大型水泥集團企業(yè)的能源管理體系研究

劉磊

摘 要：能源管理體系的建設將能源控制和管理與生產(chǎn)調(diào)度控制有機結合在一起，最終實現(xiàn)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟平衡、節(jié)能減排、優(yōu)質(zhì)環(huán)保的基本目標。

關鍵詞：能源管理 體系 水泥

1.研究背景

水泥行業(yè)是能源消耗的重點行業(yè)，也是節(jié)能減排的重點領域。國家發(fā)展改革委、國家認監(jiān)委《關于加強萬家企業(yè)能源管理體系建設工作的通知》（發(fā)改環(huán)資〔2012〕3787 號）中指出：管理節(jié)能是促進企業(yè)提高能源利用水平的有效手段，能源管理體系建設，是運用現(xiàn)代管理思想，借鑒成熟管理模式，將過程分析方法、系統(tǒng)工程原理和策劃、實施、檢查、改進（PDCA）循環(huán)管理理念引入企業(yè)能源管理，建立覆蓋企業(yè)能源利用全過程的管理體系。

能源管理體系的建設將能源控制和管理與生產(chǎn)調(diào)度控制有機結合在一起，最終實現(xiàn)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟平衡、節(jié)能減排、優(yōu)質(zhì)環(huán)保的基本目標。

（1）節(jié)能降耗的需要。能源是當前和今后相當長一個時期內(nèi)，制約經(jīng)濟社會發(fā)展的突出瓶頸。水泥企業(yè)單位產(chǎn)品能耗下降不僅能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，而且對整個企業(yè)能源節(jié)約、減少溫室氣體排放起到至關重要的作用。因此必須建立先進而有效的能源管理體系降低能源消耗，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排目標，進而打破能源制約的瓶頸，較好滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。

（2）可持續(xù)發(fā)展的需要。公司是一家以水泥生產(chǎn)為主導產(chǎn)品的集團企業(yè)，水泥行業(yè)是國家公認的高能耗、高消耗企業(yè)，能源是制約企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。因此必須利用建立先進而有效的能源管理體系降低能源消耗，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排目標，進而打破能源制約的瓶頸，較好滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要。

2.內(nèi)涵和主要做法

能源管理體系主要利用信息化技術、自動化技術為基礎，集成過程監(jiān)控、能源管理、能源調(diào)度為一體的公司級管控一體化計算機系統(tǒng)。其核心理念是通過先進的信息化管理思想，將能效管理與原有的信息化系統(tǒng)及自動化系統(tǒng)進行有機融合，構筑以煤、電、水、氣等數(shù)據(jù)自動采集為能源數(shù)據(jù)支撐；集中監(jiān)控、安全穩(wěn)定為生產(chǎn)保障；能耗統(tǒng)計、成本分析、能效對標為管理考核；能源的產(chǎn)生、利用為決策參考的面向節(jié)能降耗的信息化能源管理模式。

（1）能源管理信息系統(tǒng)的構建與實施。公司的能源管理信息系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的以物料優(yōu)化為主線的思路，通過建立物料和能量的集成優(yōu)化模型，最大程度降低能源消耗，提高能源的利用率。

①能源管理信息系統(tǒng)的構建。一是現(xiàn)場儀表系統(tǒng)改造。對企業(yè)能源輸送、生產(chǎn)和應用等控制系統(tǒng)儀表進行升級改造，用以適合能源管理系統(tǒng)能源介質(zhì)和生產(chǎn)過程的調(diào)控及計量要求。二是網(wǎng)絡層系統(tǒng)建設。通訊層位于管理層與現(xiàn)場儀表層之間，主要采用前端采集設備、光纖網(wǎng)絡交換機和網(wǎng)關等設備，先進行區(qū)域集中，再由區(qū)域把數(shù)據(jù)送往監(jiān)控中心。三是管理系統(tǒng)建設，管理層由高性能的工業(yè)控制計算機、服務器、顯示器、打印機、UPS不間斷電源、GPS時間對時器、聲光報警設備等組成，通過日報表、月報表、年報表等形式反饋給企業(yè)管理者全面了解企業(yè)的能源管理水平及用能狀況，檢查企業(yè)在能源利用方面存在的問題和薄弱環(huán)節(jié)、挖掘節(jié)能潛力、尋找節(jié)能方向、降低能源消耗和生產(chǎn)成本、提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

（2）能源管理信息系統(tǒng)功能。一是實現(xiàn)遠程抄表，降低管理成本，節(jié)約人力資源；二是提高用能管理水平，增強及時性和有效性；三是提升能源管理精細化水平，向用能設備要效益；四是為管理決策提供數(shù)據(jù)支持；五是提高突發(fā)故障和異常處理的效率，降低能源不必要的浪費

