能源管理中心建設(shè)對(duì)氧化鋁企業(yè)節(jié)能工作的影響

薛 克

（中國(guó)長(zhǎng)城鋁業(yè)有限公司，河南 鄭州 450041）

國(guó)家為促進(jìn)“節(jié)能減排”和“兩化融合”戰(zhàn)略，財(cái)政部、工業(yè)和信息化部于2009年聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)＜工業(yè)企業(yè)能源管理中心建設(shè)示范項(xiàng)目財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法>的通知》（財(cái)建[2009]647號(hào)），支持企業(yè)開展能源管理中心建設(shè)項(xiàng)目研究。

隨后，工業(yè)和信息化部發(fā)布了鋼鐵、石油和化工、建材、有色金屬、輕工等五大行業(yè)能源管理中心建設(shè)實(shí)施方案，明確了能源管理中心項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)，還對(duì)企業(yè)能源管理中心的基本要求、建設(shè)內(nèi)容和預(yù)期功能、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施程序、保障措施等方面做了詳細(xì)規(guī)定。其中《有色金屬企業(yè)能源管理中心建設(shè)實(shí)施方案》中明確提出：計(jì)劃在2020年前，有色金屬行業(yè)建設(shè)80個(gè)企業(yè)能源管理中心，其中鋁（含氧化鋁）冶煉企業(yè)約30個(gè)。

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年氧化鋁產(chǎn)量7253萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)9.9%，氧化鋁產(chǎn)量仍然保持著高增長(zhǎng)勢(shì)頭。所有氧化鋁企業(yè)都是國(guó)家“萬(wàn)家企業(yè)”重點(diǎn)用能單位。如何更好地節(jié)能降耗、控制成本，一直都是氧化鋁企業(yè)研究的重要課題。

1 建設(shè)氧化鋁能源管理中心的意義

氧化鋁生產(chǎn)流程長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，且多數(shù)與熱電聯(lián)產(chǎn)，使用多種能源，能耗水平與生產(chǎn)指標(biāo)密切相關(guān)。建設(shè)能源管理中心，為指標(biāo)優(yōu)化提供技術(shù)手段，對(duì)能源及工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)與分析，測(cè)算生產(chǎn)過程的物料平衡和熱平衡，構(gòu)建專家數(shù)據(jù)模型，同時(shí)運(yùn)用精益生產(chǎn)管理工具，查找能源使用的可改進(jìn)點(diǎn)，指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)人員采取優(yōu)化措施，減少能源浪費(fèi)、提高能源利用效率，最終實(shí)現(xiàn)保護(hù)資源和環(huán)境的目標(biāo)。

河南某氧化鋁企業(yè)能源管理中心項(xiàng)目已經(jīng)通過工業(yè)和信息化部驗(yàn)收，節(jié)能效果達(dá)到建設(shè)要求。企業(yè)通過能源管理中心項(xiàng)目建設(shè)和幾年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐，完善了氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的軟、硬件，提高了生產(chǎn)管控能力，提升了能源管理水平，提高了廣大員工的節(jié)能意識(shí)，產(chǎn)生的結(jié)果是產(chǎn)品能耗的大幅降低，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力顯著提升。

2 氧化鋁能源管理中心的建設(shè)內(nèi)容及影響

河南某氧化鋁企業(yè)采用拜耳法管道化溶出生產(chǎn)工藝，大型用能設(shè)備有破碎機(jī)、磨機(jī)、溶出機(jī)組、沉降槽、過濾機(jī)、種分槽、蒸發(fā)器和焙燒爐等，其配套熱電廠為氧化鋁生產(chǎn)提供高低壓蒸汽和電力、煤氣、水等，配備有煤粉爐、循環(huán)流化床鍋爐、煤氣爐和背壓式、抽凝式發(fā)電機(jī)。企業(yè)每年能源消耗總量超過120萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

建設(shè)能源管理中心，對(duì)現(xiàn)有能源計(jì)量、生產(chǎn)檢測(cè)、控制與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行排查、設(shè)計(jì)和完善；建立一套集中、扁平化的氧化鋁能源管控一體化系統(tǒng)和能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的氧化鋁專家數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸配、使用等環(huán)節(jié)的在線監(jiān)控、能源平衡調(diào)度和基礎(chǔ)能源管理等功能；為氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)組織提供技術(shù)分析手段和工具，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能、降低成本的目標(biāo)。

