有色金屬企業能源管理建設方式
有色金屬行業是國民經濟重要基礎產業，也是節能減排的重點領域。那麼，下面是小編為大家分享有色金屬企業能源管理建設方式，歡迎大家閱讀瀏覽。
一、有色金屬企業建設能源管理中心的必要性
有色金屬行業是國民經濟重要基礎產業，也是節能減排的重點領域。2012年我國十種有色金屬產量達到3697萬噸，年能源消耗量約1.6億噸標煤，約佔全國能源消耗總量的 4.3%。“十二五”以來，有色金屬行業通過淘汰落後產能和技術改造，節能降耗工作效果顯著，單位產品能耗持續下降，萬元工業增加值能耗從2010年的1.74tce/萬元降低到2012年的1.56tce/萬元，下降10.1%。但與國際先進水平相比，我國有色金屬行業整體能效水平還有一定差距，特別是利用智慧化、資訊化等“兩化融合”手段提高企業能源管理水平、促進節能降耗方面還有很大提升空間。2009年以來，我部在有色金屬行業組織開展了能源管理中心建設示範專案，實踐證明，能源管理中心的建設提高了有色金屬企業能源管理水平和能源利用效率，取得了良好的示範效應，積累了寶貴的經驗。為了進一步加強有色金屬行業能源管理中心建設，我們制定了有色金屬行業能源管理中心建設實施方案，明確行業能源管理中心建設的基本要求、建設內容、驗收標準等事項，旨在推動能源管理中心在有色金屬行業的推廣普及。
二、實施目標
本實施方案計劃在2020年前，在有色金屬行業建設80個企業能源管理中心，其中，銅冶煉企業約15個，鋁(含氧化鋁)冶煉企業約30個，鉛鋅冶煉企業約20個，其他有色金屬企業約15個。
三、基本要求
考慮到有色金屬行業企業型別多，資訊化、自動化水平差異大，為保證本方案實施效果，參與企業應滿足如下條件：
(1)主要生產工藝及設施應符合國家產業政策。
(2)氧化鋁企業年綜合能源消費量不低於60萬噸標準煤;電解鋁企業年綜合能源消費量不低於50萬噸標準煤;銅冶煉企業、鉛鋅冶煉企業年綜合能源消費量不低於10萬噸標準煤;其他有色金屬企業年綜合能源消費量不低於5萬噸標準煤。
(3)企業具備一定的自動化和資訊化條件，或經適應性改造後能滿足能源管理中心建設要求。
(4)企業具備完善的財務監管制度，並確保在能源管理中心專案實施過程中對資金使用進行有效監管。
四、建設內容和預期功能
(一)建設內容
1.通用建設內容
(1)能源計量系統。對重點用能裝置加裝或改造能源計量器具，完善企業一級、二級、三級能源計量儀表，計量器具配備率和準確度等級達到《用能單位能源計量器具配備和管理通則》(GB17176)的要求。
(2)能源資料採集網路。按照企業能源管理中心建設需求，開展能源計量儀表(含原有、新增及改造儀表)現場資料採集系統適應性接入改造;基於已有自動化系統(DCS、PLC及電力綜保系統等)，完善現場資料採集網路和工業主幹網路。
(3)能源管理排程中心。建設能源排程指揮中心的基礎設施平臺，主要包括控制室工程、機房工程、弱電智慧化工程、視訊及通訊工程等。
(4)能源綜合監控系統。基於實時資料庫和監控圖組態系統，建設能源綜合監控系統，主要包括過程監控系統軟硬體平臺、排程中心監控軟體、線上排程工具等。
(5)基礎能源管理系統。基於資料採集和綜合監控系統，建設基礎能源管理系統，主要包括以下功能模組：能源計劃與實績管理、能效分析與評價、能源生產執行管理、能源質量管理、能耗定額管理、能源計量器具管理、能源報表管理等。
(6)能源預測與優化排程系統。基於生產計劃資料與能源供需歷史資料，運用先進能源預測模型技術，實現主要能源介質的短週期與長週期預測;基於能源供需預測結果，建立能源優化排程模型，實時提供主要能源介質的優化排程方案。
