水泥企业能耗监测系统的研究

朱俊睿

摘要：我国的水泥生产和消耗都已成为世界的第一大国，而水泥企业是耗能企业中的大户。本文针对水泥企业如何更好开展能源审计工作，提出了一种基于能源计量的水泥能耗监测系统。

关键词：能耗；能源计量；监测系统

引言

随着资源节约型与环境友好型社会建设的不断推进，国家对节能减排工作的重视度日益提高，水泥企业对节能减排的要求也越来越严格。因此，为了更好的对能耗进行管理，为节能减排工作提供可靠的数据和依据，在水泥企业内建立能耗监测系统是必要的。

概述

我国是水泥生产和消费大国，近年来，我國的水泥产量占世界总产量的一半以上，2016 年的产量达到24 亿吨，且水泥生产一直以来都是能源的消耗大户，也是能源消耗控制的重点对象。目前，国家对水泥行业的能源消费总量和单位产品能耗也有明确的要求，2020 年水泥熟料综合能耗目标值为105 千克标准煤/吨。

目前，在开展水泥企业能源审计和用能权核查时，都需要计算水泥单耗，但都是对上一年度的数据进行核查，属于事后行为，数据缺乏实时性，又缺少测量，企业上报数据可能存在失真的情况。本文阐述了某家水泥企业水泥单位产品能耗的采集点和在线监测系统，并将能耗在线监测值、计算指标与企业统计结果进行对比，充分验证了能耗数据在线监测系统的准确性和可应用性。最后，阐述某省水泥企业应用该系统开展能源审计工作，且取得良好的效果[1]。

1.水泥单位产品能耗采集点

根据GB 16780 - 2012《水泥单位产品能源消耗限额》中的单耗指标计算方法，可以确定计算需要的参数。按照能否在线采集分为两类：一类是可在线采集的数据，如原煤消耗量、生料产量、原料破碎电耗等；第二类是无法在线采集的数据，如原煤的低位发热量、熟料和水泥的28d 抗压强度等。第一类数据可根据DB35 /T 1539 - 2015《水泥单位产品能源消耗数据采集技术规范》进行采集点设置。

某省内水泥企业的采集点基本上都类似。结合某家水泥企业的现场实际情况，采集的数据如表1 所示。主要可分为三类：燃料数据、物料数据和电耗数据。

2.能耗数据在线监测系统

能耗数据在线监测是通过现场采集器等设备将采集点计量器具的数据实时采集至企业能源数据库服务器，再通过网络等途径传输至在线监测平台。该企业内部已经配备了电能管理系统和DCS 系统，电表数据已采集至电量管理软件，原燃物料数据已采集至DCS 系统，因此，可通过OPC 方式将所需要的数据传输至企业能源数据库服务器，再通过企业外网传至省平台数据库服务器。系统结构如图1 所示。

平台软件根据计算方法进行指标计算，管理人员及企业可以进行数据查询分析可查看实时在线数据、统计数据（日报、月报、年报）和五个指标数据，还能与国内限额、国内先进、国内平均水平、国家先进等进行直观对比。下图是企业某个月份的指标日统计结果曲线图（注：图中虚线代表该指标国家限额限定值）。

3.熟料指标分析比较

本文选取该企业连续稳定生产的半年作为比较时间段，将能耗在线监测的原煤数据与企业统计的数据进行比较，如表2 所示。

由表2 可见，能耗在线监测得到的原煤数据与企业统计的数据很接近，累计误差在1%左右。

将平台计算的指标值与企业统计数据计算的指标值进行比较，如图3 所示。再分别计算两种途径熟料指标值的平均值，列于表3 进行比较。

由上述图表可见，根据企业统计数据计算的熟料指标值与能耗数据在线监测平台计算的结果很接近，误差都小于1%，说明能耗数据在线监测得到的数据能够很好地应用于水泥企业单耗指标计算，且数据是实时的，更具真实性[2]。

4.应用案例

通过上述监测数据和计算指标对比分析，充分验证了能耗数据在线监测系统的准确性和可应用性。近年来，某省水泥行业已经应用该系统开展专项能源审计，并取得良好的效果，该省从2013年度存在10 家水泥企业16 条生产线指标超限额，到2016 年度仅有1 家水泥企业1 条生产线指标超限额。图4 是2013 ～ 2016 年度该省水泥企业的可比熟料综合能耗平均值的趋势柱状图[3]。

由图可见，该省水泥企业的可比熟料综合能耗平均值呈现逐年下降趋势，2016 年度的指标值较2013 年度下降了7.83%。

该系统还可对企业、地区设定年、月、日能耗监测预警，通过相关的超标监管措施，从而更好地保障指标目标的完成，为分解落实各设区市考核指标提供更为科学的数据支撑。此外，该系统还可应用于其他行业的专项能源审计、用能权核查及碳排放核查等工作，具有可推广性。

5.总结

综上所述，本文通过对某水泥企业单位产品能耗的能源计量监测点和在线监测系统的研究，并将能耗在线监测值、计算指标与企业统计结果进行对比发现，在线监测系统的研究对于进一步开展水泥企业专项能源审计发挥着重要作用。

参考文献：

[1]水泥质量管理系统开发[J].宋玮，陈文，牛宗宝.居业. 2017（09）

[2]如何做好水泥质量检验的质量控制工作[J]. 肖志欣.计量与测试技术.2016（06）

[3]水泥质量检验的质量控制工作要点分析[J].卢迈超.科技与创新.2017（12）