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信息化能源管理及現(xiàn)實(shí)意義
信息化能源管理[3]是以幫助工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)在擴(kuò)大生產(chǎn)的同時,合理計劃和利用能源,降低單位產(chǎn)品能源消耗,提高經(jīng)濟(jì)效益為目的,為企業(yè)建立一條虛擬的能源管道,為企業(yè)節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)提供了信息化的管理手段,推進(jìn)企業(yè)工業(yè)化和信息化融合。另外,信息化能源管理符合國家節(jié)能減排、“兩化”融合相關(guān)政策,可積極向國家相關(guān)部門申請政策資金支持,信息化能源管理必將是未來管理節(jié)能方式的發(fā)展趨勢。
“十二五”期間,國家增加了二氧化碳、氨氮和氮氧化物等節(jié)能減排考核指標(biāo),這要求企業(yè)夯實(shí)統(tǒng)計、計量基礎(chǔ),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時則是最基本的。信息化能源管理把企業(yè)化石能源及二次能源通過儀表和能源管理模塊,把各項能耗數(shù)據(jù)實(shí)時采集到統(tǒng)一的信息化能源管理平臺上,使能源變得可視化和共享化,對于企業(yè)能源平衡起到至關(guān)重要的協(xié)調(diào)和管理作用。
準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息流能指導(dǎo)企業(yè)科學(xué)的調(diào)節(jié)傳統(tǒng)能源調(diào)度的數(shù)量、方向、目標(biāo)等,提高能源的配置效率。對能源監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)通過全面的分析,幫助企業(yè)查找隱含的漏洞,提高能源利用的安全可靠性,尋求改進(jìn)工藝和管理的機(jī)會。通過車間、班組、設(shè)備之間能源信息共享,及早發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)及事故預(yù)警,規(guī)范操作層面帶來的能源浪費(fèi)和設(shè)備損壞,結(jié)合有效的能效考核機(jī)制,使每一名操作人員從被動節(jié)能向主動節(jié)能的轉(zhuǎn)變。
信息化能源管理能提高設(shè)備運(yùn)作效率和安全系數(shù),加快生產(chǎn)系統(tǒng)的故障和異常處理周期,提升事故的快速處理反應(yīng)能力,有效防范各種生產(chǎn)安全事故。資源的節(jié)約能有效減少排放,據(jù)統(tǒng)計每節(jié)約1度(1kWh)電,就相應(yīng)節(jié)約了0.4kg標(biāo)準(zhǔn)煤,同時減少污染排放0.272kg碳粉塵、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物,從而在節(jié)能的同時減輕企業(yè)環(huán)保壓力,推動企業(yè)清潔生產(chǎn)。
信息化能源管理在工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用分析和存在的主要問題
信息化能源管理基于計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊和自動化儀表技術(shù)的應(yīng)用,統(tǒng)計全廠各機(jī)組能源消耗情況,對各機(jī)組的能耗信息進(jìn)行加工、分析、管理及保存,從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)組用能情況全面,規(guī)范、有效的管理和控制。信息化能源管理主要包括信息采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和信息處理平臺等三部分,通過分布在企業(yè)內(nèi)部各處的能源數(shù)據(jù)采集裝置將企業(yè)能源使用情況動態(tài)的實(shí)時轉(zhuǎn)化為更直觀的圖形、表格方式展現(xiàn)出來,建立虛擬能源管道,使得企業(yè)管理者能及時掌握能源從購入到轉(zhuǎn)化、分配、傳輸、使用、回收等環(huán)節(jié)。通過對用能情況進(jìn)行分析,得出設(shè)備的能耗效率高低,操作人員能源使用中是否存在浪費(fèi),工藝流程是否可以更優(yōu)化,單位產(chǎn)品能耗是否還有的下降空間的有關(guān)結(jié)果,根據(jù)這些分析結(jié)果,可以在相應(yīng)的環(huán)節(jié)采取有針對性的措施,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性節(jié)能,降低企業(yè)的運(yùn)營成本。以某企業(yè)每年能源消耗總量折合成本為1000萬元計,建設(shè)信息化能源管理系統(tǒng)后全企業(yè)總體能耗保守估計能降低約15%,每年能為企業(yè)節(jié)約資金達(dá)近150萬人民幣。系統(tǒng)一般使用周期為不低于10年,按企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)規(guī)模不變的情況下,10年最少能為企業(yè)節(jié)省1500萬,具有較高的投入產(chǎn)出比。目前,國內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了信息化能源管理,取得了較好的效果。松下電器的信息化能源管理已可視化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),提出了節(jié)能33項目管理[4],對33項目進(jìn)行細(xì)化為各個能源管理事項和用能設(shè)備的小項目,制作成為推進(jìn)表形式,由各用能企業(yè)每年制定各項目的推進(jìn)對策,并將實(shí)施情況實(shí)時報送系統(tǒng),松下電器總部可隨時對33項目的實(shí)施狀況進(jìn)行總檢查并推進(jìn)。松下電器對各項目采取改善前后對比的方式進(jìn)行總結(jié),如其某工廠射出成型機(jī)安裝隔熱蓋后,用電量消減20%,每年減少二氧化碳排放51.2t,成功實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。另外,筆者就信息化能源管理實(shí)施效果走訪了某大型企業(yè),直接提升企業(yè)能源利用效率,大大降低了企業(yè)用能成本,節(jié)省了能源管理的人力成本。該企業(yè)按照整體規(guī)劃,分步實(shí)施的總原則先后建設(shè)了能源管理系統(tǒng),建設(shè)能源監(jiān)管系統(tǒng)后總能耗降低了26%,通過流程優(yōu)化、績效考核、意識提升等手段,其中一期工程當(dāng)年收回成本。
在實(shí)施信息化能源管理過程中,可能會遇到如下問題:一是實(shí)施單位對于企業(yè)的生產(chǎn)流程和現(xiàn)狀不了解、人員流動等情況,有可能造成能源管理系統(tǒng)不能對企業(yè)的用能情況進(jìn)行預(yù)判、預(yù)報及能源平衡分析。二是企業(yè)一方面要進(jìn)行生產(chǎn),另一方面要進(jìn)行現(xiàn)場的能耗計量節(jié)點(diǎn)和重點(diǎn)能耗設(shè)備進(jìn)行改造,有可能使部分生產(chǎn)工序臨時停止運(yùn)行,小范圍影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。三是由于系統(tǒng)一部分為數(shù)據(jù)采集裝置,針對不同的建筑結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)能源的采集裝置架設(shè)難度不一,存在數(shù)據(jù)采集裝置覆蓋不到的可能,構(gòu)造數(shù)學(xué)模型存在一定難度和差異,為“真正”優(yōu)化能源配置帶來一定難度??朔鲜鰡栴},企業(yè)必須從長遠(yuǎn)考慮,要采取以下有效措施確保能效監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)工作的開展:加強(qiáng)信息化能源管理建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)。深入貫徹落實(shí)國家和地方能源管理工作的相關(guān)政策和規(guī)定,及時審議信息化能源管理建設(shè)規(guī)劃和決策,在規(guī)劃實(shí)施、資源配備、檢查指導(dǎo)、隊伍組織等方面給予支持;規(guī)范信息化能源管理建設(shè)程序。規(guī)范信息化能源管理建設(shè)行為,嚴(yán)格從規(guī)劃、立項、可行性研究、實(shí)施到項目驗收的建設(shè)程序,統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,保證信息化建設(shè)有序推進(jìn);落實(shí)信息化能源管理建設(shè)資金。