基于工业互联网的石化行业能源管理解决方案

基于工业互联网的石化行业能源管理解决方案汇报人：北京四方继保自动化股份有限公司工业及公共业务单元总经理屠黎明解决方案与产品中心SOLUTIONANDPRODUCTCENTER010-62961515北京市海淀区上地四街四方大厦战略方向研究部2015.1目录Contents1.石化行业能源系统的挑战2.解决方案介绍22.解决方案介绍3.案例展示石化产业流程石化产业流程3石化行业能源系统面临的挑战石化行业能源系统面临的挑战•采油/采气、集输、储运环节：具有分布式电源和微电网的特点，供电安全问题凸显。能源系统自动化水平有待提高，设备国产化率较低。炼化、化工环节：能源资源消耗高、污染物排放量大，缺乏能源的购入存储、加工转换、能源资源消耗高、污染物排放量大，缺乏能源的购入存储、加工转换、输送分配、最终使用和回收处理等环节的动态监测、控制和优化管理。工信部《关于石化和化学工业节能减排的指导意见》：在炼油、乙烯、化肥、氯碱、电石、纯碱、无机盐、橡胶等子行业开展企业能源管理中心建设，实现系统性节能降耗。到2017年，石化和化学工业力争建设150个企业能源管理中心。鼓励产学研联合开发石化和化学工业企业能源信息化、智能化管理技术和系统，逐步建立统一的企业综合能耗及排放数据采集、传输、处理接口标准，为构建石化和化学工业节能减排信息监测系统提供支撑。战略方向研究部2015.1目录Contents1.石化行业能源系统的挑战2.解决方案介绍52.解决方案介绍3.案例展示基于工业互联网的石化行业能源管理系统能源管理系统是什么？1、是一个专业化的基于工业物联网的管控一体化并行分布式云系统2、基于分布式并行计算网络在线运行的面向全厂的综合监控系统能源管理系统能提供什么？1、专业化能量能流3D视图2、能耗及排放安全性管理3、挖掘节能潜力，降本增效，减碳减排4、能源管控决策，提供智能优化运行操控2、基于分布式并行计算网络在线运行的面向全厂的综合监控系统3、是集安全、控制、能耗管理为一体的智能化系统解决方案4、不同行业特色的应用功能（针对不同的行业应用场景）用能端能耗分量计量及影响因素感知采集控制企业综合能耗管控系统平台企业综合能耗管控系统平台m2m(包括3G/4G、WLAN、PTN、IP)m2m(包括3G/4G、WLAN、PTN、IP)表示调控过程，根据本用能单元/环节的能耗模型仿真预测结果采取有针对性的自动/手工工艺参数调节操作（如：开/关/待机/调速/调压/调流量等），以管理控制相关用能设备使其负荷率及能效动态优化表示调控过程，根据本用能单元/环节的能耗模型仿真预测结果采取有针对性的自动/手工工艺参数调节操作（如：开/关/待机/调速/调压/调流量等），以管理控制相关用能设备使其负荷率及能效动态优化物联网网关监控器物联网网关监控器基于工业自控系统管控分离原则及大数据运作新技术特点，新型DCS数据存储、处理及管理部分上移至运营商云基地构建新型DCS私有云，外包数据安全及运维，企业端只保障分布式监控器及瘦客户端完善运行即可辅助辅助设备设备能耗能耗辅助辅助设备设备能耗能耗主设备主设备能耗能耗主设备主设备能耗能耗照明照明能耗能耗照明照明能耗能耗办公办公设备设备能耗能耗办公办公设备设备能耗能耗压振压振液传液传温湿温湿转速转速等等压振压振液传液传温湿温湿转速转速等等地理地理装机装机空间空间建材建材环境环境等等地理地理装机装机空间空间建材建材环境环境等等下料产量负荷等下料产量负荷等物联网网关监控器物联网网关监控器生产生产ERPERP系统系统数据采集结构图数据采集结构图资源传输方式：利用DCS网络；ERP系统财务系统DCS管ERP系统财务系统DCS管相关系统作用：生产ERP系统提供产能实时数据；财务系统提供煤电水汽热费数据；DCS提供辅助数据及能耗控制优化；能耗排放数据汇聚层电表安装方式宽带有线上传IP上传理DCS管理理DCS管理宽带有线IP电水汽热计量表电水汽热计量表能源管理系统流程架构•现场总线的能耗排放数据信息化一套经过验证的采集流程、规范及数据验证机制；系统采用二级结构设计，提高系统效率，优化管理流程•海量能耗排放数据综合应用对生产线各环节设备的耗能排放进行实时分项计量监测、储存、统计分析及负荷利用率和能耗排放效率及其影响因素等进行分析•设备提供的能源数据支持设备能耗排放数据设备能耗排放数据数据挖掘分析数据挖掘分析节能能效报告节能能效报告节能措施完善节能措施完善•设备提供的能源数据支持建立生产线各环节标准能耗模型为节能运作提供标准能耗排放数据可