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中國建材總院水泥行業能源管理及信息化系統實現新突破
發布時間：2014-12-25 信息來源：內蒙古黃河能源科技集團 瀏覽：703次
摘要：近幾十年來，水泥工業按照國家節能減排和科技發展工作的總體要求，通過技術引進、吸收和再創新，形成了以預分解窯為核心的，包括高效無球粉磨、余熱發電等的新型干法生產技術，不僅徹底改變了傳統水泥生產落后的局面，而且在工藝主機設備和成套輔機裝備等方面趕上并達到了國際先進水平。
水泥是重要的基礎原材料工業，是國民經濟發展重要的支柱產業。2013 年我國水泥產量達24.18億噸，為國家基礎設施建設和新型城鄉一體化發展提供了必要的建筑材料供給。近幾十年來，水泥工業按照國家節能減排和科技發展工作的總體要求，通過技術引進、吸收和再創新，形成了以預分解窯為核心的，包括高效無球粉磨、余熱發電等的新型干法生產技術，不僅徹底改變了傳統水泥生產落后的局面，而且在工藝主機設備和成套輔機裝備等方面趕上并達到了國際先進水平。
同時，依托近年來新工藝、新技術的大規模推廣應用，水泥工業單位產品能耗顯著降低。據統計，我國水泥能耗水平為噸熟料熱耗3440兆焦，這在全球屬于中等偏上的水平。其可歸功于我國普及率93%以上的新型干法水泥生產線、占全國新型干法生產線一半以上的大型生產線（≥4000t/d）、超過700套的余熱發電系統和較為嚴格的單位產能能耗限額等因素。
然而，與工藝、主輔機設備、能耗水平相比，我國水泥工業信息化水平還遠遠落后于世界先進水平。如一條日產5000噸的水泥熟料生產線國外先進企業僅需要3個崗位操作人員職守，而國內則需要30個崗位進行管理。
具體來講，我國水泥工業信息化技術大部分僅限于辦公軟件（OA）系統、財務管理系統、磅秤管理系統和ERP系統。據統計，財務系統是水泥生產企業中應用最為廣泛的信息化管理軟件之一，已經有超過85%的水泥企業應用了財務軟件。另外，也有近1/4的企業已經開始或者計劃建設ERP系統。
由此水泥生產企業逐漸形成了以DCS/PLC系統為基礎的自動控制系統和以財務管理軟件或ERP軟件為框架的上層管理系統。但需要指出，目前這兩個系統間關聯性較差，總體上是相互獨立的。對日常生產、設備、能耗、質量的管理，依然還是以“電話+紙張”為主，依賴于廠級管理人員的經驗、責任心和管理水平；其數據幾乎全部采用人工統計記錄，存在數據滯后、時效性差、數據單一等問題，不能為企業管理與調度人員及時、準確地提供生產實時用能信息等。
而隨著近年來國家關于水泥等工業“兩化融合”相關政策和意見的出臺，我國水泥行業能源管理及信息化水平得到了快速發展。越來越多的水泥企業、研究院所、軟件公司參與相關軟硬件的開發和建設，在一定程度上提高了我國水泥企業生產信息化水平，縮小了與國外先進企業的差距。
然而，上述大部分信息化系統仍存在各功能模塊聯系不夠緊密，無法實現數據利用的最大化；部分系統僅能實現某一功能，在企業后續建設中易形成“軟件集中營”；部分軟件或系統僅為軟件人員開發，缺乏對生產的足夠了解，使軟件與生產實際不對接等問題。
因此，具有顯著提高行業信息化水平，解決DCS系統與財務、辦公等上層軟件的銜接，消除數據滯后、時效性差、數據單一等問題，并能較大幅度降低生產能耗等優勢的水泥行業能源管理及信息化系統呼之欲出。與其它系統相比，該系統的先進性在于：更為專業的信息化水平；更符合水泥集團和子公司的生產運營特點；更全面的、更完善、更系統的模塊功能；各系統模塊之間聯系更加緊密；與底層DCS和上層軟件更有效的結合等。