把信息化能源管理建設(shè)提到企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高度,保證資金渠道的穩(wěn)定暢通,合理安排建設(shè)期資金以及運(yùn)行維護(hù)期資金,確保信息化能源管理正常有效運(yùn)行;培養(yǎng)信息化能源管理建設(shè)人才。根據(jù)企業(yè)實(shí)際,在信息化能源管理建設(shè)及實(shí)施過程中,采取有效措施,營造有利于信息化能源管理人才發(fā)展的環(huán)境,在用人和激勵制度中給予支持,培育出一批能源管理的高素質(zhì)人才隊伍;加強(qiáng)信息和經(jīng)驗的交流。企業(yè)要按照預(yù)定的目標(biāo)、任務(wù)和措施,結(jié)合各自實(shí)際抓緊制定具體落實(shí)方案,與信息化能源管理實(shí)施單位充分溝通,及時解決各類問題。通過行業(yè)對標(biāo)和企業(yè)調(diào)研等形式,借鑒先進(jìn)經(jīng)驗,使能源管理的整體水平得到有效提升;加大宣傳和教育力度。普及環(huán)境保護(hù)和能源管理知識,引導(dǎo)全體員工深入領(lǐng)會能效監(jiān)管的重要價值和意義,為系統(tǒng)的推行創(chuàng)造良好的環(huán)境。充分調(diào)動企業(yè)員工的積極性,形成大家出謀劃策,共同推動信息化能源管理建設(shè)工作。
關(guān)鍵詞:能源管理中心;建陶企業(yè);節(jié)能減排
1 背景
建材工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),其能源消耗總量在全國工業(yè)部門中位于電力、冶金、石化之后,居第四位。近年來,隨著社會資源與環(huán)境問題日益突出,國家和社會對節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的大力倡導(dǎo)和支持,建材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排效果日益凸顯。建材行業(yè)水泥、平板玻璃、石灰制造、建筑陶瓷、磚瓦和輕質(zhì)建材等主要產(chǎn)品單位綜合能耗大幅降低。2010年,建材行業(yè)單位工業(yè)增加值綜合能耗比2005年降低52%,其中,建筑陶瓷單位工業(yè)增加值綜合能耗累計下降25%。主要污染物排放總量呈明顯下降趨勢,其中,煙氣粉塵排放量、二氧化硫排放量分別比2005年明顯減少,建材工業(yè)利用各類工業(yè)固體廢棄物超過6億t。當(dāng)前,我國建材工業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇,傳統(tǒng)的粗放型發(fā)展模式已難以為繼。迫切要求陶瓷企業(yè)積極推進(jìn)節(jié)能減排,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,利用高新技術(shù)和信息化技術(shù)改造、提升行業(yè)技術(shù)管理水平,走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路。
國家“十二五規(guī)劃”提出,到2015年,全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤(按2005年價格計算),比2010年的1.034噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降16%,比2005年的1.276噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降32%;“十二五”期間,實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。國務(wù)院“十二五節(jié)能減排綜合性工作方案”要求強(qiáng)化重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理。依法加強(qiáng)年耗能萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上用能單位節(jié)能管理,開展萬家企業(yè)節(jié)能低碳行動,實(shí)現(xiàn)節(jié)能2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能減排。重點(diǎn)推進(jìn)電力、煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油石化、化工、建材、造紙、紡織、印染、食品加工等行業(yè)節(jié)能減排,并要求廣東省十二五期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低18%(約束性指標(biāo)),陶瓷產(chǎn)業(yè)作為典型的高耗能產(chǎn)業(yè),能源成本往往達(dá)到全部成本的50%以上。而據(jù)德國節(jié)能研究部門的研究結(jié)論,通過加強(qiáng)企業(yè)的能源管理可為企業(yè)減少15%~20%的能源消耗,即節(jié)約能源又節(jié)約成本,故作為國家調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低高能耗產(chǎn)品的重點(diǎn)行業(yè),推行能源管理體系,開展能源的有效管理、提高能源的利用效率,并實(shí)施必要的認(rèn)證,已成為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、逐步淘汰高能耗產(chǎn)品的一種手段。
2 能源管理中心的架構(gòu)及模式
2.1 能源管理中心組織架構(gòu)
企業(yè)能源管理中心主要是通過綜合運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù);結(jié)合陶瓷生產(chǎn)特點(diǎn);利用生產(chǎn)過程能量系統(tǒng)建模技術(shù)、能量綜合優(yōu)化方法、能量梯級利用技術(shù)、工藝裝備優(yōu)化集成技術(shù)等,建立以企業(yè)建模與信息系統(tǒng)集成為核心的能量系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度管理信息平臺。通過合理的管理模式和精確的生產(chǎn)模型,對陶瓷企業(yè)的能量流、物料流、信息流進(jìn)行綜合、透明、實(shí)時的監(jiān)控與優(yōu)化調(diào)度,旨在實(shí)現(xiàn)陶瓷企業(yè)的高效生產(chǎn),提高陶瓷企業(yè)的資源利用率,降低陶瓷企業(yè)的單位產(chǎn)品綜合能耗、綜合水耗。
該平臺的建設(shè)需要企業(yè)決策層的高度重視并參與,其體系架構(gòu)的組建大體上由公司、科室部門和車間三級能源管理體系組成。公司決策者(董事長或總經(jīng)理)任能源管理小組組長,主要統(tǒng)籌全局;生產(chǎn)負(fù)責(zé)人任能源管理小組副組長,負(fù)責(zé)全公司節(jié)能方案、節(jié)能措施的制定,密切聯(lián)系市、區(qū)經(jīng)貿(mào)委等政府部門,傳達(dá)國家政策和節(jié)能要求??剖也块T主要指設(shè)備科、人力資源部、財務(wù)部、研發(fā)技術(shù)中心、質(zhì)管部、PMC科等,其中,設(shè)備科是主要的能源管理部門,具體負(fù)責(zé)各項能源管理工作,而其它科室部門起協(xié)調(diào)能源管理作用。車間部門主要指各個生產(chǎn)車間及生產(chǎn)輔助車間,主要職責(zé)就是執(zhí)行能源管理制度,盡最大能力完成公司的能源目標(biāo)與方針。公司的能源管理架構(gòu)如圖1所示。
2.2 能源管理中心監(jiān)督及運(yùn)行模式
企業(yè)能源管理中心平臺是一項政府對重點(diǎn)耗能企業(yè)監(jiān)測的系統(tǒng)工程。除了對節(jié)能設(shè)備的監(jiān)測外,還提供具體的耗能設(shè)備數(shù)據(jù)以便于針對性的管理。陶瓷企業(yè)通過對耗能數(shù)據(jù)的掌握、分析,從而加強(qiáng)節(jié)能管理,視不同企業(yè)的生產(chǎn)模式預(yù)計可減少5%~20%的能源消耗。同時,政府相關(guān)部門也可以在能源管理平臺上監(jiān)測到陶瓷企業(yè)最新的耗能數(shù)據(jù)。
能源管理中心監(jiān)督管理模式如圖2所示。
2.3 能源管理中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
建陶企業(yè)的耗能主要為電能、水煤漿、天然氣、柴油、水,配電房和用電設(shè)備已配置的計量儀表大多為機(jī)械式電度表。為建立在線監(jiān)測系統(tǒng),須更換為三相多功能電力參數(shù)計量儀,配以MiniFC,將MiniFC接入企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò),通過本地構(gòu)建的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。自來水的采集通過超聲波流量計采集數(shù)據(jù),配以無線PCC通訊,將數(shù)據(jù)傳至MiniFC,再將MiniFC接入企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò);用戶可以實(shí)現(xiàn)web方式的本地服務(wù)器的登錄查看實(shí)時數(shù)據(jù)。
