性比協(xié)調其底層的各個(gè)工段,優(yōu)化整個(gè)大循環(huán)中母液的存量和苛性比(αk )。

 、荼簾冗M(jìn)控制系統焙燒工序的能源控制系統適用于所有氧化鋁生產(chǎn)工藝。通過(guò)監控和采集焙燒爐的煙氣氧含量及焙燒溫度,調整燃料流量、進(jìn)風(fēng)量、氫氧化鋁進(jìn)料量等指標,提高燃燒效率,在保證氫氧化鋁焙燒質(zhì)量前提下降低焙燒爐能耗。

  (3)銅、鉛冶煉企業(yè)專(zhuān)項建設內容

 、巽~、鉛冶煉過(guò)程氧氣優(yōu)化調度系統。該系統針對銅冶煉過(guò)程中制氧、儲氧、供氧與用氧特點(diǎn),實(shí)現基于生產(chǎn)計劃、檢修計劃的氧氣供需智能預測,以氧氣放散量最小或整個(gè)氧氣系統經(jīng)濟效益最大為目標實(shí)現氧氣優(yōu)化調度。

 、阢~、鉛熔煉過(guò)程節能優(yōu)化控制系統。該系統針對銅、鉛熔煉過(guò)程中閃速爐(或艾薩爐、底吹爐、側吹爐)、余熱鍋爐、供配料系統的生產(chǎn)與能源利用特點(diǎn),實(shí)現生產(chǎn)與能源在線(xiàn)優(yōu)化控制與管控一體化。

  (4)鋅冶煉企業(yè)專(zhuān)項建設內容

 、俦簾澞軆(yōu)化控制系統。該系統針對鋅精礦焙燒過(guò)程的生產(chǎn)與能源利用特點(diǎn),采集關(guān)鍵工藝參數與能源數據,建立整個(gè)焙燒過(guò)程的優(yōu)化控制模型;通過(guò)模型應用,實(shí)現鋅精礦質(zhì)量、給料量、焙燒爐溫度、鼓風(fēng)量、壓力及余熱鍋爐的優(yōu)化控制,保證整個(gè)焙燒過(guò)程節能高效。

 、阡\電解節能優(yōu)化控制系統。該系統基于實(shí)時(shí)采集的鋅電解過(guò)程工藝與操作參數,構建適用的鋅電解節能優(yōu)化控制模型,實(shí)時(shí)優(yōu)化關(guān)鍵操作參數,提高鋅電解過(guò)程電流效率。

  3.預期功能

  (1)通過(guò)建設完善的能源計量系統,實(shí)現能耗數據的數字化讀取及傳輸,使能源計量體系具有完整性、冗余性、可靠性和可集成性,解決現場(chǎng)能源計量數據的客觀(guān)性和準確性問(wèn)題,實(shí)現主要能源介質(zhì)(固體燃料、電、蒸汽、水、燃料氣、氮氣、氧氣等)的準確計量,滿(mǎn)足企業(yè)能源管理中心的運行要求。

  (2)在滿(mǎn)足安全性和隔離性技術(shù)要求的條件下,通過(guò)完善能源數據采集網(wǎng)絡(luò ),實(shí)現能源計量數據、能源系統操作和質(zhì)量數據、關(guān)鍵生產(chǎn)數據、用能裝置和設備運轉參數集中采集到能源管理中心。

  (3)能源綜合監控系統主要實(shí)現對企業(yè)各級(分廠(chǎng)、車(chē)間、重要耗能設備)各種能源介質(zhì)生產(chǎn)、存儲、消耗、回收全過(guò)程的實(shí)時(shí)監控,掌握其歷史和實(shí)時(shí)趨勢,實(shí)時(shí)記錄能源系統事件,動(dòng)態(tài)掌握能源使用消耗情況,實(shí)現對各類(lèi)產(chǎn)能、供能和用能過(guò)程及設備的實(shí)時(shí)監視、遠程控制、異常報警和分析管理,確保能源系統穩定運行。

  (4)通過(guò)建設關(guān)鍵用能設備的節能優(yōu)化控制系統,提高關(guān)鍵用能設備的運行平穩性,實(shí)時(shí)優(yōu)化關(guān)鍵工藝參數,提高能源利用效率。