2.1 建立能源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

能源管理中心項(xiàng)目完善了氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中的計(jì)量?jī)x表和檢測(cè)設(shè)備，建設(shè)了涵蓋整個(gè)氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，按需配置硬件終端和服務(wù)器，通過各種接口技術(shù)采集所有能源計(jì)量和檢測(cè)信息，提供可靠、穩(wěn)定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)氧化鋁能源介質(zhì)、關(guān)鍵工藝參數(shù)及主要用能設(shè)備運(yùn)行效率的在線監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)調(diào)度人員實(shí)時(shí)了解能源的生產(chǎn)量、使用量和損耗量，為管理者裝上“眼睛”，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理用能，減少能源浪費(fèi)。

2.2 建立能源科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)

在能源管理中心系統(tǒng)中設(shè)計(jì)氧化鋁實(shí)產(chǎn)模型的測(cè)算，及時(shí)掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，同時(shí)對(duì)能源進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)與排產(chǎn)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸配與使用環(huán)節(jié)的信息共享與動(dòng)態(tài)平衡，減少因生產(chǎn)過剩、質(zhì)量過剩而造成的能源浪費(fèi)。

在能源管理中心系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、輸配、使用單位的協(xié)同辦公，即生產(chǎn)總調(diào)、供熱調(diào)度、供水調(diào)度、供電調(diào)度、天然氣（煤氣）調(diào)度等集中在一起，實(shí)現(xiàn)信息共享，科學(xué)預(yù)測(cè)與安排產(chǎn)量，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)各種能源的供需進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度指揮，提高能源利用效率。

2.3 建立能源系統(tǒng)診斷優(yōu)化系統(tǒng)

針對(duì)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的三大耗能工序（溶出、蒸發(fā)、焙燒），建立能源數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)能耗波動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，并從外部條件、內(nèi)部操作等因素入手，自動(dòng)查找出現(xiàn)波動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)原因（如能源介質(zhì)質(zhì)量波動(dòng)、工藝參數(shù)波動(dòng)、設(shè)備熱效率低等），提出優(yōu)化操作的建議，同時(shí)還在溶出系統(tǒng)建立起專家分析建議模型，為生產(chǎn)調(diào)度與操作人員提供決策建議。

2.4 建立能源量化管理系統(tǒng)

通過能源管理中心采集的數(shù)據(jù)，自動(dòng)完成氧化鋁產(chǎn)量、單位產(chǎn)品能耗的計(jì)算和報(bào)表的生成，通過不同格式的報(bào)表，建立科學(xué)的“公司、分廠、車間、班組”四級(jí)能耗評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)能源業(yè)績(jī)持續(xù)改進(jìn)。

在能源管理中心系統(tǒng)中固化新的能源管理工具，即：能耗橋、負(fù)載曲線、設(shè)備OEE等，對(duì)焙燒、蒸發(fā)、溶出、磨機(jī)重點(diǎn)耗能設(shè)備進(jìn)行分析，查找設(shè)備運(yùn)行中的能源浪費(fèi)點(diǎn)，指導(dǎo)崗位人員進(jìn)行操作優(yōu)化，向技術(shù)人員提出節(jié)能挖潛方向，實(shí)現(xiàn)氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能。

2.5 優(yōu)化企業(yè)管理層級(jí)

通過能源管理中心建設(shè)，對(duì)生產(chǎn)控制系統(tǒng)優(yōu)化和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)控制指揮集中化，由多層級(jí)、多區(qū)域的分散控制改為兩層級(jí)、區(qū)域合并的集中控制，完成了實(shí)時(shí)信息的集成共享和深化應(yīng)用，完成了公司與廠級(jí)調(diào)度整合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理扁平化，生產(chǎn)指令直至一線操作人員、檢修人員，減少了崗位人員配置，提高了管理效率。

3 能源管理中心建設(shè)的幾點(diǎn)體會(huì)

（1）能源管理中心建設(shè)是信息、工藝和管理的結(jié)合，單純地將其理解成一個(gè)信息化項(xiàng)目，缺少工藝專家的思想和精益管理工具的應(yīng)用，就會(huì)淪為一個(gè)數(shù)據(jù)采集與報(bào)表系統(tǒng)。比如氧化鋁焙燒爐，單純的焙燒爐產(chǎn)量與能源消耗，無(wú)法判斷能源浪費(fèi)的根源，無(wú)法開展能源業(yè)績(jī)的評(píng)價(jià)，而通過負(fù)載曲線分析，就能判斷出運(yùn)營(yíng)損失和負(fù)載損失，就能夠指導(dǎo)提高焙燒爐改善能效的方向。

（2）企業(yè)的能源管理中心建設(shè)，需要有企業(yè)效益為先理念、生產(chǎn)集中管控理念來(lái)指導(dǎo)決策，需要有工藝及管理、平衡模型及調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)管控，需要有建設(shè)方領(lǐng)導(dǎo)的決心、承建方解決復(fù)雜問題的決心才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的應(yīng)用效果。