PDF《有色金属企业能源管理中心建设实施方案》

1 有色金属企业能源管理中心建设实施方案

一、有色金属企业建设能源管理中心的必要性 有色金属行业是国民经济重要基础产业,也是节能减排 的重点领域.

2012 年我国十种有色金属产量达到

3697 万吨, 年能源消耗量约 1.6 亿吨标煤,约占全国能源消耗总量的 4.3%. 十二五 以来,有色金属行业通过淘汰落后产能和 技术改造, 节能降耗工作效果显著, 单位产品能耗持续下降, 万元工业增加值能耗从

2010 年的 1.74tce/万元降低到

2012 年的 1.56tce/万元,下降 10.1%. 但与国际先进水平相比,我国有色金属行业整体能效水 平还有一定差距,特别是利用智能化、信息化等 两化融合 手段提高企业能源管理水平、促进节能降耗方面还有很大提 升空间.2009 年以来,我部在有色金属行业组织开展了能源 管理中心建设示范项目,实践证明,能源管理中心的建设提 高了有色金属企业能源管理水平和能源利用效率,取得了良 好的示范效应,积累了宝贵的经验.为了进一步加强有色金 属行业能源管理中心建设,我们制定了有色金属行业能源管 理中心建设实施方案,明确行业能源管理中心建设的基本要 求、建设内容、验收标准等事项,旨在推动能源管理中心在 有色金属行业的推广普及.

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二、实施目标 本实施方案计划在

2020 年前,在有色金属行业建设

80 个企业能源管理中心,其中,铜冶炼企业约

15 个,铝(含 氧化铝)冶炼企业约

30 个,铅锌冶炼企业约

20 个,其他有 色金属企业约

15 个.

三、基本要求 考虑到有色金属行业企业类型多,信息化、自动化水平 差异大, 为保证本方案实施效果, 参与企业应满足如下条件: (1)主要生产工艺及设施应符合国家产业政策. (2)氧化铝企业年综合能源消费量不低于

60 万吨标准 煤;

电解铝企业年综合能源消费量不低于

50 万吨标准煤;

铜冶炼企业、铅锌冶炼企业年综合能源消费量不低于

10 万 吨标准煤;

其他有色金属企业年综合能源消费量不低于

5 万 吨标准煤. (3)企业具备一定的自动化和信息化条件,或经适应 性改造后能满足能源管理中心建设要求. (4)企业具备完善的财务监管制度,并确保在能源管 理中心项目实施过程中对资金使用进行有效监管.

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四、建设内容和预期功能

(一)建设内容 1.通用建设内容 (1)能源计量系统.对重点用能设备加装或改造能源 计量器具,完善企业一级、二级、三级能源计量仪表,计量 器具配备率和准确度等级达到《用能单位能源计量器具配备 和管理通则》 (GB17176)的要求. (2)能源数据采集网络.按照企业能源管理中心建设 需求,开展能源计量仪表(含原有、新增及改造仪表)现场 数据采集系统适应性接入改造;

基于已有自动化系统(DCS、 PLC 及电力综保系统等) , 完善现场数据采集网络和工业主干 网络. (3)能源管理调度中心.建设能源调度指挥中心的基 础设施平台,主要包括控制室工程、机房工程、弱电智能化 工程、视频及通信工程等. (4)能源综合监控系统.基于实时数据库和监控图组 态系统,建设能源综合监控系统,主要包括过程监控系统软 硬件平台、调度中心监控软件、在线调度工具等. (5)基础能源管理系统.基于数据采集和综合监控系 统,建设基础能源管理系统,主要包括以下功能模块:能源 计划与实绩管理、能效分析与评价、能源生产运行管理、能 源质量管理、能耗定额管理、能源计量器具管理、能源报表

4 管理等. (6)能源预测与优化调度系统.基于生产计划数据与 能源供需历史数据,运用先进能源预测模型技术,实现主要 能源介质的短周期与长周期预测;

基于能源供需预测结果, 建立能源优化调度模型,实时提供主要能源介质的优化调度 方案. (7)关键用能设备节能优化控制系统.基于多变量预 测控制和先进控制技术,实现锅炉、熔炼炉、吹炼炉、精炼 炉、焙烧炉、电解槽等关键用能设备的优化控制. (8)配套管理体系.企业能源管理中心配套管理模式 和机制建设是相对于硬件设施建设的软件建设,其关键是在 明确企业能源管理中心定位基础上,把硬件设施建设和配套 能源管理体制建设有机结合起来, 做到同步规划、 同步建设, 使企业能源管理中心发挥出最佳效果.应设立能源管理岗 位,聘任能源管理负责人,并加强对能源管理负责人的节能 培训. 2.专项建设内容 (1)电解铝企业专项建设内容 ①铝电解节能专家系统:该系统通过实时采集铝电解过 程中电解工序、出铝工序、换极工序、母线提升工序等生产 环节的工艺操作参数与能耗数据,构建适用的数据多维模 型,挖掘生产工艺参数(生产负荷、氟化铝加料量、氧化铝

5 浓度等)与能耗之间的关系及潜在规律,形成专家知识库, 对电解槽焙烧启动与正常生产进行指导,优化不同工况下的 操作参数,实现电解槽稳定高效生产,提高整个电解过程的 电流效率. ②铝电解槽槽况多维分析模型.通过在线采集或离线输 入的方式,获取影响电解槽电流效率的相关参数(包括槽电 压、电解温度、铝水平、电解质水平、分子比、氧化铝浓度、 出铝量、氟化铝加料量等) ,应用主因素/多因素分析技术与 数据挖掘技术, 从多个角度、 全方位分析和预报电解槽槽况, 从而预防和消除异常槽况,减少额外能源消耗,实现电解槽 高效节能运行. (2)氧化铝企业专项建设内容 ①原料磨精益控制系统 在氧化铝生产过程中,原料磨先进控制适用于烧结法和 拜耳法工艺,通过采集和优化各项参数,最大限度提升研磨 效率、 保证原矿浆的密度. 系统主要通过监控原料磨的功率、 进料量、矿石品质、研磨粒度大小以及出料口料浆密度等参 数,计算原料磨实时效率,操纵变量入磨矿速度和入磨的溶 液量从而优化磨机进料比例,减少石灰用量等指标,增加 CaCO3 的利用效率. ②溶出先进控制系统 在氧化铝生产过程中,烧结法与拜耳法的溶出工艺存在

6 差异.以最为常见的拜耳法工艺为例,系统主要通过监控和 采集苛性比(αk) 、溶出温度、溶出率、溶出槽碱含量等指 标数据,利用先进控制器根据软仪表模型实时预测计算出的 αk 数值来调整原矿浆的进料速率, 同时通过化验结果不断在 线修正软仪表模型,调整溶出系统原料浆流量、母液流量和 蒸汽流量,保持系统处于最佳苛性比值(αk)和溶出温度, 实现最佳耗能效率. ③分解先进控制系统 以分解工段的主要环节之一蒸发为例.蒸发先进控制适 用于烧结法和拜耳法氧化铝生产工艺.在蒸汽流量自动控制 基础上,主要监控多组蒸发器的温度,分析原液流量和蒸汽 流量,实现蒸发器的温度优化控制,优化恢复碱混合系统的 流量控制、母液碱浓度控制等指标,实现各项能源的最优利 用. ④母液循环优化控制系统 氧化铝生产流程中,各个环节添加的水量最终都进入母 液,母液的储量很大.在日常生产中,各个工段都是根据控 制需要添加水和碱液,发现母液量不平衡时,由调度人员协 调各个生产环节来平衡母液.母液循环优化控制的目的是在 一定范围内........