有色金屬企業(yè)能源管理建設方式
有色金屬行業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè)，也是節(jié)能減排的重點領域。那么，下面是小編為大家分享有色金屬企業(yè)能源管理建設方式，歡迎大家閱讀瀏覽。
一、有色金屬企業(yè)建設能源管理中心的必要性
有色金屬行業(yè)是國民經(jīng)濟重要基礎產(chǎn)業(yè)，也是節(jié)能減排的重點領域。2012年我國十種有色金屬產(chǎn)量達到3697萬噸，年能源消耗量約1.6億噸標煤，約占全國能源消耗總量的 4.3%。“十二五”以來，有色金屬行業(yè)通過淘汰落后產(chǎn)能和技術改造，節(jié)能降耗工作效果顯著，單位產(chǎn)品能耗持續(xù)下降，萬元工業(yè)增加值能耗從2010年的1.74tce/萬元降低到2012年的1.56tce/萬元，下降10.1%。但與國際先進水平相比，我國有色金屬行業(yè)整體能效水平還有一定差距，特別是利用智能化、信息化等“兩化融合”手段提高企業(yè)能源管理水平、促進節(jié)能降耗方面還有很大提升空間。2009年以來，我部在有色金屬行業(yè)組織開展了能源管理中心建設示范項目，實踐證明，能源管理中心的建設提高了有色金屬企業(yè)能源管理水平和能源利用效率，取得了良好的示范效應，積累了寶貴的經(jīng)驗。為了進一步加強有色金屬行業(yè)能源管理中心建設，我們制定了有色金屬行業(yè)能源管理中心建設實施方案，明確行業(yè)能源管理中心建設的基本要求、建設內(nèi)容、驗收標準等事項，旨在推動能源管理中心在有色金屬行業(yè)的推廣普及。
二、實施目標
本實施方案計劃在2020年前，在有色金屬行業(yè)建設80個企業(yè)能源管理中心，其中，銅冶煉企業(yè)約15個，鋁(含氧化鋁)冶煉企業(yè)約30個，鉛鋅冶煉企業(yè)約20個，其他有色金屬企業(yè)約15個。
三、基本要求
考慮到有色金屬行業(yè)企業(yè)類型多，信息化、自動化水平差異大，為保證本方案實施效果，參與企業(yè)應滿足如下條件：
(1)主要生產(chǎn)工藝及設施應符合國家產(chǎn)業(yè)政策。
(2)氧化鋁企業(yè)年綜合能源消費量不低于60萬噸標準煤;電解鋁企業(yè)年綜合能源消費量不低于50萬噸標準煤;銅冶煉企業(yè)、鉛鋅冶煉企業(yè)年綜合能源消費量不低于10萬噸標準煤;其他有色金屬企業(yè)年綜合能源消費量不低于5萬噸標準煤。
(3)企業(yè)具備一定的自動化和信息化條件，或經(jīng)適應性改造后能滿足能源管理中心建設要求。
(4)企業(yè)具備完善的財務監(jiān)管制度，并確保在能源管理中心項目實施過程中對資金使用進行有效監(jiān)管。
四、建設內(nèi)容和預期功能
(一)建設內(nèi)容
1.通用建設內(nèi)容
(1)能源計量系統(tǒng)。對重點用能設備加裝或改造能源計量器具，完善企業(yè)一級、二級、三級能源計量儀表，計量器具配備率和準確度等級達到《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17176)的要求。
(2)能源數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡。按照企業(yè)能源管理中心建設需求，開展能源計量儀表(含原有、新增及改造儀表)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)適應性接入改造;基于已有自動化系統(tǒng)(DCS、PLC及電力綜保系統(tǒng)等)，完善現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡和工業(yè)主干網(wǎng)絡。
(3)能源管理調(diào)度中心。建設能源調(diào)度指揮中心的基礎設施平臺，主要包括控制室工程、機房工程、弱電智能化工程、視頻及通信工程等。
(4)能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)�；趯崟r數(shù)據(jù)庫和監(jiān)控圖組態(tài)系統(tǒng)，建設能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括過程監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件平臺、調(diào)度中心監(jiān)控軟件、在線調(diào)度工具等。