本地服務(wù)器的建設(shè)采用B/S 設(shè)計結(jié)構(gòu)與分布式管理。系統(tǒng)服務(wù)器由數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊服務(wù)器雙機(jī)熱備份組成,并配置正版的服務(wù)器軟件系統(tǒng),包括SQL server 數(shù)據(jù)庫,Windows Server 2008 中文企業(yè)版,IBM24服務(wù)器。能源管理中心平臺架構(gòu)層次結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
最底層的是基于計量智能傳感網(wǎng)絡(luò)的能源監(jiān)控平臺,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將所有能源形式的計量儀表通過通訊設(shè)備按照智能傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng),對陶瓷企業(yè)內(nèi)部的各站點(diǎn)用能設(shè)備、各車間的能源消耗狀態(tài)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化自動采集,一方面為陶瓷企業(yè)內(nèi)部管理節(jié)能提供準(zhǔn)實(shí)時的信息;另一方面,借助企業(yè)的Internet出口,將相關(guān)信息遞交到相關(guān)的管理單位。
第二層為協(xié)議轉(zhuǎn)換接口層。智能傳感網(wǎng)絡(luò)將企業(yè)內(nèi)部所有的監(jiān)測設(shè)備的信息與數(shù)據(jù)采用自定義的通信規(guī)約和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換形式,設(shè)備通過RS-485 總線或者無線方式將數(shù)據(jù)傳至MiniFC 現(xiàn)場控制器。由MiniFC實(shí)現(xiàn)規(guī)約轉(zhuǎn)換和高速數(shù)據(jù)傳輸。
第三層為數(shù)據(jù)管理層。采集的數(shù)據(jù)在MiniFC層分類管理、保存以提供后臺系統(tǒng)實(shí)時訪問和歷史數(shù)據(jù)的提取。針對不同的智能監(jiān)測設(shè)備在數(shù)據(jù)管理層提供唯一的數(shù)據(jù)庫鏈接和實(shí)時狀態(tài)查詢訪問功能。作為系統(tǒng)監(jiān)測中心的后臺軟件,將為用戶提供數(shù)據(jù)的顯示、統(tǒng)計、分類管理和建檔。對節(jié)能措施的方案制定、能源統(tǒng)計、能耗分析與預(yù)測、用能質(zhì)量的評估,以及能源進(jìn)行審計。能源管理中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。
圖4中SCADA、IFIX CLIENT為計算機(jī),HISTORIAN 和PORTAL為服務(wù)器。SCADA節(jié)點(diǎn)用于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),HISTORIAN作為歷史數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,PORTAL服務(wù)器用于WEB。
3 能源管理中心的意義及存在的問題
3.1 建立企業(yè)能源管理中心的必要性
開展企業(yè)能源管理中心建設(shè),是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的需要;是落實(shí)國家節(jié)能減排目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)兩化融合的重要舉措;也是企業(yè)管理增效、提高競爭力、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
3.1.1社會和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要
我國陶瓷行業(yè)經(jīng)過三十多年的迅猛發(fā)展,已成為世界上傳統(tǒng)陶瓷磚最大生產(chǎn)國(年產(chǎn)量達(dá)90億m2以上)、消費(fèi)國和出口國。每年要耗用1.7億t不可再生的天然礦物原料,耗用能源達(dá)5000萬t標(biāo)煤,對自然環(huán)境造成一定的損害和污染,資源、能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為陶瓷行業(yè)發(fā)展的瓶頸。同時,陶瓷行業(yè)存在生產(chǎn)資源消耗大、能耗高、污染嚴(yán)重等主要問題,成為我國能源消費(fèi)大戶,因此,是一個存在巨大節(jié)能潛力的產(chǎn)業(yè)。隨著相關(guān)生產(chǎn)原料和能源的成本不斷上升,企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益日益下降,節(jié)能減排既是國家可持續(xù)發(fā)展的需要,也是企業(yè)生存和發(fā)展的需要。
3.1.2踐行國家產(chǎn)業(yè)政策需要
國家產(chǎn)業(yè)政策也鼓勵和支持建材企業(yè)建立能源管理中心。2009年工信部與財政部在聯(lián)合下發(fā)的《工業(yè)企業(yè)能源管理中心建設(shè)示范項目財政補(bǔ)助資金管理的暫行辦法》中提出,為提高工業(yè)企業(yè)能源管理水平和能源利用效率,將在鋼鐵、有色、化工、建材等重點(diǎn)用能行業(yè)逐步開展能源管理中心建設(shè)的示范工作。在大中型建材企業(yè)建立能源管理中心,推進(jìn)合同能源管理,提升能效水平,最大限度實(shí)現(xiàn)能源梯級利用。
建設(shè)能源管理中心是國家節(jié)能降耗的要求,也是推進(jìn)兩化融合的要求。我國提出以信息化帶動工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化,走新型工業(yè)化道路。兩化融合的核心就是信息化支撐,追求可持續(xù)發(fā)展模式。我國在工業(yè)領(lǐng)域尤其是重點(diǎn)用能行業(yè)中推廣企業(yè)能源管理中心項目建設(shè),是信息化和工業(yè)化融合的表現(xiàn)之一,是促進(jìn)“兩化”融合的重要內(nèi)容。
3.1.3企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要
隨著“兩型”社會建設(shè)步伐的加快,國家從嚴(yán)從緊的節(jié)能減排政策的陸續(xù)出臺,作為高能耗、高排放和依賴能源資源的建材企業(yè)面臨著進(jìn)一步提高能源利用效率,降低單位能耗和二氧化碳排放量,進(jìn)一步削減氮氧化物和二氧化硫排放總量等多重挑戰(zhàn)。建材企業(yè)要提高發(fā)展質(zhì)量和效益,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,就必須加強(qiáng)能源使用管控。
3.2 能源管理中心對企業(yè)的現(xiàn)實(shí)意義
隨著計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展,能源中心管理技術(shù)也突飛猛進(jìn),數(shù)據(jù)庫管理、集散控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分析決策系統(tǒng)、智能系統(tǒng)和智能管理等已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)企業(yè),成為企業(yè)能源管理現(xiàn)代化的基本支撐。通過建立企業(yè)能源管理中心,可為企業(yè)帶來顯著的效益,如:
(1) 通過建立企業(yè)能源管理中心,運(yùn)用信息化手段,可提高企業(yè)對用能情況監(jiān)督管理的能力;
(2) 通過建立企業(yè)能源管理中心,建立一套有效的自動化能源數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),對能源供應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測,以便企業(yè)實(shí)時掌握能源狀況,為實(shí)現(xiàn)能源自動化調(diào)控打下堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),同時方便企業(yè)的計量和成本核算工作。
(3) 通過建立企業(yè)能源管理中心,利用能源數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),對各重點(diǎn)耗能設(shè)備的能源利用狀況實(shí)時監(jiān)控,了解和掌握各重點(diǎn)耗能設(shè)備實(shí)時能源利用情況。
