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1、7钢铁企业能源管控中心案例钢铁企业能源管控中心一、能源管控中心概述能源管控中心是为实现钢铁企业生产过程所需各种能源协同平衡与优化利用的管控系统，包括集成企业能源及相关数据采集、处理和分析、控制和调度、平衡预测和能源管理等。能源管控中心也称为能源管理中心。（一）主要内容钢铁企业能源管控中心包括能源管控模式、信息系统、总体环境三方面内容:1能源管控模式指对传统能源系统管理模式进行优化改造，变条块分割的能源监控和调度为集中的监控和调度，变分散能源管理为集中一贯制的扁平化能源管理；2信息系统指具有完整能源监控、管理、分析和优化功能的管控一体化计算机系统；3总体环境指企业与能源相关的设备、生产、运行、管

2、理等。（二）主要作用监视能源购入贮存、加工转换、输送分配、最终使用全过程。1制定能源平衡计划，下达能源调度指令；2远程控制变压器、水泵、空压机等无人值守站所和动力主管网阀门；3收集、存储、加工、整理、分析相关能源数据；4能源系统事故应急处理与快速恢复供应；5能源统计、指标计算，为能源管理提供依据；6采集能源计量数据，供信息化系统进行数据处理、分析和优化。（三）基本要求1管理体制应建立公司级能源管理机构，以适应扁平化管理和能源集中调度的要求；2现场控制单元应满足远程监控或无人值守要求；3数据采集应满足能源管控中心所需的各种信息和数据；4仪表功能应具备较为完善的向能源管控中心传输各类信息和数据的能

3、力，包括性能、精度、通讯方式等，应符合GB 17167用能单位能源计量器具配备和管理通则要求；5网络应建立工业专网，主干网采用光缆进行数据传输。可采用无线方式作为辅助和补充；6调度和操作人员应熟悉现场主体生产流程和能源利用技术工艺，掌握能源调度等多项专业技能。二、钢铁企业能源管理体制能源中心应建设为公司级全流程工序范围的管控中心。负责对主工艺系统、公辅系统的运行进行能源调度管理，应以远程监控为基础对水、电、风、气（汽）等集中管控。由公司级能源主管部门通过能源管控中心和动态管理的数据为基础，分析、考核和评价各用能单位合理用能情况。依托能源管控中心提高及时调控和处理异常情况的管理和处置能力。三、能

4、源管控中心应用功能（一）在线能源动力系统运行管理1能源信息管理（1）能源数据采集与基本处理；（2）能源系统的监控与调整；（3）能源信息的归档和管理；（4）能源地理信息管理。2能源系统故障管理（1）能源系统事件及记录；（2）工艺与设备故障的报警与分析；（3）供配电、供水、供热、供氧、供燃气等专业安全管理应用。3综合平衡管理（1）电力负荷预测及负荷管理；（2）燃气负荷预测及平衡管理；（3）多介质综合平衡及调度。（二）基础能源管理1能源计划与实绩管理；2能源分析支持管理；3能源质量管理；4能源运行支持管理。（三）专业管理子系统1故障及应急联动管理；2一体化安全管理；3专业电力系统应用。四、能源管控中

5、心建设内容和要求（一）能源管控中心计算机及网络建设1服务器、中央网络交换机等关键设备应采用冗余配置；2数据存储设备如实时数据库服务器、关系数据库服务器可配置磁盘阵列；3中央交换机应采用千兆交换机。（二）现场工业网络的建设1现场工业网络应独立设置，专网专用。可采用环网加星型设计；2环网交换机应配置UPS电源，UPS电源应满足1h应急供电。（三）对时系统1应安装对时系统以同步所有设备的时间；2装置精度和同步精度小于20毫秒；3装置应支持接收卫星定位信号。（四）软件平台1系统软件（1）监控平台（SCADA）、实时数据库和关系数据库应采用通用产品；（2）操作系统软件应采用通用产品。2应用软件应用软件功