（3）能源管理信息系統(tǒng)的應用。能源管理應用功能模塊主要包括在線能源平衡管理、在線能源系統(tǒng)故障管理、能源信息管理、基礎能源管理4個子系統(tǒng)模塊。①在線能源平衡管理。實現(xiàn)系統(tǒng)性負荷預測，包括電力負荷預測、日用電量預測、燃煤系統(tǒng)預測等，以及負荷的管理。②在線能源系統(tǒng)故障管理。完成能源系統(tǒng)事件及故障記錄和工藝與設備故障的報警與分析。③能源信息管理。實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)采集與基本處理、能源設備的監(jiān)控與調(diào)整、能源信息的歸檔和管理、能源生產(chǎn)報表管理、部分場所的視頻監(jiān)控、環(huán)保在線監(jiān)視及分析等。④基礎能源管理。按照公司生產(chǎn)計劃及歷史數(shù)據(jù)編制供需計劃，指導能源系統(tǒng)按照供需計劃組織生產(chǎn)，對各能源介質(zhì)實際發(fā)生量、使用量、放散量等數(shù)據(jù)進行采集、抽取和整理、取得能源生產(chǎn)運行的實際數(shù)據(jù)，并對相關能源消耗指標進行管理和分析。

（2）管理制度的構建與實施。為了確保能源管理系統(tǒng)的有效運行，必須建立與能源管理中心配套的各種管理制度、運行規(guī)程，保證能源管理實效性，加大挖潛降耗力度，提高公司經(jīng)濟效益。

依據(jù)國家對能源管理相關規(guī)定和要求，結合公司實際，能源管理責任部門在實踐中不斷探索完善定額指標合理性、可操作性、切實調(diào)動強化全員的節(jié)能和資源節(jié)約意識，嚴格“節(jié)獎超懲”制度，以推動企業(yè)在生產(chǎn)管理、工藝過程控制、設備經(jīng)濟運行的挖潛改造節(jié)能降耗，達到降低成本，增加效益的目的。

（3）技術裝備的構建與實施。為提高能源系統(tǒng)的技術裝備水平，確保能源系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、高效。公司選用的設備全部技術先進，材料優(yōu)良、結構合理、環(huán)保的節(jié)能型產(chǎn)品。

全面運用先進技術。公司每年投入大量的技改技措資金加強對新工藝、新技術、新材料的運用，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的運行質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。一是采用節(jié)能高效永磁稀土電機對功率7.5kw～250kw內(nèi)的低壓電機進行改造，采取動態(tài)監(jiān)測模式，配以完善的監(jiān)測儀器，挖掘節(jié)能潛力；二是對水泥磨選粉機的改造，完善生產(chǎn)工藝，推廣使用選粉效率高的選粉機，提高磨機臺時產(chǎn)量，降低粉磨電耗。三是對節(jié)煤劑的試驗測試，探索降低水泥窯標煤消耗的新途徑。四是研究水泥窯協(xié)同處理廢棄物及水泥窯脫硝的方案，為應對水泥產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整做好準備。

優(yōu)化能源計量設備。依據(jù)《企業(yè)能源計量器具配備和管理通則》要求，按照三級計量規(guī)范，在生產(chǎn)經(jīng)營的全過程配備滿足生產(chǎn)經(jīng)營需要的能源計量器具。

3.實施效果

（1）降低管理成本及單位產(chǎn)品能耗成本。①完善能源信息系統(tǒng)。一方面，能源管理系統(tǒng)通過I/O、通信接口、專用儀表和第三方系統(tǒng)收集滿足系統(tǒng)應用功能要求的數(shù)據(jù)，改變原有人工抄表、手動錄入系統(tǒng)，減少人為因素的影響；另一方面，增強生產(chǎn)信息相互共享，實現(xiàn)生產(chǎn)管理信息的下達和能源分析信息的上傳。②優(yōu)化能源管理體系。公司應用信息化技術，通過能源基礎管理模塊，公司的管理及技術人員可以及時了解、監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)運行情況，各類信息通過該模塊及時發(fā)布、反饋，實現(xiàn)在信息分析基礎上的能源監(jiān)控和能源管理的流程優(yōu)化再造，實現(xiàn)能源質(zhì)量管理、運行管理、動態(tài)監(jiān)控管理等自動化和無紙化，有效實施客觀的以數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源消耗評價體系，減少能源管理的成本，提高能源管理的效率。加以將客觀數(shù)據(jù)的及時用于考核，將提高現(xiàn)場操作人員的主觀能動性，提高完善操作、優(yōu)化操作的能力。③提高勞動生產(chǎn)率。能源管理體系的建設，將在公司的管理體制創(chuàng)新中發(fā)揮示范作用。系統(tǒng)的最終目標可以實現(xiàn)簡化能源運行管理，減少日常管理的投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動生產(chǎn)率。

（2）經(jīng)濟效益顯著。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)能源管理模式，健全能源管理體系，大幅降低單位產(chǎn)品的能耗。相比能源管理系統(tǒng)建立前，噸熟料煤耗下降了1.21%，噸水泥綜合電耗下降了1.71%。

據(jù)統(tǒng)計2015年節(jié)煤約為3.9萬噸，節(jié)電約為2000萬千瓦時；同時2015純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電量3.49億千瓦時，帶來經(jīng)濟效益近2億元。

（3）社會效益。公司能源管理體系采用的技術方案，綜合了當前信息技術和自動化控制技術的最新成果，代表了該領域技術的發(fā)展方向，其功能齊全、實用、采用設備先進、技術成熟、綜合效益明顯。項目實施成果帶動了水泥行業(yè)技術進步，為水泥行業(yè)的節(jié)能技術改造提供一個示范模式。

目前水泥行業(yè)中能源管理水平還處于初步階段，沒有完整的解決方案和參考實例，能源管理中心成功構建與實施，將為水泥行業(yè)能源管理體系建設提供范本并產(chǎn)出深遠的影響。