首钢长钢公司能源管控中心项目建设与运行效果实践

秦建新

摘要：通过实施能源管控中心项目，首钢长钢公司全面监测能源系统发生、使用和回收等环节，实时集成和优化能源媒介的管理与控制，以确保能源媒介的高效，安全和经济使用，实现节能降耗。

Abstract： Through the implementation of the Energy Management and Control Center project， Shougang Changzhi Steel & Iron Steel Co.， Ltd. comprehensively monitors the occurrence， use and recycling of energy systems， and integrates and optimizes the management and control of energy media in real time to ensure efficient， safe and economic use of energy media AND Achieve energy saving and consumption reduction.

关键词：能源管控;集成监控;高效利用

Key words： energy management;integrated monitoring;efficient use

中图分类号：F426                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）33-0266-02

1  以行业引领为目标的钢企智慧能源管理体系的构建与实施背景

首钢长治钢铁有限公司（简称首钢长钢公司）始建于1946年，是中国共产党创建的第一个钢铁企业，经过多年发展，已成为年产钢400万吨左右的典型钢铁长流程企业，主体生产工序包括焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、熔剂、动力以及相关辅产设施。

1.1 适应钢铁企业节能降耗新变化的需要

目前，国内钢铁企业的能耗占钢材成本的20%至40%，其设备、工艺流程、产品结构和能源管理水平的不同对能源消耗的影响也不同。建立一个集成、集中、统一的企业能源管理系统和控制中心，是数字化能源管理的技术支持措施，也是钢铁企业提高能源利用效率的一大重要举措。随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的出台，显然传统的能源管理模式已无法满足钢铁生产大规模、高速、激烈的竞争需求，也无法满足中长期国家发展规划的要求。

能源管控中心項目是国家强力推进的节能减排重点项目，并被列入国家发改委《国家重点节能低碳技术推广目录（2017年）》，采用信息技术对企业能源系统实时全厂监控，可降低企业年能源消费总量的1-3%。

1.2 适应国家节能减排形势要求的需要

为贯彻落实国家节能减排政策，顺应钢铁业市场竞争和发展趋势，同时实现对能源系统的现代化管理，首钢长钢公司迫切需要一个整合，优化和调节能源子系统的综合部门，以确保对生产，使用和回收的全面监控。并对能源媒介进行实时的集成优化和管理，以确保这些媒介的效率，安全性和经济性。

鉴于上述需求，建设能源管控中心系统项目，并按“统一规划，分期实施”的步骤完成项目建设，建立能源管理中心系统，构建系统架构，搭建系统平台，立足既有产能设施对具备条件的能源系统（动力系统、供水系统、供电系统）子站数据实现采集上传功能。立足既有产能设施开展能源管控中心系统项目建设，并采用分步、分系统、少量、多批次的投资方式积极推进能源管控中心系统项目建设。

2  首钢长钢公司能源管控中心项目的构建与主要内容

2.1 主要内容

首钢长钢公司能源管控中心系统项目主要是将公司内分布的配电系统、发电厂、燃气压力站、配电设施和能源消耗的信息通过计算机网络连接，以实现实时监控和分散控制，能源系统的集中管理和优化配置。能源管理中心具有对生产过程进行全面优化、宏观预测和咨询的功能。它不仅是规范和控制公司能源生产和使用的业务单位，也是公司能源管理的职能部门，其在整合公司能源管理方面发挥着重要作用。项目建设内容具体包括：

①能源管理中心办公楼：除了能源管理中心大厅、计算机/控制设备机房，还包括能源中心管理、技术、设备、运行操作、设备点检维护人员办公室以及配电室等场所。

②工业通讯网络系统：现场设置一套以太网工业网络。工业控制网由工业交换机和光缆连接。用于连接所有现场设备（PLC、通信计算机、RTU）、I/O服务器等。主控制站位于环形网络中，其他站点根据情况按连接星接入环网，基本上整个ems工业网按一种方式设计。环网主站采用光口直接连接，其余线路采用光电发射机连接。

③能源计量设施完善及数据采集系统：按照能满足对生产工序独立核算以及对重要用能设施重点监测的原则，对公司水、电、煤气、蒸汽、氮气、压缩空气等能源介质补充完善计量设施，同时对不具备数据采集上传功能的表计进行改造完善。

④数据集成、现场DCS系统改造及信息系统：为实现能源数据采集和集中管理，对能源生产及供用系统已有的PLC系统及DCS系统进行适应性改造;对传统继电器控制的工艺站点进行改造，采用I/0方式进行数据采集。