(5)基礎能源管理系統(tǒng)�；跀�(shù)據(jù)采集和綜合監(jiān)控系統(tǒng)，建設基礎能源管理系統(tǒng)，主要包括以下功能模塊：能源計劃與實績管理、能效分析與評價、能源生產(chǎn)運行管理、能源質(zhì)量管理、能耗定額管理、能源計量器具管理、能源報表管理等。
(6)能源預測與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)�；谏a(chǎn)計劃數(shù)據(jù)與能源供需歷史數(shù)據(jù)，運用先進能源預測模型技術，實現(xiàn)主要能源介質(zhì)的短周期與長周期預測;基于能源供需預測結(jié)果，建立能源優(yōu)化調(diào)度模型，實時提供主要能源介質(zhì)的優(yōu)化調(diào)度方案。
(7)關鍵用能設備節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。基于多變量預測控制和先進控制技術，實現(xiàn)鍋爐、熔煉爐、吹煉爐、精煉爐、焙燒爐、電解槽等關鍵用能設備的優(yōu)化控制。
(8)配套管理體系。企業(yè)能源管理中心配套管理模式和機制建設是相對于硬件設施建設的軟件建設，其關鍵是在明確企業(yè)能源管理中心定位基礎上，把硬件設施建設和配套能源管理體制建設有機結(jié)合起來，做到同步規(guī)劃、同步建設，使企業(yè)能源管理中心發(fā)揮出最佳效果。應設立能源管理崗位，聘任能源管理負責人，并加強對能源管理負責人的節(jié)能培訓。
2.專項建設內(nèi)容
(1)電解鋁企業(yè)專項建設內(nèi)容
�、黉X電解節(jié)能專家系統(tǒng)：該系統(tǒng)通過實時采集鋁電解過程中電解工序、出鋁工序、換極工序、母線提升工序等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝操作參數(shù)與能耗數(shù)據(jù)，構建適用的數(shù)據(jù)多維模型，挖掘生產(chǎn)工藝參數(shù)(生產(chǎn)負荷、氟化鋁加料量、氧化鋁濃度等)與能耗之間的關系及潛在規(guī)律，形成專家知識庫，對電解槽焙燒啟動與正常生產(chǎn)進行指導，優(yōu)化不同工況下的操作參數(shù)，實現(xiàn)電解槽穩(wěn)定高效生產(chǎn)，提高整個電解過程的電流效率。
�、阡X電解槽槽況多維分析模型。通過在線采集或離線輸入的方式，獲取影響電解槽電流效率的相關參數(shù)(包括槽電壓、電解溫度、鋁水平、電解質(zhì)水平、分子比、氧化鋁濃度、出鋁量、氟化鋁加料量等)，應用主因素/多因素分析技術與數(shù)據(jù)挖掘技術，從多個角度、全方位分析和預報電解槽槽況，從而預防和消除異常槽況，減少額外能源消耗，實現(xiàn)電解槽高效節(jié)能運行。
(2)氧化鋁企業(yè)專項建設內(nèi)容
�、僭夏ゾ婵刂葡到y(tǒng)
在氧化鋁生產(chǎn)過程中，原料磨先進控制適用于燒結(jié)法和拜耳法工藝，通過采集和優(yōu)化各項參數(shù)，最大限度提升研磨效率、保證原礦漿的密度。系統(tǒng)主要通過監(jiān)控原料磨的功率、進料量、礦石品質(zhì)、研磨粒度大小以及出料口料漿密度等參數(shù)，計算原料磨實時效率，操縱變量入磨礦速度和入磨的溶液量從而優(yōu)化磨機進料比例，減少石灰用量等指標，增加CaCO3 的利用效率。
�、谌艹鱿冗M控制系統(tǒng)在氧化鋁生產(chǎn)過程中，燒結(jié)法與拜耳法的溶出工藝存在差異。以最為常見的拜耳法工藝為例，系統(tǒng)主要通過監(jiān)控和采集苛性比(αk)、溶出溫度、溶出率、溶出槽堿含量等指標數(shù)據(jù)，利用先進控制器根據(jù)軟儀表模型實時預測計算出的αk 數(shù)值來調(diào)整原礦漿的進料速率，同時通過化驗結(jié)果不斷在線修正軟儀表模型，調(diào)整溶出系統(tǒng)原料漿流量、母液流量和蒸汽流量，保持系統(tǒng)處于最佳苛性比值(αk )和溶出溫度，實現(xiàn)最佳耗能效率。
