冶金企业能源管理系统对节能降耗的作用--案例

冶金企业能源管理系统对节能降耗的作用
0 引言
能源已是当今世界经济发展中非常关注的一个问题，世界各国都在积极制订适于自己发展的能源开发计划，人们一方面在不断寻求新的能源，另一方面也在采取各种措施节约能源和二次能源的再利用。

各行各业都在研究节能措施。

我国能源也面临着巨大的压力，因此，搞好能源管理，提高能源使用效率，充分利用二次能源具有重要意义。

冶金工业是耗能型工业，其耗能量占我国总能耗的10%左右。

在钢铁总成本中，能耗费用成本约占18～35%。

当前，能源价格仍呈上升趋势。

这将给耗能型的冶金企业带来巨大的市场竞争压力；同时能耗与环境亦有着直接的关系。

由此可见，节约能源、降低能耗、提高效益将是冶金工业在激烈的市场竞争中采取的一项长期战略目标。

图1为2003年度钢铁企业能耗国际比较。

图1 钢铁企业能耗国际比较（2003年度，以日本为100）
能源管理系统对冶金企业电力系统、动力系统（燃气、热力、氧氮氩）、水系统实行集中监控和管理。

通过对能源系统实行集中监测和控制，实现从能源数据采集.过程控制.能源介质消耗分析.能耗管理全过程自动化、高效化、科学化管理，使能源管理与能源生产、使用的全过程有机结合起来，提升能源管理的整体水平。

1 能源管理系统的主要功能
能源管理系统作为能源监控及调度和能源管理的一个平台，主要包含以下功能：
（1）信号采集和监控功能：包括数据采集、监控、信息归档、事件记录、语音报警等。

（2）在线预测功能：动态煤气平衡预测、电力负荷预测等。

（3）基础能源管理：包括能源消耗实绩、计划能源运行支持；能源消耗对标分析等。

2 能源管理系统对节能降耗的主要作用
能源管理系统就是在现代监控技术和信息技术的支撑下，对中大型冶金企业的传统能源系统管理模式进行优化再改造，变条块分割的能源监控和调度为扁平化的监控和调度，变分散的能源管理为集中一贯的能源管理。

图2显示在能源管理系统支撑下，吨钢能耗逐年下降的过程。

图2 宝钢年产量与能源消耗对比图
2.1 大幅度提高钢铁企业能源系统劳动生产率
能源管理系统中充分利用无人值守管理技术，实现变电所、变电室等供配电区域、煤气柜、煤气加压站、煤气放散、煤气混合等煤气区域、排水泵站等给排水区域，空压站等区域无人值守。

由能源管理中心进行集中监控。

无人值守的主要优点：显著提高劳动生产率能源系统的及时平衡调整；异常和故障的快速分析和处理；对于新建能源设施可以减少无人值守站点的监控设备投资和生活设施投资；可以减少各无人值守站点的能源消耗和环境污染。

2.2 利用二次能源实现节能和环保效益
冶金企业二次能源中，各种副产煤气所占比例最大，总计达到约59.35%，其中焦炉煤气约占17.84%，高炉煤气约占35.18%，转炉煤气约占6.33%，所以用好副产煤气对节能降耗至关重要。

由于煤气的发生与使用都是变化的，要充分利用煤气就得作好煤气的平衡工作。

图3是高炉煤气系统简单示意图。

图3 高炉煤气系统简单示意图
钢铁厂的传统工艺是将煤气柜作为保安煤气的储柜，煤气发生源突发事故时，煤气发生量减少，煤气压力下降，在通知用户减少用量的同时，打开煤气柜的连通阀，使煤气管道的压力维持正常。

而当煤气富余时，多余的煤气通过煤气放散塔燃烧放散。

这种做法由于没有设备吸收煤气的缓冲，会导致煤气经常性地放散。

浪费能源并导致环境污染。

有了能源管理系统后，可以对煤气的发生、用户的使用集中监视，并且对煤气放散系统直接操作和控制，对用户使用量的调整可以直接指挥，使事故的判断和处理更迅速，因此煤气柜的作用也从单纯的保安变为缓冲和保安兼顾。

正常运行时，煤气柜出入口阀常开，煤气柜并入管网。

当煤气富余时，煤气柜柜位上升，用户用量大于发生量时，煤气柜柜位下降，煤气柜很好地起到了煤气缓冲的作用。

可以大大减少煤气的放散量，如果系统中设计有大的调整用户的话，可以使放散量减为0。

宝钢就是一例。

转炉煤气的回收量除了与炼钢侧有关外，与转炉煤气柜柜位也密切相关。

只有当运行人员全局地了解了转炉生产状态、精心地调整好用量和柜位，才能使转炉煤气最大限度地回收。

总之，有了能源管理系统后，可以显著提高能源供需的动态平衡水平从而实现良好的平衡节能环保效果。

2.3 实现煤气平衡预测
煤气柜作为煤气缓冲设备后，对煤气柜位的监视就尤为重要。

在能源管理系统内设计有煤气动态平衡预测。

辅助运行人员掌控煤气的运行调整。

煤气动态平衡预测的依据：
（1）煤气柜位的变化；
（2）煤气用户调整煤气用量的能力（实时）；
（3）煤气用户调整煤气用量所需的时间（根据用户不同）；
（4）再加上煤气用量周期变化用户的运行状态（如热风炉等）。

煤气动态平衡预测的结果：
（1）根据煤气平衡情况，实时预测煤气柜位到达超限所需的时间，一旦小于设定值，立即报警，通知运行人员；
（2）预测不平衡量和所需调整的量；
（3）根据煤气用户的性质不同、当前调整能力不同，预测确定各调整用户的调整量，作为运行人员的调整依据。

2.4 提高全厂性能源事故的反应能力
能源管理系统的建成，对调度人员快速应对能源系统的异常和事故具有十分重要的意义。

能源调度可以通过系统迅速从全局的角度了解系统的运行状况，故障的影响程度等，及时采取系统的措施，限制故障范围的进一步扩大，并有效恢复系统的正常运行。

这在能源系统非常情况特别有效。

事故处理是否及时，对煤气、氧气、蒸汽等系统的平衡，全厂生产的恢复等影响很大。

2.5 完善能源信息的采集、存储、管理和有效利用
全厂能源管理系统的功能实现是建立在基本能源信息基础上的。

有了完善的能源信息采集系统，我们就获得了能源系统的第一手资料，经过数据分析、处理和加工，在中央控制室的调度人员和专业能源管理人员就能实时掌握系统运行情况：系统运行的是否正常、运行状态是否安全稳定、能源调度分配是否合理等，并能在需要时及时采取调度措施，使系统尽可能运行在最佳状态。

2.6 减少管理环节、优化管理流程并建立客观能源消耗评价体系
能源管理系统的建设，可实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，实现能源设备管理、运行管理、停复役管理等自动化和无纸化，有效实施客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，减少能源管理的成本，提高能源管理的效率，及时了解真实的能耗情况和提出节能降耗的技术和管理措施，协助公司管理者制订能源管理措施和考核办法，向能源管理要效益。

3 结束语
经验表明，能源管理系统（EMS）的建立不仅对钢厂能源的统一调度、优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗和提高劳动生产率都有重要作用，而且它对于事故预案的制定和执行、事故原因的快速分析和事故的及时判断处理、正常和异常情况时的能源供需的合理调整和平衡都是十分有效的。