信息化打開節(jié)能增效空間

□ 本刊記者何世念 陶 炎 王群偉

信息化打開節(jié)能增效空間

□ 本刊記者何世念 陶 炎 王群偉

目前，9家煉化企業(yè)完成了能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)和推廣應(yīng)用。2017年，將實(shí)現(xiàn)煉化企業(yè)全覆蓋運(yùn)行。

揚(yáng)子石化熱電廠充分利用能源信息化管理系統(tǒng)，大力開展能源在線優(yōu)化，自2014年2月系統(tǒng)投用到2016年5月底，瞬時優(yōu)化效益達(dá)到每小時4983元，優(yōu)化時長達(dá)3000小時，累計增效超過1500萬元。

中國石化十分重視運(yùn)用信息技術(shù)提升能源管理水平，以“能效最大化，能流可視化，在線可優(yōu)化”為目標(biāo)，積極開展信息化能源管理中心建設(shè)工作，2011年就將能源管理系統(tǒng)建設(shè)列入信息化“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)建設(shè)項目之一，并被工信部納入首批兩化融合促進(jìn)節(jié)能減排重點(diǎn)推進(jìn)項目。2013年5月，首先在揚(yáng)子石化、燕山石化開展能源管理項目試點(diǎn)建設(shè)，目前已經(jīng)在9家煉化企業(yè)完成了能源管理信息系統(tǒng)的建設(shè)和推廣應(yīng)用，提升了企業(yè)產(chǎn)能和用能的優(yōu)化水平，形成了一套自主知識產(chǎn)權(quán)的能源管理系統(tǒng)。2016年啟動22家煉化企業(yè)能源管理信息化建設(shè)， 2017年將實(shí)現(xiàn)煉化企業(yè)全覆蓋運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)企業(yè)能源全流程管理

掌握及時、有效的能耗數(shù)據(jù)，是節(jié)能降耗的基礎(chǔ)和前提。而這只有利用現(xiàn)代信息技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

作為試點(diǎn)企業(yè)，揚(yáng)子石化2014年在中國石化率先推進(jìn)能源管理中心建設(shè)，建立了一套以覆蓋能源產(chǎn)、存、轉(zhuǎn)、輸、耗全過程為主線的集成、協(xié)同、共享的能源管理信息化系統(tǒng)平臺。能源管理信息系統(tǒng)將能源運(yùn)行數(shù)據(jù)最小支撐粒度細(xì)化到班，數(shù)據(jù)收集邊界細(xì)化到裝置甚至主要耗能設(shè)備邊界，能源統(tǒng)計支撐“班跟蹤、日歸并、旬平衡、月結(jié)算”的管理粒度，實(shí)現(xiàn)了公司、工廠、車間、裝置能源產(chǎn)、存、轉(zhuǎn)、輸、耗數(shù)據(jù)說得清，能源計量說得清，能源指標(biāo)說得清，能源不平衡量說得清。該系統(tǒng)不僅支持了能源統(tǒng)計、財務(wù)結(jié)算應(yīng)用，而且大大提高了能源統(tǒng)計和計算效率，為節(jié)能降耗提供了有效的技術(shù)和管理手段。

九江石化能源管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)施范圍包括12個生產(chǎn)運(yùn)行部87套產(chǎn)能用能裝置。作為九江石化智能工廠建設(shè)的12大系統(tǒng)之一，能源管理系統(tǒng)涵蓋能源計劃、能源優(yōu)化、能源運(yùn)行、能源統(tǒng)計、能源評價、碳資產(chǎn)管理、節(jié)能管理和能源績效等八大模塊65個子目錄，內(nèi)容覆蓋能源供應(yīng)、生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、消耗全過程。

在能源信息系統(tǒng)建設(shè)中，各企業(yè)都將管理覆蓋能源運(yùn)行的全流程。茂名石化、鎮(zhèn)海煉化利用能源管理系統(tǒng)將能源管理的觸角延伸到熱電廠和水廠的裝置邊界，延伸到班組；燕山石化、齊魯石化、天津石化利用能源管理系統(tǒng)進(jìn)行快速能源月結(jié)算，結(jié)算時間由原來的兩天縮短到4～8小時。

讓能源監(jiān)控“管得住”

實(shí)現(xiàn)對能源流程和消耗的有效管控，是能源管理的基本目標(biāo)。煉化企業(yè)通過建立能源管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對能源消耗流程的有效監(jiān)控。

