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施耐德电气:引领水泥行业绿色转型发展之路

在现代工业企业的运营成本中,能源消耗是一个不可忽视的重要因素。随着整个社会环保意识的不断加强,以及法律法规、政策标准的密集出台和能源价格、用能成本的持续攀升,工业企业对节能工作的重视程度也越来越高。通过部署能源管理系统,实现能源管理的信息化、精细化和系统化,能够有效降低企业能耗成本,提高能源利用率和经济效益,实现可持续发展。

  在工业领域,钢铁、冶金、水泥等都是高耗能产业,尤其是水泥行业对资源和能源的依赖性很强,更是成为工业领域节能减排的重点和难点。如何进一步降低能源消耗成为水泥行业面临的一项艰巨而迫切的主要任务。

  重视能源管理,强化节能减排

  作为重点用煤、用电企业,赞皇金隅水泥有限公司(以下简称:赞皇金隅水泥)非常重视对能源的管理。不仅在企业内部特别设置了专门的能源管理岗位,加快能源管理系统的搭建,合理布局能源设施配置和管控功能,还按照“实时交流、班对比、周分析、月总结”的方式,将能源系统平台充分调动起来,切实提高了能源的利用效率并降低了成本。

  

  据了解,赞皇金隅水泥是北京金隅集团旗下、水泥产能规模位列全国前三甲、世界第五位的金隅冀东水泥的重要子公司,拥有日产2000吨水泥熟料生产线2条,日产4000吨熟料生产线1条,15兆瓦和6兆瓦纯低温余热发电系统各1条,年产100万吨的水泥粉磨系统3条,具备年产“金隅”牌高标号低碱优质水泥330万吨的能力。

  有数据显示,能源消耗能够占到水泥熟料成本的50%以上。因此,加大对能源的合理化使用,对水泥行业实现节能减排能够发挥重要作用。赞皇金隅水泥能源管理专员李庆庆向gongkong介绍,赞皇金隅水泥从2016年就开始着手布局能源管理系统,引进了EMS能源管理系统和APC先进过程控制系统。

  

  施耐德电气工业自动化业务建材与矿业行业总经理杨航

  面对能源管理所带来的挑战,全球能源管理与自动化领域数字化转型专家,施耐德电气凭借丰富的产品以及在各行各业积累的深厚经验,可为高耗能企业提供完善的能源管理方案。“我们了解企业在能源管理以及绿色生产上的需求。依托先进的EcoStruxure架构与平台,施耐德电气能够为水泥企业提供包括数字化咨询与服务、APC先进过程控制系统、EMS能源管理系统在内的软硬件一体化的整体解决方案,帮助水泥企业在降本、节能、提质方面取得显著成果。”施耐德电气工业自动化业务建材与矿业行业总经理杨航说道。

  挖掘数据价值,助力企业降本增效

  识别出各种能源浪费是降低企业成本的第一步,通过能源系统精确的数据,能够让企业明明白白地知道能源消耗了多少,消耗是否合理,及时发现高耗能、不合理的能耗设备、工艺、环节,用数据的对比分析为企业提供节能改造依据,真正将问题进行闭环管理,从而实现管理节能。

  借助于施耐德电气的EMS能源管理系统,将赞皇金隅水泥的中控DCS控制系统、电量采集系统、荧光自动分析系统、智能物流系统等信息管理系统进行整合,实现了全厂各生产过程及能耗状况动态监控和管理。主要功能模块包括:能源管理模块、生产管理模块、质量管理模块、能源事件流程管理模块、停机管理模块、环保管理模块。据了解,通过使用EMS及时调整优化工艺参数,赞皇金隅水泥的一线窑在同台时下工序电耗每小时下降200-300度电,熟料电耗降低2.1-2.8度电。

  

