基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)在石化企業(yè)生產(chǎn)中的作用

【摘要】本文對(duì)石化企業(yè)用能特點(diǎn)進(jìn)行了概述，分析了基礎(chǔ)能源管理現(xiàn)狀及所面臨的問題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程，從業(yè)務(wù)角度對(duì)企業(yè)能源管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了梳理。在此基礎(chǔ)上，引入基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)，對(duì)能源管理系統(tǒng)方案架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，介紹了各子模塊的基本功能。最后，總結(jié)了基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)對(duì)石化企業(yè)生產(chǎn)中的作用。

【關(guān)鍵詞】化企業(yè)；基礎(chǔ)能源管理；業(yè)務(wù)流程；作用

1.前言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速持續(xù)增長(zhǎng)，能源短缺和利用效率偏低等問題已對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重制約。作為能源消耗大戶的石油石化行業(yè)，其能源需求量隨生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大日益增加，能源成本在企業(yè)操作成本中的比例較大。因此，如何采取更加有效的措施和手段，降低企業(yè)能耗和經(jīng)營(yíng)成本、提高企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，已成為國(guó)內(nèi)外石油石化企業(yè)關(guān)注的主要問題之一。

面對(duì)當(dāng)前形勢(shì)，國(guó)家大力推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合，鼓勵(lì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施節(jié)能減排。集中體現(xiàn)了我國(guó)在節(jié)約能源，提高能源利用率方面的重要舉措。針對(duì)石化行業(yè)，逐步實(shí)現(xiàn)能源信息化管理，是落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要措施，也是企業(yè)管理增效、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

2.石化企業(yè)能源管理現(xiàn)狀及用能特點(diǎn)分析

煉化企業(yè)對(duì)能源的依賴度很高，其生產(chǎn)過程中對(duì)燃料、電力、蒸汽和水等能源介質(zhì)的需求很大，而每種能源介質(zhì)的平衡變化均將影響甚至制約其他能源介質(zhì)的生產(chǎn)與使用[1]。節(jié)能降耗一直是企業(yè)發(fā)展面臨的重大問題，除了依靠節(jié)能技術(shù)降低能耗外，向能源管理要效益同樣是企業(yè)努力的方向。

近年來，石化企業(yè)在能源管理方面持續(xù)地開展了大量卓有成效的工作[2]，但由于裝置結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平，尤其在當(dāng)前企業(yè)管理模式下，能源計(jì)劃、能源調(diào)度等采取多頭分散管控的方式，缺乏集中統(tǒng)一的管理；物流、能源流、信息流不能有效結(jié)合。相比國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的管理方式，國(guó)內(nèi)石化企業(yè)在能源管理方面存在著較多不足之處。

石化企業(yè)的生產(chǎn)過程有其自身特點(diǎn)，生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、工序關(guān)聯(lián)性大、整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求較高。因此，石化企業(yè)用能過程有以下幾個(gè)方面[3]的特點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)能耗較高，占加工成本比例大

石化企業(yè)作為能量密集型高耗能產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，其能耗占我國(guó)工業(yè)總能耗的一半以上。以煉油過程為例，綜合能源消耗量占原油加工量的8%～10%，折合煉油綜合能耗約65千克標(biāo)油/噸。

（2）生產(chǎn)換熱過程多，能量系統(tǒng)復(fù)雜

煉油化工能量系統(tǒng)是煉化生產(chǎn)過程中與能量的轉(zhuǎn)換、利用、回收等環(huán)節(jié)有關(guān)的設(shè)備所組成的系統(tǒng)，包括熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)及蒸汽、動(dòng)力、冷卻、冷凍等公用工程子系統(tǒng)。石化工業(yè)加工過程中，冷、熱物流（過程物流、公用工程物流等）之間的換熱過程經(jīng)常發(fā)生。如煉油過程主要是通過物理的辦法，按照各油品沸點(diǎn)的差別進(jìn)行分離，完成加工過程。物料之間換熱頻繁，相互之間構(gòu)成了龐大的換熱網(wǎng)絡(luò)。

