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施耐德電氣:引領水泥行業綠色轉型發展之路

供稿:4px東莞集運倉 2021/1/14 15:23:49
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在現代工業企業的運營成本中,能源消耗是一個不可忽視的重要因素。隨着整個社會環保意識的不斷加強,以及法律法規、政策標準的密集出台和能源價格、用能成本的持續攀升,工業企業對節能工作的重視程度也越來越高。通過部署能源管理系統,實現能源管理的信息化、精細化和系統化,能夠有效降低企業能耗成本,提高能源利用率和經濟效益,實現可持續發展。

在工業領域,鋼鐵、冶金、水泥等都是高耗能產業,尤其是水泥行業對資源和能源的依賴性很強,更是成為工業領域節能減排的重點和難點。如何進一步降低能源消耗成為水泥行業面臨的一項艱鉅而迫切的主要任務。

重視能源管理,強化節能減排

作為重點用煤、用電企業,贊皇金隅水泥有限公司(以下簡稱:贊皇金隅水泥)非常重視對能源的管理。不僅在企業內部特別設置了專門的能源管理崗位,加快能源管理系統的搭建,合理佈局能源設施配置和管控功能,還按照“實時交流、班對比、周分析、月總結”的方式,將能源系統平台充分調動起來,切實提高了能源的利用效率並降低了成本。

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據瞭解,贊皇金隅水泥是北京金隅集團旗下、水泥產能規模位列全國前三甲、世界第五位的金隅冀東水泥的重要子公司,擁有日產2000噸水泥熟料生產線2條,日產4000噸熟料生產線1條,15兆瓦和6兆瓦純低温餘熱發電系統各1條,年產100萬噸的水泥粉磨系統3條,具備年產“金隅”牌高標號低鹼優質水泥330萬噸的能力。

有數據顯示,能源消耗能夠佔到水泥熟料成本的50%以上。因此,加大對能源的合理化使用,對水泥行業實現節能減排能夠發揮重要作用。贊皇金隅水泥能源管理專員李慶慶向gongkong介紹,贊皇金隅水泥從2016年就開始着手佈局能源管理系統,引進了EMS能源管理系統和APC先進過程控制系統。

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施耐德電氣工業自動化業務建材與礦業行業總經理楊航

                   

面對能源管理所帶來的挑戰,全球能源管理與自動化領域數字化轉型專家,施耐德電氣憑藉豐富的產品以及在各行各業積累的深厚經驗,可為高耗能企業提供完善的能源管理方案。“我們瞭解企業在能源管理以及綠色生產上的需求。依託先進的EcoStruxure架構與平台,施耐德電氣能夠為水泥企業提供包括數字化諮詢與服務、APC先進過程控制系統、EMS能源管理系統在內的軟硬件一體化的整體解決方案,幫助水泥企業在降本、節能、提質方面取得顯著成果。”施耐德電氣工業自動化業務建材與礦業行業總經理楊航説道。

挖掘數據價值,助力企業降本增效

識別出各種能源浪費是降低企業成本的第一步,通過能源系統精確的數據,能夠讓企業明明白白地知道能源消耗了多少,消耗是否合理,及時發現高耗能、不合理的能耗設備、工藝、環節,用數據的對比分析為企業提供節能改造依據,真正將問題進行閉環管理,從而實現管理節能。

藉助於施耐德電氣的EMS能源管理系統,將贊皇金隅水泥的中控DCS控制系統、電量採集系統、熒光自動分析系統、智能物流系統等信息管理系統進行整合,實現了全廠各生產過程及能耗狀況動態監控和管理。主要功能模塊包括:能源管理模塊、生產管理模塊、質量管理模塊、能源事件流程管理模塊、停機管理模塊、環保管理模塊。據瞭解,通過使用EMS及時調整優化工藝參數,贊皇金隅水泥的一線窯在同台時下工序電耗每小時下降200-300度電,熟料電耗降低2.1-2.8度電。