�、鄯纸庀冗M控制系統(tǒng)以分解工段的主要環(huán)節(jié)之一蒸發(fā)為例。蒸發(fā)先進控制適用于燒結(jié)法和拜耳法氧化鋁生產(chǎn)工藝。在蒸汽流量自動控制基礎上，主要監(jiān)控多組蒸發(fā)器的溫度，分析原液流量和蒸汽流量，實現(xiàn)蒸發(fā)器的溫度優(yōu)化控制，優(yōu)化恢復堿混合系統(tǒng)的流量控制、母液堿濃度控制等指標，實現(xiàn)各項能源的最優(yōu)利用。
�、苣敢貉h(huán)優(yōu)化控制系統(tǒng)氧化鋁生產(chǎn)流程中，各個環(huán)節(jié)添加的水量最終都進入母液，母液的儲量很大。在日常生產(chǎn)中，各個工段都是根據(jù)控制需要添加水和堿液，發(fā)現(xiàn)母液量不平衡時，由調(diào)度人員協(xié)調(diào)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)來平衡母液。母液循環(huán)優(yōu)化控制的目的是在一定范圍內(nèi)協(xié)調(diào)各個工段對母液的貢獻，優(yōu)化器根據(jù)母液存量和苛性比協(xié)調(diào)其底層的各個工段，優(yōu)化整個大循環(huán)中母液的存量和苛性比(αk )。
�、荼簾冗M控制系統(tǒng)焙燒工序的'能源控制系統(tǒng)適用于所有氧化鋁生產(chǎn)工藝。通過監(jiān)控和采集焙燒爐的煙氣氧含量及焙燒溫度，調(diào)整燃料流量、進風量、氫氧化鋁進料量等指標，提高燃燒效率，在保證氫氧化鋁焙燒質(zhì)量前提下降低焙燒爐能耗。
(3)銅、鉛冶煉企業(yè)專項建設內(nèi)容
�、巽~、鉛冶煉過程氧氣優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對銅冶煉過程中制氧、儲氧、供氧與用氧特點，實現(xiàn)基于生產(chǎn)計劃、檢修計劃的氧氣供需智能預測，以氧氣放散量最小或整個氧氣系統(tǒng)經(jīng)濟效益最大為目標實現(xiàn)氧氣優(yōu)化調(diào)度。
②銅、鉛熔煉過程節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對銅、鉛熔煉過程中閃速爐(或艾薩爐、底吹爐、側(cè)吹爐)、余熱鍋爐、供配料系統(tǒng)的生產(chǎn)與能源利用特點，實現(xiàn)生產(chǎn)與能源在線優(yōu)化控制與管控一體化。
(4)鋅冶煉企業(yè)專項建設內(nèi)容
�、俦簾�(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對鋅精礦焙燒過程的生產(chǎn)與能源利用特點，采集關鍵工藝參數(shù)與能源數(shù)據(jù)，建立整個焙燒過程的優(yōu)化控制模型;通過模型應用，實現(xiàn)鋅精礦質(zhì)量、給料量、焙燒爐溫度、鼓風量、壓力及余熱鍋爐的優(yōu)化控制，保證整個焙燒過程節(jié)能高效。
�、阡\電解節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于實時采集的鋅電解過程工藝與操作參數(shù)，構建適用的鋅電解節(jié)能優(yōu)化控制模型，實時優(yōu)化關鍵操作參數(shù)，提高鋅電解過程電流效率。
3.預期功能
(1)通過建設完善的能源計量系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的數(shù)字化讀取及傳輸，使能源計量體系具有完整性、冗余性、可靠性和可集成性，解決現(xiàn)場能源計量數(shù)據(jù)的客觀性和準確性問題，實現(xiàn)主要能源介質(zhì)(固體燃料、電、蒸汽、水、燃料氣、氮氣、氧氣等)的準確計量，滿足企業(yè)能源管理中心的運行要求。
(2)在滿足安全性和隔離性技術要求的條件下，通過完善能源數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡，實現(xiàn)能源計量數(shù)據(jù)、能源系統(tǒng)操作和質(zhì)量數(shù)據(jù)、關鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)、用能裝置和設備運轉(zhuǎn)參數(shù)集中采集到能源管理中心。
