石化企_能源管控系_章龍江

1、石化企業(yè)能源管控系統(tǒng)提 綱第2頁第2頁一、能源管控系統(tǒng)簡介二、全廠能源管理平臺 三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)五、發(fā)展趨勢及實施保障第3頁一、能源管控系統(tǒng)簡介一種基于網絡和計算機并貫穿于生產全過程的現代化能源管理工一種基于網絡和計算機并貫穿于生產全過程的現代化能源管理工具與平臺，借助專業(yè)軟件、控制技術等的支持以及能源管理人員具與平臺，借助專業(yè)軟件、控制技術等的支持以及能源管理人員的維護，實現企業(yè)能源消耗的實時監(jiān)測、分析、診斷和控制，為的維護，實現企業(yè)能源消耗的實時監(jiān)測、分析、診斷和控制，為企業(yè)能源效率的持續(xù)改進提供技術支撐。企業(yè)能源效率的持續(xù)改進提供技術支撐。能源管控能源管控系統(tǒng)

2、系統(tǒng)指標考指標考核管理核管理能源調能源調度管理度管理能源統(tǒng)能源統(tǒng)計管理計管理用能評用能評價管理價管理能源計能源計劃管理劃管理能源優(yōu)能源優(yōu)化管理化管理企業(yè)在國際國內行業(yè)的位置？統(tǒng)計是否真實準確？損失去哪了？考核是否達到了目標？是否實現了真正的優(yōu)化？還有哪些環(huán)節(jié)可以節(jié)能？節(jié)能投資的收益到底有多少？產能計劃如何安排？能流全過程是怎樣的？沒有計量表，我怎么辦？有什么樣的優(yōu)化手段節(jié)能？什么樣的運行方案利于節(jié)能增效？管理決策者的關注點一般管理者的關注點1、能源管控系統(tǒng)目標及作用第4頁一、能源管控系統(tǒng)簡介以能源數據在線采集為基礎，以公用工程和主要工藝裝置協(xié)同優(yōu)化管理為主要功能2010 企業(yè)能源管控系統(tǒng)在能源

3、數據在線采集的基礎上，增加了蒸汽動力系統(tǒng)優(yōu)化功能20002010 公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)19902000 以能源數據采集和對比分析為主要功能，可對企業(yè)能耗數據存儲、處理、統(tǒng)計、查詢和分析，提供企業(yè)能耗核算和定額管理全廠能源管理平臺管住控好摸清現狀1、能源管控系統(tǒng)目標及作用針對一些流程復雜、集成度較高的行業(yè)，隨著流程工業(yè)過程控制和生產技術水平的日益提高，能源管理系統(tǒng)進一步與過程模擬技術、優(yōu)化算法、先進控制技術等相結合，逐步發(fā)展為以生產工藝技術為核心、以能源使用全過程優(yōu)化控制為目標、以互聯網及信息平臺開發(fā)工具為基礎的企業(yè)能源管控系統(tǒng)。第5頁一、能源管控系統(tǒng)簡介優(yōu)化分析監(jiān)測對比公用工程工藝裝置全廠能源

4、管理平臺企業(yè)能源管控系統(tǒng)公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)滿足供應質量減少供應數量通過生產操作優(yōu)化，降低用能需求1、能源管控系統(tǒng)目標及作用2009年以來，工信部在鋼鐵、水泥、玻璃、石油化工等行業(yè)試點建設了100多家企業(yè)能源管理中心； 2015年1月，工信部正式發(fā)布鋼鐵、石油和化工、建材、有色金屬和輕工行業(yè)企業(yè)能源管理中心建設實施方案（工信部節(jié)201513號文），進一步推動工業(yè)企業(yè)能源管理中心建設；一、能源管控系統(tǒng)簡介第6頁第5頁2、國家對能源管控系統(tǒng)建設的要求石油和化工企業(yè)能源管理中心建設實施方案解讀： 實施背景：石油和化工行業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)和支柱產業(yè)，2013 年能耗超過5 億噸標煤，約占全國能耗總

5、量的13%，自2009年開展的能源管理中心建設示范實踐證明，通過能源管理中心建設，企業(yè)綜合能耗降低可達2%以上，提升了企業(yè)能源利用效率和管理水平。 建設目標：2020 年前，在石油和化學工業(yè)能源消費的重點領域建設和改造完善200 個企業(yè)能源管理中心，其中，煉油和乙烯企業(yè)約30 個，化肥和甲醇企業(yè)約80 個，氯堿和電石企業(yè)約50個。 實施企業(yè)基本要求：煉油、乙烯、化肥、甲醇企業(yè)年綜合能源消費量不低于30 萬噸標準煤，企業(yè)應具備一定的自動化和信息化條件。一、能源管控系統(tǒng)簡介第5頁2、國家對能源管控系統(tǒng)建設的要求第8頁一、能源管控系統(tǒng)簡介建設內容建設方案能源計量體系企業(yè)一級三級能源計量儀表配備率基本

