信息化打開節能增效空間

□ 本刊記者何世念 陶 炎 王群偉

信息化打開節能增效空間

□ 本刊記者何世念 陶 炎 王群偉

目前，9家煉化企業完成了能源管理信息系統的建設和推廣應用。2017年，將實現煉化企業全覆蓋運行。

揚子石化熱電廠充分利用能源信息化管理系統，大力開展能源在線優化，自2014年2月系統投用到2016年5月底，瞬時優化效益達到每小時4983元，優化時長達3000小時，累計增效超過1500萬元。

中國石化十分重視運用信息技術提升能源管理水平，以“能效最大化，能流可視化，在線可優化”為目標，積極開展信息化能源管理中心建設工作，2011年就將能源管理系統建設列入信息化“十二五”規劃重點建設項目之一，并被工信部納入首批兩化融合促進節能減排重點推進項目。2013年5月，首先在揚子石化、燕山石化開展能源管理項目試點建設，目前已經在9家煉化企業完成了能源管理信息系統的建設和推廣應用，提升了企業產能和用能的優化水平，形成了一套自主知識產權的能源管理系統。2016年啟動22家煉化企業能源管理信息化建設， 2017年將實現煉化企業全覆蓋運行。

實現企業能源全流程管理

掌握及時、有效的能耗數據，是節能降耗的基礎和前提。而這只有利用現代信息技術才能實現。

作為試點企業，揚子石化2014年在中國石化率先推進能源管理中心建設，建立了一套以覆蓋能源產、存、轉、輸、耗全過程為主線的集成、協同、共享的能源管理信息化系統平臺。能源管理信息系統將能源運行數據最小支撐粒度細化到班，數據收集邊界細化到裝置甚至主要耗能設備邊界，能源統計支撐“班跟蹤、日歸并、旬平衡、月結算”的管理粒度，實現了公司、工廠、車間、裝置能源產、存、轉、輸、耗數據說得清，能源計量說得清，能源指標說得清，能源不平衡量說得清。該系統不僅支持了能源統計、財務結算應用，而且大大提高了能源統計和計算效率，為節能降耗提供了有效的技術和管理手段。

九江石化能源管理系統業務實施范圍包括12個生產運行部87套產能用能裝置。作為九江石化智能工廠建設的12大系統之一，能源管理系統涵蓋能源計劃、能源優化、能源運行、能源統計、能源評價、碳資產管理、節能管理和能源績效等八大模塊65個子目錄，內容覆蓋能源供應、生產、輸送、轉換、消耗全過程。

在能源信息系統建設中，各企業都將管理覆蓋能源運行的全流程。茂名石化、鎮海煉化利用能源管理系統將能源管理的觸角延伸到熱電廠和水廠的裝置邊界，延伸到班組；燕山石化、齊魯石化、天津石化利用能源管理系統進行快速能源月結算，結算時間由原來的兩天縮短到4～8小時。

讓能源監控“管得住”

實現對能源流程和消耗的有效管控，是能源管理的基本目標。煉化企業通過建立能源管理信息系統，實現了對能源消耗流程的有效監控。

在推進能源管理信息化過程中，各企業充分利用信息技術手段，以本單位的實際能源運行流程圖為基礎，結合實時數據和優化數據，建立了能源運行的全局監控和預警流程圖，構建了能源運行一個環節有異常、相關環節有響應的聯動機制，提高了企業能源運行監管能力，滿足了政府對重點耗能企業能耗在線監測的要求。

與此同時，實施能源信息化管理的企業都結合能源管理實際業務，對業務流程進行梳理和優化，固化了20余個相關流程，涉及裝置、車間、工廠和公司等4個層面，涵蓋裝置操作、能源計量、能源統計、能源優化等20余個崗位。企業通過能源信息系統將能源管理業務深入車間班組，并制定了能源管理系統運行管理制度，按照業務流程對各崗位的職責進行明確，使企業的能源管理業務更加規范、順暢、快捷。普遍實現了煉化生產、熱電生產和水務運行相關的23類指標的核算，將以前旬、月粒度的考核指標監控粒度細化到日粒度，使企業能夠及時根據指標趨勢進行能源產耗評價和分析，為企業能源監管和考核提供了依據。