（3）能源管理涉及部門多，業(yè)務(wù)流程繁雜

從能源的進(jìn)廠、分配、消耗到能源的計(jì)量、監(jiān)控、考核，能源管理涉及到的企業(yè)部門眾多，管理業(yè)務(wù)流程復(fù)雜，大量的能源數(shù)據(jù)需要在各業(yè)務(wù)部門之間傳輸，數(shù)據(jù)分散程度大，集中化管理存在較多困難。

3.基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)方案架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 業(yè)務(wù)流程梳理

針對(duì)石化企業(yè)能源數(shù)據(jù)量多，管理難度大的問題，在借鑒國(guó)外企業(yè)先進(jìn)能源信息化管理方式的基礎(chǔ)上，對(duì)能源管理業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了重新梳理。石化企業(yè)基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃、調(diào)度、操作運(yùn)行到統(tǒng)計(jì)、考核整個(gè)業(yè)務(wù)流的全方位閉環(huán)管理，做到“事前有預(yù)測(cè)、事中有監(jiān)督、事后有考核”。

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程[4]如下圖所示：能源計(jì)劃崗發(fā)起能源預(yù)測(cè)需求，通過對(duì)企業(yè)已發(fā)生的能源產(chǎn)耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件，對(duì)能源生產(chǎn)和消耗情況進(jìn)行預(yù)測(cè)。能源計(jì)劃人員根據(jù)能源預(yù)測(cè)結(jié)果和其他信息制定能源供需計(jì)劃。能源調(diào)度崗對(duì)能源供需計(jì)劃進(jìn)行執(zhí)行，形成能源調(diào)度計(jì)劃數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過審核后由能源統(tǒng)計(jì)崗接收，進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工分析，形成能源結(jié)算、供需、平衡、成本消耗等各種能源報(bào)表。能源考核崗對(duì)通過審批的能源統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，計(jì)算各種KPI考核指標(biāo)分?jǐn)?shù)，對(duì)已發(fā)生的用能行為進(jìn)行考評(píng)，并將考核結(jié)果反饋至能源計(jì)劃崗，為能源預(yù)測(cè)和能源計(jì)劃的制定提供參考依據(jù)。

圖1 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

圖2 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能模塊圖

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)下屬各主要業(yè)務(wù)流程介紹如表1所示。

3.2 系統(tǒng)方案架構(gòu)

結(jié)合石化企業(yè)生產(chǎn)耗能特點(diǎn)，從滿足業(yè)務(wù)需求角度出發(fā)，基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)可以劃分為一下幾個(gè)功能模塊：能源預(yù)測(cè)、能源計(jì)劃管理、能源調(diào)度管理、用能過程監(jiān)視、能源實(shí)績(jī)管理、能源設(shè)備管理、能源統(tǒng)計(jì)分析、質(zhì)量環(huán)保管理、能源考核管理等，以滿足企業(yè)對(duì)能源的系統(tǒng)管理與充分利用。基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能模塊圖如圖2所示

基礎(chǔ)能源管理各子模塊基本功能包括：

（1）能源預(yù)測(cè)（在線預(yù)測(cè)決策、能耗預(yù)測(cè)分析、用能負(fù)荷預(yù)測(cè)等）；

（2）能源計(jì)劃管理（能源計(jì)劃編制、跟蹤等）；

（3）能源調(diào)度管理（能源計(jì)劃調(diào)度、實(shí)時(shí)調(diào)度、調(diào)度報(bào)表管理等）；

（4）用能過程監(jiān)視（能源數(shù)據(jù)監(jiān)視、異常數(shù)據(jù)報(bào)警等）；

（5）能源實(shí)績(jī)管理（實(shí)績(jī)分析、歸檔、查詢、對(duì)標(biāo)分析等）；

（6）能源設(shè)備管理（能源設(shè)備監(jiān)視、管理等）；

（7）能源統(tǒng)計(jì)分析（統(tǒng)計(jì)報(bào)表管理、統(tǒng)計(jì)分析等）；

（8）質(zhì)量環(huán)保管理（質(zhì)量監(jiān)測(cè)計(jì)劃制定、質(zhì)量數(shù)據(jù)管理、污染物排放監(jiān)測(cè)等）；