6、達到100%，有條件的企業(yè)配備四級（重要耗能裝置或設備）能源計量儀表，將不具備數據采集接口的機械表更換為智能儀表。能源數據采集網絡基于已有自動化系統(tǒng)，完善現場數據采集網絡，實現能源計量數據、能源系統(tǒng)操作和質量數據、關鍵生產數據集中采集到能源管理中心。能源集中監(jiān)控平臺基于實時數據庫等，實現各級能源介質產、存、耗全過程的實時監(jiān)控，對產用能過程及設備的異常報警和分析管理，對重點耗能設備能效的實時計算與監(jiān)控。能源閉環(huán)管理平臺建設集團、分廠、車間、班組四級能源管理體系，實現從能源計劃、調度、運行到統(tǒng)計分析、考核的全方位閉環(huán)管理。能源平衡與優(yōu)化調度平臺建立能源介質產耗預測模型，為事前調度提供預測數據；建立

7、能源介質管網模擬模型，提高對管網的監(jiān)控力度；建立能源介質優(yōu)化調度模型，在線提供優(yōu)化調度方案。高耗能裝備節(jié)能優(yōu)化控制系統(tǒng)基于多變量預測控制和先進控制技術，實現鍋爐、精餾塔等高耗能設備的優(yōu)化控制。能源管理中心應具有完善的管理、運行、人員培訓制度，其建設、運行和管理應上升到企業(yè)的決策層高度。 具體建設方案：第9頁一、能源管控系統(tǒng)簡介 實施程序與驗收：l 企業(yè)可本著自愿原則，向省級工業(yè)主管部門提出能源管理中心建設備案申請，并提交由有資質的第三方機構（地方節(jié)能監(jiān)察機構等）出具的基礎能源消費報告；l 備案完成后，企業(yè)自主建設能源管理中心并投入運行后，可向當地省級工業(yè)主管部門提交驗收申請報告；l 收到企業(yè)驗

8、收申請后，省級工業(yè)主管部門委托有資質的第三方機構（地方節(jié)能監(jiān)察機構等）進行現場審核并出具審核報告，工信部組織專家參照驗收標準對能源管理中心建設實施情況進行評估和現場抽查，形成驗收結論；l 根據驗收結論，工信部會同各地工業(yè)主管部門利用國家已出臺的促進企業(yè)節(jié)能減排的各項財政、稅收優(yōu)惠政策，對通過驗收的企業(yè)給予獎勵或信貸支持。提 綱第10頁第10頁一、能源管控系統(tǒng)簡介二、全廠能源管理平臺 三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)五、發(fā)展趨勢及實施保障二、全廠能源管理平臺第11頁通過對主要能源介質（煤、電、蒸汽、水、燃料氣、氮氣等）的準確計量和數據實時采集，并借助計算機編程等手段，實現全廠能源消耗

9、量的在線統(tǒng)計、歷史數據對比與圖形化展示；國外石油石化行業(yè)已采用較為成熟的商業(yè)化能耗統(tǒng)計及監(jiān)控軟件產品實現上述功能，如：Monitor-Pro 5、Montage等，能夠提供涵蓋數據采集、能源監(jiān)控及分析報告等在內的解決方案，且具有基準對比及指標監(jiān)控等計算功能；國內石油石化行業(yè)起步較晚，企業(yè)應用的能源管理平臺多根據節(jié)能管理要求定制開發(fā)，除了具有能耗數據采集及在線統(tǒng)計分析等功能外，還具有年度節(jié)能量分解與考核、裝置能耗定額管理、不同企業(yè)間能耗指標對比與評價等功能。（一）國外應用情況第12頁1、英國北海Talisman油氣公司該公司應用Monitor-pro5軟件作為能源及環(huán)境數據管理工具，接收來自過程

10、信息系統(tǒng)、手持設備或手工輸入的各種數據，對存儲在其它數據庫和手工記錄在不同電子表格中的相關KPI數據進行單獨備份、分析和報告，并通過網絡平臺對這些數據進行發(fā)布和監(jiān)控；企業(yè)監(jiān)控的數據包括鉆井平臺柴油消耗量、CO2排放量和排放污水含油量等指標，并定期對比發(fā)布。界面及報告視圖示例第13頁2、BP公司該公司應用專門的能源成本監(jiān)控管理工具Montage軟件，針對下屬部分煉油企業(yè)，將來自DCS、PI系統(tǒng)或數據倉庫的相關能源數據進行實時采集、傳輸和存儲，對不同類別、不同層面的歷史能耗數據進行線性回歸分析，根據回歸分析結果設定目標值，并通過監(jiān)控目標值與實際值之間的差距變化發(fā)出報警信息。（一）國外應用情況目標值