⑤工作站及大屏幕显示系统：配套完善工作站软、硬件设备，满足能源管控中心能源基础管理工作需求;在能源中心调度大厅，设置能源生产系统大屏幕系统，对动力、电力、煤气等系统及重要能源产供设施进行重要内容的全局监视，显示内容包括重要的能源潮流参数、与能源生产相关的主要设备运行状态等。

⑥能源系统质量控制及能量系统运行优化工程：针对水质、煤气质量调控手段缺失的状况，增设相关处理设施满足质量调控需求，实现分质供水、提高水循环利用率以及降低煤气因管网腐蚀造成的漏损提高煤气利用率。另外，通过实施变频调速控制、余能余热利用等工艺改造工程，进一步对能量系统进行运行优化，提高能源利用效率。

2.2 运行情况

首钢长钢公司能源管控中心系统项目2018年1月整体上线运行。生产区域内水、电、煤气、氮气、压缩空气等能源介质系统的计量设施已完善并采用GPRS技术实现数据上传，能源动力系统总设置计量采集点位1146个（其中：电力计量采集点位976个，氮气计量采集点位21个，煤气计量采集点位32个，用水计量采集点位107个，蒸汽计量采集点位10个），满足了公司能源供用预测与能源平衡调度的功能需求;另外，建设完成工业级管理网络并对生产现场20余处重点能源供用设施及控制系统完成相关改造，实现了综合过程监控功能。

2.3 实现的功能

建设能源管控中心系统项目，实现的功能包括：①能源数据采集功能：远程采集和上传功能，各类能源消耗的瞬时值、累计值等数据的采集和上传。②综合监测功能：主要包括电、煤气，氮气、蒸汽、水等能源系统以及重要能源产供设施实时监测，在线管理和调整，满足扁平化能源管理需求。③基础能源管理功能：包括能源消耗计划编制、能耗统计、报表生成、能耗趋势、能耗核算等。④大屏幕系统显示功能：通过大屏幕显示系统对能源系统及重要产供能源设施的平衡状况、运行参数进行图形化、可视化呈现，可以直观明了发现系统及设施运行中存在的问题，有效提高处置效率和水平。另外，首钢长钢公司能源管控中心系统与其他信息化系统预留信息交换的接口，下一步首钢长钢公司还计划将能源管理中心平台与企业的环境监测系统完成对接，实现环境系统的全面监测功能;与生产物流系统完成数据对接，实现生产能源、原料、产品（包括半成品）等全流程监控。

3  实施效果

3.1 经济效益

实现能源集中监控后，通过能源资源合理经济调配，二次能源利用率大幅提升，其中：

高炉煤气放散率同比降低4.10%，减少高炉煤气放散15840万m3，按0.08元/m3计，创造经济效益1267万元。

焦炉煤气放散率同比降低4.28%，减少焦炉煤气放散2033万m3，按0.4元/m3计，创造经济效益813万元。合计创造经济效益2080万元。

3.2 管理效益

首钢长钢公司通过建设能源管控中心后，一方面能够及时从能源管理平台获取生产过程的重要参数和相关能源数据，并结合生产工艺信息及时进行分析诊断，提供能源系统实时平衡和调整决策系统信息，确保能源系统平衡的科学、及时、合理调整，确保生产系统和能源利用过程的稳定、经济。最终达到提高能源综合利用效率的目的;另一方面，能源管理上線后，企业的能源管理现状得到了有效提升，首先是明确了工序之间的能源消费，有利于企业进行工序间各动力能源的能耗考核，有利于加强工序能耗的监管，并通过对能耗数据的实时监管，预测和分析企业用能，极大促进了企业节能降耗工作的深入开展。

3.3 社会或生态效益

能源管控中心项目的建成，成为首钢长钢公司一张亮丽的名片，也成为公司节能降耗的重要标志。同时，减少煤气放散，也对减少排放和改善环境有较大作用，社会效益明显。

下一步，首钢长钢公司将以能源管控中心项目建设投运为新的契机，充分发挥能管中心项目作用，并进一步拓展其功能和定位，重点在实现节能减排、提高能源生产效率、能源综合利用和能源系统运行优化等方面狠下功夫，将能源管理公司自动化水平提高到一个新的水平，实行综合监控、配置和电源管理，以整体实现能源管控功能，提升企业能源管理水平，将首钢长钢公司建设成为低碳环保绿色生产企业。

参考文献：

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[2]刘海燕.钢铁企业能源管控中心建设与能源管控体系的创新与实践[J].社科论坛.

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