(7)關鍵用能裝置節能優化控制系統。基於多變數預測控制和先進控制技術，實現鍋爐、熔煉爐、吹煉爐、精煉爐、焙燒爐、電解槽等關鍵用能裝置的優化控制。
(8)配套管理體系。企業能源管理中心配套管理模式和機制建設是相對於硬體設施建設的軟體建設，其關鍵是在明確企業能源管理中心定位基礎上，把硬體設施建設和配套能源管理體制建設有機結合起來，做到同步規劃、同步建設，使企業能源管理中心發揮出最佳效果。應設立能源管理崗位，聘任能源管理負責人，並加強對能源管理負責人的節能培訓。
2.專項建設內容
(1)電解鋁企業專項建設內容
①鋁電解節能專家系統：該系統通過實時採集鋁電解過程中電解工序、出鋁工序、換極工序、母線提升工序等生產環節的工藝操作引數與能耗資料，構建適用的資料多維模型，挖掘生產工藝引數(生產負荷、氟化鋁加料量、氧化鋁濃度等)與能耗之間的關係及潛在規律，形成專家知識庫，對電解槽焙燒啟動與正常生產進行指導，優化不同工況下的操作引數，實現電解槽穩定高效生產，提高整個電解過程的電流效率。
②鋁電解槽槽況多維分析模型。通過線上採集或離線輸入的方式，獲取影響電解槽電流效率的相關引數(包括槽電壓、電解溫度、鋁水平、電解質水平、分子比、氧化鋁濃度、出鋁量、氟化鋁加料量等)，應用主因素/多因素分析技術與資料探勘技術，從多個角度、全方位分析和預報電解槽槽況，從而預防和消除異常槽況，減少額外能源消耗，實現電解槽高效節能執行。
(2)氧化鋁企業專項建設內容
①原料磨精益控制系統
在氧化鋁生產過程中，原料磨先進控制適用於燒結法和拜耳法工藝，通過採集和優化各項引數，最大限度提升研磨效率、保證原礦漿的密度。系統主要通過監控原料磨的功率、進料量、礦石品質、研磨粒度大小以及出料口料漿密度等引數，計算原料磨實時效率，操縱變數入磨礦速度和入磨的溶液量從而優化磨機進料比例，減少石灰用量等指標，增加CaCO3 的利用效率。
②溶出先進控制系統在氧化鋁生產過程中，燒結法與拜耳法的溶出工藝存在差異。以最為常見的拜耳法工藝為例，系統主要通過監控和採集苛性比(αk)、溶出溫度、溶出率、溶出槽鹼含量等指標資料，利用先進控制器根據軟儀表模型實時預測計算出的αk 數值來調整原礦漿的進料速率，同時通過化驗結果不斷線上修正軟儀表模型，調整溶出系統原料漿流量、母液流量和蒸汽流量，保持系統處於最佳苛性比值(αk )和溶出溫度，實現最佳耗能效率。
③分解先進控制系統以分解工段的主要環節之一蒸發為例。蒸發先進控制適用於燒結法和拜耳法氧化鋁生產工藝。在蒸汽流量自動控制基礎上，主要監控多組蒸發器的溫度，分析原液流量和蒸汽流量，實現蒸發器的溫度優化控制，優化恢復鹼混合系統的流量控制、母液鹼濃度控制等指標，實現各項能源的最優利用。
④母液迴圈優化控制系統氧化鋁生產流程中，各個環節新增的水量最終都進入母液，母液的儲量很大。在日常生產中，各個工段都是根據控制需要新增水和鹼液，發現母液量不平衡時，由排程人員協調各個生產環節來平衡母液。母液迴圈優化控制的目的是在一定範圍內協調各個工段對母液的貢獻，優化器根據母液存量和苛性比協調其底層的各個工段，優化整個大迴圈中母液的存量和苛性比(αk )。
⑤焙燒先進控制系統焙燒工序的'能源控制系統適用於所有氧化鋁生產工藝。通過監控和採集焙燒爐的煙氣氧含量及焙燒溫度，調整燃料流量、進風量、氫氧化鋁進料量等指標，提高燃燒效率，在保證氫氧化鋁焙燒質量前提下降低焙燒爐能耗。
(3)銅、鉛冶煉企業專項建設內容
①銅、鉛冶煉過程氧氣優化排程系統。該系統針對銅冶煉過程中製氧、儲氧、供氧與用氧特點，實現基於生產計劃、檢修計劃的氧氣供需智慧預測，以氧氣放散量最小或整個氧氣系統經濟效益最大為目標實現氧氣優化排程。