(3)能源綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對企業(yè)各級(分廠、車間、重要耗能設備)各種能源介質(zhì)生產(chǎn)、存儲、消耗、回收全過程的實時監(jiān)控，掌握其歷史和實時趨勢，實時記錄能源系統(tǒng)事件，動態(tài)掌握能源使用消耗情況，實現(xiàn)對各類產(chǎn)能、供能和用能過程及設備的實時監(jiān)視、遠程控制、異常報警和分析管理，確保能源系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
(4)通過建設關鍵用能設備的節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)，提高關鍵用能設備的運行平穩(wěn)性，實時優(yōu)化關鍵工藝參數(shù)，提高能源利用效率。
(二)建設要求
1.數(shù)據(jù)采集
(1)數(shù)據(jù)采集要滿足能源的外購、生產(chǎn)、輸配、消耗等環(huán)節(jié)的計量要求，同時要滿足設備或工藝裝置運行監(jiān)視以及能源平衡調(diào)度和預測的要求;
(2)能源數(shù)據(jù)的采集和存儲要獨立，信息采集點數(shù)量要與管理模式相適應;
(3)對一級、二級能源計量需要設置獨立的數(shù)據(jù)采集站，三級、四級能源計量數(shù)據(jù)可設置獨立的數(shù)據(jù)采集站，也可以從現(xiàn)有系統(tǒng)(如控制系統(tǒng)、MES)中通訊獲取。
2.現(xiàn)場運行設備
(1)建立以遠程監(jiān)控為基礎的集中管控模式，提升系統(tǒng)的實時調(diào)控能力及處理異常的能力，從而有效發(fā)揮優(yōu)化調(diào)整的節(jié)能潛力;
(2)現(xiàn)場自動化系統(tǒng)須具備遠程監(jiān)控的條件，主要動力設施(如變電站開關、調(diào)節(jié)閥門、電控設備等)運行穩(wěn)定可靠，達到基本的安全條件及自動化水平;
(3)現(xiàn)場自動化系統(tǒng)或電氣、儀表設備具備較為完善的向能源管控信息系統(tǒng)傳輸各類信號的能力，性能良好;
(4)實現(xiàn)遠程監(jiān)控的現(xiàn)場站向能源管控信息系統(tǒng)傳送的信息可靠穩(wěn)定，應按照現(xiàn)場裝置的實際情況，確保信息完整性，并按照有關設備的機械、電氣和控制特征，選擇采集的信息點;
(5)充分考慮遠程監(jiān)控站點和設備的特點，確保將涉及設備和系統(tǒng)安全的監(jiān)測點傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)，如電氣設備的溫度信息、旋轉(zhuǎn)設備的振動信息、燃氣場所的CO濃度信息、火警信息、水位信息等。
3.能源管理中心大廳建設
(1)大廳應配置來自不同變電站的兩路獨立電源;控制中心機房和控制室的UPS應滿足連續(xù)供電2小時的能力。
(2)配置至少兩套獨立的交換機(如一套行政電話，一套指令電話)。
(3)控制中心應采用綜合布線系統(tǒng)，確保各類線纜的合理安排和布置;
(4)控制中心應設置防雷和屏蔽接地系統(tǒng)。
4.軟硬件環(huán)境
(1)采用主流廠商的高質(zhì)量硬件產(chǎn)品，尤其是服務器、網(wǎng)絡交換機、PLC等。
(2)控制網(wǎng)絡必須采用工業(yè)級交換機。
(3)監(jiān)控軟件應采用SCADA軟件，不宜采用DCS軟件。
5.數(shù)據(jù)及信息安全
(1)與企業(yè)ERP、MES等其它信息化系統(tǒng)連接時或Web發(fā)布時，必須通過防火墻進行數(shù)據(jù)及信息安全隔離。
(2)與現(xiàn)場的工控網(wǎng)絡或SCADA、DCS、PCS、PLC等工業(yè)控制系統(tǒng)連接時，應采取設置防火墻、單向隔離、協(xié)議過濾或工業(yè)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關等措施加以保護。
(3)對無線組網(wǎng)應采取嚴格的身份認證、安全監(jiān)測等防護措施。
(4)建立控制服務器設備安全配置和審計制度,嚴格賬戶管理、口令管理。