(4) 通過建立企業(yè)能源管理中心,運(yùn)用數(shù)學(xué)模式進(jìn)行比較分析,對重點(diǎn)耗能設(shè)備進(jìn)行能效評價,分析各耗能設(shè)備的能源利用狀況,采用先進(jìn)適用的節(jié)能技術(shù)、設(shè)備,降低能源消費(fèi),對原有工藝系統(tǒng)進(jìn)行自動化改造。使能源數(shù)據(jù)更標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、科學(xué)化、時效化,從而提高能源管理水平。
3.3 建陶企業(yè)能源管理中心存在的問題
通過調(diào)研,筆者認(rèn)為目前陶瓷企業(yè)的能源系統(tǒng)現(xiàn)狀已難于適應(yīng)新的管理要求,從企業(yè)能源管理信息化角度講,雖然一些公司信息化技術(shù)的運(yùn)用近年來取得了一定的成績,但是其僅限于ERP等生產(chǎn)經(jīng)營信息化方面。而能源管理的模式以及能源調(diào)度和管控自動化水平,仍然落后于生產(chǎn)經(jīng)營信息化步伐,僅在能源管理的某些專業(yè)領(lǐng)域建立了局部的采集、監(jiān)視和控制自動化系統(tǒng)。就整體而言,陶瓷能源管理的手段、人力資源和信息化水平不高,主要表現(xiàn)在:
(1) 能源從輸入到使用的各個環(huán)節(jié)使用效率不高,能源綜合利用水平有待提升。
(2) 能源平衡調(diào)度信息缺乏,能源的產(chǎn)生和使用過程綜合利用效率低。
(3) 能源系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有待提高,異常情況下的調(diào)度手段單一,反應(yīng)速度慢。
(4) 能源設(shè)備裝備水平低,與公司所需安全、穩(wěn)定、快捷的生產(chǎn)格局不相匹配。
(5) 關(guān)注局部工藝技術(shù)節(jié)能,工序間聯(lián)系較少,沒有“系統(tǒng)節(jié)能”的科學(xué)的技術(shù)評價和節(jié)能效益評價平臺體系,不能達(dá)到最終的節(jié)能效果。
(6) 綜合能耗和可比能耗與國內(nèi)外同行先進(jìn)水平相比,仍有差距。
4 能源管理中心的籌建措施
能源管理中心建設(shè)是一項全面系統(tǒng)的能源管理提升工程,主要包括“三個系統(tǒng)”,即現(xiàn)場控制系統(tǒng)改造、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)和信息管理系統(tǒng)建設(shè)。實(shí)現(xiàn)能源計劃、能源計量管理、能源監(jiān)控、能耗分析、數(shù)據(jù)報送、重點(diǎn)設(shè)備能耗管理等功能。
4.1 現(xiàn)場控制系統(tǒng)改造
現(xiàn)場控制系統(tǒng)是能源管理中心建設(shè)的基礎(chǔ)。主要是通過企業(yè)對能源輸送、生產(chǎn)、應(yīng)用控制系統(tǒng)進(jìn)行改造,為能源管理中心的采集、傳輸、調(diào)控提供用能現(xiàn)場數(shù)據(jù)支撐。其中,包括能源輸送控制系統(tǒng)改造、能源生產(chǎn)控制系統(tǒng)改造、關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)現(xiàn)場改造等。
4.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是能源管理中心建設(shè)的保障。企業(yè)各能源介質(zhì)存在于工業(yè)現(xiàn)場的不同環(huán)境中,因性質(zhì)不同,計量設(shè)備的計量方式差異較大。針對不同介質(zhì)和不同計量方式,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,采用不同采集方式建設(shè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
4.2.1配備能源計量器具
對重點(diǎn)用能設(shè)備加裝或改造能源計量器具,實(shí)現(xiàn)用能數(shù)據(jù)的數(shù)字化讀取及傳輸,計量準(zhǔn)確度等級應(yīng)達(dá)到GB 17167-2006的要求。鋼鐵、有色、化工等有國家或省產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)要求的企業(yè),應(yīng)根據(jù)限額標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的統(tǒng)計范圍及計算方法,配備滿足測量要求的能源計量器具。
4.2.2定期檢定計量儀表
編制檢定、校準(zhǔn)計劃,對計量器具進(jìn)行定期檢定、校準(zhǔn)。根據(jù)計量類型不同,分別由質(zhì)監(jiān)部門或自行檢定,確保能源計量器具的準(zhǔn)確性,提高能源管理中心能源供需平衡調(diào)度精度。
4.2.3健全能源計量管理制度
建立完善的計量管理體系,明確崗位工作職責(zé),組織能耗限額管理、能源計量器具檢定等培訓(xùn),提高能源計量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)管理能力,規(guī)范能源計量管理制度。
4.3 信息管理系統(tǒng)建設(shè)
信息管理系統(tǒng)是能源管理中心建設(shè)的核心。通過基礎(chǔ)軟件、控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)硬件、現(xiàn)場視頻監(jiān)控和能源管理中心大廳建設(shè),實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源管理的集中控制。
4.3.1基礎(chǔ)軟件建設(shè)
軟件建設(shè)是能源管理中心數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲的基礎(chǔ),是完成系統(tǒng)監(jiān)控、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理和加工的先決條件。重點(diǎn)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管軟件、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具軟件、備份軟件、遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)軟件、實(shí)時數(shù)據(jù)庫、操作站監(jiān)控軟件、服務(wù)器平臺軟件、服務(wù)器驅(qū)動、WEB客戶端授權(quán)、現(xiàn)場操作站軟件、實(shí)時庫客戶端授權(quán)軟件以及與省節(jié)能信息系統(tǒng)互聯(lián)互通的接口軟件等。
4.3.2控制系統(tǒng)建設(shè)
控制系統(tǒng)是對基礎(chǔ)軟件功能的開發(fā)應(yīng)用,企業(yè)根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)采用不同的控制系統(tǒng)。一是監(jiān)控系統(tǒng)。對采集的不同能源介質(zhì)實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控,呈現(xiàn)實(shí)時調(diào)配的“人機(jī)界面”。二是基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)。進(jìn)行能源計劃管理、能源調(diào)度管理、用能過程管理、能源計量管理、能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、能源指標(biāo)績效管理考核、能源成本結(jié)算等。三是運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)。能源管理中心的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)支撐、軟件系統(tǒng)是同步運(yùn)行的整體,依靠運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)保障整體的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
4.3.3基礎(chǔ)硬件建設(shè)
硬件建設(shè)是構(gòu)筑能源管理中心實(shí)時數(shù)據(jù)采集、交換的平臺,包括工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、一體化以太網(wǎng)交換機(jī)、核心交換機(jī)、匯聚交換機(jī)、光纖線路以及其它建設(shè)安裝材料和設(shè)備等。
4.3.4現(xiàn)場視頻監(jiān)控建設(shè)