11、對比圖“交通燈”式報告（二）國內應用情況第14頁1、蘭州石化EMS系統(tǒng)該公司定制化開發(fā)的EMS系統(tǒng)，不僅具有能耗數據統(tǒng)計評價等功能，還具備設備能效管理、節(jié)能項目管理等功能。組織機構配置界面工質管理界面第15頁（1）能耗統(tǒng)計與評價 實現對公司能耗的統(tǒng)計、查詢和分析，分為公司級能耗分析和分廠級能耗分析，能耗數據主要來自統(tǒng)計平臺。公司級能耗分析能提供對公司所有大類工質的使用分析，對工質能耗進行對比，分析工質的使用情況；同時提供去年同比等功能，提供更加全面的統(tǒng)計數據，也可以向下跟蹤能耗使用情況。分廠級能耗分析根據各分廠能耗分析的個性化需求開發(fā)，對工質能耗進行對比，分析工質的使用情況。向下鉆取可以跟蹤到

12、裝置能耗數據，實現能耗追蹤、分析功能。（二）國內應用情況第16頁（2）設備能效監(jiān)測 在對加熱爐、鍋爐等重點耗能設備的關鍵參數，如氧含量、爐膛負壓等進行統(tǒng)計整理的基礎上，對蘭州石化公司重點設備的效率進行計算監(jiān)測，實現用戶對重點設備的運行狀況進行查詢分析。設備參數檢測界面（二）國內應用情況（二）國內應用情況第17頁（3）節(jié)能項目管理 對已實施的節(jié)能項目進行績效跟蹤，包括自定義一個節(jié)能項目及其重要屬性，如：項目編號、項目名稱、考核周期、關鍵績效指標及節(jié)能績效公式等，通過人工錄入和從實時數據庫自動取數滿足對具體節(jié)能項目的數據源需求，并自動計算節(jié)能量和節(jié)能績效、圖形化展示節(jié)能項目效果。節(jié)能項目展示界面第

13、18頁2、克拉瑪依石化EMS系統(tǒng)該公司定制化開發(fā)的EMS系統(tǒng)，具有能耗實時監(jiān)測與考核、KPI指標實時監(jiān)測與目標管理、車間能耗指標分解、達標考核裝置管理、設備性能監(jiān)測、節(jié)能節(jié)水項目管理等功能。（二）國內應用情況歡迎界面歷史成本曲線圖第19頁（1）能耗統(tǒng)計與KPI管理 對公司和車間公用工程各單項數據所占比例進行圖形顯示，對實時數據與歷史數據和先進指標、總部下達指標等進行對比；將制定的節(jié)能計劃分解下達到車間班組，包括煉油能耗、新水單耗、燃動費用、節(jié)能量、節(jié)水量等，并對指標完成情況進行日?？己?、月度能耗費用通報等。（二）國內應用情況KPI指標管理界面裝置級 KPI監(jiān)視界面第20頁（2）設備性能監(jiān)控監(jiān)控

14、主要設備效率并突出顯示需要關注的設備，覆蓋范圍包括熱電廠四臺鍋爐和兩臺蒸汽發(fā)電機、生產裝置加熱爐、蒸汽透平驅動，還有一些企業(yè)定義的特殊工藝過程參數。（二）國內應用情況汽輪發(fā)電機鍋爐透平 全廠能源管理平臺能否有效使用很大程度上受限于企業(yè)能源計量儀表及自采系統(tǒng)的配備率。從目前國內已有能源管控系統(tǒng)的情況來看，企業(yè)由于歷史沿襲和資金限制等原因，電力、水等耗能工質的二、三級計量多未實現自動采集，導致一些企業(yè)已建成能源管理系統(tǒng)的數據人工錄入量大、能耗指標未完全實現實時統(tǒng)計。 實現各級能源消耗數據實時采集及統(tǒng)計分析只是企業(yè)開展能源管控的基礎，如何根據企業(yè)實際生產變化設定合理的能源使用目標，并提供有效的優(yōu)化改

15、進方案，才是企業(yè)科學控制用能、持續(xù)提高能效的關鍵。小 結第23頁提 綱第22頁第22頁一、能源管控系統(tǒng)簡介二、全廠能源管理平臺 三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)五、發(fā)展趨勢及實施保障第23頁 在實現企業(yè)能耗在線統(tǒng)計的基礎上，國內外一些煉化企業(yè)建立了包含蒸汽動力系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)等的公用工程系統(tǒng)嚴格模擬模型，并利用數據在線整定技術和內置的優(yōu)化算法，以系統(tǒng)涵蓋的總運營成本最小為優(yōu)化目標，實現公用工程系統(tǒng)的操作優(yōu)化和計劃優(yōu)化，為企業(yè)能源優(yōu)化管理提供目標和建議； 國外少數煉化企業(yè)進一步利用先進控制系統(tǒng)，實現了公用工程系統(tǒng)閉環(huán)優(yōu)化。三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)第24頁（一）國外應用情況國外

