鋼鐵工業(yè)節(jié)能及其能源監(jiān)控系統(tǒng)的應用

伍宇華

（新余鋼鐵集團公司 自動化部，江西 新余 338000）

鋼鐵工業(yè)節(jié)能及其能源監(jiān)控系統(tǒng)的應用

伍宇華

（新余鋼鐵集團公司 自動化部，江西 新余 338000）

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中有許多能源介質(zhì)，包括電、水、煤氣和蒸汽等等，這些能源的管理是鋼鐵企業(yè)十分重視的。如何高效管理能源，降低能源消耗，提升鋼鐵企業(yè)的贏利水平是鋼鐵企業(yè)的首要問題。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，使用能源監(jiān)控系統(tǒng)是最普遍的做法。本文在分析鋼鐵工業(yè)節(jié)能及其能源監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，探討WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)及其在鋼鐵工業(yè)節(jié)能中的應用，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能，達到降低消耗的目的。

鋼鐵工業(yè)；節(jié)能；WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)

我國基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)離不開鋼鐵材料，要實現(xiàn)國民經(jīng)濟持續(xù)增長，必須大力發(fā)展鋼鐵工業(yè)。但鋼鐵工業(yè)經(jīng)過近二十年的發(fā)展，出現(xiàn)了生產(chǎn)過剩，我國成了全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費國，鋼鐵工業(yè)本身是我國能源消耗最高的產(chǎn)業(yè)之一，加上鋼鐵產(chǎn)能過剩，制約了我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。如何節(jié)能減排，降低鋼鐵工業(yè)的能耗，成了所有鋼鐵企業(yè)急需解決的問題。節(jié)能減排是我國鋼鐵工業(yè)自身經(jīng)濟發(fā)展的需要，也是我國鋼鐵企業(yè)的社會責任。雖然近年來大部分鋼鐵企業(yè)采用了節(jié)能，但能源監(jiān)控與消耗管理仍不夠理想。如何充分發(fā)揮鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)的功能，做好鋼鐵工業(yè)節(jié)能，讓鋼鐵企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，是我國新時期鋼鐵工業(yè)節(jié)能的新方向。

1　鋼鐵工業(yè)節(jié)能及其對能源監(jiān)控系統(tǒng)的需求

鋼鐵工業(yè)節(jié)能與鋼鐵生產(chǎn)的工藝流程相關(guān)，只有了解掌握鋼鐵生產(chǎn)工藝流程，優(yōu)化和改進生產(chǎn)工藝，才能實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能。一般來說，鋼鐵生產(chǎn)主要包括3個工序，分別是煉鐵、煉鋼和軋鋼。只有采用新的節(jié)能技術(shù)才能降低生產(chǎn)過程中的能源消耗。當然鋼鐵工業(yè)節(jié)能還包括鋼鐵生產(chǎn)過程中的能源循環(huán)利用，通過能源回收利用，可優(yōu)化能源消耗。大多數(shù)的鋼鐵企業(yè)采用能源監(jiān)控系統(tǒng)加強鋼鐵生產(chǎn)過程能源消耗的監(jiān)管，這為鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，又為鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供了機遇。