視頻監(jiān)控是通過監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)和用能環(huán)節(jié)的現(xiàn)場實(shí)景展示,是保證調(diào)控可靠性的直接反映。主要是在生產(chǎn)、水電油氣(汽)各主要控制點(diǎn)安裝視頻,通過遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)施協(xié)調(diào)調(diào)度,進(jìn)行扁平化的故障監(jiān)測及分析處理等。
4.3.5能源管理中心大廳建設(shè)
能源管理中心大廳是企業(yè)能源調(diào)度指揮中心,是實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度、分析、調(diào)控的核心組成。包括能源管理中心機(jī)房、大屏幕顯示系統(tǒng)、空調(diào)和電源系統(tǒng)、通信和安防系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
5 結(jié)論
企業(yè)能源管理中心的能源平衡調(diào)度過程,是將采集的能源工藝系統(tǒng)數(shù)據(jù)(發(fā)生和消耗量等)傳送能源管理系統(tǒng),經(jīng)系統(tǒng)分析和處理,獲得能源平衡及其預(yù)測模型需要的信息,并將平衡預(yù)測結(jié)果以數(shù)據(jù)和圖示方式展示。調(diào)度可根據(jù)能源平衡預(yù)測結(jié)果發(fā)出調(diào)度指令。企業(yè)能源管理中心系統(tǒng)采用的基礎(chǔ)技術(shù)包括系統(tǒng)集成和應(yīng)用集成技術(shù)、現(xiàn)代計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和實(shí)時數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測技術(shù)等。
目前,企業(yè)能源管理中心技術(shù)的發(fā)展已從單純設(shè)備監(jiān)控轉(zhuǎn)向過程和系統(tǒng)綜合監(jiān)控,并繼續(xù)向管控一體化方向發(fā)展;部分陶瓷企業(yè)著手開展優(yōu)化節(jié)能調(diào)度和綜合平衡方法的研究,在應(yīng)用功能上,成功引入預(yù)測模型和平衡模型等技術(shù)。由于能源利用與環(huán)境保護(hù)的高度關(guān)聯(lián)性,企業(yè)能源管理中心系統(tǒng)將逐步與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)融合,以實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)、協(xié)同管理,這將是未來企業(yè)能源管理中心系統(tǒng)的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 能源中心; 能源管理; 煉化企業(yè); 節(jié)能降耗
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 02. 047
[中圖分類號] F272 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2014)02- 0090- 04
1 前 言
國家“十二五”規(guī)劃提出:堅持把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)。作為能源消耗大戶之一的煉化企業(yè),在深入貫徹節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國策、節(jié)約能源、降低溫室氣體排放強(qiáng)度、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推廣低碳技術(shù)等方面有著不可推卸的責(zé)任。
當(dāng)前,煉化行業(yè)發(fā)展也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇,傳統(tǒng)的粗放型發(fā)展模式已難以為繼,迫切要求行業(yè)企業(yè)積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,利用高新技術(shù)和信息化技術(shù)進(jìn)行改造,提升行業(yè)技術(shù)管理水平,走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低和環(huán)境污染少的新型工業(yè)化道路。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對信息化管理與過程控制的需求與日俱增,研究開發(fā)煉化企業(yè)能源管控系統(tǒng),建立企業(yè)能源中心,在一個工作平臺上實(shí)現(xiàn)高度集成的信息管理和過程自動化控制,快速構(gòu)建一個職能集中、集中監(jiān)控、流程簡化、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的能源管控機(jī)制,滿足工藝過程節(jié)能減排管控需求,實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排目標(biāo),提升工業(yè)企業(yè)市場競爭力,已成為煉化企業(yè)共同追求的目標(biāo)。
2 能源中心體系建設(shè)
能源中心不僅是一個信息系統(tǒng),更是一個以自動化和信息化系統(tǒng)為載體的綜合管理平臺,是企業(yè)能源生產(chǎn)、運(yùn)行、管理的中心,代表公司對企業(yè)的能源活動行使綜合管理的職能[1]。因此能源中心不僅是要建立一套能源管理系統(tǒng),還要進(jìn)行配套的管理模式和運(yùn)行機(jī)制等保障體系的建設(shè),建立企業(yè)能源管理中心的理念和定位,把信息系統(tǒng)的建設(shè)和管理體制建設(shè)有機(jī)地結(jié)合起來,做到同步規(guī)劃、同步建成并實(shí)現(xiàn)良性互動,以提高企業(yè)能源系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行管理的效率,使能源管理中心發(fā)揮出最佳效果(如圖1)。
2.1 能源管理系統(tǒng)功能架構(gòu)
針對煉化企業(yè)能源管理業(yè)務(wù)上存在的問題,結(jié)合國際上能源管理系統(tǒng)最佳應(yīng)用實(shí)踐,通過建立一個管控一體化的能源中心管理系統(tǒng),解決煉化企業(yè)在能源數(shù)據(jù)采集、能源調(diào)度監(jiān)控、能源管理業(yè)務(wù)和能源預(yù)測優(yōu)化等方面的問題,實(shí)現(xiàn)對企業(yè)能源生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)的集中管理和動態(tài)監(jiān)控。具體功能架構(gòu)如圖2所示。
其中能源數(shù)據(jù)采集管理模塊主要采集能源管理業(yè)務(wù)所需的能源產(chǎn)耗數(shù)據(jù)和能源設(shè)備運(yùn)行參數(shù),并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理,是能源數(shù)據(jù)進(jìn)一步利用的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)來源主要有3個:直接采集、從其他系統(tǒng)抽取、手動錄入;采集到的數(shù)據(jù)會在業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行深入的加工和應(yīng)用,對能源預(yù)測、能源計劃、能源調(diào)度、能源實(shí)績、用能過程監(jiān)視、質(zhì)量環(huán)保、公用工程優(yōu)化、工藝優(yōu)化以及資料管理等業(yè)務(wù)進(jìn)行支持;用戶可以通過訪問能源統(tǒng)計分析模塊,對各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和分析。能源中心系統(tǒng)各子模塊具體功能如表1所示。
2.2 能源中心保障體系建設(shè)
能源管理系統(tǒng)是一套管控一體化的信息系統(tǒng),是能源中心行使能源管控職能的載體。能源管理系統(tǒng)的實(shí)施必將帶來企業(yè)能源管理業(yè)務(wù)的變革,必須要建立與能源管理系統(tǒng)相匹配的能源中心組織機(jī)構(gòu)、能源管理體系和能源管理業(yè)務(wù)流程,以保障能源管理系統(tǒng)的實(shí)施效果,實(shí)現(xiàn)對企業(yè)能源管理業(yè)務(wù)的有效支撐。
(1) 能源中心組織機(jī)構(gòu)設(shè)計。為明確企業(yè)能源中心的管理職責(zé),確立能源管理在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的地位,以保障能源管理的效果,需要成立能源管理委員會,下設(shè)能源管理辦公室、專家組和具體的能源業(yè)務(wù)管理崗位,組織架構(gòu)如圖3所示。
