典型钢铁企业能源管控系统

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1、2008年07月01日2008年07月01日典型钢铁企业能源管控系统典型钢铁企业能源管控系统典型钢铁企业能源管控系统典型钢铁企业能源管控系统 技术研究及工程应用技术研究及工程应用技术研究及工程应用技术研究及工程应用湘潭钢铁集团有限公司湘潭钢铁集团有限公司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/第一部分：第一部分：项目的意义与总体目标项目的意义与总体目标第二部分：项目主要内容第三部分：关键技术研究第四部分：项目预期达到的经济技术指标第二部分：项目主要内容第三部分：关键技术研究第四部分：项目预期达到的经济技术指标交流提纲交流提纲湘 潭 钢 铁 集 团

2、 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/ 国家中长期科学和技术发展规划纲要指出能源领域是我国科技发展的重点领域，其中的优先主题之一是工业节能，而冶金节能技术与装备又是工业节能的重要方面。我国钢铁企业的吨钢能耗远高于世界先进水平，我国重点钢铁企业的吨钢能耗比国外先进水平高出10%，传统的能源管理模式显然已经不能适应钢铁生产大型化、高速化和激烈市场竞争的需要，也必然不能符合国家长期发展规划的要求。以以EMS(能源管理系统能源管理系统)为支撑的现代化能源管理是中国钢铁企业的必然之路为支撑的现代化能源管理是中国钢铁企业的必然之路。项目意义项目意义湘 潭 钢 铁 集 团 有 限

3、 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/2007年12月，国家批准长株潭城市群为“两型社会改革试验区”，两型社会改革试验区”的核心是“两型”，即资源节约型与环境友好型。长株潭地区内企业的节能工作是建设“两型社会”的重要组成部分。作为长株潭地区乃至整个湖南省的支柱企业之一，湘钢也是长株潭地区和湖南省的耗能大户，以EMS为支撑，建立现代化的能源管理体系，做好节能、减排工作既是湘钢自身发展的需要，同时也是湘钢所肩负的社会责任，对建设长株潭“两型社会”意义重大。项目意义项目意义湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/能源管理系统建设的总

4、体目标：能源管理系统建设的总体目标：依据现代化能源管理思想，探索建立符合湘钢长期发展战略需求的 新型能源管理模式；按照总体规划、分步实施、统筹兼顾、重点突破、 效益驱动的原则，对公司现有的能源基础设施实施系统升级和技术改造， 提升企业能源系统的技术装备水平；建设集过程监控、能源调度指挥、 能源平衡决策等管控功能一体化的新型能源管理体系，实现能源的四级 能耗指标管理；与公司生产经营有效结合，达到节能降耗，降低成本， 提高产品竞争力，保护资源和环境，发展湘钢循环经济的目标，最终实 现公司的可持续发展。（1）建立现代化能源管理模式 （2）改造提高能源系统的技术装备水平 （3）建立安全、稳定、经济、高

5、效的能源管理系统 （4）建立能源系统对生产工艺系统的有效支撑项目总体目标项目总体目标湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/湘钢能源管理系统是一个集过程监控、能源调度、能源管理为一体的、 以计算机技术为基础的管控一体化系统，将对公司电力、焦炉煤气、高 炉煤气、转炉煤气、混合煤气、压缩空气以及氧气、氮气、氩气、蒸汽、 冷风、净环水、浊环水、软水、源水等主要能源介质的生产、输配、耗 用等各个环节，进行监控、平衡调度和管理。湘钢能源管理系统的实施，将汲取国内外能源管理的先进经验，从全 公司能源管理系统的角度，通过先进的信息化系统，对能源的计划、生 产、

6、实绩、输配、调度、分析、业务流程以及人力资源利用等各方面， 进行全方位的管理和运行支持，以最少的人力、最先进的手段、最有效 的体制、最完整的信息支撑，全面提高公司的能源管理水平。项目总体目标项目总体目标湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/第一部分：项目的意义与总体目标第一部分：项目的意义与总体目标第二部分：第二部分：项目主要内容项目主要内容第三部分：关键技术研究第四部分：项目预期达到的经济技术指标第三部分：关键技术研究第四部分：项目预期达到的经济技术指标交流提纲交流提纲湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公

7、司http:/能源管控一体化项目建设的主要内容能源管控一体化项目建设的主要内容1、企业能源管理的咨询；、企业能源管理的咨询；2、基于作业长制的企业能源管理新模式的设计及实施；、基于作业长制的企业能源管理新模式的设计及实施；3、能源管理信息系统的建设；、能源管理信息系统的建设；4、企业能源生产调度信息系统的实施；、企业能源生产调度信息系统的实施；5、企业能源现场装备的改造。、企业能源现场装备的改造。项目主要内容项目主要内容湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/能源管控系统网络结构能源管控系统网络结构湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢

8、 铁 集 团 有 限 公 司http:/能源系统特点-（设计要点1）能源系统特点-（设计要点1）能源在钢厂生产管理中的地位十分重要。生 产过程需要的能源介质有电力、水、副产煤气、 蒸汽、氧、氮、氩等。能源介质管网将遍布全厂 ，线路长，输配要求高，确保连续、安全和经济 的供应，是EMS的重要任务之一。能源的动态平 衡和连续性特点就要求EMS能在设备监控、实时 调节、信息收集、故障分析和处理、运行调度手 段、能源计划安排、实绩分析、平衡预测等各方 面有系统的考虑和优化的设计。 确保在任何情况 下能源系统的安全、稳定、经济。湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司