16、大型高耗能企業(yè)在該類系統(tǒng)建設方面起步較早，借助成熟的軟件工具和信息化手段成功實現了能源的優(yōu)化管理，顯著提高了企業(yè)能源科學化管理的水平ExxonMobil能源管理系統(tǒng)管理、技術兩方面行能源管理，統(tǒng)一了節(jié)能績效衡量方法，并建立了一套挖潛增效的最佳實踐庫通過先進控制技術、指標的對標和關鍵指標的實時過程監(jiān)控和優(yōu)化，實現了公用工程系統(tǒng)的整體優(yōu)化Valero公用工程優(yōu)化管理常用的軟件產品包括Aspen公司開發(fā)的Aspen Utilities Planner 和Aspen Utilities Online Optimizer、Soteica公司開發(fā)的Visual MESA 軟件和KBC公司開發(fā)的OptiSt

17、eam軟件。建立蒸汽、燃料、氫氣等公用工程運行的實時監(jiān)控和優(yōu)化系統(tǒng)，實現公用工程系統(tǒng)的整體優(yōu)化科威特國家石油公用工程優(yōu)化管理建設以公用工程優(yōu)化為主的能源管理系統(tǒng)，在全廠層面優(yōu)化、協(xié)調公用工程系統(tǒng)運行FlintHill煉廠公用工程優(yōu)化管理第25頁（一）國外應用情況1、美國Valero公司 Valero能源是北美最大的煉油企業(yè)，創(chuàng)立于1955年，在美國、加拿大和加勒比海地區(qū)擁有和運營18座煉廠，總加工能力約330萬桶/日，同時是國家主導的零售經營商之一。目前約有2.2萬名雇員，年收入800億美元。Valero公司在休斯頓煉廠采用Aspen Utilities Planner & Optim

18、izer軟件建立全廠公用工程在線優(yōu)化系統(tǒng)，以過程單元能源需求、由設備或環(huán)境法規(guī)所造成的能源要求和制度約束為依據，對工廠公用工程進行操作優(yōu)化、性能監(jiān)控和計劃優(yōu)化；同時，為確保系統(tǒng)優(yōu)化效果，配備了專門的優(yōu)化工程師，并保證能源計量器具配備率及準確性。該項目歷時12個月，投資約60萬美元。系統(tǒng)運行后，減少蒸汽排放7%，鍋爐熱效率提高0.6%，減少燃料氣成本1%；通過優(yōu)化燃料采購、蒸汽、電力系統(tǒng)運行，年效益約270萬美元。能效指標實時監(jiān)控公用工程優(yōu)化模型第26頁（一）國外應用情況Valero公司能源信息管理系統(tǒng)界面 以公用工程在線優(yōu)化為核心，建立了企業(yè)能源管理信息系統(tǒng)，實現能源使用情況的可視化； 利用歷

19、史統(tǒng)計數據和數學回歸模型等預測現有操作條件下的動態(tài)能耗值，并據此設置總部、煉廠、裝置、單元等不同層面的動態(tài)能源管理目標，將實際能耗與目標值對比，按照實際值/目標值110%分別設定綠、黃、紅色，從而直觀發(fā)現能耗偏高的企業(yè)，并可逐級追溯至裝置內部實物消耗過高的部位。第27頁2、Exxon公司 該公司在2000年開始部署全球能源管理系統(tǒng)GEMS，通過對煉油、化工能量效率對標分析確立新的節(jié)能目標，并通過最佳業(yè)務實踐指導措施的制定加以落實。該系統(tǒng)是公司能源管理和不斷持續(xù)改進的重要支撐平臺，在系統(tǒng)中已總結200多個節(jié)能最佳實踐和12類績效衡量計算方法。例如，修改大型冷凍壓縮裝置的控制策略，減少蒸汽輪機驅動

20、裝置的能耗，為噴射燃料裝置更換蒸汽管道、減少蒸汽用量，優(yōu)化冷卻水泵操作、節(jié)約抽水能耗，改進除氧蒸汽管理、降低蒸汽損耗。這些最佳實踐全部實施后預計每年將取得500萬美元至10億美元的效益，減少二氧化碳排放1000萬噸。 近年來，Exxon公司在公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)建設方面進展較大，部分煉廠已利用Soteica公司Visual MESA 軟件實現了公用工程系統(tǒng)的在線模擬和閉環(huán)優(yōu)化。（一）國外應用情況第28頁3、科威特國家石油公司（KNPC）科威特國家石油公司建立于1960年，1995年世界石油公司排名第8位，公司總收入179.63億美元，總資產274.77億美元，擁有雇員1.3萬人。KNPC下屬的

21、MAA煉廠采用Soteica公司Visual MESA 軟件建立全廠公用工程在線優(yōu)化系統(tǒng)，優(yōu)化范圍包括蒸汽、燃料、氫氣系統(tǒng)，并成立了能源管理小組（Energy Management Cells, EMC）專門推進和跟蹤系統(tǒng)優(yōu)化建議的實施。該系統(tǒng)2012年5月上線運行，截止2012年12月已實現年效益約440萬美元。（一）國外應用情況公用工程在線優(yōu)化模型界面模型優(yōu)化建議報告界面在線優(yōu)化計算企業(yè)存在的可節(jié)約成本的潛力第29頁4、美國Flint Hill煉廠Flint Hill煉油廠在全美10大煉廠中排名第7位，原油年加工能力約1400萬噸；2008年EII指數為95105，能效水平位列全美煉廠第3