能源管理委員會下屬的各職能部門和業(yè)務(wù)崗位的組成和職責(zé)如表2所示。
(2) 能源中心管理體系設(shè)計。能源管理體系是從能源管理的全過程出發(fā),通過建立一套完整有效的能源管理的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,實(shí)現(xiàn)降低能源消耗、提高能源利用效率的能源管理目標(biāo),為更好地進(jìn)行能源業(yè)務(wù)的管理提供保障。具體內(nèi)容如表3所示。
(3) 能源中心業(yè)務(wù)流程設(shè)計。能源管理業(yè)務(wù)流程涉及能源預(yù)測流程、能源計劃管理流程、能源調(diào)度業(yè)務(wù)流程、能源統(tǒng)計分析流程、考核管理流程等多個業(yè)務(wù)流程,各業(yè)務(wù)流程又涉及到生產(chǎn)、計劃、統(tǒng)計等相關(guān)部門,業(yè)務(wù)流程較為復(fù)雜。對煉化企業(yè)現(xiàn)有的能源管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理,結(jié)合能源中心組織機(jī)構(gòu)設(shè)計,制定標(biāo)準(zhǔn)化的能源管理業(yè)務(wù)流程,為整個能源管理業(yè)務(wù)合理、高效的實(shí)現(xiàn)提供保障。下面以能源計劃管理流程為例,描述能源管理委員會下設(shè)各個部門及崗位在能源計劃管理流程中承擔(dān)的職能。
能源計劃管理流程如圖4所示,主要參與部門是能源管理委員會下設(shè)的能源管理辦公室、能源計劃崗和能源調(diào)度崗等。其中由能源計劃崗發(fā)起能源計劃編制流程,并根據(jù)生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)、檢修計劃數(shù)據(jù)、能源預(yù)測數(shù)據(jù)等制訂能源供需計劃,由能源管理辦公室進(jìn)行審核,審核未通過,重新收集數(shù)據(jù)進(jìn)行計劃編制,審核通過后由能源計劃崗下發(fā),能源調(diào)度崗執(zhí)行。該流程涉及計劃的編制、審核、下達(dá)和追蹤反饋,流程清晰,步驟嚴(yán)謹(jǐn),在保證計劃質(zhì)量的前提下,提高了計劃管理業(yè)務(wù)的效率。
3 能源中心在煉化企業(yè)的應(yīng)用
通過建立能源中心,對能源消耗進(jìn)行監(jiān)控、分析和診斷,是當(dāng)今國際大型石油公司實(shí)施能源管理和能效改進(jìn)的重要手段,大多數(shù)石油公司都在建設(shè)能源中心方面做出了較為有效的嘗試,并取得了顯著的節(jié)能效果。
BP公司自2003年3月起,逐步在所有4家煉化企業(yè)全面應(yīng)用了Montage系統(tǒng),并與專家咨詢團(tuán)隊共同確定節(jié)能目標(biāo)和具體措施,實(shí)現(xiàn)了能源成本的顯著下降;Shell公司主要利用其殼牌全球解決方案開展節(jié)能監(jiān)測和能效改進(jìn)工作,在全球29家煉廠及石化企業(yè)實(shí)現(xiàn)了能耗降低2%~7%[2];??松梨诨瘜W(xué)公司自2000年啟動全球能源管理系統(tǒng)(GEMS),使得??松梨诘难b置做到了能夠識別和捕捉提高能效、實(shí)現(xiàn)節(jié)約的各種機(jī)會,使公司煉油廠和化工廠的能效提高了15%~20%[3]。
鎮(zhèn)海煉化通過建設(shè)能源平衡與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng),企業(yè)瓦斯放火炬時間減少到15小時/年,基本實(shí)現(xiàn)正常工況瓦斯零排放。此外,中石化茂名分公司、中石化廣州分公司、中石化洛陽分公司、中國石油克拉瑪依石化分公司、中國石油錦州石化分公司、中石油蘭州石化分公司等,都在能源管理和能源優(yōu)化方面做了一些有效的嘗試,提高了能源的利用水平,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)能源成本的顯著下降。
4 結(jié) 語
能源中心在煉化企業(yè)應(yīng)用所帶來的能源的節(jié)約、環(huán)境的保護(hù)等巨大效能已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所認(rèn)知和重視。在節(jié)能減排的大形勢下,對于煉化企業(yè)這類能源消耗大戶,通過建立一個能源中心,實(shí)現(xiàn)對能源的精細(xì)化管理,是煉化企業(yè)節(jié)能降耗、降低成本、提高產(chǎn)品競爭力,最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個必經(jīng)之路。
主要參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】化企業(yè);基礎(chǔ)能源管理;業(yè)務(wù)流程;作用
1.前言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速持續(xù)增長,能源短缺和利用效率偏低等問題已對經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重制約。作為能源消耗大戶的石油石化行業(yè),其能源需求量隨生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大日益增加,能源成本在企業(yè)操作成本中的比例較大。因此,如何采取更加有效的措施和手段,降低企業(yè)能耗和經(jīng)營成本、提高企業(yè)綜合競爭力,已成為國內(nèi)外石油石化企業(yè)關(guān)注的主要問題之一。
面對當(dāng)前形勢,國家大力推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合,鼓勵發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)施節(jié)能減排。集中體現(xiàn)了我國在節(jié)約能源,提高能源利用率方面的重要舉措。針對石化行業(yè),逐步實(shí)現(xiàn)能源信息化管理,是落實(shí)國家節(jié)能減排目標(biāo),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要措施,也是企業(yè)管理增效、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
2.石化企業(yè)能源管理現(xiàn)狀及用能特點(diǎn)分析
煉化企業(yè)對能源的依賴度很高,其生產(chǎn)過程中對燃料、電力、蒸汽和水等能源介質(zhì)的需求很大,而每種能源介質(zhì)的平衡變化均將影響甚至制約其他能源介質(zhì)的生產(chǎn)與使用[1]。節(jié)能降耗一直是企業(yè)發(fā)展面臨的重大問題,除了依靠節(jié)能技術(shù)降低能耗外,向能源管理要效益同樣是企業(yè)努力的方向。
近年來,石化企業(yè)在能源管理方面持續(xù)地開展了大量卓有成效的工作[2],但由于裝置結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平,尤其在當(dāng)前企業(yè)管理模式下,能源計劃、能源調(diào)度等采取多頭分散管控的方式,缺乏集中統(tǒng)一的管理;物流、能源流、信息流不能有效結(jié)合。相比國外先進(jìn)企業(yè)的管理方式,國內(nèi)石化企業(yè)在能源管理方面存在著較多不足之處。
石化企業(yè)的生產(chǎn)過程有其自身特點(diǎn),生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、工序關(guān)聯(lián)性大、整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高。因此,石化企業(yè)用能過程有以下幾個方面[3]的特點(diǎn):
(1)生產(chǎn)能耗較高,占加工成本比例大
石化企業(yè)作為能量密集型高耗能產(chǎn)業(yè),是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,其能耗占我國工業(yè)總能耗的一半以上。以煉油過程為例,綜合能源消耗量占原油加工量的8%~10%,折合煉油綜合能耗約65千克標(biāo)油/噸。
(2)生產(chǎn)換熱過程多,能量系統(tǒng)復(fù)雜
煉油化工能量系統(tǒng)是煉化生產(chǎn)過程中與能量的轉(zhuǎn)換、利用、回收等環(huán)節(jié)有關(guān)的設(shè)備所組成的系統(tǒng),包括熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)及蒸汽、動力、冷卻、冷凍等公用工程子系統(tǒng)。石化工業(yè)加工過程中,冷、熱物流(過程物流、公用工程物流等)之間的換熱過程經(jīng)常發(fā)生。如煉油過程主要是通過物理的辦法,按照各油品沸點(diǎn)的差別進(jìn)行分離,完成加工過程。物料之間換熱頻繁,相互之間構(gòu)成了龐大的換熱網(wǎng)絡(luò)。