6、能应支持二次开发。（五）主控大厅1土建要求：面积300m2以上，净高度在5m以上。2工位布置：设置动力、电力、水、环保等工位，可以与生产调度布置在一起。3电源系统：按照两路不同电源进线设计。需有可靠接地及防雷击、防浪涌装置。4UPS系统：供电范围应包括计算机及网络、紧急照明系统、调度电话系统、大屏幕系统等，UPS电源应满足1h应急供电。5大屏幕系统：应显示动力、电力、水、环保等信息，满足调度的日常及事故处理的需要。6机房：（1）供电系统：计算机网络系统由UPS供电，每个机柜需要二路电源供电；（2）消防系统：设置气体灭火装置；（3）空调系统：按照机房建设环境要求A级设置精密空调系统；（4）综合布

7、线：机房及管控中心需有综合布线系统；（5）通讯系统：确保能源调度与能源公辅站点及主工艺厂调度之间的通讯畅通；（6）门禁系统：应设置门禁系统，需经授权后方能进入管控中心。（六）视频系统应对重要的站点设备（如煤气柜柜位、大型变压器、重要的水位、排污点等）关键部位加装视频监控设备，在管控中心进行监视。（七）计量仪表的设置要求计量应符合GB 17167用能单位能源计量器具配备和管理通则要求，对气体计量进行必要的温度、压力、密度补正。（八）重点能源动力站所1设置操作场所的权限，用于区分现场和能源管控中心的操作；2现场的工控网络和能源中心的网络进行物理隔离；3重点能源动力站所，具体见表5.42。（九）工艺

8、信号采集工艺信号应包括能源发生、使用设备的运行状态参数等，采集的方式分为二种：1I/O方式；2通讯方式，通过与现场PLC/DCS系统的通讯。表5.42 重点能源动力站所类别动力站点类别运行管理方式1煤气柜远程监控2煤气加压站远程监控3煤气混合站远程监控4煤气放散塔远程监控5区域空压站远程监控6水泵站（供水、排水）远程监控7变电站（所）远程监控8换热站远程监控9制水厂有人值守10循环水处理厂有人值守11制氧厂有人值守12发电厂有人值守13锅炉房有人值守14高炉鼓风站有人值守15制氢站有人值守五、能源管控中心数据和信息安全要求（一）网络安全要求1与企业其它信息化系统（如ERP、MES）连接时应通过

9、防火墙进行数据及信息安全隔离；2与现场的工控网络或SCADA、DCS、PCS、PLC等工业控制系统连接时应采取设置防火墙、单向隔离、协议过滤等措施加以保护；3对无线组网应采取严格的身份认证、安全监测等防护措施；4需通过远程访问能源网络时，应采取虚拟专用网络（VPN）。（二）服务器安全要求1应建立控制服务器设备安全配置和审计制度,严格账户管理、口令管理；2应安装防病毒软件，并及时更新病毒库和操作系统安全补丁。（三）数据安全要求1应对关系数据库数据进行定期备份；2应对实时数据库、关系数据库数据采取访问权限控制等措施加以保护。（四）软件安全应用软件应支持访问权限控制、操作日志记录等功能。（五）制度安

10、全1应制定信息安全应急预案，明确应急处置流程和临时处置权限。2必须严格控制移动存储介质的使用。六、能源管控中心评估和考核参考指标（一）前提条件工艺设施和能源利用设施配套，能源利用系统（如利用煤气发电设施、煤气柜、液氧储罐、管网系统等）具有一定冗余度。（二）参考指标（满分指标）1高炉煤气的放散率0.5；2焦炉煤气放散率0.2；3转炉煤气回收量100m3/t；4氧气放散率1；5在改造及新建能源管控中心运行前后，能源亏损量减少。七、能源管控中心其他要求（一）现场设备运行要求1现场自动化系统应满足远程监控（或无人值守）的要求，主要动力设施（如变电站开关、调节阀门、电控设备等）运行稳定可靠并满足安全保护