22、名； 該煉廠于2005年利用Aspen Utility軟件建設以公用工程優(yōu)化為主的能源管理系統(tǒng)，公用工程系統(tǒng)模型包括蒸汽（水系統(tǒng)）、燃料氣和電力模型，涉及9臺鍋爐、20個透平、燃氣輪機、催化余熱鍋爐、泵等設備，并于2006年實現在線運行。 應用該系統(tǒng)后，通過在全廠層面優(yōu)化、協(xié)調公用工程系統(tǒng)運行，使全廠能源成本下降了1%，取得了較好的經濟效益。（一）國外應用情況CostCurrentOptimizedFuelPowerTotal/hr/hr/hr/hr/hr/hr400# Steam ProductionBoiler #1Boiler #2Boiler #3Boiler #4Boiler #5B

23、oiler #633.0055.000.0035.0031.7534.75CO BoilerMid-Plant BoilerHRSG/CogenStatus is:GoodHot StandbyMlb/hrMinimumCurrentOptimized212.70210.00SavingsCurrentOptimizedCurrentOptimized48.48Model Last Ran at:/hr49697MidWestTie-Line9/5/2006 4:05:12 PM0145.00100115100180.0054.783352734.5544.9138.7540.1236.996

24、2.33$500$505$5,000$5,500$4,895$5,400$100Flint Hill煉廠鍋爐產汽優(yōu)化界面NamePump DescriptionCurrent ValueOptimizer Value150-20 Main Col Reflux 14.3001GA119#2 Debutanizer Reflux02GA208150-20 IC4 RE Spare 14.4003GA341150-20 Deareator Charge 7.4806GA672OX Fractionator Int Reflux14GA1426150-20 Furnace Charge 8.0916

25、GA1624400-150 Extract 4.8414GA1475400-150 OX Finish Col OH 9.1620GA2001Crystal Feed Column Reflux20GA2002400-150 #2 OX Recycle OH 9.1620GA2003400-150 #1 Rec OX OH SP 7.1020GA2006400-150 Hot Oil 27.8439GA3917Status is:GoodModel Last Ran at:9/5/2006 4:05:12 PM00Flint Hill煉廠泵驅動模式優(yōu)化界面（二）國內應用情況第30頁1、蘭州石化

26、EMS系統(tǒng)隨著國內煉化企業(yè)節(jié)能意識的增強和技術手段的進步，部分企業(yè)也建設了以公用工程在線優(yōu)化為主要內容的企業(yè)能源管理系統(tǒng)EMS系統(tǒng)軟件功能架構示意圖 基于Visual MESA 軟件建立了公司級、分廠級、裝置級、重點產用能設備的四級模擬模型，范圍涵蓋全公司蒸汽、電力、除鹽水、燃料和氫氣等系統(tǒng)，通過數據實時采集與優(yōu)化計算，實現了公用工程在線開環(huán)優(yōu)化和計劃優(yōu)化。第31頁（1）公用工程系統(tǒng)模擬優(yōu)化 企業(yè)EMS系統(tǒng)為Visual-MESA在線優(yōu)化模型提供了網頁嵌入式接口，用戶可方便的在系統(tǒng)內查詢到Visual-MESA生成的在線優(yōu)化結果；同時提供了Prosteam蒸汽系統(tǒng)離線模型的網頁發(fā)布功能，可隨時

27、查詢典型工況的離線平衡模型，或進入在線優(yōu)化模型進行模擬分析。（二）國內應用情況蘭州石化公用工程在線優(yōu)化模型界面系統(tǒng)優(yōu)化變量：從西固電廠購進的蒸汽燃料氣系統(tǒng)的天然氣補氣 煉油廠鍋爐的蒸汽產量 化肥廠鍋爐的蒸汽產量 石化廠鍋爐的蒸汽產量 透平/馬達組的切換優(yōu)化（即選擇相應的使用蒸汽或電的驅動器）雙壓力透平的優(yōu)化操作（壓縮機由2級透平驅動） 汽輪機發(fā)電機 第32頁（2）計劃優(yōu)化 企業(yè)EMS系統(tǒng)具有蒸汽系統(tǒng)的計劃優(yōu)化排產功能，提取各生產裝置的運行負荷，并根據系統(tǒng)給定的蒸汽消耗單耗指標或者歷史數據回歸出的單耗指標，計算出當裝置的生產運行負荷發(fā)生變化后，如何最優(yōu)化確定公司的購汽、鍋爐產汽方案。（二）國內應