新一代自動化檢測技術(shù)和控制技術(shù)發(fā)展，促生了很多自動化裝備，這些先進自動化設(shè)備可以保證了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控，同進又實現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)節(jié)能。通過多相流煤粉檢測設(shè)備監(jiān)控高爐噴煤，通過煤氣分析儀監(jiān)控煤氣回收，通過煤氣溫度和壓力的監(jiān)控進行高爐煤氣余壓發(fā)電，這些自動化設(shè)備保證了鋼鐵工業(yè)節(jié)能，也保證了鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控。例如，煤氣分析儀既保證了監(jiān)控回收的情況，又對煤氣的濃度、煤氣的流量等進行了高靈敏度的監(jiān)控。這些自動化檢測技術(shù)實現(xiàn)了監(jiān)控，又實現(xiàn)了操作靈活等。鋼鐵工業(yè)節(jié)能還包括自動化監(jiān)控設(shè)備本身的節(jié)能，鋼鐵工業(yè)能源監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備消耗了大量的電量，要盡量采用先進的自動化技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的節(jié)能。例如，鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)中的風機、水泵、皮帶機等等，這些設(shè)備的能源消耗占了總能耗的一半左右，如果加強這些設(shè)備的自動化技術(shù)，實現(xiàn)交流變頻控制這些設(shè)備，就能實現(xiàn)這些設(shè)備的進行能耗，達到節(jié)能目的。先進的過程控制理論也是現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)節(jié)能不可缺省的組成部分，通過數(shù)據(jù)模型或智能控制可優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)過程的環(huán)節(jié)參數(shù)，實現(xiàn)工業(yè)節(jié)能，例如，高爐專家系統(tǒng)、加熱爐優(yōu)化控制模型、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制模型、智能精煉爐控制系統(tǒng)、電爐能量輸入優(yōu)化模型和模糊控制系統(tǒng)等等。同時，這些先進的過程控制還可以實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備的故障診斷，增強使用壽命，實現(xiàn)間接工業(yè)節(jié)能。

2　WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)

目前大多數(shù)鋼鐵企業(yè)采用WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的能源監(jiān)控。WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)通過DCS、PLC技術(shù)實現(xiàn)自動控制，通過以太網(wǎng)將儀表數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集功能模塊，通過局域網(wǎng)內(nèi)電力綜保系統(tǒng)采集自動化設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，各功能模塊之間相互合作，相互協(xié)調(diào)。

WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)由I/O Server、InTouch、InSQL、WIS和Suite Voyager組成，各部分間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、監(jiān)控和處理、發(fā)布等等功能，各部分之間想到協(xié)調(diào)，共同完成能源監(jiān)控的任務。WonderWare系統(tǒng)通過I/O Server實現(xiàn)能源監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備層的接口，各功能模塊之間采用Suite Link通信協(xié)議。WonderWare系統(tǒng)通過InTouch展示數(shù)據(jù)，通過InSQL存儲和管理數(shù)據(jù)。WonderWare系統(tǒng)通過Suite Voyager（信息發(fā)布軟件門戶網(wǎng)站）數(shù)據(jù)的發(fā)布?？梢钥隙ǖ氖牵琖onderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)通過HMI技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)，實現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)的能源的監(jiān)控。

3　WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)在鋼鐵工業(yè)節(jié)能中的應用

WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應用于鋼鐵工業(yè)的節(jié)能，通過WonderWare系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及歸檔、煤氣等氣體流量監(jiān)控、報警及其他的信息查詢等功能。鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括電量、煤氣、水、氧氣、氮氣等。環(huán)境監(jiān)控員通過系統(tǒng)實時觀察系統(tǒng)的各參數(shù)，實現(xiàn)能源的調(diào)度和管理。

WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)由能源監(jiān)控中心負責管理，由自動化部負責技術(shù)，其他分廠，總廠科室參與管理。WonderWare能源監(jiān)控系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、氧氮系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、高爐鼓風系統(tǒng)、環(huán)保系統(tǒng)等等，通過分布在各分廠的自動化設(shè)備采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、存儲以及展示等功能，最后實現(xiàn)對鋼鐵全過程中的實時監(jiān)控遇，同時還可通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布能源監(jiān)控的最終結(jié)果，實現(xiàn)過程管理，也實現(xiàn)更高效的管理，滿足精細化管理的需要，提高企業(yè)的管理水平。

4　結(jié) 語

鋼鐵工業(yè)的飛速發(fā)展造成了我國能源危機，如何節(jié)能減排幾乎是各大鋼鐵集團公司的首要任務。各大鋼鐵集團公司應根據(jù)自己的鋼鐵生產(chǎn)能力和技術(shù)裝備水平，建立鋼鐵能源監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)鋼鐵動力監(jiān)控、能源監(jiān)測、生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能，努力提高企業(yè)的自動化水平，加強高端自動監(jiān)控設(shè)備的研發(fā)，真正做到節(jié)能減速排，實現(xiàn)能源最大化、最優(yōu)化管理。

主要參考文獻

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.20.031

TF31

A

1673-0194（2015）20-0040-01

2015-08-27