11、和自动化水平要求；2根据远程监控或无人值守的站所有关设备的机械、电气和控制特征，选择采集的信息点，确保信息的完整性；3现场自动化系统或电气仪表设备应具备向能源管控中心系统传输各类信息和数据的能力，并保证数据传输可靠性；4应采集涉及设备和系统安全的信息和数据并传输到能源管控中心，如煤气柜位信息、电气设备（变压器等）的温度信息、旋转设备的振动信息、燃气场所的一氧化碳浓度信息、火警信息和水位信息等。（二）设备操控优先级别设计要求1对于现场无人值守的站所，应在机侧设置 “现场/远方”权限转换硬开关，在现场控制室设置“现场/能源中心”软切换开关，以实现“设备机旁手动控制、现场电气室控制柜、能源管控大厅”

12、的分层操作，优先级应从操控安全角度按“设备机旁手动控制现场电气室控制柜能源管控大厅”由高到低；2正常生产情况下，应将系统设置成能源管控大厅操作，以实现集成扁平化的调度管理；3针对重要的、一旦操控失效将严重影响设备、人身安全的远程控制装置，要考虑在计算机网络系统失效情况下的应急预案，如设计“应急监视及操作”功能；4对工艺限值的设定、控制限值的设定、控制和调整速度的控制等，上位监控界面设计与下位PLC控制设计需要很好的协同，以确保上、下级既紧密集成，又在安全上保持必要的独立。（三）人员配备按照管控模式及管控级别的要求，能源管控中心的人员配备如下：1管控中心调度人员应按总调、分介质调度设置岗位，每岗

13、位可配置12人；2可按水、电、动力专业配备人员对现场设备进行必要的巡检和点检；3应按计算机网络及现场控制系统配备专业维护人员。（四）规程及制度能源管控中心管理制度主要包括以下几个方面：1能源管理制度；2能源调度管理制度；3运行和操作管理制度；4系统安全管理制度；5巡检、点检管理制度；6能源质量管理制度；7数据管理及保密制度。八、钢铁企业能源管控中心建设过程中存在问题及相关建议（一）钢铁企业能源管控中心建设过程中存在问题随着钢铁企业能源管控中心建设实施方案的发布，近几年各企业积极推进能源管控中心建设，通过对已建成企业及正在建设中企业的调研，目前在钢铁行业能源管控中心建设中由于各企业经验缺乏还存在

14、一些问题。1对能源管控中心的职能定位认识不够（1）建设能源管控中心不仅涉及自动化信息控制技术、而且涉及公司能源及生产调度管理，尤其是对有些企业还需做出较大的管理体制和机制变革。企业应发挥主观能动性，领导提高重视，专业部门密切配合。（2）能源管控中心工程的建设是系统工程。从某种意义上说，设计实施是技术、系统投运后的有效使用才能发挥节能实际效果。一些企业尚未意识到能源管控中心系统使用及维护升级的重要性，导致重建设、轻使用。实践证明：不成功或不太成功的能源管控中心工程，除设计思路存在一些问题外，大多与不重视使用有关，很多不利于有效使用的问题应在建设过程中加以解决，这些应引起钢铁行业足够重视。（3）能

15、源管控中心建设不是形象工程，应避免把能源管控中心建成漂亮的数据收集中心（只有数据监测显示和数据分析，没有优化调度和控制系统）或建成徒有控制硬件却没有实际调控功能和措施的空壳系统，建设方向必须正确，才能保证建设工程的水平并有相应的节能效果。2技术问题（1）设计单位对钢铁工艺了解不透彻，导致在现场调研及后期功能设计时进展较慢，功能设计不能满足企业需求，经常出现返工现象，而企业内部的技术人员又对软件系统方面不熟悉，使得两者沟通不畅，衔接不紧密。（2）目前能源管控中心的功能基本定位在能源数据采集和统计上，如何进一步利用数据优化生产调度等深层次的功能开发，如预测与平衡优化软件开发等，缺乏成熟技术的支撑。

16、（3）很多企业能源管控中心建设需要与公司ERP系统(企业资源计划系统)进行整合，也增加项目推进的复杂性。（4）资金投入问题目前钢铁企业效益下滑，亏损严重，资金紧张，自筹资金的保障存在一定问题，资金缺乏影响各类节能项目的投入，尤其对于能源管控中心这种投资较大而不能很快产生效益回报的项目，一些企业在建设过程中投入不足，直接影响到工程的进度和质量，甚至由于资金无法到位而暂时停工。也有部分企业对能源管控中心的重要性认识不够，在资金方面投入不足，工程达不到实际要求，影响后期功能的发挥。（5）一些基础配套措施缺失，工程改造难度大一些中小企业或老厂，计量配备存在缺失，配套设施需完善项目较多，涉及自动化、仪表