九江石化在MES的基礎上，新開發了基礎指標與復合指標頁面，在系統中實現了能源指標的在線計算，實現裝置能耗指標的跟蹤，及時發現能耗的偏差。同時，以數據圖形化的形式全面支撐企業能源生產消耗、能源儀表情況、能源關鍵指標、管網差異情況的預警、趨勢、綜合分析，并采取有針對性的管控措施，為各級能源管理用戶提供統一、多視角決策和分析綜合視圖，提高管理效率。在系統建設中，定制化開發了節能管理模塊，建立節能管理制度、節能考核指標、動力能源報表、節能工作總結、節能日常管理、基層節能分析6個子模塊，對企業文檔及通知分類管理，線上展示，便于對企業節能技術、節能隊伍、節能項目等進行精細化管理。為便于日常計量監控，定制開發了能源計量監控模塊。數據監控類型涵蓋測點合計量、節點確認量、管網平衡量、基礎指標及復合指標，可分裝置、車間多角度考核各部門。還定制開發了能流平衡圖、氫氣和瓦斯系統全方位監測和優化系統等模塊，便于操作和監控。

齊魯石化、茂名石化通過在能源管理系統能源運行監控圖上設置各關鍵監控位置的閾值，做到全公司蒸汽運行異常預警，將事故防患于未然。揚子石化、青島煉化將能源管理系統蒸汽系統圖作為調度室的監控屏，根據實際運行和優化建議情況，及時進行裝置運行方案的調整。

在線優化拓展增效空間

通過優化操作實現節能增效的最大化，是能源信息化管理的根本目的。而實現能源在線優化操作，是檢驗能源信息管理成功的試金石。

近日，在揚子石化熱電廠調度室內，調度員李新輝熟練地借助模型，開展能源在線優化工作。通過模型在線優化，揚子熱電廠每年增效超過500萬元。據熱電廠技術運行科副科長肖小芳介紹，熱電廠通過搭建模型，以燃料成本、外購電成本、外購二級除鹽水成本三項成本總和最低、效益最大為目標，結合市場燃料價格、電力價格等因素進行綜合優化。通過模型實施在線優化，能夠計算出當期熱電的最小生產成本，再通過實際操作，合理分配不同汽機中壓抽汽、低壓抽汽、凝汽器負荷，無限接近當期最小成本，提高經濟效益。該廠已經實現了在穩定工況下進行常規化能源在線優化操作，實現了能源管理“管得住、省得下”，經濟效益明顯提升。2014到2015年，熱電廠利用能源管理中心的實時在線優化平臺，實時操作340次，取得1211萬元經濟效益。

中國石化煉化企業的能源信息管理系統都有在線優化功能，以企業實際熱電生產流程為依據構建了熱電生產在線優化模型，以熱電生產的運行參數、工藝參數等實時數據為基礎，在保證安全生產的基礎上，以熱電生產效益最大化為目標，及時提供熱電運行的最佳方案。燕山石化和揚子石化從2014年6月至2016年4月連續22個月進行優化操作，取得效益3118萬元。茂名石化、齊魯石化、天津石化、九江石化、青島煉化等蒸汽動力優化于2015年11月進行，截至2016年4月底，共取得實際操作效益1108萬元。

各企業還實現了蒸汽動力生產運行和蒸汽管網運行的在線優化操作。通過結合蒸汽動力流程圖和蒸汽管網流程圖，將蒸汽動力在線優化的現場實際值、優化建議值、小時成本、優化成本、效益空間等指標和蒸氣管網在線模擬的溫度、壓力、溫降、壓降及凝水量等指標全部直觀地展現在用戶面前，優化小組可以通過系統可視化界面分析和評估優化效益，由此也改變了生產調度人員和裝置操作人員的工作習慣，從過去“靠經驗、憑感覺”進行操作到現在“靠系統、憑數據”進行優化操作。

在推進能源管理信息化過程中，各企業利用能源管理信息系統進行管網優化，通過評估優化企業蒸汽管網運行，提高輸送效率減少蒸汽用量，逐步改善保溫減少損耗，并對蒸汽管網的擴能改造進行合理規劃，從而實現蒸汽運行節能降耗。截至2016年4月，已評估的茂名石化、齊魯石化、天津石化等6家企業按照蒸汽管網優化方案進行改造，共獲得效益2110萬元。

九江石化能源在線優化以系統的實際運行成本最小化作為目標，通過核算熱電系統各設備操作性能指標，從全系統的角度，計算蒸汽和電力的實際成本，尋找最優的能量流經系統方式，優化系統的能源結構配置，從而提高系統效率，降低設備能耗。通過管網優化，實現及時、全面、準確提供蒸汽管網運行參數，輔助管理人員科學調度、優化管網輸送方案，減少蒸汽損耗。通過評估優化蒸汽管網運行，提高輸送效率減少蒸汽用量，逐步改善保溫減少損耗，并對蒸汽管網的擴能改造進行合理規劃，減少蒸汽損失2%以上。通過氫氣瓦斯優化采用單元模型和優化模型，構建氫氣系統監測與優化調度管理平臺，實現企業對氫氣瓦斯系統的實時監測和科學有效管理，開展氫氣優化，減少廢氫排放超過2000標準立方米/時。