  普通的能效管理系统,客户看到的仅仅是能源数据,但缺乏对数据的进一步分析。施耐德电气提供的EMS更多的是向客户反应“数据背后”的故事,以前客户仅仅看到用了多少电,而施耐德电气能够告诉客户,电是谁用的、什么时间用的、为什么用的、怎么用的,不同班次用的电,有什么不同?为什么不同?杨航表示,对于工厂管理者来说,EMS既能帮助他们动态监测水、电、煤、汽等能源的实时消耗量,又能让他们随时掌握和能耗相关的原料使用和设备运转情况,从而助力他们识别和挖掘生产过程中的节能契机,做出正确决策;对于工作人员来说,EMS则能让他们直观的掌握每天、每小时、每个班组的具体能耗状况,便于他们与其他班组进行比较,发现自身在操作过程中可能存在的问题,变被动管理为主动改进。

  不同行业企业的能源消耗存在着千差万别,不同的客户对能源管理也有不同的理解和不同的要求。李庆庆介绍说,在EMS系统中,大概百分之二三十的功能都是由赞皇金隅水泥根据自己的使用需要进行设计,再由施耐德电气帮助实现的。例如,操作员考核、操作员优化工具包等是施耐德电气EMS中主打的功能,而生产一致性、峰平谷使用及分析、环保数据概览等关键功能,则是由赞皇金隅水泥跟施耐德电气二次开发出来的定制化功能。

  “随着客户的使用越来越频繁,以及对产品认知理解的深入化,他们会不断的提出新的要求,因此,在项目部署的过程中,施耐德电气也会与客户进行充分的沟通,从而不断完善产品功能。”杨航介绍说。例如,施耐德电气会依据客户实际应用场景和应用需求进行开发,报表也可以根据客户要求进行定制;打破数据孤岛。EMS可以连接不同的重点电气设备如空压机、空调、制冷机等;跨系统、跨平台连接客户系统,如EMS、ERP、排班系统等;部署灵活,从工厂级到集团级实现本地部署,本地和云端均可部署。

  优化工艺,稳定生产

  水泥的生产工艺可概括为“两磨一烧”,即生料制备(生料磨)、熟料煅烧(烧成)和水泥粉磨(水泥磨)。在实际生产过程中,要根据气体温度、气体成分、分解率和压力等指标,选择合适的喷煤量、风量、窑转速等控制参数,以实现系统的稳定运行。但什么样的生产状况下能耗、煤耗、电耗最低,设备是不知道的,一般来说是根据操作员的经验进行相关设备参数的设置,但这对操作员的技能提出了巨大的考验,而且每个操作员的经验与技能也不一致,不仅容易造成产品质量的波动,对于能耗的管控也十分不稳定。

  对此,施耐德电气为赞皇金隅水泥提供了APC先进过程控制系统,APC部署在传统的PLC和DCS上端,通过与EMS的结合,APC可以根据EMS提供的最佳操作参数范围进行自动寻优,从而帮助操作员合理优化设备参数。通过数据分析,建立预测模型,将自动化的技术和人的经验结合起来,达到少人操作,最大限度的满足企业降低能耗和稳定质量的目标。

  李庆庆表示,APC非常重要的一点是控制稳定。对于水泥厂来说,最终生产出来的产品只有熟料和水泥,如果产品的偏差率较小,无论是从成本角度来说,还是从整个系统的稳定性来说都是非常有意义的。基于模型预测控制算法的APC系统能够让水泥窑、预热器、篦冷机和磨机系统实现最优化运行,在大幅降低操作员的劳动强度、稳定产品质量的同时,保证了水泥窑的安全、稳定、可靠、优化运行。

  小结

  当前我国工业正在向高质量阶段发展,各领域都面临着资源和环境的双重约束,企业的未来生存之要就在于能否实现高质量的绿色转型。但能源转型不是一蹴而就的,在这个过程中企业也面临着诸多问题,选择什么样的节能技术?如何实现有效的能源管理?这就需要专业的企业提供完整的解决方案,依托于自身在能源管理与自动化领域积累的丰富经验,施耐德电气致力于帮助工业企业发现用能问题,查找节能潜力,完善能源管理建设,加速实现绿色转型。对于水泥行业乃至整个工业行业来说,能源管理都将是一个永恒的命题。节能之路任重道远,未来,也期待施耐德电气携手更多行业伙伴,一同迈向绿色智能未来!



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