17、、网络等系统改造工作量大，且施工现场环境复杂，改造点位分散，工程难度较大；很多现场改造需要协调生产，须设备停修时进行，留给系统改造时间有限。（6）企业管理结构的调整困难要使能源管控中心发挥更大的作用，必须对企业内部职能进行调整，实现扁平化调度和管理，而企业内部职能的调整难度较大，既要解决实施集中化、扁平化管理和原有管理之间的矛盾，又要确保安全平稳过渡，需要一个漫长的过程。（7）节能量核算没有统一标准能源管控中心项目属于利用信息自控技术，提升能源的科学管理水平，优化调度智能控制建设项目。如何核算直接节能和间接节能的节能量，尚没有明确的验收标准，各钢铁企业预测时存在差异，工程验收较难实现定量评价与

18、考核。（二）钢铁企业能源管控中心建设经验近几年来，钢铁企业在能源管控中心建设过程中不断摸索，总结出一些做法和经验：1有效的项目组织是建设进度的关键（1）领导重视是关键。能源中心建设是系统工程，要强化组织，能源中心工程涉及能源管理变革与业务流程再造，领导决策与支持是项目成功的关键要素。（2）选择一个有实力和经验的合作伙伴，可有效提高工程建设的质量，降低项目的成本和实施风险。项目实施商应熟悉冶金行业能源管理运作方式与需求，具备工艺技术、工程设计、系统集成和软件设计的综合能力。（3）能源管控中心本质是工艺优化项目，必须坚持以需求为导向，业务主导。应以主管部门和生产厂组成联合项目部为宜。坚持“管理先行

19、、业务驱动、技术支撑”的思路，并遵循 “整体规划、分步实施、重点突破、效益驱动”的原则。（4）能源管控中心与生产系统紧密关联。甲方必须在能源中心的建设全过程予以主导与深度介入。企业的深度参与，才能建设适合企业实际的能源管控中心。2合理的组织机构调整是有效实施的基础能源管控中心的功能是集数据采集、平衡调度、过程管理、短期预测调整、实时考核、在线报表等功能于一体的综合信息化系统。能源管控中心的功能定位直接影响到能源管控中心建成后的使用及企业的能源管理，对能源管控中心的效益起着至关重要的作用。能源管控中心的建设是牵涉到工艺流程生产、能源生产、使用、能源管理、计量、自动化等方面的综合性工程，需要诸多部

20、门的配合实施。能源中心建设前期的调研要明确责任，确定功能定位，确认牵头部门在项目的实施过程中建设好各自的专业功能模块，避免后期运行和维护中出现分工不明，责任不清等问题。有的企业将能源调度大厅与生产调度大厅合并，可实现快速反应，融合企业能源管理与生产运行，做到能源平衡与生产组织的无缝衔接，建立高效协同的调度指挥中心，实现能源集中管控与生产平衡的协调统一，打造扁平化的集中一贯制能源管理体系。3系统优化改造是建设质量的保证在能源管控中心建设过程中，需要做大量的系统优化改造工作。（1）基础设施改造难度大，尤其对钢铁企业而言，计量设施准确性很关键，在调试和试运行阶段，一定要对在线计量数据尽可能的分类校核

21、，保证调度和优化方案的指令正确。（2）由于能源中心的网络架构涉及现场设备、过程控制系统、生产数据采集系统、物流跟踪系统、信息网络系统、ERP系统等诸多系统，信息流由现场设备经过多层传输才能汇集到能源中心系统，其中任一个环节出现问题都会导致数据的传输错误。另外，能源管控系统的建设需要有企业整体信息化系统的支撑，与整体信息化建设同步，可提高数据传输的稳定性。（3）新建能源管控中心项目要尽可能考虑同步建设在线环境监控系统，有利于能源环保监管一体化。（4）建设完善的能源计量平台和信息化平台，重视“软件”与“硬件”建设并举，结合本单位实际设计基础能源管理软件。4重视培训和后期维护工作是安全运行的保障（1