  (二)建設要求

  1.數據采集

  (1)數據采集要滿(mǎn)足能源的外購、生產(chǎn)、輸配、消耗等環(huán)節的計量要求,同時(shí)要滿(mǎn)足設備或工藝裝置運行監視以及能源平衡調度和預測的要求;

  (2)能源數據的采集和存儲要獨立,信息采集點(diǎn)數量要與管理模式相適應;

  (3)對一級、二級能源計量需要設置獨立的數據采集站,三級、四級能源計量數據可設置獨立的數據采集站,也可以從現有系統(如控制系統、MES)中通訊獲取。

  2.現場(chǎng)運行設備

  (1)建立以遠程監控為基礎的集中管控模式,提升系統的實(shí)時(shí)調控能力及處理異常的能力,從而有效發(fā)揮優(yōu)化調整的節能潛力;

  (2)現場(chǎng)自動(dòng)化系統須具備遠程監控的條件,主要動(dòng)力設施(如變電站開(kāi)關(guān)、調節閥門(mén)、電控設備等)運行穩定可靠,達到基本的安全條件及自動(dòng)化水平;

  (3)現場(chǎng)自動(dòng)化系統或電氣、儀表設備具備較為完善的向能源管控信息系統傳輸各類(lèi)信號的能力,性能良好;

  (4)實(shí)現遠程監控的現場(chǎng)站向能源管控信息系統傳送的信息可靠穩定,應按照現場(chǎng)裝置的實(shí)際情況,確保信息完整性,并按照有關(guān)設備的機械、電氣和控制特征,選擇采集的信息點(diǎn);

  (5)充分考慮遠程監控站點(diǎn)和設備的特點(diǎn),確保將涉及設備和系統安全的監測點(diǎn)傳輸到信息系統,如電氣設備的溫度信息、旋轉設備的振動(dòng)信息、燃氣場(chǎng)所的CO濃度信息、火警信息、水位信息等。

  3.能源管理中心大廳建設

  (1)大廳應配置來(lái)自不同變電站的兩路獨立電源;控制中心機房和控制室的UPS應滿(mǎn)足連續供電2小時(shí)的能力。

  (2)配置至少兩套獨立的交換機(如一套行政電話(huà),一套指令電話(huà))。

  (3)控制中心應采用綜合布線(xiàn)系統,確保各類(lèi)線(xiàn)纜的合理安排和布置;

  (4)控制中心應設置防雷和屏蔽接地系統。

  4.軟硬件環(huán)境

  (1)采用主流廠(chǎng)商的高質(zhì)量硬件產(chǎn)品,尤其是服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )交換機、PLC等。

  (2)控制網(wǎng)絡(luò )必須采用工業(yè)級交換機。

  (3)監控軟件應采用SCADA軟件,不宜采用DCS軟件。

  5.數據及信息安全

  (1)與企業(yè)ERP、MES等其它信息化系統連接時(shí)或Web發(fā)布時(shí),必須通過(guò)防火墻進(jìn)行數據及信息安全隔離。

  (2)與現場(chǎng)的工控網(wǎng)絡(luò )或SCADA、DCS、PCS、PLC等工業(yè)控制系統連接時(shí),應采取設置防火墻、單向隔離、協(xié)議過(guò)濾或工業(yè)協(xié)議轉換網(wǎng)關(guān)等措施加以保護。

  (3)對無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)應采取嚴格的身份認證、安全監測等防護措施。

  (4)建立控制服務(wù)器設備安全配置和審計制度,嚴格賬戶(hù)管理、口令管理。

  (5)對關(guān)系數據庫數據進(jìn)行定期備份。

  (6)對實(shí)時(shí)數據庫、關(guān)系數據庫數據采取訪(fǎng)問(wèn)權限控制等措施加以保護。

  (7)制定信息安全應急預案,明確應急處置流程和臨機處置權限。

  (8)嚴格控制移動(dòng)存儲介質(zhì)的使用,對接入網(wǎng)絡(luò )中的計算機要采取MAC地址綁定等安全措施。

  五、驗收標準

  能源管理中心驗收主要針對基本建設內容要求、運行情況和運行成效三方面,共有9大項驗收指標。采用打分制(100分滿(mǎn)分)來(lái)評估,具體內容和分值詳見(jiàn)附件1。地方工業(yè)主管部門(mén)可參考驗收標準組織專(zhuān)家對提出驗收申請的企業(yè)進(jìn)行審查驗收。能源管理中心建成后,企業(yè)主要能耗指標應滿(mǎn)足相應行業(yè)規范條件等產(chǎn)業(yè)政策要求。