28、用情況對于煉油廠，計劃優(yōu)化目標是平衡從西固電廠購進蒸汽和煉油廠鍋爐生產蒸汽的量；對于橡膠廠，只需計算整體蒸汽購進量；對于石化廠，需平衡不同供汽源所供應蒸汽和鍋爐生產蒸汽的量；對于化肥廠，需平衡多壓力級別的蒸汽透平和外送蒸汽/鍋爐的蒸汽發(fā)生量第33頁2、克拉瑪依石化EMS系統(tǒng) 利用Aspen Utilities軟件建立了全廠蒸汽、燃料、電力、氫氣和氮氣系統(tǒng)的模擬模型，圍繞公用工程買賣、公用工程設備操作和公用工程消耗一系列業(yè)務流程進行優(yōu)化管理。（二）國內應用情況 該系統(tǒng)可實現在線開環(huán)優(yōu)化，進行最佳配置和最佳操作使系統(tǒng)操作成本最小 ；同時，可進行離線計劃分析和工況研究，確定最佳操作方案。離線系統(tǒng)和在

29、線系統(tǒng)模型第34頁公用工程系統(tǒng)在線開環(huán)優(yōu)化為工廠操作員提供公用工程設備操作建議，以降低總體公用工程成本；當EMS系統(tǒng)對公用工程系統(tǒng)運行作出改變指示時，操作工根據系統(tǒng)的操作變更級別決定是直接操作還是向生產技術處申請。 （二）國內應用情況2013年5月22日16：00，優(yōu)化建議全部實施后預計效果當前節(jié)能潛力39900元/天減少外購電、增加上網電降低天然氣用量增加煤用量可采取措施總節(jié)能潛力第35頁（二）國內應用情況2013年5月22日16：00 優(yōu)化建議截圖1#、4#鍋爐處于檢修狀態(tài)，不參與優(yōu)化。增加2#鍋爐產汽、打滿負荷，減少3#鍋爐產汽。增加熱電減溫減壓器流量，減少II焦化減溫減壓器流量鍋爐負荷

30、提高后，蒸汽量富裕。用煤發(fā)生蒸汽發(fā)電比外購電成本更低。增加1#發(fā)電機發(fā)電量、減少外購。煤價較低，增加鍋爐燃煤量，節(jié)約煉廠氣給裝置上使用。由燒天然氣改為燒煉廠氣。3、中國石化 中國石化以能源利用“說得清，管得住，省得下”為目標，建設依托于MES等的能源管理系統(tǒng)，包括總部和企業(yè)兩個層面，涵蓋裝置操作、能源計量、能源統(tǒng)計、能源優(yōu)化等20多類崗位。（二）國內應用情況第19頁中國石化能源管理煉化企業(yè)能源生產能源供應能源消耗油田企業(yè)能源生產能源供應能源消耗銷售企業(yè)能源生產能源供應能源消耗社區(qū)/輔助能源生產能源供應能源消耗節(jié)能優(yōu)化節(jié)能優(yōu)化節(jié)能優(yōu)化節(jié)能優(yōu)化統(tǒng)計管理計劃管理節(jié)能管理減排管理碳排放合同能源審計管理

31、監(jiān)察管理績效管理能源分析定額管理標準管理認證管理運行監(jiān)控中國石化能源管理系統(tǒng)業(yè)務涵蓋總體框架圖（二）國內應用情況第20頁總部負責企業(yè)運行數據的集中監(jiān)管，實現總部對企業(yè)計劃的審批管理，初步建設企業(yè)間評價、分析功能。（二）國內應用情況第20頁（二）國內應用情況第20頁企業(yè)建設用能需求計劃和優(yōu)化的產能計劃，建立完善企業(yè)全口徑的能流管理，初步建設評價分析功能及對第三方能源優(yōu)化軟件Aspen Utility的支撐，并實現對企業(yè)能源管理中心建設及總部能源管理的業(yè)務支撐。 2013年6月，正式啟動揚子石化、燕山石化兩家煉化企業(yè)試點建設，并于2013年底實現系統(tǒng)成功上線，可模擬不同工況的用能量并折合成效益，使

32、企業(yè)管理人員根據實際需要決策最佳的燃料結構、產能結構、用能方式； 2014年9月，在天津石化等四家煉化企業(yè)首批推廣能源管理系統(tǒng)建設。燕山石化能源管理系統(tǒng)模型界面揚子石化能源管理系統(tǒng)模型界面鎮(zhèn)海煉化基于浙江中控能源平衡與調度軟件，開發(fā)建設了全廠瓦斯、氫氣系統(tǒng)的產耗預測與優(yōu)化調度系統(tǒng)。第40頁（二）國內應用情況瓦斯平衡與燃料優(yōu)化系統(tǒng)架構企業(yè) 瓦斯產耗預測根據歷史數據和當前工況，采用在線雙重校正技術等加以實現；優(yōu)化調度模塊以預測數據為基礎、以瓦斯系統(tǒng)操作成本最小為優(yōu)化目標，計算最優(yōu)的壓縮機操作和燃料補充方案；投用后低壓瓦斯放火炬時間同比減少93%、補烴量同比減少43%，實現經濟效益1621萬元/年。

