氯碱企业能源管理系统运行总结

2017-11-01马春令张遵

氯碱工业 2017年8期

关键词：神马标准煤氯碱

马春令，张遵

(河南神马氯碱发展有限责任公司，河南平顶山 467200)

【节能与降耗】

氯碱企业能源管理系统运行总结

马春令*，张遵

(河南神马氯碱发展有限责任公司，河南平顶山 467200)

能源管理系统；节能改造；运行；经济效益

介绍了河南神马氯碱发展有限责任公司能源管理系统项目的建设及运行效果。

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们充分认识到了环境对人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。针对高耗能行业来说，建立管控一体化的能源管理系统，采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业能源系统的生产、输配和消耗环节实施集中监控和数字化管理，改进和优化能源平衡，可实现系统性节能降耗。在国家层面上，财政部、工业和信息化部在工业领域开展能源管理系统建设示范工作，中央财政安排资金对示范项目给予适当支持。河南神马氯碱发展有限责任公司(以下简称“神马氯碱发展”)能源管理系统项目入列国家2013年工业企业能源管理中心建设示范项目，成为当年入列的上百家企业中唯一的氯碱企业。

1 企业能源消费现状

1.1企业基本情况

神马氯碱发展是河南省大型氯碱化工生产企业，主要产品有30万t/a烧碱、30万t/a聚氯乙烯树脂、液氯及其他氯产品。全厂的生产工艺流程如图1所示。

1.2用能概况

企业的能源消费种类包括电力、蒸汽和自来水。电力来源有两条线路，供电电压均为110 kV，经2台63 000 kV·A变压后一路为35 kV再经23 600 kV·A整流变压器变为270～340 V供离子膜电解槽使用，另外一路变为10 kV，供高压设备直接使用或通过1 600 kV·A变压器转化为400 V供各生产设备和办公生活等部门使用。蒸汽由外蒸汽管网供给，经过蒸汽站计量后供到各个生产部门，分别供烧碱厂的卤水预热、氯氢厂的气体干燥、聚氯乙烯树脂汽提干燥。自来水由市政管网供给。

企业用能系统如图2所示。

1.3主要用能设备

据统计，神马氯碱发展主要设备有3 000多套，主要耗能设备约有570套，包括复极式离子膜电解槽、聚合釜、氯化氢合成炉、氯气压缩机、氢气压缩机、干燥床、冷冻机、包装机、压滤机、破碎机、换热器等主要耗能设备，作为高耗能化工企业，能源消耗占公司成本的70%左右。

图1产品生产工艺流程图

Fig.1Processflowdiagramofproductproduction

图2用能系统图

Fig.2Chartofenergyconsumptionsystem

2 能源管理系统概况

该项目建设内容包括：管控一体化生产能源调度管理平台，能源管理现场工业网络系统，现场采集控制系统改造，视频监控系统，能源管理系统基础平台等。

本项目依托神马氯碱发展现有离子膜法烧碱和聚氯乙烯树脂的生产系统，利用现代化通信、计算机和自动控制技术对企业的电、蒸汽等能源以及压缩空气、氮气、循环水等能源介质进行监测，对企业内部能源状况和各生产工艺进行监控，以实现对企业内部能源利用状况、生产情况等进行全方位、全过程的监控，平衡匹配全厂各环节的用能量，使能源系统高度统一和协调。主要建设内容包括以下几个方面。

(1)管控一体化生产能源调度管理平台。构建能源管理系统的计算、存储和应用平台，实现能源管理的能源数据采集、能源实时监测、能源统计报表、能源数据分析等功能。

(2)能源管理现场工业网络系统。采用工业以太网技术，构建厂区的能源监控数据、信息的传输平台。

(3)现场采集控制系统改造。对电力系统、动力系统、水系统、主工艺单元、计量设备进行改造，以满足能源监测点和控制系统的数据采集和控制。

(4)视频监控系统。加强对重点用能设备、生产工段的视频监控，在能源管理系统实现对能源监控点的视频图像浏览和远程控制。

(5)重要用能工段和设备改造。通过对烧碱、氯化氢生产过程中的氢气、氯化氢气体回收以及副产蒸汽氯化氢合成炉等节能设备的改造，减少能源的散失。

(6)能源管理系统基础平台。构建能源监控管理、DCS和视频监控的基础环境平台，包括设备运行环境所需要的场地、电源、消防等。

能源管理系统网络结构见图3。

图3能源管理系统结构图

Fig.3Structuraldiagramofenergymanagementsystem

3 运行效果

能源管理系统项目从2014年3月开始做前期准备工作并在11月开工，于2015年底基本竣工并投入运行。故项目建造前的能耗统计时间范围为2013年全厂运行数据，建成后能耗统计为系统运行后2016年全厂运行数据。

3.1项目计算边界

项目边界图如图4所示。

图4 项目边界图

该项目边界为：建设单位完整的生产系统，包括主要生产系统、辅助生产系统和附属生产系统，从各种原辅材料、能源开始进入生产环节到各种产品的产出。

3.2节能量计算方法

项目节能量参照文献[2]中多种产品节能量计算方法进行计算，公式如下：

式中：ebi—统计报告期第i种产品的单位产品综合能耗，t标准煤；eji—基期第i种产品的单位产品综合能耗，t标准煤；Mbi—统计报告期产出的第i种合格产品数量，t；n—基期内企业生产的产品种类数。

3.3项目运行前后能耗比较

企业能源管理系统建成前2013年公司的烧碱产品产量为246 960.9 t，消耗电能605 937 885 kW·h，消耗蒸汽81 207 t；PVC产品产量为193 035.35 t，消耗电能207 615 873 kW·h，消耗蒸汽216 526 t。企业能源管理系统建成后2016年公司的烧碱产品产量为285 246 t，消耗电能655 409 094 kW·h，消耗蒸汽69 057 t；PVC产品产量为198 385 t，消耗电能201 060 506 kW·h，消耗蒸汽216 036 t。详细比较情况见表1。

表1 能源管理系统运行前后能源消耗比较

注：电力当量值取1.229 t标准煤/(万kW·h)，等价值取3.18 t标准煤/(万kW·h)，根据中国企业电力联合会公布的2014年全国供电煤耗为318 g标准煤/(kW·h)；蒸汽为0.6 MPa饱和蒸汽，温度159 ℃，焓值2 756 kJ/kg，根据GB 2589—2008[3]每千克标准煤热值为29 307.6 kJ计算，蒸汽折标系数为0.094。

3.4企业能源管理系统项目节能量

参照文献[2]中计算方法进行了节能量计算，结果见表2。