（9）能源考核管理（KPI考核、信息發(fā)布）。

以上各功能模塊共同組成了基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)?，F(xiàn)代煉化企業(yè)通過對(duì)MES系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)等信息化系統(tǒng)的建設(shè)，形成了企業(yè)信息化總體架構(gòu)。其中，基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)與能源優(yōu)化等其他子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作，共同構(gòu)成了能源管理中心，成為企業(yè)信息化整體解決方案的有機(jī)組成部分。

3.3 基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)在石化企業(yè)的作用

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)通過對(duì)用能設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線集中監(jiān)控，在實(shí)時(shí)能源信息的基礎(chǔ)上，做到對(duì)能源的科學(xué)管理與調(diào)配，合理使用企業(yè)能源。在全廠能源介質(zhì)平衡基礎(chǔ)上，搞好各種能源介質(zhì)的綜合利用，進(jìn)而優(yōu)化企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些石化企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn)，在能源信息化管理方面做出了較為有效的嘗試。例如，中石化鎮(zhèn)海煉化公司進(jìn)行了企業(yè)能源平衡與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)對(duì)主要能源介質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和綜合管理，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，提高了能源管控水平，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的系統(tǒng)性節(jié)能。

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)作為企業(yè)能源管理的重要工具，對(duì)能源設(shè)施和能源系統(tǒng)實(shí)行集中化管理，為石化企業(yè)生產(chǎn)管理帶來了顯著作用[5-6]。

（1）減少能源系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)的建設(shè)，對(duì)能源系統(tǒng)管理模式的完善將發(fā)揮重要作用。其基本目標(biāo)之一是可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化能源運(yùn)行管理，減少日常管理的人力投入，節(jié)約人力資源成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

（2）加快系統(tǒng)的故障處理，保障企業(yè)安全用能

能源管理系統(tǒng)能迅速?gòu)娜值慕嵌攘私庀到y(tǒng)的運(yùn)行狀況、故障的影響程度，及時(shí)采取系統(tǒng)的措施，限制故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，并有效恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其中能源調(diào)度、用能過程監(jiān)控等系統(tǒng)功能保證了企業(yè)生產(chǎn)用能更安全、更可靠和更經(jīng)濟(jì)。

（3）節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境

能耗需求的科學(xué)預(yù)測(cè)和能源計(jì)劃的合理制定，為企業(yè)能源供需平衡提供保障，實(shí)現(xiàn)煉廠對(duì)各種能源介質(zhì)的充分利用，減少能源的不合理散放，提高企業(yè)用能水平。同時(shí)，能源管理系統(tǒng)能對(duì)企業(yè)“三廢”的產(chǎn)生和排放過程進(jìn)行有效監(jiān)控和嚴(yán)格管理，為生產(chǎn)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮重要作用。

4.結(jié)束語(yǔ)

作為現(xiàn)代化企業(yè)管理水平高低的標(biāo)志之一，構(gòu)建能源管理的信息化系統(tǒng)正越來越受到企業(yè)決策者的重視。而基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)作為企業(yè)能源管理的得力工具，對(duì)企業(yè)能源管理發(fā)揮著巨大作用。相信通過對(duì)基礎(chǔ)能源管理系統(tǒng)功能的不斷完善，進(jìn)一步提高石化企業(yè)能源管理的綜合水平，加快企業(yè)信息化建設(shè)的步伐，為“兩化”融合添磚加瓦，多做貢獻(xiàn)。

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