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泥節能解決方案 / CEMENT
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水泥廠節能實例


目前興起的數字化工廠雛形多數是從生產、運營管理到后期售后服務全過程,基本實現了彈性業務、高密度計算和全數據可視化和數字化的初級階段,主要體現生產管理信息化、無紙化、可視化為鮮明特點,但要實現最終目標(高品質、高效率、低成本)還有很長路要走,那么在目前互聯網時代大背景下,如何發揮數字化工廠核心價值和實際成效呢?缺的不是軟硬件環境重疊累加,缺的是一個互聯互通大數據背景下懂得思考、有節能思想的系統。

為什么這么說呢?我們可以結合一個實際案例來加以具體說明。

山東某水泥有限公司現擁有兩條2200t/d和一條4500t/d新型干法生產線,三條線均采用國內先進DCS中控系統,并配套一臺6MW和一臺9MW的純低溫余熱電站,配套有先進余熱發電后臺控制系統,1#余熱發電每噸29度,2#余熱發電每噸33度。總降變電站采用110kV/10kV供電,總降變壓器三臺,分別為兩臺20000kVA和一臺31500kVA,其中兩臺20000kVA的變壓器供電給1、2#熟料線及1、2#水泥磨。31500kVA的變壓器供電給3#熟料線及3#4#水泥磨,總降開關柜也配備先進綜保和后臺監控系統。2015年全廠新進配套國內先進水泥系統能管中心系統,完全覆蓋生產線的礦山、原料調配、生料、窯尾、窯頭、水泥、包裝等各個工序。企業辦公系統擁有早期ERP辦公自動化系統雛形。所以,該水泥生產線真可謂工藝先進,環保效果好,設備工藝調節性強,能耗低,自動化程度高。年產銷水泥產260萬噸,實現工業產值5.2億元。

這樣看似完美水泥生產企業自動化、數字化水平都很高,各個系統各司其職,運轉正常,目前企業能耗可視化和數字化水平已經達到領先其他同行一步水平,但即使這樣就果真沒有什么問題了嗎?經過萬洲電氣工況調查技術人員歷時10天左右實地調查走訪可知,目前這個看似完美先進水泥企業同樣也有它不為人知煩惱(主要矛盾是生產與管理出現了脫節的現象),具體表現為雖然目前中控DCS控制室里DCS系統和EMS能管中心是并行獨立分布的,但操作工大都只觀察DCS控制畫面,卻很少同時觀看布控在旁邊能管中心B/S界面,這是什么問題?操作工說“雖說中控DCS存儲數據有限(只限3天之內數據),但目前能管中心因布控存儲策略問題,整點報時數據不準(只能存儲每小時平均值),數據庫查詢數據無法與DCS工作數據形成實效對接,在這種數據準確性受質疑前提下,他們僅僅把這個能管中心系統作為備查參考,平時很少關注。其次他們認為能管中心分析數據大都是給上層管理者看的,實際工作中我們只是作為能耗參考,并不是作為日常調度管理主要參考的考核目標,所以平時很少使用它”,從目前該廠使用能管中心系統,雖然實現了能耗管理可視化、數字化,但系統適用性和實用性是受質疑的。

而在中控室、總降后臺的操作間、余熱發電控制室等核心部門的人工抄報記錄單也是像碎片一樣的堆積在統計室的庫房里睡大覺,不出事故(需要追溯分析問題情況下)是沒人會去翻看這些技術統計數據的,也沒人會去主動分析這些生產關鍵數據。大量數據資源被白白浪費了。

再反過來看看管理層這邊,各個操作室實時數據抄錄對于管理者來說,不是分析結論沒有參考價值,而各科室呈報各類報表,反映的又是不同層次管理統計數據,這是需要什么看什么報表,而這些數據報表之間縱向聯系與關聯所反映出來能耗管理漏洞,既沒人分析,也沒人挖掘。再看看能管中心的B/S界面所呈現能耗數據分析結論大都是“事后諸葛亮”,僅僅是能耗單據數字化、可視化一種呈現,平時展示效果多余實際應用,也就是不能通過數據分析結論發現問題、解決問題,并形成閉環管理監督措施,長期持續關注節能降耗。主要矛盾呈現為上層管理缺乏數據統計分析發現問題和解決問題應用策略,而下層管理控制環節缺乏優化調度與協調。

這樣看來看似很先進局部“信息孤島”模式,造成生產與管理總是隔著一道不可逾越“鴻溝”,問題根結在哪里呢?主要就是大數據合理利用和分析,所有自動化系統和后臺數據,包括辦公系統數據管理,都隱約存在著一種必然聯系,但各個“信息孤島”模式獨立性一定程度屏蔽這種數據內在聯系,如何將這些數據建立一個很好數據交互共享和存儲與管理機制的平臺,將數據內部關聯關系進行進一步解析分析和診斷分析,將這些大數據送入一個數字化工廠人工智能的“大腦”,從而可以最終實現診斷分析和預判性“對癥下藥”的專家系統。


