能源中心，是指采用自動化、信息化技術和集中管理模式建立的管控一體化的系統(tǒng)性能源管控系統(tǒng)。能源中心的雛形最早始于20世紀60年代的日本和西德，其鋼鐵企業(yè)利用模擬儀表形成能源數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)來分別滿足能源介質(zhì)生產(chǎn)和分配的需要。隨著計算機技術、控制技術的發(fā)展，能源中心技術也突飛猛進，國內(nèi)第一家能源中心于1982年在寶鋼集團有限公司建成，并取得了很好的應用效果。與鋼鐵企業(yè)相比，國內(nèi)的石油石化企業(yè)大多數(shù)還沒有建立起真正意義上的能源中心。

　　國家“十二五”規(guī)劃提出，堅持把建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要著力點。做為能源消耗大戶之一的石化企業(yè)，在深入貫徹節(jié)約資源和保護環(huán)境基本國策、降低溫室氣體排放強度、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、推廣低碳技術等方面擔負著重要的責任。而且隨著能源成本在煉化企業(yè)操作成本中的比例逐步加大，通過建立能源中心，在一個工作平臺上實現(xiàn)高度集成的信息管理和過程自動化控制，快速構(gòu)建一個職能集中、集中監(jiān)控、流程簡化、運轉(zhuǎn)高效的能源管理系統(tǒng)(EMS)，滿足工藝過程節(jié)能減排管控需求，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排目標，已成為煉化企業(yè)實施能源管理和能效改進的重要手段，以及體現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)能源管理水平的重要標志。

　　1.能源中心應用現(xiàn)狀

　　依托信息化和自動化技術，建立一個集能源檢測、分析、診斷和控制于一體的能源中心管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源生產(chǎn)、輸送和消耗環(huán)節(jié)的集中管理和動態(tài)監(jiān)控，已成為當今國際大型石油公司進行能源管理和能效改進的重要手段。如BP公司通過應用Montage系統(tǒng)，并與專家咨詢團隊共同確定節(jié)能目標和具體措施，實現(xiàn)了能源成本的顯著下降；埃克森美孚化學公司建立全球能源管理系統(tǒng)(GEMS)，使裝置做到了能夠識別和捕捉提高能效、實現(xiàn)節(jié)約的各種機會，使公司煉油廠和化工廠的能效提高了15%～20%。

　　國內(nèi)煉化企業(yè)在能源管理方面也做出了一些有效的嘗試，并取得了顯著的節(jié)能效果。如克拉瑪依石化建立了包括熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)和水系統(tǒng)的公用工程優(yōu)化模型，并開展用能評價和節(jié)能潛力分析，研究制定能量系統(tǒng)優(yōu)化方案。同時實現(xiàn)了公用工程操作實時優(yōu)化、計劃優(yōu)化和需求預測、能耗監(jiān)視、能耗警戒、指標分析與能耗診斷等功能，該系統(tǒng)偏重于公用工程側(cè)實時優(yōu)化，系統(tǒng)正常運行后，提高了企業(yè)能源利用效率，能夠針對不同的工況及時調(diào)整能源供應，保證了用能的優(yōu)化，取得了十分顯著的節(jié)能減排效果。中國石油錦州石化分公司、中國石油蘭州石化分公司等也建立了相應的能源管理系統(tǒng)。通過能源管理系統(tǒng)的建設，提高了公用工程系統(tǒng)的調(diào)度水平，明確了生產(chǎn)過程中的能源利用瓶頸，實現(xiàn)了能源成本的顯著下降。

　　2.煉化企業(yè)能源管理的目標

　　煉化企業(yè)屬于高能耗、高排放生產(chǎn)企業(yè)，節(jié)能降耗的潛力很大。煉化企業(yè)能源設施分布在全廠各個工藝區(qū)，點多面廣，水、電、蒸汽、燃料油、燃料氣、催化燒焦、氮氣、風等多種能源介質(zhì)交互并存，傳統(tǒng)的能源調(diào)度管理模式對能源的管理缺乏集中統(tǒng)一性，已不適應現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的能源調(diào)配需要。在國家十二五節(jié)能減排的大形勢下煉化企業(yè)迫切需要建立一個管控一體化的能源管理中心，實現(xiàn)對企業(yè)能源生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)的集中管理和動態(tài)監(jiān)控，在保障企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，從管理和優(yōu)化方面實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)性節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。

　　1)建立安全、穩(wěn)定、高效的能源管理體系，提升能源管理水平。

　　煉化企業(yè)對能源的依賴度很高，其生產(chǎn)過程中對燃料、電力、氧氣、氮氣、蒸汽和水等能源介質(zhì)的需求很大。種類多、數(shù)量大的能源介質(zhì)如何統(tǒng)一平衡管理、平穩(wěn)供應、合理使用是煉化企業(yè)要面對的一個十分重要的課題。因此，通過建立一個管控一體化的能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)能源安全、穩(wěn)定、高效的管理，提升企業(yè)能源管理水平是非常必要的。

　　2)有效監(jiān)控、及時發(fā)現(xiàn)能源系統(tǒng)故障，提升企業(yè)能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平。

　　煉化行業(yè)屬于危險性較大的生產(chǎn)行業(yè)，其中能源管理部分又是煉化生產(chǎn)中事故高發(fā)的部分，各種易燃易爆、高溫高壓能源介質(zhì)的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、消耗的過程以及能源設備的運行都需要嚴格的控制。因此，建立一個能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)能源產(chǎn)耗全過程監(jiān)控，全面了解整個能源系統(tǒng)的運行狀況，當有突發(fā)事件時，可以迅速了解事件的原因、事件的發(fā)生地點、事件的影響程度等，從而準確、迅速的做出應對措施，保證生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行。