在推進(jìn)能源管理信息化過程中，各企業(yè)充分利用信息技術(shù)手段，以本單位的實(shí)際能源運(yùn)行流程圖為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)時數(shù)據(jù)和優(yōu)化數(shù)據(jù)，建立了能源運(yùn)行的全局監(jiān)控和預(yù)警流程圖，構(gòu)建了能源運(yùn)行一個環(huán)節(jié)有異常、相關(guān)環(huán)節(jié)有響應(yīng)的聯(lián)動機(jī)制，提高了企業(yè)能源運(yùn)行監(jiān)管能力，滿足了政府對重點(diǎn)耗能企業(yè)能耗在線監(jiān)測的要求。

與此同時，實(shí)施能源信息化管理的企業(yè)都結(jié)合能源管理實(shí)際業(yè)務(wù)，對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理和優(yōu)化，固化了20余個相關(guān)流程，涉及裝置、車間、工廠和公司等4個層面，涵蓋裝置操作、能源計量、能源統(tǒng)計、能源優(yōu)化等20余個崗位。企業(yè)通過能源信息系統(tǒng)將能源管理業(yè)務(wù)深入車間班組，并制定了能源管理系統(tǒng)運(yùn)行管理制度，按照業(yè)務(wù)流程對各崗位的職責(zé)進(jìn)行明確，使企業(yè)的能源管理業(yè)務(wù)更加規(guī)范、順暢、快捷。普遍實(shí)現(xiàn)了煉化生產(chǎn)、熱電生產(chǎn)和水務(wù)運(yùn)行相關(guān)的23類指標(biāo)的核算，將以前旬、月粒度的考核指標(biāo)監(jiān)控粒度細(xì)化到日粒度，使企業(yè)能夠及時根據(jù)指標(biāo)趨勢進(jìn)行能源產(chǎn)耗評價和分析，為企業(yè)能源監(jiān)管和考核提供了依據(jù)。

九江石化在MES的基礎(chǔ)上，新開發(fā)了基礎(chǔ)指標(biāo)與復(fù)合指標(biāo)頁面，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了能源指標(biāo)的在線計算，實(shí)現(xiàn)裝置能耗指標(biāo)的跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)能耗的偏差。同時，以數(shù)據(jù)圖形化的形式全面支撐企業(yè)能源生產(chǎn)消耗、能源儀表情況、能源關(guān)鍵指標(biāo)、管網(wǎng)差異情況的預(yù)警、趨勢、綜合分析，并采取有針對性的管控措施，為各級能源管理用戶提供統(tǒng)一、多視角決策和分析綜合視圖，提高管理效率。在系統(tǒng)建設(shè)中，定制化開發(fā)了節(jié)能管理模塊，建立節(jié)能管理制度、節(jié)能考核指標(biāo)、動力能源報表、節(jié)能工作總結(jié)、節(jié)能日常管理、基層節(jié)能分析6個子模塊，對企業(yè)文檔及通知分類管理，線上展示，便于對企業(yè)節(jié)能技術(shù)、節(jié)能隊伍、節(jié)能項目等進(jìn)行精細(xì)化管理。為便于日常計量監(jiān)控，定制開發(fā)了能源計量監(jiān)控模塊。數(shù)據(jù)監(jiān)控類型涵蓋測點(diǎn)合計量、節(jié)點(diǎn)確認(rèn)量、管網(wǎng)平衡量、基礎(chǔ)指標(biāo)及復(fù)合指標(biāo)，可分裝置、車間多角度考核各部門。還定制開發(fā)了能流平衡圖、氫氣和瓦斯系統(tǒng)全方位監(jiān)測和優(yōu)化系統(tǒng)等模塊，便于操作和監(jiān)控。

齊魯石化、茂名石化通過在能源管理系統(tǒng)能源運(yùn)行監(jiān)控圖上設(shè)置各關(guān)鍵監(jiān)控位置的閾值，做到全公司蒸汽運(yùn)行異常預(yù)警，將事故防患于未然。揚(yáng)子石化、青島煉化將能源管理系統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)圖作為調(diào)度室的監(jiān)控屏，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行和優(yōu)化建議情況，及時進(jìn)行裝置運(yùn)行方案的調(diào)整。

在線優(yōu)化拓展增效空間

通過優(yōu)化操作實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的最大化，是能源信息化管理的根本目的。而實(shí)現(xiàn)能源在線優(yōu)化操作，是檢驗?zāi)茉葱畔⒐芾沓晒Φ脑嚱鹗?/p>