②銅、鉛熔鍊過程節能優化控制系統。該系統針對銅、鉛熔鍊過程中閃速爐(或艾薩爐、底吹爐、側吹爐)、餘熱鍋爐、供配料系統的生產與能源利用特點，實現生產與能源線上優化控制與管控一體化。
(4)鋅冶煉企業專項建設內容
①焙燒節能優化控制系統。該系統針對鋅精礦焙燒過程的生產與能源利用特點，採集關鍵工藝引數與能源資料，建立整個焙燒過程的優化控制模型;通過模型應用，實現鋅精礦質量、給料量、焙燒爐溫度、鼓風量、壓力及餘熱鍋爐的優化控制，保證整個焙燒過程節能高效。
②鋅電解節能優化控制系統。該系統基於實時採集的鋅電解過程工藝與操作引數，構建適用的鋅電解節能優化控制模型，實時優化關鍵操作引數，提高鋅電解過程電流效率。
3.預期功能
(1)通過建設完善的能源計量系統，實現能耗資料的數字化讀取及傳輸，使能源計量體系具有完整性、冗餘性、可靠性和可整合性，解決現場能源計量資料的客觀性和準確性問題，實現主要能源介質(固體燃料、電、蒸汽、水、燃料氣、氮氣、氧氣等)的準確計量，滿足企業能源管理中心的執行要求。
(2)在滿足安全性和隔離性技術要求的條件下，通過完善能源資料採集網路，實現能源計量資料、能源系統操作和質量資料、關鍵生產資料、用能裝置和裝置運轉引數集中採集到能源管理中心。
(3)能源綜合監控系統主要實現對企業各級(分廠、車間、重要耗能裝置)各種能源介質生產、儲存、消耗、回收全過程的實時監控，掌握其歷史和實時趨勢，實時記錄能源系統事件，動態掌握能源使用消耗情況，實現對各類產能、供能和用能過程及裝置的實時監視、遠端控制、異常報警和分析管理，確保能源系統穩定執行。
(4)通過建設關鍵用能裝置的節能優化控制系統，提高關鍵用能裝置的執行平穩性，實時優化關鍵工藝引數，提高能源利用效率。
(二)建設要求
1.資料採集
(1)資料採集要滿足能源的外購、生產、輸配、消耗等環節的計量要求，同時要滿足裝置或工藝裝置執行監視以及能源平衡排程和預測的要求;
(2)能源資料的採集和儲存要獨立，資訊採集點數量要與管理模式相適應;
(3)對一級、二級能源計量需要設定獨立的資料採集站，三級、四級能源計量資料可設定獨立的資料採集站，也可以從現有系統(如控制系統、MES)中通訊獲取。
2.現場執行裝置
(1)建立以遠端監控為基礎的集中管控模式，提升系統的實時調控能力及處理異常的能力，從而有效發揮優化調整的節能潛力;
(2)現場自動化系統須具備遠端監控的條件，主要動力設施(如變電站開關、調節閥門、電控裝置等)執行穩定可靠，達到基本的安全條件及自動化水平;
(3)現場自動化系統或電氣、儀表裝置具備較為完善的向能源管控資訊系統傳輸各類訊號的能力，效能良好;
(4)實現遠端監控的現場站向能源管控資訊系統傳送的資訊可靠穩定，應按照現場裝置的實際情況，確保資訊完整性，並按照有關裝置的機械、電氣和控制特徵，選擇採集的資訊點;
(5)充分考慮遠端監控站點和裝置的特點，確保將涉及裝置和系統安全的監測點傳輸到資訊系統，如電氣裝置的溫度資訊、旋轉裝置的振動資訊、燃氣場所的CO濃度資訊、火警資訊、水位資訊等。
3.能源管理中心大廳建設
(1)大廳應配置來自不同變電站的兩路獨立電源;控制中心機房和控制室的UPS應滿足連續供電2小時的能力。
(2)配置至少兩套獨立的交換機(如一套行政電話，一套指令電話)。
(3)控制中心應採用綜合佈線系統，確保各類線纜的合理安排和佈置;
(4)控制中心應設定防雷和遮蔽接地系統。
4.軟硬體環境
(1)採用主流廠商的高質量硬體產品，尤其是伺服器、網路交換機、PLC等。
(2)控制網路必須採用工業級交換機。
(3)監控軟體應採用SCADA軟體，不宜採用DCS軟體。
