工业领域节能减排电子信息应用技术说明

附件：工业领域节能减排电子信息应用技术说明1目录一、矿热炉、电弧炉节电专家系统......................................1二、企业能源管理系统................................................4三、氨合成塔温度的自动控制及优化技术................................6四、高炉顶压高精度稳定性控制技术....................................8五、蓄热式加热炉数字化生产控制技术.................................10六、卷染机智能化全自动控制技术.....................................12七、全功率匹配节能数控柔性联动技术.................................14八、绕线式异步电机转子压／频同步跟踪调速控制技术...................16九、同步电机微机全控励磁技术.......................................18十、矢量控制变频调速技术...........................................20十一、抽油机系统节能控制技术.......................................22十二、超大容量高压电动机高频斩波串级调速技术.......................24十三、灰色预测模糊控制技术.........................................26十四、节能型电除尘器电源及控制技术.................................28十五、硫磺回收装置节能减排控制技术.................................30十六、倒置式含油污水过滤净化处理技术...............................32十七、不锈钢酸洗废水减排在线综合治理系统...........................341一、矿热炉、电弧炉节电专家系统一、技术名称：矿热炉、电弧炉节电专家系统二、技术适用范围：冶金、石化等行业三、技术内容1、技术原理简要描述：在分析设备实际生产经验数据基础上，采用计算机技术精确测定电极和溶头位置，自动调控电极的升降，保证生产工艺连续稳定；另一方面，由计算机调整加料方法，改变电极插入深度，通过干烧及补充辅料等措施保持料面的设定温度，从而达到控制操作电阻的目的。通过控制电极的端部放电间隙和操作电阻，以取得矿热炉高效稳定运行，达到节能高产的目的。技术工艺流程：MCGS计算机控制系统PLC控制系统电极长度溶头位置一次电压电流电极糊软化烧结二次电压电流料位控制自动加料系统炉气净化系统操作电阻优化配料出料CO氧气浓度电热特性动态曲线2、关键技术：z电极端间隙自动测控——项目技术以电极端间隙作为计算机的主要被控参数，对电极在冶炼过程自动连续测长，准确控制电极长度和溶头位置，使矿热炉处于昀佳热效率状态；2z操作电阻的计算机优选——利用计算机自动优选昀佳操作电阻，使电气制度和冶炼工艺达到昀佳匹配，矿热炉始终保持在正常工艺条件下高负荷地稳定运行；z矿热炉电气特性计算机自动调整——项目技术通过对矿热炉电气特性曲线图的测试、计算，在计算机内建立一个动态数学模型，将各种电气参数的相互关系在一个二维坐标中描述出来，通过计算机显示，实现炉况的定量分析和工艺参数的优化控制；z计算机仿真优化控制系统——在显示屏上将矿热炉内设备工艺状态和关键参数用图形、颜色及数据适时地以定量和定性两种方法显示出来。3、与该节能技术相关的配套技术和装备：对密闭矿热炉及电弧炉进行信息化改造，实现生产全过程计算机自动控制；实现采用计算机控制配料、加料；采用计算机控制冷却水变化；采用计算机控制喷淋调质系统的烟气工况；实现设备特性曲线图自动测绘。