4.横河电机的资料(中文)

通过可视化和最优化为实现ISO50001所定义的方针提供支 持
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 21 -
效益: 减少CO2的排放
最优化操作建议
– 泵切换 – 锅炉燃料切换 (比如 燃料气
和燃料油)
操作调整
– 每台锅炉的负荷 – 蒸汽降级和减温减压率
Copyright © Yokogawa
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 10 -
Energy Saving
ISO50001中定义的关键指标
EnPIs (能源指数)
– 由工厂或者集团定义的，衡量能源水平的一 组定量的数值
技术优势
– 采用严格的热力学模型 – 混合整数非线性最优化 – 显示最优化前后的变化量 – 通用的微软Visio的用户环境 – Excel形式的报告
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 19 -
效益（例）
RecoverabSlaeviCngosst/ T (otaUltilEintieregsy Cwoassttse(, .%.) )
结果
– 每小时减少燃料气1吨 – 每小时减少高压蒸汽7吨 – 每小时减少CO2排放2吨 – 提高200kW的电力输入
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 22 -
CO2 2t/h
应用案例
Corporate Standard for Utilities RTO
改善
管理层审查
Visualizatio n
最优化
• EP-Analytics • Visual MESA
• Exarqe
检查（C）
监视
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
分析
-8-
• • •
实施（D） • 实施 • • •
Visual MESA Exapilot Exasmoc (APC) Centum (DCS) TuneVP 传感器 加熱炉最適化
Hybrid Optimization
最优化
升级
VM EM-RTO (实时优化)
闭环优化 开环优化
功能
升级
EP-Analytics
small boundary
扩展
升级
EP-Analytics
可视化
Copyright © Yokogawa
EP:Energy Performance
能源年消耗量
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
-2-
能源管理系统介绍 Energy Management Solutions
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
-3-
工厂面临的能源挑战
工厂管理层需要准确衡量能源使用状况，并寻找相应的措施保证能源管理方针的 实现
能源使用状况无法测量
需要从电网卖多少电力? 需要给电网提供多少电力，以什么价格 买?
目前的状况下，汽轮 机发电机系统应运行 在什么负荷?
目前开启汽轮机发电 机系统是否合算?
我应该如何控制减温 减压阀?
如何控制多级背压机的抽气率和凝气 率?
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 18 -
公用工程系统需要提 供多少蒸汽?
如何选择电驱泵和气 驱泵?
脱氧水系统的压力最优点在哪 里?
Visual MESA的特点
通过对公用工程系统的实时优化来实现节能和减排的目标， 工厂可以通过闭环和开环的方式，根据优化结果操作公用 工程设备
可以通过 “What-if”分析进行能源系统的分析，为设备改 造提供依据
・设备能源效率 = (燃料总热值) /(燃烧发热总量)
・热传导效率 ・煤炭路径平衡 ・空燃比 ・烟气氧含量
Copyright © Yokogawa
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 12 -
可视化解决方案 – EP-Analytics
- 16 -
目标工厂
可以管理和优化蒸汽，电力，循环水，氢气燃料和其他 的公用工程
燃料 电力 水
公用工程
目标区域
电力, 蒸汽, 水 副产燃料, 余热
余热锅炉 涡轮 汽车
装置
原料 产品
能源损耗
能源损耗
能源损耗
• 每年为工厂节省2-5 % 的能源消耗 • USD 50M (节省2%) USD 1 M / yr
工厂能源管理系统
横河电机株式会社 横河电机(中国)有限公司
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
-1-
目录
能源管理系统介绍
EP-Analytics (Energy Performance Analytics)的特点和 效益
Visual MESA(能源效率最优化解决方案）
特点和效益
EP-Analytics
Copyright © Yokogawa
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
-9-
能源监控驾驶舱的例子
为不同的用户提供相应的能源驾驶舱画面 能源异常监控，并给相应的人员发出警告和电子邮件 通过分级跟踪，帮助操作人员快速定位异常所在
– VM-ERTO(实时优化解决方案）的特长和效益 – VM-EMPO(多周期最优化解决方案）的特长和效益
Fired Heaters Optimization(加热炉最优化解决方案） 的特长和效益
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
-7-
能源管理的价值
横河的能源管理整体方案可以为操作员，能源管理工程师和工厂管理 层提供各种能源状态和信息，并通过各种优化操作手段实现能源的可 持续改善。
整体解决方案
• 能源审计 • Visual MESA • 锅炉诊断
计划（P）
• 能源可视化 • Visual MESA