(3)能源管理涉及部門多,業(yè)務(wù)流程繁雜
從能源的進(jìn)廠、分配、消耗到能源的計量、監(jiān)控、考核,能源管理涉及到的企業(yè)部門眾多,管理業(yè)務(wù)流程復(fù)雜,大量的能源數(shù)據(jù)需要在各業(yè)務(wù)部門之間傳輸,數(shù)據(jù)分散程度大,集中化管理存在較多困難。
3.基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)方案架構(gòu)設(shè)計
3.1 業(yè)務(wù)流程梳理
針對石化企業(yè)能源數(shù)據(jù)量多,管理難度大的問題,在借鑒國外企業(yè)先進(jìn)能源信息化管理方式的基礎(chǔ)上,對能源管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了重新梳理。石化企業(yè)基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)從計劃、調(diào)度、操作運(yùn)行到統(tǒng)計、考核整個業(yè)務(wù)流的全方位閉環(huán)管理,做到“事前有預(yù)測、事中有監(jiān)督、事后有考核”。
基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程[4]如下圖所示:能源計劃崗發(fā)起能源預(yù)測需求,通過對企業(yè)已發(fā)生的能源產(chǎn)耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件,對能源生產(chǎn)和消耗情況進(jìn)行預(yù)測。能源計劃人員根據(jù)能源預(yù)測結(jié)果和其他信息制定能源供需計劃。能源調(diào)度崗對能源供需計劃進(jìn)行執(zhí)行,形成能源調(diào)度計劃數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過審核后由能源統(tǒng)計崗接收,進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工分析,形成能源結(jié)算、供需、平衡、成本消耗等各種能源報表。能源考核崗對通過審批的能源統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,計算各種KPI考核指標(biāo)分?jǐn)?shù),對已發(fā)生的用能行為進(jìn)行考評,并將考核結(jié)果反饋至能源計劃崗,為能源預(yù)測和能源計劃的制定提供參考依據(jù)。
圖1 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程
圖2 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能模塊圖
基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)下屬各主要業(yè)務(wù)流程介紹如表1所示。
3.2 系統(tǒng)方案架構(gòu)
結(jié)合石化企業(yè)生產(chǎn)耗能特點(diǎn),從滿足業(yè)務(wù)需求角度出發(fā),基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以劃分為一下幾個功能模塊:能源預(yù)測、能源計劃管理、能源調(diào)度管理、用能過程監(jiān)視、能源實(shí)績管理、能源設(shè)備管理、能源統(tǒng)計分析、質(zhì)量環(huán)保管理、能源考核管理等,以滿足企業(yè)對能源的系統(tǒng)管理與充分利用?;A(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能模塊圖如圖2所示
基礎(chǔ)能源管理各子模塊基本功能包括:
(1)能源預(yù)測(在線預(yù)測決策、能耗預(yù)測分析、用能負(fù)荷預(yù)測等);
(2)能源計劃管理(能源計劃編制、跟蹤等);
(3)能源調(diào)度管理(能源計劃調(diào)度、實(shí)時調(diào)度、調(diào)度報表管理等);
(4)用能過程監(jiān)視(能源數(shù)據(jù)監(jiān)視、異常數(shù)據(jù)報警等);
(5)能源實(shí)績管理(實(shí)績分析、歸檔、查詢、對標(biāo)分析等);
(6)能源設(shè)備管理(能源設(shè)備監(jiān)視、管理等);
(7)能源統(tǒng)計分析(統(tǒng)計報表管理、統(tǒng)計分析等);
(8)質(zhì)量環(huán)保管理(質(zhì)量監(jiān)測計劃制定、質(zhì)量數(shù)據(jù)管理、污染物排放監(jiān)測等);
(9)能源考核管理(KPI考核、信息)。
以上各功能模塊共同組成了基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)?,F(xiàn)代煉化企業(yè)通過對MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)等信息化系統(tǒng)的建設(shè),形成了企業(yè)信息化總體架構(gòu)。其中,基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)與能源優(yōu)化等其他子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作,共同構(gòu)成了能源管理中心,成為企業(yè)信息化整體解決方案的有機(jī)組成部分。
3.3 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)在石化企業(yè)的作用
基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)通過對用能設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線集中監(jiān)控,在實(shí)時能源信息的基礎(chǔ)上,做到對能源的科學(xué)管理與調(diào)配,合理使用企業(yè)能源。在全廠能源介質(zhì)平衡基礎(chǔ)上,搞好各種能源介質(zhì)的綜合利用,進(jìn)而優(yōu)化企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)一些石化企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn),在能源信息化管理方面做出了較為有效的嘗試。例如,中石化鎮(zhèn)海煉化公司進(jìn)行了企業(yè)能源平衡與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè),實(shí)現(xiàn)了企業(yè)對主要能源介質(zhì)的實(shí)時監(jiān)控和綜合管理,為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益,提高了能源管控水平,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的系統(tǒng)性節(jié)能。
基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)作為企業(yè)能源管理的重要工具,對能源設(shè)施和能源系統(tǒng)實(shí)行集中化管理,為石化企業(yè)生產(chǎn)管理帶來了顯著作用[5-6]。
(1)減少能源系統(tǒng)運(yùn)行成本,提高勞動生產(chǎn)率
基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)的建設(shè),對能源系統(tǒng)管理模式的完善將發(fā)揮重要作用。其基本目標(biāo)之一是可以實(shí)現(xiàn)簡化能源運(yùn)行管理,減少日常管理的人力投入,節(jié)約人力資源成本,提高勞動生產(chǎn)率。
(2)加快系統(tǒng)的故障處理,保障企業(yè)安全用能
能源管理系統(tǒng)能迅速從全局的角度了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、故障的影響程度,及時采取系統(tǒng)的措施,限制故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,并有效恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中能源調(diào)度、用能過程監(jiān)控等系統(tǒng)功能保證了企業(yè)生產(chǎn)用能更安全、更可靠和更經(jīng)濟(jì)。
(3)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境
能耗需求的科學(xué)預(yù)測和能源計劃的合理制定,為企業(yè)能源供需平衡提供保障,實(shí)現(xiàn)煉廠對各種能源介質(zhì)的充分利用,減少能源的不合理散放,提高企業(yè)用能水平。同時,能源管理系統(tǒng)能對企業(yè)“三廢”的產(chǎn)生和排放過程進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格管理,為生產(chǎn)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮重要作用。