四、技术节能效果从已实施项目取得的节能效果统计数据计算，生产单位产品可节省的电量为：192千瓦时/吨电石、365千瓦时/吨硅铁、1160千瓦时/吨黄磷；节能潜力在2%-8%左右。五、技术应用情况目前美国应用的过程计算机技术在配料、给料、出料，监控冷却水、烧结块软化点、测控电极工作长度、报告运行数据方面已十分成熟，但对操作电阻优化自选，电气特性动态控制方面还未见报道引用，因此项目技术，在矿热炉生产工艺过程控制技术方面已超过国外。国内引进的密闭矿热炉技术，主要是挪威埃肯炉，这是当今世界公认的昀先进的密闭炉技术，但计算机技术对主要的冶炼工艺因素没有列入控制范围。本项目通过技术创新，解决了电极长度不能自调的两大行业难题，对电气特性进行动态自控，矿热炉才能实现高效、节能、稳定生产，技术在国内处于绝对领先地位，拥有完全自主知识产权。从目前完成的多个试点项目看，技术是可靠的，节能效果明显。目前，在钢铁行业应用达1%、在化工行业应用达2%、在石油化工行业应用约1%。六、典型项目或案例情况3z新疆托克逊圣雄集团公司新建30000KVA密闭式电石炉生产装置；z内蒙元亨化工12500KVA电石炉节电技术改造；z四川川投化工20000KVA黄磷炉节电技术改造；z贵州国华天鑫磷业15000KVA黄磷炉节电技术改造。以上，典型项目的节能技术改造投资100万元左右。经跟踪统计计算，已实施项目达到的平均节能效果为：节电2000万千瓦时/年、节煤1.2万吨/年、节水15万吨/年。七、技术推广前景和节能潜力据中国化工协会的统计显示，国内现有电石生产企业约400家，铁合金炉上千台，电石年生产能力1500万吨，其中开放式电石炉型占全行业的90%。据业内人士预测，在近十年内，由于国际国内市场对PVC的需求量增长及作为化工中间产品的二甲醚的日益被重视，电石需求的年增长将近20%。同时，国家对电石行业准入条件的提高，新入门电石企业必须为年产45000吨以上的容量为25500KVA的密闭式电石炉。工业硅、铁合金行业的炉型与电石炉型具有极大的相似性，冶炼工艺、控制点基本类似，铁合金、工业硅又是冶金工业、太阳能光伏产业不可或缺的重要工业原料，可以形成长远的市场需求。若该技术5年内在相关行业的推广比例达到20%，预计石化行业节能19.2亿千瓦时/年、钢铁行业节能73亿千瓦时/年、化工行业节能2亿千瓦时/年。八、推广措施及建议该项目推广已有成熟的产业应用需求、技术装备及相应的行业管理的政策环境，且项目技术先进，节能减排效果明显。4二、企业能源管理系统一、技术名称：企业能源管理系统二、技术适用范围：冶金、有色、石化、建材等行业三、技术内容1、技术原理简要描述：z通过在线实时检测技术实现能源集中监控，实时数据采集采用符合OPC标准的工控单元数据接口和实时数据存储两个控制软件系统模块；z安全可控的信息共享及通讯技术可解决网络IP地址资源有限的问题；z建立各种能源产生与利用特征模型，建立多种能源平衡分配与优化调度控制及预测模型，实现昀小功能集合信息化模型；z基于复杂、大容量数据库的数据挖掘技术；z系统实现标准化、模块化和可配置，可实现快速构建和灵活使用。从而实现能源即时集中监测、报告、控制、调度及优化。2、关键技术：z能实现多种物理参数监控的可靠性电子设备研发；z工业控制和信息交互共享的安全机制和技术手段；z网络地址资源的有限问题的技术解决方案；z复杂的建模技术；z基于复杂、大容量数据库的数据挖掘技术；z大型应用系统的模块化技术；z安全稳定的主机服务器技术。3、与该节能技术相关的配套技术和装备条件：生产过程具有成熟、高效的数据采集和监控系统、生产控制自动化程度较高、能源消耗比较大的企业。四、技术节能效果从已实施项目总体情况统计分析，煤气放散率可下降1%-5%，按已实施项目2007年总体产钢435万吨计算，节约11.44万吨标准煤/年；年减少：CO2排放29.97万吨，SO2排放957吨，NOX排放827吨。