  六、實(shí)施程序

  (一)發(fā)布實(shí)施方案

  工業(yè)和信息化部負責制訂和發(fā)布能源管理中心建設實(shí)施方案。省級工業(yè)主管部門(mén)可根據實(shí)施方案內容,結合本省有色金屬行業(yè)特點(diǎn)、能源管理中心的建設情況,制定本地區能源管理中心建設實(shí)施方案,實(shí)施方案應明確總體目標、重點(diǎn)任務(wù)、進(jìn)度安排、獎勵機制和保障措施,確保方案可實(shí)施、可操作。

  (二)企業(yè)申報

  本著(zhù)企業(yè)自愿的原則,符合基本要求的企業(yè)可向省級工業(yè)主管部門(mén)提出能源管理中心建設備案申請,并提交由有資質(zhì)的第三方機構(地方節能監察機構等)出具的基礎能源消費報告,報告應包括能源管理中心建設前企業(yè)的基本生產(chǎn)運行情況、能源消費情況、節能減排工作情況等內容,經(jīng)法人代表簽字并加蓋公章。備案完成后,企業(yè)參照實(shí)施方案要求自主建設能源管理中心。項目建設完成并投入運行后,企業(yè)可按照屬地原則向當地省級工業(yè)主管部門(mén)提交驗收申請報告,報告應包括企業(yè)基本情況、能源管理中心基本建設內容、運行情況、節能效益、經(jīng)濟效益、信息上報情況、能源管理體系建設情況、投資決算等內容,經(jīng)法人代表簽字并加蓋公章(見(jiàn)附件2 )。

  (三)備案與驗收

  省級工業(yè)主管部門(mén)根據建設范圍和條件,篩選符合條件的企業(yè)進(jìn)行備案。收到企業(yè)驗收申請后,省級工業(yè)主管部門(mén)委托有資質(zhì)的第三方機構(地方節能監察機構等)進(jìn)行現場(chǎng)審核并出具審核報告;工業(yè)和信息化部組織省級工業(yè)主管部門(mén)開(kāi)展驗收,根據企業(yè)驗收申請和第三方審核報告,組織專(zhuān)家參照驗收標準(附件1 )對能源管理中心建設實(shí)施情況進(jìn)行評估,并進(jìn)行現場(chǎng)抽查,形成驗收結論。根據驗收結論,工業(yè)和信息化部會(huì )同各地工業(yè)主管部門(mén)利用國家已出臺的促進(jìn)企業(yè)節能減排的各項財政、稅收優(yōu)惠政策,對通過(guò)驗收的企業(yè)給予獎勵或信貸支持。

  七、保障措施

  (一)加強組織引導

  各地工業(yè)主管部門(mén)應制定完善的管理機制,引導企業(yè)積極參與,及時(shí)組織建設項目備案,加強對項目建設的跟蹤和管理,組織好竣工項目驗收工作。同時(shí),推薦優(yōu)秀的第三方服務(wù)機構為建設企業(yè)提供支撐服務(wù)。

  (二)充分發(fā)揮第三方服務(wù)機構作用

  發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì )協(xié)調組織作用,推動(dòng)相關(guān)科研單位和企業(yè)開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作,加快節能技術(shù)的研發(fā)、示范和推廣應用,積極開(kāi)展技術(shù)交流,跟蹤國內外技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài),提供信息咨詢(xún)和技術(shù)服務(wù)。發(fā)揮節能技術(shù)服務(wù)單位的支撐作用,做好技術(shù)服務(wù)和咨詢(xún)工作,采用合同能源管理、融資租賃等模式,為企業(yè)提供技術(shù)和資金服務(wù)。引導各類(lèi)金融機構發(fā)揮資金支持作用,為企業(yè)能源管理中心建設提供綠色信貸和能效信貸,支持各類(lèi)融資擔保機構提供風(fēng)險分擔服務(wù),為企業(yè)提供多元化融資渠道。

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