22、）能源管控中心建设无论是在建设过程中，还是后期操作、维护、开发功能方面都需很强的技术及管理能力，需要相关人员具备很强的工艺和信息化基础。要立足企业实际，积极培养多层次的信息化人才。 （2）能源中心运行顺畅与否，各种规程、制度的制定与培训工作十分重要。 配套制度、规章、运行模式、培训等应与实体项目建设同等重视。在信息化的建设中，信息化管理制度建设是保障。信息化提供了科学、便捷、智能化的管理工具和手段，还需靠制度去保障、去规范使用者的操作行为。（3）重点关注运维体系建设，建立完备的信息化运维体系，构建完备的基础，建立完善的能源管控体系，提高能源资源的综合使用效率，实现可持续发展。（三）钢铁企业能源

23、管控中心建设的相关建议1统一设计，分期实施能源管控中心应采用分期建设的方式，统一设计，分期实施。由于钢铁能源管控中心涉及整个企业生产过程，覆盖了从仪表、自动化到调度、统计、考核等跨越自动化与信息化系统几个层级的信息采集和功能配置。能源管控中心的设计应综合各个专业的需求，对外购能源、外调能源以及自产煤气、电、水、蒸汽、氧氮氩、热电联产、压缩空气、用户点的相对地理位置等，提出全面设计方案，梳理信息源和现有生产调度关系、企业能源管理要求及未来提升要求，并为各子系统建立完善的设计和实施标准及设计阶段完成的目标等。考虑到各系统的工作模式和特点，要根据全厂的生产情况和设备情况制定有效的分阶段系统改造计划，

24、以最终保证系统的顺利实施。在制定能源管控中心的建设计划时，一定要明确：建设能源管控中心的最终目的是提高能源利用效率，不是单靠建设一个能源管控中心就能完成的，需要对能源管理体系中的能源管理制度和业务流程进行不断研究、改进和持续提高后续强有力的制度和技改措施在钢铁企业经济效益不好、市场低迷的情况下，一方面应抓住目前企业部分生产线限产改造的有利时机，减少停工建设对生产的影响，加紧建设能源管控中心；另一方面，由于效益不好，各企业资金紧张，应该按照一次规划，分步实施原则，把系统的规划做好，按照投入产出效果的先后次序逐步实施、推进。2明确能源管控中心职能定位，各部门与供应商要紧密配合能源管控中心的建设，不

25、是一个具体的生产车间或一个具体的管理部门就能完成的，它须有企业高层领导的全面协调，适时整合生产部门、动力部门、能源管理部门等相关职能部门，在形成一套综合管理模式的基础上进行建设，能源管控中心建设不仅是设备和控制系统的建设，同时也建立了一套综合的、灵活的生产和能源管理机制。能源管控中心系统涉及到许多部门的工作，除动力部门所管辖的公辅生产单元外，还涉及主工艺生产厂、生产管理部门、能源管理部门、计量部门、财务部门、信息化部门等。因此，在建设能源管控中心前，必须对其所执行的职能进行清楚定位，要明确几项职能：执行全厂能源计划、实行全厂能源生产管理、实施全厂能源考核、对全厂能源设备进行管理、监控和维护。能

26、源管控中心项目是一把手工程，要求钢铁企业由高层管理决策人员直接推动，同时与技术系统供应商紧密配合、共同建设。系统的建设过程需要各个部门协同配合，并与系统供应商一起，进行需求梳理和方案设计、优化。只有钢铁企业和供应商紧密配合，共同建设，能源管控中心才能达到预期的建设目标。3重计量，重数据工程计量系统的完整性和准确性是能源管控中心建设的基础。虽然数据计量系统确实是能源管控中心中的核心基础，但能源管控中心不应该仅仅是计量数据采集和显示系统。能源管控中心的建设应强调计量等级，要实现能源计量的客观，全面的公司级能源计量是一个基本条件，为了满足计量到工序和关键设备的要求，必须另系统建立全面的三级计量体系。