5.資料及資訊保安
(1)與企業ERP、MES等其它資訊化系統連線時或Web釋出時，必須通過防火牆進行資料及資訊保安隔離。
(2)與現場的工控網路或SCADA、DCS、PCS、PLC等工業控制系統連線時，應採取設定防火牆、單向隔離、協議過濾或工業協議轉換閘道器等措施加以保護。
(3)對無線組網應採取嚴格的身份認證、安全監測等防護措施。
(4)建立控制伺服器裝置安全配置和審計制度,嚴格賬戶管理、口令管理。
(5)對關係資料庫資料進行定期備份。
(6)對實時資料庫、關係資料庫資料採取訪問許可權控制等措施加以保護。
(7)制定資訊保安應急預案，明確應急處置流程和臨機處置許可權。
(8)嚴格控制移動儲存介質的使用，對接入網路中的計算機要採取MAC地址繫結等安全措施。
五、驗收標準
能源管理中心驗收主要針對基本建設內容要求、執行情況和執行成效三方面，共有9大項驗收指標。採用打分制(100分滿分)來評估，具體內容和分值詳見附件1。地方工業主管部門可參考驗收標準組織專家對提出驗收申請的企業進行審查驗收。能源管理中心建成後，企業主要能耗指標應滿足相應行業規範條件等產業政策要求。
六、實施程式
(一)釋出實施方案
工業和資訊化部負責制訂和釋出能源管理中心建設實施方案。省級工業主管部門可根據實施方案內容，結合本省有色金屬行業特點、能源管理中心的建設情況，制定本地區能源管理中心建設實施方案，實施方案應明確總體目標、重點任務、進度安排、獎勵機制和保障措施，確保方案可實施、可操作。
(二)企業申報
本著企業自願的原則，符合基本要求的企業可向省級工業主管部門提出能源管理中心建裝置案申請，並提交由有資質的第三方機構(地方節能監察機構等)出具的基礎能源消費報告，報告應包括能源管理中心建設前企業的基本生產執行情況、能源消費情況、節能減排工作情況等內容，經法人代表簽字並加蓋公章。備案完成後，企業參照實施方案要求自主建設能源管理中心。專案建設完成並投入執行後，企業可按照屬地原則向當地省級工業主管部門提交驗收申請報告，報告應包括企業基本情況、能源管理中心基本建設內容、執行情況、節能效益、經濟效益、資訊上報情況、能源管理體系建設情況、投資決算等內容，經法人代表簽字並加蓋公章(見附件2 )。
(三)備案與驗收
省級工業主管部門根據建設範圍和條件，篩選符合條件的企業進行備案。收到企業驗收申請後，省級工業主管部門委託有資質的第三方機構(地方節能監察機構等)進行現場稽核並出具稽核報告;工業和資訊化部組織省級工業主管部門開展驗收，根據企業驗收申請和第三方稽核報告，組織專家參照驗收標準(附件1 )對能源管理中心建設實施情況進行評估，並進行現場抽查，形成驗收結論。根據驗收結論，工業和資訊化部會同各地工業主管部門利用國家已出臺的促進企業節能減排的各項財政、稅收優惠政策，對通過驗收的企業給予獎勵或信貸支援。
七、保障措施
(一)加強組織引導
各地工業主管部門應制定完善的管理機制，引導企業積極參與，及時組織建設專案備案，加強對專案建設的跟蹤和管理，組織好竣工專案驗收工作。同時，推薦優秀的第三方服務機構為建設企業提供支撐服務。
(二)充分發揮第三方服務機構作用
發揮行業協會協調組織作用，推動相關科研單位和企業開展產學研合作，加快節能技術的研發、示範和推廣應用，積極開展技術交流，跟蹤國內外技術發展動態，提供資訊諮詢和技術服務。發揮節能技術服務單位的支撐作用，做好技術服務和諮詢工作，採用合同能源管理、融資租賃等模式，為企業提供技術和資金服務。引導各類金融機構發揮資金支援作用，為企業能源管理中心建設提供綠色信貸和能效信貸，支援各類融資擔保機構提供風險分擔服務，為企業提供多元化融資渠道。
