钢铁企业能源管理系统的设计与改造

摘要.................................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................................... II 第一章绪论. (1)

1.1 课题研究背景和意义 (1)

1.2能源管理系统的发展与现状 (1)

1.3 国内钢铁企业能源管理存在的主要问题 (2)

1.4课题研究的主要内容与章节安排 (3)

第二章能源管理系统介绍 (5)

2.1 EMS系统建设的必要性 (5)

2.2 EMS系统的基本功能 (5)

2.3能源管理系统设计的基本原则 (7)

2.4能源管理系统的结构 (8)

2.4.1 EMS系统的总体结构 (8)

2.4.2 EMS系统的网络架构 (8)

2.5 本章小结 (10)

第三章工程改造与能源管理系统设计 (11)

3.1 能源管理系统项目概况 (11)

3.2 项目要求与目标 (11)

3.2.1 基本能源管理系统设计目标 (11)

3.2.2 能源管理系统主要建设内容 (12)

3.3 EMS的总体架构设计 (12)

3.3.1 EMS的网络结构设计 (12)

3.3.2 EMS系统信息流以及与ERP的数据交换 (13)

3.4 数据采集及设备监控系统改造 (14)

3.4.1 EMS计量系统的改造 (14)

3.4.2现场设备改造 (16)

3.4.3电力系统改造 (18)

3.4.4动力系统改造 (19)

3.4.5水道系统改造 (20)

3.4.6 EMS的基本能源管理功能设计 (21)

3.4.7系统稳定性设计 (22)

3.4.8 系统安全设计和系统备份设计 (22)

3.5 能介集控站的设计 (23)

3.5.1 能介集控站网络结构 (24)

3.5.2 能介集控站的建设 (24)

3.5.3炼钢能介集控站的建设 (25)

3.5.4集控系统与各生产单元接口 (26)

3.6 本章小结 (31)

第四章建设过程中存在的问题及解决方案 (32)

4.1 净循环泵站的改造 (32)

4.1.1存在的问题分析 (32)

4.1.2改造方向 (33)

4.1.3 改造要点 (33)

4.2 热轧空压站系统恢复 (35)

4.2.1系统现状 (35)

4.2.2控制系统存在的问题 (35)

4.2.3解决方案 (36)

4.3 煤气放散系统的问题及改善 (37)

4.3.1煤气放散系统存在的问题 (37)

4.3.2存在问题的分析 (38)

4.3.3放散系统存在问题的解决 (39)

4.4 炼钢空压站OPC通讯 (41)

4.4.1 问题的提出及分析 (41)

4.4.2 解决方案 (42)

4.5 EMS向L4开放 (43)

4.5.1问题的提出 (43)

4.5.2问题的分析和解决 (44)

4.6 本章小结 (44)

第五章效益分析及结论 (45)

5.1效益分析 (45)

5.1.1煤气的合理利用 (45)

5.1.2电网的安全、经济运行 (46)

5.1.3减少水消耗 (46)

5.1.4综合效益 (46)

5.2 EMS下一步建设方向 (47)

5.3 结论 (48)

参考文献 (50)

攻读硕士学位期间发表的论文 (52)

第一章绪论

钢铁企业能源管理系统的设计与改造

第一章绪论

1.1 课题研究背景和意义

能源是人类生存的物质基础。人类的发展与社会的进步离不开优质能源的发现和先进能源技术的应用。随着人类工业化水平的不断提高，各大企业对能源的需求与消耗也不断增加，能源危机已经成为一个不可忽视与亟待解决的重要问题。

能源的有效利用不仅能够降低企业的成本、增加企业的竞争力，而且能够更有效的保护环境、建立节约型社会、实现可持续发展。同时它也是缓解全球性能源危机的有效手段之一。而企业能源管理系统（EMS系统）正是当今企业普遍采用的一种有效利用能源、降低企业成本的方法。

作为国民经济发展的支柱产业，钢铁产业能源消耗居高不下和对环境的严重破坏等问题一直是长期困扰着钢铁企业的、制约经济发展的重大难题之一。作为资源密集型产业，有资料显示，钢铁企业的能源消耗约占全国能源消耗总量的10%[1]。占工业部门能耗量的15%～25%，而钢铁企业的能源消耗占到了钢铁成本的20 % ~40 %。因此采用有效的节能技术，较低企业能源消耗，建立稳定、安全、高效的能源管理系统对钢铁企业的发展和环境的保护有着重大意义。此文将以本人亲身参与过的项目为基础，研究钢铁企业的改造（主要是能源系统的改造）以及能源管理系统的软硬件设计等问题，并对建设过程中出现的问题进行的分析和解决。

1.2能源管理系统的发展与现状

能源管理系统在钢铁企业中的应用已有几十年的历史，并且在不断发展和完善。上世纪60年代，日本钢铁企业“新日铁公司八蟠制铁所”在企业信息化的基础上率先建立了世界首个能源中心，用来对企业能源进行集中控制和管理[2]。这时期的能源管理系统的应用主要集中在数据的采集和监控方面。此后各发达国家也逐渐开始了这方面的应用研究。70年代，随着第一次能源危机的爆发，各大高能耗企业的能源利用与管理获得了高度重视，能源管理系统也获得了更广泛的应用，这时期集散控制系统（DCS系统）开始应用于能源管理，其在钢铁企业中的应用获得了长足进步。90年代以来，信息化技术、节能技术等高新技术不断应用于企业能源管理平台，大