9、http:/应用功能应用功能烧 结洗精煤动力煤外销热损失钢厂能源系统典型流程图重油铁水炉内反应热焦炭热损失TRT洗精煤喷吹煤热损失锅炉钢坯氧 电外送电网鼓风合成LDG氧氮氩 钢管 锅炉进蒸 汽管网进蒸汽管网锅炉COGBFG水道蒸汽LDG电力余 热电炉 连铸 条钢 热轧 冷轧 钢管 CDQ蒸汽 管网炼焦低压 锅炉外 购 电转 炉高炉电厂2. 分析透彻能源系统介质流程2. 分析透彻能源系统介质流程湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/3、能源管理系统工艺信息流程、能源管理系统工艺信息流程湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团

10、有 限 公 司http:/4、规划完备的数据采集网络4、规划完备的数据采集网络湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/第一部分：项目的意义与总体目标第二部分：项目主要内容第一部分：项目的意义与总体目标第二部分：项目主要内容第三部分：第三部分：关键技术研究关键技术研究第四部分：项目预期达到的经济技术指标第四部分：项目预期达到的经济技术指标交流提纲交流提纲湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/一、能源实时平衡系统研究与开发一、能源实时平衡系统研究与开发湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢

11、铁 集 团 有 限 公 司http:/1、制订平衡调度规则、制订平衡调度规则(1)、 钢厂的负荷类型分析（按不同介质类型）(1)、 钢厂的负荷类型分析（按不同介质类型）(2)、 用能的平衡原则制订（按对生产、安全和经济性）(2)、 用能的平衡原则制订（按对生产、安全和经济性）(3)、 异常情况下的能源调度方案的制订(3)、 异常情况下的能源调度方案的制订(4)、 紧急减负荷策略(4)、 紧急减负荷策略湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/等效稳定负荷等效发生源等效发生源 P可调节负荷等效冲击负荷转换负荷2、建立调度平衡模型、建立调度平衡模型湘

12、潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/全面分析钢厂的用能设备的性质:全面分析钢厂的用能设备的性质:能源固定型设备： 能源产耗只与生产能力有关,品种不可调整能源固定型设备： 能源产耗只与生产能力有关,品种不可调整能源可变型设备： 完成规定生产任务,可灵活使用能源介质能源可变型设备： 完成规定生产任务,可灵活使用能源介质能源转换型设备： 产能、耗能及品种都可以变化能源转换型设备： 产能、耗能及品种都可以变化能源存储型设备： 不产生或消耗能源,但可作为缓冲容器使用能源存储型设备： 不产生或消耗能源,但可作为缓冲容器使用(1). 建立能源系统平衡模型要点(

13、1). 建立能源系统平衡模型要点湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/(2). 调度的最小时间粒度的制定(2). 调度的最小时间粒度的制定最小时间粒度是调度能够作出正确反应最小时间间隔，小于这个时间间隔的过细粒度在实际中是没有意义的。最小时间粒度是调度能够作出正确反应最小时间间隔，小于这个时间间隔的过细粒度在实际中是没有意义的。时间粒度的制定要综合考虑企业中设备的能源调整能力，过细的时间粒度往往导致设备能源的频繁调整，引起设备的损坏，而过粗的时间粒度由于输出能源调度决策的时间间隔较长，往往导致能源的放散浪费。时间粒度的制定要综合考虑企业中设备的

14、能源调整能力，过细的时间粒度往往导致设备能源的频繁调整，引起设备的损坏，而过粗的时间粒度由于输出能源调度决策的时间间隔较长，往往导致能源的放散浪费。湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/(3).能源平衡与优化调度问题建模(3).能源平衡与优化调度问题建模- 可变性生产设备- 可变性生产设备1122()()( ()ssssssc x tc x tg U t+=L1122( )( )( )lllllkc x tc x ty t+=L根据不同类型设备建立模型方程:根据不同类型设备建立模型方程:- 能源转换型设备- 能源转换型设备( )( )( )(

15、)0pIicIisIibIiEtEtEtEt+=- 建立稳态型设备平衡方程- 建立稳态型设备平衡方程1()( ) ( )( )( )( )( )JiJipJicJisJibJiwJiJV tV tEtEtEtEtEtK T+=+- 可变型设备平衡方程- 可变型设备平衡方程11max( )( )( )iNNkskskibkbkimkmkmki tkJEtEtVt=+ - - 目标函数目标函数湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司湘 潭 钢 铁 集 团 有 限 公 司http:/(4).优化模型相关系数的获取(4).优化模型相关系数的获取这是建立优化模型的基础,需要通过建模过程解决:这是建立优化模型的基础,需要通过建模过程解决:- 根据生产设备特征，获知设备的数学模型特征根据生产设备特征，获知设备的数学模型特征- 可根据钢厂实际设备运行数据采用分析、规划、可根据钢厂实际设备运行数据采用分析、规划、挖掘、回归等方法对特征方程进行拟合挖掘、回归等方法对特征方程进行拟合- 建立钢厂生产设备模型库- 建立