　　3)建立能源系統(tǒng)對生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的有效支撐，提升能源數(shù)據(jù)的使用水平。

　　生產(chǎn)工藝的優(yōu)化調(diào)整不僅僅包括工藝操作參數(shù)的調(diào)整和物流走向的優(yōu)化，還包括建立在能源統(tǒng)計基礎之上的用能優(yōu)化。目前，大部分煉化企業(yè)的能源數(shù)據(jù)僅僅停留在統(tǒng)計階段，能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)只服務于企業(yè)能源的產(chǎn)銷平衡和成本的核算，缺乏進一步的深化應用。通過建立煉化企業(yè)能源管理系統(tǒng)，對采集到的能源數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，深入挖掘，并與生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行有效結(jié)合，提升能源數(shù)據(jù)的使用水平。

　　4)利用先進的數(shù)據(jù)分析技術和能源預測優(yōu)化技術，提高用能節(jié)能水平。

　　煉化企業(yè)的節(jié)能降耗，除了依靠節(jié)能技術對設備進行改造降低能耗外，也可以基于先進的數(shù)據(jù)分析和預測優(yōu)化技術，實現(xiàn)對企業(yè)能源的產(chǎn)耗預測和優(yōu)化利用，在提高企業(yè)能源管理效率，保障企業(yè)能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎上，改進和優(yōu)化企業(yè)能源平衡，提高用能節(jié)能水平。

　　3.煉化企業(yè)能源中心管理系統(tǒng)方案架構(gòu)

　　3.1 能源管理系統(tǒng)功能架構(gòu)

　　針對煉化企業(yè)能源管理的目標，結(jié)合國際上能源管理最佳實踐，進行能源管理系統(tǒng)的方案設計。方案充分考慮了煉化企業(yè)能源管理業(yè)務上存在的問題，能夠應用信息系統(tǒng)解決問題，提高能源管理業(yè)務工作效率。能源管理系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖1所示。
　

圖1 能源管理系統(tǒng)功能架構(gòu)圖  

　　能源管理系統(tǒng)功能架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)層、業(yè)務應用層和訪問層。其中能源數(shù)據(jù)采集管理模塊主要采集能源管理業(yè)務所需的能源產(chǎn)耗數(shù)據(jù)和能源設備運行參數(shù)，并對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲管理，是能源數(shù)據(jù)進一步利用的基礎，數(shù)據(jù)來源主要有3個：直接采集、從其它系統(tǒng)抽取、手動錄入；采集到的數(shù)據(jù)會在業(yè)務應用進行深入的加工和應用，對能源預測、能源計劃、能源調(diào)度、能源實績、用能過程監(jiān)視、質(zhì)量環(huán)保、公用工程優(yōu)化、工藝優(yōu)化以及資料管理等業(yè)務進行支持；用戶可以通過訪問能源統(tǒng)計分析模塊，對各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行查詢和分析。能源管理系統(tǒng)各子模塊功能見表1。

表1 子模塊功能

　　3.2 能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

　　能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流設計基于各子模塊之間以及與其他系統(tǒng)問的數(shù)據(jù)傳遞進行設計，系統(tǒng)內(nèi)包括源預測模塊、工藝優(yōu)化模塊、公用工程優(yōu)化模塊、能源計劃管理模塊、能源調(diào)度管理模塊、能源實績管理模塊、用能過程監(jiān)視模塊、能源質(zhì)量管理模塊、能源統(tǒng)計分析模塊等9個模塊，系統(tǒng)外包括與MES，ERP等系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳遞。能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

　　能源實時產(chǎn)耗數(shù)據(jù)、裝置運行參數(shù)、能源管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、能源介質(zhì)采購價格、能源自產(chǎn)成本、能源質(zhì)量數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃、檢維修計劃、考核指標等一些通過直接采集和從MES，ERP等系統(tǒng)抽取的數(shù)據(jù)，以及手工錄入的其它數(shù)據(jù)，進入能源管理系統(tǒng)進行深入應用。各個子模塊之間根據(jù)業(yè)務需求進行一些數(shù)據(jù)的交互，如能源預測模塊的預測結(jié)果為能源計劃的編制提供支持；能源計劃管理模塊生成的能源計劃數(shù)據(jù)為能源調(diào)度管理提供支持，能源調(diào)度同時還需要用能過程監(jiān)視模塊提供的能源監(jiān)測數(shù)據(jù)，質(zhì)量環(huán)保管理模塊提供的能源質(zhì)量數(shù)據(jù)，以及公用工程優(yōu)化模塊提供的公用工程優(yōu)化數(shù)據(jù)等。能源管理系統(tǒng)生成的一些數(shù)據(jù)，如能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)、優(yōu)化分析報告等可為MES，ERP等系統(tǒng)提供支持。

　　4.結(jié)束語

　　本文針對煉化企業(yè)能源管理的特點，對煉化企業(yè)能源中心管理系統(tǒng)方案進行研究，通過建立集成用能過程監(jiān)控、能源調(diào)度指揮、能源供需計劃編制、能源實績數(shù)據(jù)管理、能源平衡決策等管控功能一體化的新型能源中心管理系統(tǒng)，并與企業(yè)生產(chǎn)營有效結(jié)合，達到節(jié)能降耗、降低成本、提高產(chǎn)品競爭力、保護資源和環(huán)境等目標，最終實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

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本文標題：煉化企業(yè)能源中心管理系統(tǒng)方案研究

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