可比节能量可提高3%-7%，节约30千克标准煤/吨钢；减排CO2：68.9千克/吨钢，减排SO2：0.22千克吨/吨5钢，减排NOX：0.19千克/吨钢。五、技术应用情况目前，该系统及相关的技术已经国产化并达到国际先进水平，已被大中型冶金企业列为重点建设项目，有的企业的系统已稳定运行2年以上，部分非冶金类企业也开始应用。六、典型项目或案例情况该项技术在北京50家工业企业应用，已经稳定运行23个月，提供了100余份节能分析报告，为50家企业提供了降低能耗的改造建议，每年合计节约用电超过300万度。七、技术推广前景和节能潜力能源控制管理技术在相关领域应用普及率≤2%，我国冶金企业对于该技术的需求非常迫切。冶金企业是能源消耗大户，由于工序组织复杂，煤气、氧气、蒸汽、电力等能源很难达到平衡，浪费现象严重。能源平衡是冶金企业能源管理的目标，所谓能源平衡即：合理利用现有能源，减少浪费，协调能源分配，实现能源的相对平衡，从而达到节约能源，降低生产成本的目的。能源平衡对能耗型企业意义重大，能源平衡自动控制系统，在能耗性企业中市场巨大。从钢铁行业看，目前我国有各类钢铁企业约3000家，其中重点钢铁企业有112家，除少数信息化比较超前的企业外，其他企业都将成为潜在用户，市场规模在100家左右。因此，本项目所开发的钢铁企业副产煤气集中控制与调度系统产业化前景良好。预计在五年内推广的比例≥20%。如果在全行业推广，从钢铁行业角度计算，可比节能量提高5%左右，按2007年我国粗钢产量4.89亿吨计算，节能潜力1286万吨标准煤/年，减少温室气体总排量3389万吨/年。八、推广措施及建议本系统技术先进，成熟可靠，节能效果显著，市场推广前景良好，具备在全国工业企业推广的条件。目前国内其它能源管理软件多停留在单一信息管理功能需求上，系统及时性和有效性程度较低，未实现“两化”真正融合。建议重点用能行业积极推广应用该项技术。6三、氨合成塔温度的自动控制及优化技术一、技术名称：氨合成塔温度的自动控制及优化技术二、技术适用范围：化工行业三、技术内容1、技术原理简要描述：预测控制器（GPC）是一种基于参数数学模型的控制算法，主要包括预测模型、反馈校正、滚动优化等部分，是一种比较先进的控制方案；2、关键技术：对于合成塔中的一段温度，预测控制算法主要检测3点温度的变化，通过冷副线冷热气阀来进行自动调节，并且从经济角度出发，合理地处理冷热气阀的协调和切换控制。3、与该节能技术相关的配套技术和装备：氨合成塔。四、技术节能效果按年产40万吨合成氨规模计算，每年节约标准煤7000吨；吨氨电耗比改造前降低40千瓦时。五、技术应用情况氨合成塔温度自动控制投运率达到95%以上，控制效果稳定。氨合成塔出口氨净值在进气量一致的情况下，系统压力降低1.2Mpa，氨净值提高2%。六、典型项目或案例情况该技术在临泉化工股份有限公司氨合成塔技术改造中得到应用，整个项目技改投资200万元。技术改造后，氨合成系统DCS装置的控制水平得到提高，使操作更方便、更灵活，降低了劳动强度，同时，合成工艺指标得到了优化，为工艺系统长周期、安全稳定的运行提供了条件，并且实现了当年投入当年收回投资。七、技术推广前景和节能潜力目前，国内对于氨合成塔温度控制多采用PID控制、串级控制、前馈-反馈等控制方法，这些虽然实现简单，但难以克服氨合成塔温度控制中的大时延、强干扰和各段间强烈耦合等特性，采用该技术有助于克服以上问题。7八、推广措施及建议氨合成塔是化肥行业中关键设备，也是工艺技术中能耗较高的环节，实施温度自动控制及优化有利于降低生产中能源消耗，目前虽没有更多的企业试点推广，但其电子信息应用技术的方向是有利合成氨行业降低能耗的重要手段，应积极推广和应用该技术进行设备升级改造。8四、高炉顶压高精度稳定性控制技术一、技术名称：高炉顶压高精度稳定性控制技术二、技术适用范围：冶金行业三、技术内容1、技术原理简要描述：在TRT机组正常运行时的顶压波动范围控制在1.5KPa，紧急