具體來講，該系統在生產信息化方面包括以下模塊：實時監控、生產管理、質量管理、績效管理、能源管理、設備管理、數據管理、運行記錄、優化分析、知識庫管理、短信管理和系統管理。具體可以實現的功能主要包括以下幾個方面：
實時監控實現運營安全
同一平臺下，可實現集成企業間不同廠家、型號的控制系統，實現集中監控，而其不受地理位置的限制。主要功能如下：
遠程操作流程畫面：可在任一有互聯網的地點登陸系統，實時監控生產線運行情況。
趨勢曲線查詢：可查詢任一數據點趨勢曲線，還可將不同的數據點趨勢曲線在一個畫面下進行對比查看，最多支持十組數據查看，并支持實時、歷史查詢，方便追蹤參數變化軌跡；支持多量程、多數據軸、層疊、多時間軸等多種對比查詢方式。
關鍵信息報警：通過對各運行參數超限類型的設定，實現實時報警功能，同時生成參數報警報表，并針對報警信息，可提供手機短信傳送。
畫面的錄像回放功能：即在流程圖界面單擊右鍵，即可進入流程圖回放設置界面，可隨意確定回放時間段，方便歷史工況查詢，事故追蹤。
該模塊的亮點在于，遠程監控全實時數據，與現場完全一致，無遺漏延遲；趨勢功能靈活、自由，可查詢范圍遠遠超過現有DCS系統；具備錄像功能，可回放歷史操作畫面，給故障原因查找帶來極大便利。
生產管理實現準確高效
作為系統管理功能中最重要的模塊之一，生產管理通過采集生產DCS數據、稱重數據、盤庫數據、其他手工錄入數據等，并與實時監控、設備管理等模塊密切聯系，形成了自動化程度高、生產數據易于保存和查詢、生產事故易于追蹤、原燃輔料入廠和使用更為清楚的生產管理模塊。該模塊主要功能如下：
生產報表管理：根據企業實際情況，設計相應報表，并自動記錄，包括班報、快報、日報、月報、年報等，并提供報表數據趨勢查詢等功能。
計量管理：根據生產數據和盤庫數據自動生成計量平衡日報和計量平衡月報，并提供偏差過大自動報警功能。
盤庫管理：針對企業實際情況，設計不同庫型，只需測量簡單長度或高度即可自動生產盤庫管理報表。
運行記錄：可在整點自動生成生料磨、煤磨、回轉窯、余熱發電等運行記錄表。
工藝分析：自動獲取參數，并針對燒成車間電能單耗、噸生料電耗、煤磨臺時產量、生料磨臺時產量、煤磨電能單耗、出生料磨生料細度、出煤磨煤粉細度、出窯熟料f-CaO含量、噸熟料實物煤耗、出窯熟料立升重和熟料產量等提供工藝分析下相關參數的趨勢曲線對比。
該模塊突出數據的一次錄入功能，全程自動流轉不得人工干預，盤庫數據自動流轉到計量平衡，計量平衡數據自動流轉到生產報表管理；提供簡單、實用、準確的盤庫管理和計量管理；針對重要參數，將相關參數趨勢曲線相組合，便于進行工藝分析。
能源管理實現高效節能
該模塊將水泥企業能源管理劃分為三個層次，設備層、工段、廠級。然后根據不同生產層面所對應的不同管理層，統計不同內容，并提供不同的分析工具。能源管理主要功能如下：
能源總貌：直觀展現各工段、各裝置能源消耗狀況。
能源管理報表：自動生成用電、用煤日報和月報，支持報表數據趨勢查詢功能，并針對各工段、主要設備、各班次提供能源消耗分析。
能源狀況分析：提供熟料產量、噸熟料實物煤耗、入窯煤粉熱值和噸孰料全廠綜合電耗等日能源狀況和月能源狀況的分析對比。
峰谷平用電：針對生料磨、煤磨等設備峰谷平用電差異，通過統計其峰谷平用電時間，對其避峰用電時間和效益進行分析。
該模塊的主要亮點是，能耗數據采集全自動，時效性、準確性高；數據分析能力強，生產及能耗據可細化至單臺設備及小時單元，便于異常分析；能耗流程圖，更直觀，充分考慮領導需求；創新的峰谷平用電管理，助力企業節能降耗。
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