企業能源管控平臺在鋼鐵行業能源管理中的應用

(江蘇安科瑞微電網研究院有限公司，江蘇江陰 204400)

根據鋼鐵行業能源管理現狀，分析了鋼鐵企業能源管理存在的問題，從能源管控平臺建設與行業高能耗設備節能分析，對現代鋼鐵行業能源管控制進行推進。關鍵詞：節能降耗；能源計量；節能診斷；碳排放；能耗強度；鋼鐵；

在能源消費強度和消費總量的“雙控"背景下，企業需要考慮如何應對能耗雙控以保障正常生產?，F有大部分企業依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應系統“單獨規劃、單獨設計、獨立運行"的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設備計量精度不高、計量數據不準確；人工抄表可靠性低；難以有效監測和評估主要耗能設備的用能效率；缺少決策數據支持，對于節能評估無法提供可靠參考數據；缺乏有效的企業能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業能源管控平臺，采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、高效化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、很大限度地高效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

目前，鋼鐵行業企業在安全、質量、技術、環保等方面的管理已得到逐步加強與規范，但在能源管理方面仍較為粗放，比如大多鋼鐵企業仍采用人工 “月底抄表、月初分析"的管理模式，這勢必給企業 成本核算造成諸多不便。隨著企業的不斷發展壯大，其能源成本卻越來越高，尤其在2021年限產限電的情況下，經濟效益明顯下滑，究其原因主要是能源分配不合理，存在嚴重浪費能源的現象，從而導致生產成本不斷上升，企業能源管理水平亟待提高。

2.1 計量裝備落后

目前，大多鋼鐵企業配備的能源計量裝置較為落后，如水、電表大多采用機械式，不具有信號采集功能。

2.2 計量方式落后

因計量裝置配備落后，只能實行人工抄表方式，導致計量效率低下。

2.3 計量信息滯后

因人工抄表后還需進行大量的手工記錄填報、 匯總及數據分析，同時抄表還需要時間，有些地方還存在安全隱患，時效性差。

2.4 計量調度時效性不強

因管理層獲得的計量信息滯后，導致調度決策不具有時效性，能源分配調度較為困難。

2.5 高能耗設備較多

因大多企業建設較早，設備選型較為落后，同時因為前期規劃不足，企業大多都會選擇大功率設備以滿足生產，能耗較大，因此還有較大節能改造空間。

2.6 能源計劃粗放

大多企業能源計劃只有年、月的能源生產、消 耗計劃，且未形成閉環管理，僅對能耗指標計劃進行了統計分析和評價，能源消耗預測全憑人工經驗判斷。

2.7 能源控制自動化水平較低

能源控制自動化水平低主要表現在：（1)三級計量各種能源報表信息量較大，人工處理費工、費時；（2)缺乏完整、客觀的能源消耗數據體系；（3)缺乏以客觀數據為依據的能源績效評價考核體系，實績分析缺乏系統性；（4 )能源數據采集平衡流程不完整，執行有偏差；（5)條塊分割的能源監控和調度 利于集中管控，造成執行有偏差；（6 )以電話為主要手段的能源調度方式單一落后；（7)經驗型調度 平衡方式，導致能源利用效率低欠缺預警系，調度人員不能迅速掌握能源產、輸 、配 、耗過程中的異常情況，對突發事件反應不及時；

圖1

依據GB  17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》，現場通過邊緣計算網關采集各類能源數據，將數據傳輸至平臺前置采集服務器，平臺搭建在客戶自己配置的服務器或云服務器上。平臺也可以將企業原有的PLC、DCS等數據進行采集，還可以對接企業內部的ERP、MES等信息化系統，結合生產數據進行產品單耗、萬元產值能耗等數據分析。搭建完成之后，企業用戶可以通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看整個廠區的能源數據。

圖2

(1)能源管控平臺功能架構

系統的設計方向涵蓋了企業能源管理的四大方向：

?能源供應，從變電所到分支回路的能源進行實時監控，并提供運維和巡檢功能。

?能源管理，對各個回路進行電能質量監測和分析，對用電安全進行實時監測和預警；并同時對三級能源體系進行實時的監測和數據分析。

?設備管理，對主要生產設備、工藝流程、照明、空調、電梯等進行實時的監控，并分析設備能效。

?能耗分析，所有的監測分析數據進行匯總，進行節能分析、能耗預測、能效分析等，為節能診斷服務提供數據依據。

3.1 三級計量各種能源報表

企業能源管控平臺將多功能儀表安裝在企業進線端、關鍵工序、工藝、重點用能設備上，助力企業形成能源的多級計量體系，配合多種報表，能實時展示企業的能源消耗情況，助力企業強化能源管理，提高能源管理效率。

3.2 輔助設備能效分析

企業能源管控平臺采集壓縮空氣末端壓力，采集空壓機出氣量，循環水末端壓力等信息，判斷鋼鐵企業輔助生產設備功率是否合理，為企業節能分析報告。

3.3 生產設備能效評估

計算生產單位產品所需要的電單耗，水單耗，結合生產設備的生產數據，分析哪種生產參數下，生產設備能效較高，為節能提供依據。

企業能源管控平臺具有開放性，可擴展，提供標準的第三方運用接口。隨著企業的發展，能源管理系統各個子系統的功能將不斷增強，功能模塊也將不斷增加，所以，系統具有較好的開放性，為今后系統的擴展留下接口。

3.5 節能診斷

企業能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數，計算節能實施前，實施后的能耗差值，評估節能措施實際節能效果，為企業節能診斷提供依據。

圖8

3.6 秒級數據診斷

對于加裝的節能裝置，系統提供秒級數據，為診斷節能設備效果提供支持。

3.7 工業組態

系統集成了工業組態編輯平臺，企業可根據自身行業特性和主要工藝設備，繪制自身的工藝流程圖，達到設備能效數據實時監控和預警的目的，例如空壓器系統、工藝冷卻水循環系統、制冷系統等。

3.8 3D大屏展示

3D可視化技術的應用，幫助企業建設可定制化的駕駛艙，直觀展示企業的能源數據。

3.9報警管理

針對于限電和能耗雙控，實現能耗超標報警、限電報警、碳排放超標報警等，幫助企業提前預警，避免發生用能異常導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發與閉環處理。

2、產品選型方案

企業能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，幫助企業加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經濟運行、挖掘節能潛力，成本低，回收期短，經濟效益明顯，不僅可以提高企業的核心競爭力，同時是保護環境和社會可持續發展的基礎和源泉，積極響應國家對于節能降耗的政策，為鋼鐵行業能源管理提供堅實的基礎。

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作者簡介

任運業，男，江蘇安科瑞微電網研究院有限公司，從事電氣相關物聯網系統研發工作。