在萬洲電氣技術專家與該水泥廠進行深入技術交流后,該廠經過多次調研和論證,最終于2016年引進萬洲電氣WOES智能優化節能系統,采用OPC接口技術來實現的對DCS中控和EMS能管中心等控制后臺數據共享與交互,采用 XML(可擴展標記)技術實現與局域網辦公系統數據庫的交互信息的集成和共享,在廠區內建立一個真正互聯互通網絡數據共享數字化平臺,解決以往一個個“信息孤島”難以集成的難題,徹底實現了大數據資源集中整合和利用,使企業生產管理結構趨于“扁平化”,工廠生產管理以職能為中心轉化為以過程為中心,在梳理大數據交互流通與管理同時,利用萬洲電氣WOES系統具備從設備、工藝、管理三方面提煉和總結節能專家分析診斷模塊,徹底為數字化工廠框架模型安裝一個具備節能思想的“大腦”。

WOES節能系統利用前置機通訊服務管理系統,將數據庫和通訊服務完全分離進行流程化處理,前置機將各個接口接收來數據通過這個類似“多國語言翻譯器”進行整合處理,將分離解析數據打包傳輸給數據服務器,大數據在那里進入整合、分析、優化處理流程。

    WOES節能系統利用不同用途服務器(數據庫服務器、WEB服務器、各種應用服務器)不同職能和功能,做到術業有專攻,各盡其責,數據信息流在過濾、篩選、分離和整合,大數據分析和處理,很方便實現了生產、能源、物流的調度集中管理,即“三調合一”,將分散的能源生產、管理的職能實行集中管理,真正實現了“集中一貫、扁平化”的管理模式。

WOES節能系統利用管理業務分析、診斷各自獨立自動化分析診斷模塊,參照國內外先進管理模式,能源管理系統的建設,實現在信息分析基礎上的能源監控和能源管理的流程優化再造,對能源的生產、使用、調配實行集中統一的管理,有利于實現能源生產經濟平衡、促進節能減排。

WOES節能系統利用先進信息流通訊信息處理技術,保證大數據準確、有效通訊傳輸同時,解決各個“信息孤島”難以集成和數據共享交互難題,通過打通脈絡一體化的能源管理經營模式,不僅從底層生產使用上解決能源消耗的主要問題,還對日常管理和組織機構的精簡、任務流的分工起到了決定性的問題解決。生產者在日常生產中獲得生產優化,管理者在能源管理中獲得管理優化,經營者在產品輸出時獲得利潤。

通過2016年將近一年WOES節能系統試運行,在全廠范圍內,利用WOES節能系統核心專家分析系統、強大數據通訊功能和多種形式大數據處理和分析能力,完全激活了EMS能管中心沉睡數據,喚醒了DCS中控生產管理延伸和考核管理精細化,數據流入WOES節能系統智慧的“最強大腦”后,迅速產生“化學反應”,利用這個“智慧大腦”源源不斷分析診斷模塊(用電結構分析診斷模塊、工段數據分析診斷模塊、關聯設備能耗分析診斷模塊、變壓器經濟運行分析診斷模塊等八大模塊)高效率投入運行,持續有效為企業在生產經營與管理過程中出謀劃策,參與生產管理和節能技改,每年直接和間接的產生接近三百萬節能成效,難怪該廠技術總工用了一句話概括投運WOES系統成效:“就是再強數字化工廠也要安裝一個富有節能智慧的‘最強大腦’”。

     通過此次對WOES智能優化節能系統成功投運,徹底打破了水泥廠自動化系統已經扎堆,似乎節能已經無計可施地步,不是企業自動化、信息化水平提高了,管理就可以平步青云,各個自動化系統軟硬件環境重疊與累加(并不能實現簡單加法運算,不是1+1=2問題),造就不了管理水平垂直化提升,只有堅持以底層大數據處理為基礎,貫徹萬洲電氣設備、工藝、管理三方面節能思路、理念和方法,用科學節能分析診斷,才能使企業自動化、信息數字化、精細化管理方面,全方面提升企業降低能耗、提升效率、保障運行等方面多維度節能水平,全方位改變企業對能源管理被動數據分析模式,讓大數據時代綜合診斷分析功能切實應用到節能各個環節,由原來被動分析數據轉變為通過主動數據分析,主動管理策略實施,達到摸清家底,管住節能指標,實現節能降耗最終目的。

    目前該系統運營效果良好,吸引了附近省市及本地同行業企業,還有節能監察部門組織其他廠家多次參觀學習,收到了較好的社會效果,不僅擴大了該廠WOES節能系統的知名度,也獲得良好社會聲譽和專家學者一致好評。


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