近日，在揚(yáng)子石化熱電廠調(diào)度室內(nèi)，調(diào)度員李新輝熟練地借助模型，開展能源在線優(yōu)化工作。通過模型在線優(yōu)化，揚(yáng)子熱電廠每年增效超過500萬元。據(jù)熱電廠技術(shù)運(yùn)行科副科長肖小芳介紹，熱電廠通過搭建模型，以燃料成本、外購電成本、外購二級除鹽水成本三項成本總和最低、效益最大為目標(biāo)，結(jié)合市場燃料價格、電力價格等因素進(jìn)行綜合優(yōu)化。通過模型實(shí)施在線優(yōu)化，能夠計算出當(dāng)期熱電的最小生產(chǎn)成本，再通過實(shí)際操作，合理分配不同汽機(jī)中壓抽汽、低壓抽汽、凝汽器負(fù)荷，無限接近當(dāng)期最小成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。該廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在穩(wěn)定工況下進(jìn)行常規(guī)化能源在線優(yōu)化操作，實(shí)現(xiàn)了能源管理“管得住、省得下”，經(jīng)濟(jì)效益明顯提升。2014到2015年，熱電廠利用能源管理中心的實(shí)時在線優(yōu)化平臺，實(shí)時操作340次，取得1211萬元經(jīng)濟(jì)效益。

中國石化煉化企業(yè)的能源信息管理系統(tǒng)都有在線優(yōu)化功能，以企業(yè)實(shí)際熱電生產(chǎn)流程為依據(jù)構(gòu)建了熱電生產(chǎn)在線優(yōu)化模型，以熱電生產(chǎn)的運(yùn)行參數(shù)、工藝參數(shù)等實(shí)時數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，以熱電生產(chǎn)效益最大化為目標(biāo)，及時提供熱電運(yùn)行的最佳方案。燕山石化和揚(yáng)子石化從2014年6月至2016年4月連續(xù)22個月進(jìn)行優(yōu)化操作，取得效益3118萬元。茂名石化、齊魯石化、天津石化、九江石化、青島煉化等蒸汽動力優(yōu)化于2015年11月進(jìn)行，截至2016年4月底，共取得實(shí)際操作效益1108萬元。

各企業(yè)還實(shí)現(xiàn)了蒸汽動力生產(chǎn)運(yùn)行和蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行的在線優(yōu)化操作。通過結(jié)合蒸汽動力流程圖和蒸汽管網(wǎng)流程圖，將蒸汽動力在線優(yōu)化的現(xiàn)場實(shí)際值、優(yōu)化建議值、小時成本、優(yōu)化成本、效益空間等指標(biāo)和蒸氣管網(wǎng)在線模擬的溫度、壓力、溫降、壓降及凝水量等指標(biāo)全部直觀地展現(xiàn)在用戶面前，優(yōu)化小組可以通過系統(tǒng)可視化界面分析和評估優(yōu)化效益，由此也改變了生產(chǎn)調(diào)度人員和裝置操作人員的工作習(xí)慣，從過去“靠經(jīng)驗、憑感覺”進(jìn)行操作到現(xiàn)在“靠系統(tǒng)、憑數(shù)據(jù)”進(jìn)行優(yōu)化操作。

在推進(jìn)能源管理信息化過程中，各企業(yè)利用能源管理信息系統(tǒng)進(jìn)行管網(wǎng)優(yōu)化，通過評估優(yōu)化企業(yè)蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行，提高輸送效率減少蒸汽用量，逐步改善保溫減少損耗，并對蒸汽管網(wǎng)的擴(kuò)能改造進(jìn)行合理規(guī)劃，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽運(yùn)行節(jié)能降耗。截至2016年4月，已評估的茂名石化、齊魯石化、天津石化等6家企業(yè)按照蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化方案進(jìn)行改造，共獲得效益2110萬元。

九江石化能源在線優(yōu)化以系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行成本最小化作為目標(biāo)，通過核算熱電系統(tǒng)各設(shè)備操作性能指標(biāo)，從全系統(tǒng)的角度，計算蒸汽和電力的實(shí)際成本，尋找最優(yōu)的能量流經(jīng)系統(tǒng)方式，優(yōu)化系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)配置，從而提高系統(tǒng)效率，降低設(shè)備能耗。通過管網(wǎng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)及時、全面、準(zhǔn)確提供蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，輔助管理人員科學(xué)調(diào)度、優(yōu)化管網(wǎng)輸送方案，減少蒸汽損耗。通過評估優(yōu)化蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行，提高輸送效率減少蒸汽用量，逐步改善保溫減少損耗，并對蒸汽管網(wǎng)的擴(kuò)能改造進(jìn)行合理規(guī)劃，減少蒸汽損失2%以上。通過氫氣瓦斯優(yōu)化采用單元模型和優(yōu)化模型，構(gòu)建氫氣系統(tǒng)監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)度管理平臺，實(shí)現(xiàn)企業(yè)對氫氣瓦斯系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)測和科學(xué)有效管理，開展氫氣優(yōu)化，減少廢氫排放超過2000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時。