• EP-Analytics
• Pascagoula case: serves as internal reference for energy savings
ADS-SOL-14-372
-4-
能源管理的目的
能源管理 PDCA
ISO50001能源管理体系就是通过一个整体的能源管理解决 方案来实现持续的能源优化
ISO50001 能源管理系统模型
现场操作 PDCA
Energy Management System (EnMS) Quoted
Copyright © Yokogawa Electric CorHale Waihona Puke Baiduoration from Figure 1 of ISO50001: 2011E
-6-
能源管理优化解决方案： Visual MESA
排放规则
闭环控制 控制信号直接给
DCS
开环操作 操作员指导书
能源数据
优化操作
操作员
外部合同（电力， 煤，燃气等）
氢气 电力
DCS
Industrial Site
公用工程
燃料
蒸汽
水
最优化 操作报告
能源消耗与 排放 KPIs 可视化
工厂
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
ADS-SOL-14-372
-5-
能源可视化
Plan
可视化是能源PDCA管理的驱动力 将海量的能源数据转化成有用的能源信息， 为操作员，工程师，和管理层提供能源管 理决策
监控
Act
Visualization
Do
Check
分级显示
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
・炼油厂能源密度 = (整个炼油厂的能源消耗) / (整个炼油厂的标准处理量)
・整个炼油厂的标准处理量 = total {(各个装置的CF值) *} (各个子装置的产量)
装置级 重整装置（例）
・装置级能源密度 = (装置能源总消耗) /(原料总量)
・能源使用效率 ・能源回收率 ・装置负荷率
设备级 加热炉（例）
- 14 -
EP-Analytics可视化效益
“从小做起, 逐步节能”的策略可以减少投资风险
– 可扩展的解决方案
识别能够提高能源效率的点
– 将能源指数EnPI目标值和实际值的差可视化
为实现ISO50001所定义的各种方针和原则提供相应的支持
– EP-Analytics经过英国标准化研究院的认证，其功能符合 ISO50001:2011E的要求
39%
系统和数据多种多样
31%
缺乏能源管理的文化
28%
能源效率无法可视化
26%
没有持续改进的正式流程
26%
Source: “Top strategies for energy intelligence” of LNS
Copyright © Yokogawa Electric CorpRoreatsioenarch
Copyright © Yokogawa
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 15 -
Visual MESA(能源效率优化解决方案）
VM-ERTO(实时最优化解决方案） 的特长和效益
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
EnPIs监控
报警管理
Production Supervisor VP
装置能源监控
工厂能源监控
偏差分析图
能源信息管理
能源基准
EnPIs
能源效率 成本 CO2
能源计算模块
VisualMESA 计算模型
Visual MESA
Copyright © Yokogawa
PIMS数据
其他数据源(Field raw data ／ Product data etc.)
9-1
2-1
26-12
19-12
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
Day Ahorros Anuales
Source: ERTC Computing Conference, London,
- 20 -2004
6-3
为工厂带来的效益
• Sweeny refinery: >$2.5MM/year demonstrated savings
Corporate Standard for Utilities RTO
• Baytown case: “significant savings were demonstrated”
Corporate Standard for Utilities RTO
Energy Baseline (能源基准)
– 用于能源对标的一个定量数值
Copyright © Yokogawa
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 11 -
EnPIs的例子
工厂级
管理边界
工厂级 炼油厂（例）
EnPIs
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 17 -
Visual MESA的优化方式和节能潜力分析
需要开那些锅炉效率最优? 这些锅炉需要开在什么负荷?
需要使用什么燃料? 该如何和外部签署原料供应合同?
要想实现最少的CO2和硫排放的话，如何 操作公用工程系统?
在西班牙一个炼油厂，我们每年为客户节省 200万欧元
10.00
9.00
8.00
7.00
6.00
5.53,3%0 %
5.00
>> 24M%M削€减/year
4.00
>> 42%M € / 年 (20$/桶）
3.00
2.00
1.00
1.119,19%%
-
27-2
20-2
13-2
6-2
30-1
23-1
16-1
Copyright © Yokogawa Electric Corporation ADS-SOL-14-372
- 13 -
可扩展系统的优点
“从小做起, 逐步节能”的策略可以减少投资风险
可扩展解决方案 从可视化到最优化 从小的范围到全厂优化
VM-EMPO (多期間最適化)＋VM-ERTO（実時間最適化）