(5)對關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行定期備份。
(6)對實時數(shù)據(jù)庫、關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)采取訪問權限控制等措施加以保護。
(7)制定信息安全應急預案，明確應急處置流程和臨機處置權限。
(8)嚴格控制移動存儲介質(zhì)的使用，對接入網(wǎng)絡中的計算機要采取MAC地址綁定等安全措施。
五、驗收標準
能源管理中心驗收主要針對基本建設內(nèi)容要求、運行情況和運行成效三方面，共有9大項驗收指標。采用打分制(100分滿分)來評估，具體內(nèi)容和分值詳見附件1。地方工業(yè)主管部門可參考驗收標準組織專家對提出驗收申請的企業(yè)進行審查驗收。能源管理中心建成后，企業(yè)主要能耗指標應滿足相應行業(yè)規(guī)范條件等產(chǎn)業(yè)政策要求。
六、實施程序
(一)發(fā)布實施方案
工業(yè)和信息化部負責制訂和發(fā)布能源管理中心建設實施方案。省級工業(yè)主管部門可根據(jù)實施方案內(nèi)容，結(jié)合本省有色金屬行業(yè)特點、能源管理中心的建設情況，制定本地區(qū)能源管理中心建設實施方案，實施方案應明確總體目標、重點任務、進度安排、獎勵機制和保障措施，確保方案可實施、可操作。
(二)企業(yè)申報
本著企業(yè)自愿的原則，符合基本要求的企業(yè)可向省級工業(yè)主管部門提出能源管理中心建設備案申請，并提交由有資質(zhì)的第三方機構(地方節(jié)能監(jiān)察機構等)出具的基礎能源消費報告，報告應包括能源管理中心建設前企業(yè)的基本生產(chǎn)運行情況、能源消費情況、節(jié)能減排工作情況等內(nèi)容，經(jīng)法人代表簽字并加蓋公章。備案完成后，企業(yè)參照實施方案要求自主建設能源管理中心。項目建設完成并投入運行后，企業(yè)可按照屬地原則向當?shù)厥〖壒I(yè)主管部門提交驗收申請報告，報告應包括企業(yè)基本情況、能源管理中心基本建設內(nèi)容、運行情況、節(jié)能效益、經(jīng)濟效益、信息上報情況、能源管理體系建設情況、投資決算等內(nèi)容，經(jīng)法人代表簽字并加蓋公章(見附件2 )。
(三)備案與驗收
省級工業(yè)主管部門根據(jù)建設范圍和條件，篩選符合條件的企業(yè)進行備案。收到企業(yè)驗收申請后，省級工業(yè)主管部門委托有資質(zhì)的第三方機構(地方節(jié)能監(jiān)察機構等)進行現(xiàn)場審核并出具審核報告;工業(yè)和信息化部組織省級工業(yè)主管部門開展驗收，根據(jù)企業(yè)驗收申請和第三方審核報告，組織專家參照驗收標準(附件1 )對能源管理中心建設實施情況進行評估，并進行現(xiàn)場抽查，形成驗收結(jié)論。根據(jù)驗收結(jié)論，工業(yè)和信息化部會同各地工業(yè)主管部門利用國家已出臺的促進企業(yè)節(jié)能減排的各項財政、稅收優(yōu)惠政策，對通過驗收的企業(yè)給予獎勵或信貸支持。
七、保障措施
(一)加強組織引導
各地工業(yè)主管部門應制定完善的管理機制，引導企業(yè)積極參與，及時組織建設項目備案，加強對項目建設的跟蹤和管理，組織好竣工項目驗收工作。同時，推薦優(yōu)秀的第三方服務機構為建設企業(yè)提供支撐服務。
(二)充分發(fā)揮第三方服務機構作用
發(fā)揮行業(yè)協(xié)會協(xié)調(diào)組織作用，推動相關科研單位和企業(yè)開展產(chǎn)學研合作，加快節(jié)能技術的研發(fā)、示范和推廣應用，積極開展技術交流，跟蹤國內(nèi)外技術發(fā)展動態(tài)，提供信息咨詢和技術服務。發(fā)揮節(jié)能技術服務單位的支撐作用，做好技術服務和咨詢工作，采用合同能源管理、融資租賃等模式，為企業(yè)提供技術和資金服務。引導各類金融機構發(fā)揮資金支持作用，為企業(yè)能源管理中心建設提供綠色信貸和能效信貸，支持各類融資擔保機構提供風險分擔服務，為企業(yè)提供多元化融資渠道。
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