某钢铁厂的能源中心

某钢铁厂的能源中心

郑希湘

摘要介绍某钢铁厂的能源中心改扩建后设置的能源管理系统(EMS)和DCS的情况。该系统设计思想、系统构成、控制规模等方面均进入世界先进行列。配合主体工程的分步投产和旧系统的更新改造，整个系统历时7年多并已分步投产，系统运行稳定、可靠。该系统改进了能源管理的功能，为该厂减少能耗、降低成本做出了贡献。

关键词能源中心管理控制节能降成本

Energy center in a certain iron and steel works

Zheng Xixiang

(Chongqing Iron ＆Steel Designing Institute Chongqing 400013) Abstract The general description is given about the configuration of the Energy Management System(EMS)and Distributed Control System(DCS)of the energy center in a certain iron and steel works after its remolding. The system has attained advanced world level in the field of design idea, configuration and control scale etc. The whole system has been put into service step by step during 7 years with the commissioning

of the main system in different phases and the modification of the old system. The system operates smoothly and reliably. The function of energy management is improved, and energy consumption and the cost are reduced.

Key words energy center; management; control; energy saving; cost reducing

0 概述

钢铁企业是消耗能源的大户，在有的国家要占全国总能耗的15％，在我国也要占10％左右，因此如何搞好钢铁工业的能源管理，以达到节能增效的目的，是发展钢铁工业的重要任务之一。某钢厂三期工程能源中心的能源管理系统(简称EMS)，是在原有能源中心的基础上发展起来的，从原来一般的操作、控制、监视功能，改造、扩建成综合的能源管理监控系统，为我国钢铁工业采用先进的计算机网络系统管理能源走出可喜的一步。

该厂原有能源中心70年代从国外引进，由遥控、遥测、遥信(三遥)装置和常规仪表及一台计算机组成。它对全厂水道、电力、动力、环境等设备及管网运行参数进行监控，具有异常报警、能源介质潮流显示、电力需求预测、煤气柜柜位预测、环境数据采集等功能。随着该厂生产规模的发展，对能源管理要求的提高，原系统无法适应新的需要，于是在1990年开始考虑对原有系统进行改造，以满足主体工程扩建后的要求。该系统必须对扩建后的各种能源介质的全厂系统进行管理，并可分步实施，以有利于今后管理工作要求的提高和工艺生产车间的发展。因此决定引进90年代水平的德国西门子公司计算机网络系统的EMS。

1 EMS的监控对象

EMS是该厂全厂管理系统的一个子系统，它以全厂公用能源管网为对象，直接调度和监控全厂各种能源介质的供应和分配；监控各种水、电、煤气、氧、氮、氩、氢、蒸汽、压缩空气、重油以及环境等约40种参数；监控区域性变配电所、煤气混合站、煤气加压站、给水泵站、排水泵站、各种煤气柜和煤气放散系统，并对现场允许无人值守的能源站点进行三遥(直接为车间生产工艺过程服务的能源系统，由车间生产调度自行调配，EMS不介入管理)。

整个EMS分3个阶段实施，第1阶段已投入运行5年半，最后一部分也已投运1年多，系统运行实绩证明该系统性能可靠(迄今已经历过一些介质系统的异常情况和处理)，功能完善，使该厂的能源管理水平又上了一个台阶。

2 EMS的功能

2.1 支持调度管理功能

能源管理的要求，首先是保证生产，其次是避免浪费，再高一层是要求用好能源、降低成本和创造更高的利润。

钢厂的加热用能源，主要是回收的焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气，不足部分用煤和重油补充，这些能源介质可以相互替换，但是它们的供需都决定于工艺生产的安排。能源计划要求能源供需平衡，能源供需的长期计划(静态计划)由全厂管理系统(MIS)制定，EMS每天的日计划是按MIS系统下达的次日生产计划编制，调度根据计划可选用运转设备和介质种类。例如：让效率较高的设备长期工作，效率较低的设备调峰；以转炉煤气替换焦炉煤气(热值较高)。又如提高自备电厂的高炉煤气混烧比(最高可达60％)以节省动力煤。EMS的第1个支持功能是提供平衡计算和制定最合理的运作计划。

EMS的第2个支持功能是预测功能，根据最近的实测消耗情况，推测消耗的趋势。例如：预测电力耗量的近期趋势是否会超过预定的最大耗量，以避免受到电力系统的罚款；预测各用水大户自动补给新水的时间是否重叠，将该时间错开以避免给水泵的频繁启动所引起的电耗增加，减小干管压力波动；根据煤气柜柜位的变化趋势，决定用户供给何种介质最合适。EMS支持调度人员决定短时计划。

EMS的其他支持功能有收集和积累全厂能源消耗的数据，供调度人员分析单位产品的能耗、能源介质的利用情况及能源成分等等，以进一步提高能源管理水平。

EMS对重要的动力设备的运行时间留有记录，供制定设备检修计划时参考。

2.2 能源介质系统和设备监控

能源介质系统监视其供入量、各贮罐的贮量、贮量变化情况和各用户的消耗量，监视管网系统的压力。重油系统还监视管路有无漏泄。

设备监控主要是其启停、状态和测量值的三遥。另外是煤气的PID连续控制。

对于重要的或因误操作会造成严重后果的操作，EMS给出提示和内部连锁。

对厂区废气、废水达标排放进行监控，避免超标排放。

2.3 报警

因为调度人员监视的内容很多，EMS设有对系统运行异常的语言报警，提请工作人员注意该事态的发展。