33、瓦斯調度優(yōu)化模型氣柜容積預測界面 鎮(zhèn)海煉化氫氣系統(tǒng)調度優(yōu)化，首先對產氫及用氫點濃度、流量進行在線采集與分析，并采用氫夾點和超結構優(yōu)化方法優(yōu)化現有氫氣網絡，實現氫氣資源充分回收和氫氣按質梯級利用； 據介紹，氫氣調度優(yōu)化系統(tǒng)投用后，將航煤加氫、I非芳加氫的馳放氣作為I加氫新氫回收利用，提高PSA提純效率和純氫產量，進行供氫路線優(yōu)化，實現經濟效益1400萬元/年，節(jié)約氫氣資源的同時減少了氫氣放空時間和廢氫排放量。第41頁（二）國內應用情況氫氣平衡與優(yōu)化系統(tǒng)架構氫氣管網模型界面4、寶鋼集團首創(chuàng)“三流一態(tài)”（能源流、制造流、價值流、設備狀態(tài)）的能源管理體系，建立了全廠各種能源介質和環(huán)保監(jiān)控、能源業(yè)務綜合

34、管理的能源管理中心。（1）數據采集：EMS統(tǒng)計范圍到二級計量儀表，在線自動采集儀表約占90%，實現企業(yè)自用及上報國家的報表由系統(tǒng)自動統(tǒng)計和生成；建立和完善能源計量和統(tǒng)計標準，成立專門的計量團隊，保證能源計量和統(tǒng)計管理高效、精確。（2）優(yōu)化管理：利用寶信開發(fā)的能源管理系統(tǒng)（EMS）進行能耗介質的趨勢預測及優(yōu)化計算，系統(tǒng)根據運算結果給出調度優(yōu)化建議并開環(huán)運行，由專門的能源調度員人工判斷是否執(zhí)行，主要優(yōu)化內容包括能源介質在線平衡與調整、多介質的平衡與轉化、設備運行方式改變等。（二）國內應用情況第41頁（3）管理措施：緊密結合實際管理需要建立清晰的能源管理體系，將確定的節(jié)能操作要求列入操作規(guī)程，明確各

35、崗位責任，實現能源分級管理。例如，在考慮生產負荷、產品結構、設備變動因素后，若某生產單元實際能耗仍超過設定的基準值，則認為超標來自生產管理因素，對該單元有相應的懲罰措施。（二）國內應用情況第42頁四級指標示例：系統(tǒng)指標：噸鋼綜合能耗、耗能總量、噸鋼耗水、噸鋼耗電、余能回收量等；工序指標：焦爐工序能耗、高爐工序能耗、2050熱軋工序能耗等；工序介質單耗：1高爐工序電耗、1高爐工序水耗、2050熱軋焦爐煤氣單耗等；重點能源設施單耗：燒結余熱鍋爐蒸汽回收量、2050熱軋加熱爐燃耗等；能源管理中心中控室第44頁 以公用工程在線優(yōu)化為核心的企業(yè)能源管理系統(tǒng)，其有效運行依賴于模擬模型的及時更新、實時數據的

36、科學整定和企業(yè)相關管理程序的合理有序。 為確保企業(yè)能源管控系統(tǒng)持續(xù)發(fā)揮更大的作用，能源管控程序的建立和專職優(yōu)化工程師的配置必不可少，作為能源管控系統(tǒng)基礎的能源計量儀表與自采系統(tǒng)配備更應得到重視。 生產過程作為企業(yè)用能的需求方與主體，如何有效管理生產過程并優(yōu)化能源使用，為公用工程進一步優(yōu)化提供目標，是企業(yè)能源管控系統(tǒng)不斷深化研發(fā)的必然選擇。小 結提 綱第45頁第45頁一、能源管控系統(tǒng)簡介二、全廠能源管理平臺 三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)五、發(fā)展趨勢及實施保障第46頁 目前，多數企業(yè)開發(fā)的能源管控系統(tǒng)主要在工藝需求不變的情況下對公用工程系統(tǒng)進行優(yōu)化，并基于計算得到的公用工程優(yōu)化目標

37、進行能源管控； 為持續(xù)降低能耗和提高經濟效益，企業(yè)的生產裝置或生產單元會根據不同生產目標進行操作條件的優(yōu)化調整，或開展局部的技術改造，這些調整都將改變對公用工程系統(tǒng)的需求； 基于工藝與公用工程協(xié)同優(yōu)化的能源管控系統(tǒng)，能夠同時為企業(yè)生產運行提供工藝操作優(yōu)化目標和相應的公用工程優(yōu)化目標，進而將生產過程優(yōu)化與能源供給優(yōu)化有機結合起來，克服工藝需求變化時公用工程系統(tǒng)優(yōu)化的延遲性，進一步提升全廠能源管控優(yōu)化深度和效果。四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)第47頁1、Exxon公司 由于石油石化生產過程的復雜性，目前已知的僅ExxonMobil公司在下屬1家煉廠建立了該類系統(tǒng)。系統(tǒng)包括重點裝置閉環(huán)實時優(yōu)化系統(tǒng)（Real