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普通的能效管理系統,客户看到的僅僅是能源數據,但缺乏對數據的進一步分析。施耐德電氣提供的EMS更多的是向客户反應“數據背後”的故事,以前客户僅僅看到用了多少電,而施耐德電氣能夠告訴客户,電是誰用的、什麼時間用的、為什麼用的、怎麼用的,不同班次用的電,有什麼不同?為什麼不同?楊航表示,對於工廠管理者來説,EMS既能幫助他們動態監測水、電、煤、汽等能源的實時消耗量,又能讓他們隨時掌握和能耗相關的原料使用和設備運轉情況,從而助力他們識別和挖掘生產過程中的節能契機,做出正確決策;對於工作人員來説,EMS則能讓他們直觀的掌握每天、每小時、每個班組的具體能耗狀況,便於他們與其他班組進行比較,發現自身在操作過程中可能存在的問題,變被動管理為主動改進。

不同行業企業的能源消耗存在着千差萬別,不同的客户對能源管理也有不同的理解和不同的要求。李慶慶介紹説,在EMS系統中,大概百分之二三十的功能都是由贊皇金隅水泥根據自己的使用需要進行設計,再由施耐德電氣幫助實現的。例如,操作員考核、操作員優化工具包等是施耐德電氣EMS中主打的功能,而生產一致性、峯平谷使用及分析、環保數據概覽等關鍵功能,則是由贊皇金隅水泥跟施耐德電氣二次開發出來的定製化功能。

“隨着客户的使用越來越頻繁,以及對產品認知理解的深入化,他們會不斷的提出新的要求,因此,在項目部署的過程中,施耐德電氣也會與客户進行充分的溝通,從而不斷完善產品功能。”楊航介紹説。例如,施耐德電氣會依據客户實際應用場景和應用需求進行開發,報表也可以根據客户要求進行定製;打破數據孤島。EMS可以連接不同的重點電氣設備如空壓機、空調、製冷機等;跨系統、跨平台連接客户系統,如EMS、ERP、排班系統等;部署靈活,從工廠級到集團級實現本地部署,本地和雲端均可部署。

優化工藝,穩定生產

水泥的生產工藝可概括為“兩磨一燒”,即生料製備(生料磨)、熟料煅燒(燒成)和水泥粉磨(水泥磨)。在實際生產過程中,要根據氣體温度、氣體成分、分解率和壓力等指標,選擇合適的噴煤量、風量、窯轉速等控制參數,以實現系統的穩定運行。但什麼樣的生產狀況下能耗、煤耗、電耗最低,設備是不知道的,一般來説是根據操作員的經驗進行相關設備參數的設置,但這對操作員的技能提出了巨大的考驗,而且每個操作員的經驗與技能也不一致,不僅容易造成產品質量的波動,對於能耗的管控也十分不穩定。

對此,施耐德電氣為贊皇金隅水泥提供了APC先進過程控制系統,APC部署在傳統的PLC和DCS上端,通過與EMS的結合,APC可以根據EMS提供的最佳操作參數範圍進行自動尋優,從而幫助操作員合理優化設備參數。通過數據分析,建立預測模型,將自動化的技術和人的經驗結合起來,達到少人操作,最大限度的滿足企業降低能耗和穩定質量的目標。

李慶慶表示,APC非常重要的一點是控制穩定。對於水泥廠來説,最終生產出來的產品只有熟料和水泥,如果產品的偏差率較小,無論是從成本角度來説,還是從整個系統的穩定性來説都是非常有意義的。基於模型預測控制算法的APC系統能夠讓水泥窯、預熱器、篦冷機和磨機系統實現最優化運行,在大幅降低操作員的勞動強度、穩定產品質量的同時,保證了水泥窯的安全、穩定、可靠、優化運行。

小結

當前我國工業正在向高質量階段發展,各領域都面臨着資源和環境的雙重約束,企業的未來生存之要就在於能否實現高質量的綠色轉型。但能源轉型不是一蹴而就的,在這個過程中企業也面臨着諸多問題,選擇什麼樣的節能技術?如何實現有效的能源管理?這就需要專業的企業提供完整的解決方案,依託於自身在能源管理與自動化領域積累的豐富經驗,施耐德電氣致力於幫助工業企業發現用能問題,查找節能潛力,完善能源管理建設,加速實現綠色轉型。對於水泥行業乃至整個工業行業來説,能源管理都將是一個永恆的命題。節能之路任重道遠,未來,也期待施耐德電氣攜手更多行業夥伴,一同邁向綠色智能未來!

審核編輯(王妍)
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