视化呈现输出订制化能耗排放报表能耗排放预测仿真环境根据标杆设备能耗模型预能耗排放告警对设备的能耗排放异常出标准能耗模型标准能耗模型决策树模型公式模型双模型设计准确率90%产量负荷地理位置自定义变量1自定义变量2根据标杆设备能耗模型预测仿真同类设备同期和未来的能耗排放量；对设备的能耗排放异常出现告警，对设备的未来能耗排放异常进行预警；公式模型能耗排放调控动态优化根据某设备能耗排放模型负荷因素变动仿真鉴证结果，调整用能设备相关工艺参数以动态优化能耗排放量深度分析影响因素分析主设备能效、动力系统能效、辅助设备能多层次、多维度能耗分析能耗数据分析能耗数据分析通过智能控制主要耗能设备的负荷平衡能源以提高能效•能效指标值;•单位产能耗电水汽热量•单位负荷耗电水汽热量•单位面积耗电水汽热量单位能效评估设备能效评估统能效、辅助设备能效等设备能效分析；室内外温湿度、压振、传转速、料液流量、产量、负荷等因素对能耗的多因素影响；对比/环比分析聚类分析维度主要能效指标主要能效指标KPIKPI分析分析●能效值、耗电水汽热量、温湿度、工艺参数等主要能效指标KPI对比分析●主要能效指标KPI同比、环比分析●主要能效指标KPI时间变化曲线●各类设备能效指标信息逐级汇总能耗排放结构分析能耗排放结构分析76%生产线各工段不同设备的耗电量统计及比重图●能耗排放分布结构●能耗排放账单费用构成分析●峰、谷、平、尖能耗排放统计预警预警&&告警分析告警分析告警值780对个设备的能效值、用电水汽热量、温湿度、压振、传转速、料液流量等值进行告警值设定，及时发现设备故障和管理漏洞（合理告警值的设定与能耗排放模型联动）分析不同类型设备、不同厂家设备的告警信息，为设备评级和集中采购提供数据支持分析各类预警、告警与能耗变化的关系自定义报表数据能耗审计报表能耗审计报表自定义报表参数多种格式输出可视化图表呈现展示自定义报表数据能耗排放数据能耗排放分析结果模型预测数据节能管理工作为合同能源管理提供:能源审计报表节能量及能效数据2004006008001000201203205207209机房南基3.1栋机房耗电量决策支持系统决策支持系统决策支持+知识共享节能技术实践经验节能产品系统反馈自学习政策法律战略方向研究部2015.1目录Contents1.石化行业能源系统的挑战2.解决方案介绍172.解决方案介绍3.案例展示某大型煤化工企业全厂电气监控系统18石化企业电力系统稳定控制系统•企业安稳系统是应对外部电源短时消失，石化企业电网短期孤网运行的系统级抗“晃电”措施。•石化企业电网应构筑“三道19•石化企业电网应构筑“三道防线”，在外部短时停电时，石化企业区域电网应通过安稳系统实现快速功率平衡，保证核心装置的稳定运行；•提高自备电厂机组的电压、频率调整能力。华北某大型油田电能质量监测系统石化企业敏感负荷抗晃电解决方案21•敏感负荷变频器抗“晃电”解决方案在企业供电网“晃电”故障期间可有效动作，保障变频器的连续稳定运行。•在系统电压低至0.2Un时，可支撑变频器工作60s。•装置与变频器就近安装，只需要很短的额外动力电缆。应用案例某石化热电厂给煤机抗晃电改造现场22电能质量治理——SVG江苏永钢无功补偿兼谐波治理客户名称：江苏永钢集团有限公司安装地点：江苏省张家港市系统电压：35kV补偿容量：-40Mvar～+40Mvar拓扑结构：高压H桥链式结构功率因数：≥0.95，且不过补偿响应时间：≤5ms响应时间：≤5ms冷却方式：水冷占地面积：18m*20m补偿效果：满足无功功率动态调节、负序电流补偿、电压波动和闪变抑制、功率因数以及谐波治理要求国内工业领域最大容量35kV直挂式SVG，投运后统计轧机装置节省原材料10%，节电3%。某盐化工企业能源管理系统固定式床间歇式造气炉节能解决方案系统特点：1、采用合同能源管理运作模式（EMC）2、具有三十多年化工节能管理经验，有效节能效率2~5%3、采用可靠的DCS控制系统和节能优化控制技术，内嵌专家控制模块节能技术：1、根据具体的制气工艺流程进行适当的流程和工艺改造2、提高固定式床间歇式造气炉制气周期内的制气时间和效率3、提高固定式床间歇式造气炉的单炉产量，发挥单炉的最大潜能4、通过炉内热量的平衡，达到物料的平衡，从而实现节煤5、降低合成氨工艺的后续工段电能消耗量湖南金灿化工有限公司造气节能确认文件每年节煤3500吨。节电320万度。节电320万度。战略方向研究部2015.127北京四方继保自动化股份有限公司［解决方案及产品中心］作者：[e-mail]北京市海淀区上地四街9号