38、Time Optimization，RTO）和采用Visual MESA 軟件建立的公用工程閉環(huán)實時優(yōu)化系統(tǒng)。 系統(tǒng)運行時，裝置的實時能耗數據傳至公用工程優(yōu)化系統(tǒng)，由Visual MESA計算得到公用工程實際價格后重新放入裝置RTO系統(tǒng)中，待裝置運行穩(wěn)定后實施裝置RTO，之后再運行公用工程RTO。其中，公用工程RTO具有1520個優(yōu)化變量，包括減溫減壓量、驅動方式切換等。 目前，Exxon公司對于該項目尚沒有公開任何詳細資料。（一）國外應用情況第48頁2、錦州石化公司 目前，中國石油錦州石化公司正在開展工藝與公用工程協(xié)同優(yōu)化的企業(yè)能源管控系統(tǒng)建設，系統(tǒng)計劃將重點裝置在線模擬模型和重點參數優(yōu)化器

39、與公用工程在線優(yōu)化系統(tǒng)相集成，以實現關鍵能耗參數的持續(xù)優(yōu)化和公用工程系統(tǒng)的相應優(yōu)化改進，上線后預計可實現節(jié)能量3000噸標煤以上。（二）國內應用情況提 綱第49頁第49頁一、能源管控系統(tǒng)簡介二、全廠能源管理平臺 三、公用工程優(yōu)化管理系統(tǒng)四、企業(yè)能源管控系統(tǒng)五、發(fā)展趨勢及集團公司部署第50頁 隨著煉化能源管控系統(tǒng)功能的逐步細化和深入開發(fā)，能源管控系統(tǒng)已從最初的主要用于能耗指標統(tǒng)計對比展示向能源使用的計劃優(yōu)化、調度優(yōu)化和在線操作優(yōu)化等多個生產層面擴展。 出于企業(yè)經濟效益最大化的考慮，能源管控系統(tǒng)必將與煉化生產工藝過程進一步緊密結合，通過與流程模擬技術、優(yōu)化技術、先進控制技術等的集成，實現生產效益最

40、大化基礎上的企業(yè)能源使用全過程管理與控制。 隨著原油加工深度的增加以及化工產品的多元化，并考慮生產過程中原料性質、產品要求、加工方案等的變化，進一步結合互聯網和云計算等信息化技術手段，實現能源轉換、利用和回收全過程的智能化管控將成為煉化企業(yè)能源管控系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。五、發(fā)展趨勢及集團公司部署1、發(fā)展趨勢第51頁 綜合國內外企業(yè)建設和應用的成功經驗，能源管控系統(tǒng)要實現長期運行并有效發(fā)揮作用，以下三方面的保障措施是必不可少的：1）實時、準確且全面的能源數據。 與傳統(tǒng)的能源管理方式相比，能源管控系統(tǒng)的一個突出優(yōu)勢是其能源分析、管理及優(yōu)化建議的“及時性”，而能源數據的實時采集是發(fā)揮這一優(yōu)勢的必須基礎

41、。因此，對能源計量儀表與自采系統(tǒng)配備進行全面的升級完善是首要的保障措施之一。五、發(fā)展趨勢及集團公司部署2、能源管控系統(tǒng)實施保障第52頁2）在線模型實時數據的科學整定。 能源管控系統(tǒng)的另一個突出優(yōu)勢是可以依據其后臺的優(yōu)化模型，在用戶設定的不同優(yōu)化目標和約束條件下自動計算最佳的優(yōu)化操作方案，大大減少人工優(yōu)化計算的工作量，改變依靠人工經驗進行公用工程和工藝操作優(yōu)化的方式，提高工作效率。 由于不可避免的儀表誤差等原因，現場數據通常存在質量、能量不平衡等問題，這樣的數據直接應用于模擬通常會導致模型難以收斂，也就無法開展優(yōu)化計算。因此，能源管控系統(tǒng)在實現能源數據的實時采集基礎上，還必須具備實時數據的在線科

42、學整定功能，才能保障系統(tǒng)優(yōu)化功能的有效實現。五、發(fā)展趨勢及集團公司部署2、能源管控系統(tǒng)實施保障第53頁3）合理能源管理程序的建立，以及專職技術人員的配置。 目前，國內外多數企業(yè)還無法實現公用工程及生產系統(tǒng)的閉環(huán)優(yōu)化，因此，能源管控系統(tǒng)提出的優(yōu)化建議還需要人工具體落實和執(zhí)行，否則無法真正轉變?yōu)槠髽I(yè)的經濟效益。另外，模型更新、系統(tǒng)維護等也都需要專業(yè)人員進行長期工作。因此，需配備專職技術人員應用和維護能源管控系統(tǒng)，同時，必須為企業(yè)能源管理過程和節(jié)能優(yōu)化建議實施建立合理、規(guī)范的流程，才能保障能源管控系統(tǒng)的運行效果落到實處。2、能源管控系統(tǒng)實施保障五、發(fā)展趨勢及集團公司部署第54頁 “十三五”期間，集團公司將繼續(xù)強化節(jié)約發(fā)展、綠色發(fā)展、低碳發(fā)展理念，并將能源管控工作作為節(jié)能增效的重點工作之一，努