27、准确的计量将为能源管控中心提供有效的数据源。由于能源介质管网较复杂，部分企业在项目设计时未充分考虑能源公司级计量要求，导致最终在现场改造实施阶段没有合适的安装点安装计量仪表。在线计量仪表由于受到工况条件影响较大，如长时间运行后煤气中灰尘对的计量器准确性有一定影响，煤气计量器安装位置点不同测量数值不同，因此建议能源管控中心运行初期，人工校检和管控系统校检同步一段时期，保证采集数据的可靠性、准确性；或可在能源管控系统中设计某些关键能源介质的供给和消耗差值时间曲线，给出一定的报警提示值（5），并在系统界面中与该能源介质供需总图同步显示，以便于及时提醒能源调度人员。4能源管控中心功能设计与升级要结合企

28、业实际能源管控中心的调度需求应与本企业的实际情况相匹配。钢铁企业对于能源管控中心对企业节能效果的提升作用已得到共识，但对大多数钢铁企业来说，缺乏有效应用能源管控中心的经验，由于可借鉴的经验不多，而能源管控中心又与企业生产情况、工艺特点、管理体制等有着密切的联系，同一种建设模式在不同的企业是不适用的，如宝钢的管理模式是在引进国外先进的管理模式基础上针对自身特点不断优化，已相对成熟，但宝钢模式却不一定适合其他企业的管理特点，需要认真的研究和探讨。在线能源管控中心是能源管控中心的重要组成部分，实时调度功能是在线能源管控的主要功能，全面的实时调度功能包括各种站所的全面无人值守，通常在技术条件高的企业易

29、于实现，而对于老系统改造类型的项目，要实现从原有在线管理和调度模式转换成基于SCADA系统的调度模式，需要经历从技术到管理两个方面的转换过程。为确保这种调度模式的顺利过渡和转变，不造成对生产的影响，需要在设计能源管控中心的调度功能时，尽量与本企业的实际情况相匹配，对于一些技术条件不具备的站所，可以暂缓实施无人值守改造的计划。甚至可以采用整个站所改造的方式。基础能源管控中心是能源管控中心的核心内容，基础能源功能是能源管理业务流程的系统实现，有效的利用能源管控中心，将会提高管理业务流程的效率。因此，在建设能源管控中心的同时，应对能源管理体系中的能源管理制度和业务流程进行全面梳理和再造，基于系统功能

30、设置适用的管理流程，以实现能源管控中心提高管理绩效的目标。5加强能源使用优化控制等智能软件的开发应用能源管控中心应具有安全性、开放性，便于维护和升级。能源管控中心是企业能源管理体系的重要一环，因此随着企业管理体系的发展，将对能源管控中心的功能和展现方式提出更多的要求，能源管控中心是否能够满足不断更新的要求，将会是一个长期的挑战。同时，计算机的软硬件技术、网络通讯技术和节能新技术的快速发展也对系统的性能提出了更高要求。因此，在设计和建设能源管控中心之时，就应该选择一个开放性强，便于维护和升级的成熟产品平台。目前大部分企业结合企业生产实际和经验对氧气、煤气、电、余热回收蒸汽等能源介质的供需平衡都做

31、了深入分析，并已实现远程控制，如氧气主要用于转炉冶炼，转炉间歇期间，通过能源管控中心远程控制立即将富余氧气送往高炉富氧鼓风，减少放散或减少以液氧形式的储存。煤气则以燃气电厂为煤气平衡终点，优先用于各种窑炉燃烧，以减少煤气不必要的放散。余热回收蒸汽以发电厂为平衡终点，优先用于VD、RH。电力方面，针对峰谷电价补贴都已作一些方案，电力需求高峰区，提高自发电比例，尤其是二次能源发电比例，少用社会电，减少用电成本。很多操作不能仅通过工作人员凭经验去远程控制，企业今后在夯实能源数据采集基础上，加强能源管理系统的预测模型、平衡优化模型、分析模型等能源管理系统功能的开发和应用，通过专家系统、节能调度和优化模型给出能源调度人员多个操作方案建议，通过模型指导调度员进行操作，避免过去的经验操作，或只是形成一些数据统计报表。6重视数据的安全保护部分