4.結(jié)束語
作為現(xiàn)代化企業(yè)管理水平高低的標(biāo)志之一,構(gòu)建能源管理的信息化系統(tǒng)正越來越受到企業(yè)決策者的重視。而基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)作為企業(yè)能源管理的得力工具,對企業(yè)能源管理發(fā)揮著巨大作用。相信通過對基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能的不斷完善,進(jìn)一步提高石化企業(yè)能源管理的綜合水平,加快企業(yè)信息化建設(shè)的步伐,為“兩化”融合添磚加瓦,多做貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號:F273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0082-01
1 進(jìn)一步明確企業(yè)能源管理體系建設(shè)的意義
建立企業(yè)能源管理體系有利于推進(jìn)國家能源方面法律法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)和其他要求的實(shí)施,同時能夠有效地將企業(yè)現(xiàn)有的能源管理制度與能源有關(guān)的法律法規(guī)、能源節(jié)約和鼓勵政策、能源標(biāo)準(zhǔn),如能效標(biāo)準(zhǔn)、能耗限額標(biāo)準(zhǔn)、計量和監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)等,以及其他的能源管理要求有機(jī)結(jié)合,形成規(guī)范合理的一體化推進(jìn)體系,使組織能夠科學(xué)的強(qiáng)化能源管理,降低能源消耗和提高能源利用效率,促進(jìn)組織節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過能源管理體系的建設(shè)和運(yùn)行,在提高職工節(jié)能意識、規(guī)范能源管理、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用、提高能源利用效率、減少能源浪費(fèi)等方面,用系統(tǒng)的思想來指導(dǎo)和開展工作,而且,高度重視能源的源頭控制,超前謀劃。
2 煙草工業(yè)企業(yè)建立能源管理體系的必要性
能源管理體系作為一種先進(jìn)的節(jié)能管理模式,早已引起了國家有關(guān)部門及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的關(guān)注和重視,國家標(biāo)準(zhǔn)已頒布實(shí)施。因此,我省煙草系統(tǒng)要加快推進(jìn)企業(yè)能源管理體系建設(shè),有利于更好地貫徹國家標(biāo)準(zhǔn),有利于推動節(jié)能技改項目的實(shí)施。
2.1企業(yè)內(nèi)、外部環(huán)境對建立能源管理體系的需求目前,我國煙草企業(yè)能耗問題嚴(yán)重,國家、行業(yè)、公司對能耗的要求也越來越上升到工作日程中,全面推行能源管理體系,是煙草工業(yè)企業(yè)節(jié)能工作走向科學(xué)、系統(tǒng)、全面、持續(xù)的重要途徑。目前,能源管理體系建設(shè)還面臨著相當(dāng)大的難題。一個重要原因就是煙草行業(yè)能源體系粗放管理模式導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)各生產(chǎn)單位為完成生產(chǎn)計劃而忽視產(chǎn)品單耗這一現(xiàn)象現(xiàn)象的長期存在。這主要是因為大多數(shù)煙草企業(yè)在能源管理方面的制度不夠完善,有些企業(yè)雖然建立能源管理制度,但只在職能和機(jī)構(gòu)上規(guī)定“誰”、“做什么”,而對于“如何做”“、做到什么程度”沒有進(jìn)一步完善。新的形勢下,企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境越來越依賴能源管理體系的建設(shè),因此,誰抓住了這一環(huán)節(jié),誰就會受到更多更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2.2把實(shí)施能源管理體系與工作實(shí)際相結(jié)合就開展能源管理體系建設(shè)項目,推動能源管理體系建設(shè)項目,開展企業(yè)能源消費(fèi)全過程的科學(xué)管理,對于促節(jié)能、降成本、增效益意義重大。要提高認(rèn)識,明確目標(biāo),加強(qiáng)協(xié)作,確保能源管理體系建設(shè)順利推進(jìn)。要以“煙草行業(yè)十三五節(jié)能減排綱要”的要求作為指導(dǎo),按照“統(tǒng)一策劃、明確主體、分步實(shí)施”為原則,有步驟、分階段推進(jìn)各單位的能源管理體系建設(shè)工作。為此,各企業(yè)要加強(qiáng)這方面的工作,健全機(jī)構(gòu),保障運(yùn)行。要建立健全組織機(jī)構(gòu),自上而下有序有效開展工作。同時要強(qiáng)化培訓(xùn),營造氛圍。要廣泛宣傳能源管理體系建設(shè)的意義和作用,強(qiáng)化員工對節(jié)能減排工作和能源管理體系建設(shè)重要性認(rèn)識。
2.3努力提升能源體系管理水平能源管理是卷煙工業(yè)企業(yè)戰(zhàn)略管理的重要組成部分。扎實(shí)開展能源管理工作,是企業(yè)爭先創(chuàng)優(yōu)、打造標(biāo)桿企業(yè)及爭創(chuàng)優(yōu)秀卷煙工廠的必要保障。應(yīng)圍繞企業(yè)的工作方針目標(biāo),結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況,扎實(shí)開展能源管理,需要更加注重提高能源管理體系建設(shè)水平及體系架構(gòu)的完整性、能源管理方法的系統(tǒng)性及科學(xué)性、能源信息系統(tǒng)建設(shè)的全面覆蓋率及數(shù)據(jù)分析的即時性及準(zhǔn)確性、設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的合理性、節(jié)能降耗關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確把握及嚴(yán)格監(jiān)控、能源計量考核監(jiān)督,以充分發(fā)揮好管理、技術(shù)、人才的關(guān)鍵作用,不斷提升企業(yè)的管理水平。
3 企業(yè)能源管理體系建設(shè)中的幾個重要環(huán)節(jié)
企業(yè)各部門要提高認(rèn)識,切實(shí)履行職責(zé),加強(qiáng)對能源管理體系建設(shè)工作的領(lǐng)導(dǎo),精心組織實(shí)施能源管理體系建設(shè)工作,加強(qiáng)調(diào)度,及時掌握工作進(jìn)展情況,做好信息收集和工作,強(qiáng)化督促檢查,落實(shí)好各個環(huán)節(jié)的工作,確保企業(yè)能源管理體系建設(shè)工作取得實(shí)效,為促進(jìn)全省節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。
3.1要有明確的指導(dǎo)思想、工作原則和總體目標(biāo)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以降低能源消耗和提高能源利用效率為目的,通過開展企業(yè)能源管理體系建設(shè),建立持續(xù)改進(jìn)的節(jié)能工作機(jī)制,全面提升企業(yè)節(jié)能管理水平和技術(shù)水平,促進(jìn)全省節(jié)能工作深入開展。堅持企業(yè)主體原則,充分發(fā)揮企業(yè)積極性與創(chuàng)造性,建立起切合企業(yè)實(shí)際的能源管理體系;堅持政府引導(dǎo)原則,通過政策激勵、創(chuàng)造氛圍、搭建平臺等措施,營造開展企業(yè)能源管理體系建設(shè)的內(nèi)外環(huán)境;堅持持續(xù)創(chuàng)新原則,在推進(jìn)企業(yè)能源管理體系建設(shè)過程中,不斷創(chuàng)新工作機(jī)制和工作方法;堅持循序漸進(jìn)原則,采用示范帶動、逐步推進(jìn)的辦法,扎實(shí)開展企業(yè)能源管理體系建設(shè)。建立完善的能源管理體系。要有明確的總體目標(biāo),要細(xì)化階段性任務(wù),通過能源管理體系建設(shè),使企業(yè)節(jié)能管理水平有較大改善,節(jié)能技術(shù)水平有較大提高,能源消耗水平有較大降低。
企業(yè)財務(wù)管理 企業(yè)文化 企業(yè)研究 企業(yè)品牌 企業(yè)工作意見 企業(yè)建設(shè) 企業(yè)資信管理 企業(yè)管理 企業(yè)營銷 企業(yè)管理制度 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