工序级能耗精准核算和智能分析技术

来自 搜狐网 的图片

工序级能耗精准核算和智能分析技术智能钢铁冶金能源管理。

目录

主要技术内容

技术背景和意义

据统计，我国钢铁工业的能耗占全国总能耗的10%以上，节约能源、降低消耗、提高效益将是钢铁行业未来发展中的长期战略目标和任务。钢铁企业的能源管控可以分为系统级、过程级和单元级三个层次，其中产线能源管理主要涉及过程级和单元级两个层次，同时为系统级能源管控（即公司级能源集控与调度）提供支撑，具有巨大的节能效益潜力。在钢铁企业中涉及的大量产线和机组，通过开发产线能源精细化管理系统，可以更好落实能源管理体系要求和节能措施，并不断深入挖掘企业的节能降本潜力。我国钢铁行业正在不断深入推进智能制造，建立智能化的产线能源介质系统，实现能源精益管理，是建设智能产线的关键内容之一。由于钢铁企业中产线和机组种类繁多，不同企业的对产线能源介质系统的管理方式和关注点也各异，制定产线能源精细化管理系统建设规范，有利于进一步推动钢铁行业智能产线建设，实现企业之间和产线之间的能源管理对标，以推动钢铁行业的节能降耗。

技术要点和优势

钢铁产线级能源介质在线监控与优化管理系统，就是针对能源消耗进行监控与预测的一种手段。通过对水系统、电力系统和气体系统的监控，实时采集、处理数据，掌握各生产工序的能耗情况，并结合生产需求和各类相关影响因素，建立相应的工序能耗模型，预测下一时刻能耗，有助于按需配给能源，节约能源消耗，从而降低生产成本，持续提升钢铁企业总体的能源管理水平。关键技术包括如下几个方面：（1） 数据采集与处理。采用分布式系统平台实现能源介质及生产过程的实时数据采集，通过实时数据库提供的标准驱动接口以及自主开发的数据接口，从MES、QMS、EGD等采集产品制造过程的各能源介质消耗数据、生产过程数据、生产管理数据和公辅系统数据等。利用数据处理方法对所有采集数据进行处理，保证数据的可靠性、可用性和完整性，然后将能耗介质数据与生产数据进行关联。（2） 能源介质系统集中监控与运行状态分析。能源介质系统集中监控主要是建立车间各种能源介质的管网及仪表、阀门、泵电机、风机电机等设备的监测画面，动态显示系统中的各仪表读数、阀门状态、高压柜的断路器状态等实时信息，并进行上下限判断、趋势检测、分时段/区域/设备的统计分析，及时汇总信息，随时掌握系统运行状况，对重点耗能设备的能耗状况和效能进行监控及趋势分析，满足能源体系需要，有效督查节能措施实施情况。（3） 工序能耗分析模型和产品能耗成本在线分析。考虑计量手段的限制，为了准确计量轧件在各工序上的能耗，需要建立对应的工序能耗分析模型。根据轧件跟踪信息以及各能源介质监测数据，采用能耗分析模型，实时在线计算轧件在该工序的能源介质消耗。当钢卷下线后，系统自动全面评估其整个生产过程的各种能源介质消耗，换算出吨钢碳排放量，并根据能耗成本核算规则，计算能耗成本及组成，实现对单一轧件、钢种、规格等能源统计分析。（4） 能源介质用量预测。利用数据挖掘算法建立每个工序的各种能源介质消耗的短、中长期预测模型，为生产排程、调度优化等提供依据。（5） 工序级能耗数据的挖掘分析与评价。根据从各工序采集到的全流程生产数据以及各个工序间的板坯号、钢种等信息，可追溯到产品在整条产线制造过程中的各能源介质消耗数据。基于在线能耗计算产生的大量工况历史数据，可以针对不同产品、不同工况的能耗成本组成利用机器学习算法进行分析，对生产能耗历史数据进行评价分析，为生产过程的能耗优化提供依据。