能源管理与节能.docx
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能源管理与节能
安微淮化股份有限公司
能源管理信息系统及节能
北京科瑞天诚科技有限公司
2012年01月16日
一．前言
1.节能定义
采用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以接受的措施，减少从能源生产到能源消费中各个环节的损失和消费，以便更有效、更合理地利用能源，提高能源利用率和能源利用的经济效益
●目的
1）.提高能源利用率
2）.提高能源利用的经济效益
●实施
减少能源生产和能源消费中各个环节的损失和浪费
●方法
1）.技术上可行
2）.经济上合理
3）.环境和社会可以接受
2.节能意义
•搞好节能工作是保持人类社会可持续发展的重要措施
•节能有利于保护环境
•节能可以促进生产，同样数量的能源，可以生产更多的产品
•节能可以明显降低成本，增加利润
•节能能够促进管理的改善和技术的进步
3.节能潜力的分析
•从单位产值能耗估计节能潜力:
1）.我国每百万美元耗能为908t标油
2）.每百万美元耗能，世界平均水平为270t标油，日本为96.2t标油，国家平均为198t标油
•从提高能源利用率看节能潜力:
1）.目前，全国能源利用效率为32%，比先进国家低10个百分点
2）.工业能源利用率仅为美国和日本的一半左右
•从主要产品单位能耗的差距分析节能潜力:
特别是化工行业，主要产品（如乙烯）的吨能耗比国际先进水平高出一倍多
•从主要耗能设备技术水平分析节能潜力:
我国工业锅炉的平均热效率为5560%，工业发达国家多为80%以上
4.公司介绍
北京科瑞天诚科技有限公司，是中关村科技园区的外商独资高新技术企业。
母公司是香港上市公司科瑞控股（香港联交所股票代码8109）。
是专业从事工商业节能环保的智能化控制及管理系统的设计开发、生产、销售、安装及咨询服务的高新科技企业。
拥有多项节能方面的国家专利。
获《高新技术企业证书》，并通过9000：
2001认证。
公司致力于为工业企业节能提供诊断、设计、改造、运行、管理一条龙服务，对工业企业实行“量体裁衣”，提供及之匹配的工业企业节能整体解决方案。
5.项目概述
安徽淮化集团有限责任公司是皖北煤电集团控股的大型煤化工企业，为国家六部委倡导成立的、中国新一代煤化工产业技术创新联盟发起人和理事单位。
为全国“五一”劳动奖状获奖单位、全国守合同重信用企业、全国精神文明建设工作先进单位、中国企业1000强、中国肥料制造业30强、安徽省工业企业50强。
企业总资产为43亿元，是淮南地方经济的支柱之一。
主要是为安徽淮化集团合成氨厂评价企业能源利用效率、能源管理和生产率三方面的水平，帮助能源审计员、企业管理者了解企业能源利用现状，明确能效改进方向，并提供改进的备选行动方案。
二．能源统计及分析（2A）
1.能源统计现状
⏹驱动因素
•近年来，中国年经济增长均维持在8％左右
•作为经济发展的支柱的工业，资源消耗，尤其是能源的消耗量巨大
•随着人民生活水平的提高，城市生活能耗也急速增加
能源消费及供给之间的矛盾对作为能源决策基础的能源统计及分析战
⏹国家能源需求状态
•总量大2003年能源消费近17亿吨标煤
•增值快由前几年的3-5%到近几年的10%
•结构偏煤炭比重近70%,油气不足
•环境压力大酸雨粉尘污染严重
⏹未来能源需求对能源统计的要求
在可以预见的未来，我国能源消耗将是空前的，如何预期能源消耗趋势，
以及能源对经济和环境等诸多因素的影响，将是对我们的一个巨大的挑战！
⏹企业能源信息管理现状
1）.缺少完善的能源信息管理工具
•信息不完整
•真实性差
•可靠性差
2）.影响企业的能源决策
•能源信息是企业能源决策的依据。
能源信息的缺失和失真导致不能形成正确的决策或者使决策者茫然无所从
⏹能源统计数据存在的问题
由于历史原因和资源的限制，作为决策依据的统计数据还存在一定问题
2.能源统计工具的基本思路
⏹基本思路
1）.研究对象
•某一划定边界的体系，可以是国家、地区、行业、企业
•独立核算的经济体
•重点用能单位
⏹能源利用过程
⏹能源消耗分析的“洋葱模型”
⏹建立模型
首先确定用能分析的对象
如果对一个企业用能进行分析，就以企业用能环节为边界进行划定，对边界内的能源做投入产出分析。
⏹企业能源流程图
3.建立统计指标体系
◆
系统结构
◆以北京某化工厂为例：
分摊后折购入能源通用能源消费
能源数据的时序性
42A在企业上的用途
◆可无限扩展的能源体系构架，企业能方便配置自己独特的能源管理体系
◆提供强大且适合中国企业使用习惯及规范的使用功能
◆为企业收集整理各类基础数据、时刻更新数据，以保持数据及权威机构的一致性
◆企业能源平衡分析
◆企业能源效率分析
◆企业能源成本分析
◆需求预测能源预测功能对企业能源供给规划、管理有很大的参考作用
◆能源报告作为企业管理者，一个直观、全面的企业能源报告，对企业的日常的能源管理及未来能源规划起着重要的参考作用
三．能源规划及决策
1.大型工业能耗监测系统
管理系统（简称）是企业信息化系统的一个重要组成部分，因此在企业信息化系统的架构中，把能源管理作为系统中的一个基本应用构件，作为大型企业自动化和信息化的重要组成部分。
1.1整体需求分析
企业希望能够采用先进的自动化、信息化技术建立能源管理调度中心，实现从能源数据采集——过程监控——能源介质消耗分析——能耗管理等全过程的自动化、高效化、科学化管理。
从而使能源管理、能源生产以及使用的全过程有机结合起来，使之能够运用先进的数据处理及分析技术，进行离线生产分析及管理。
其中包括能源生产管理统计报表、平衡分析、实绩管理、预测分析等。
实现全厂能源系统的统一调度。
优化能源介质平衡、最大限度地高效利用能源，提高环保质量、降低能源消耗，达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。
1.2系统架构
典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构（如下图示）。
1.3管理系统
科瑞为企业管理系统提供了综合解决方案，典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构，其中信息采集及防护特点如下：
能源“死角”信息采集：
科瑞数据采集管理器可现场安装，并且遵循低功耗设计原则，具备远程管理功能，方便部署及升级。
信息安全防护：
科瑞可以充分保证企业生产信息的安全，不但能完成工业标准协议透传，还能防止非法入侵等网络攻击。
能源信息管理：
科瑞能源管理系统可以充分、有效的管理能源信息，建立好合理的能源策略。
科瑞能源综合管理平台软件2011通过对耗能设备的特性进行分析，加装合适的改造设备,可以提高设备的性能，提高用电设备的效率，降低原料损耗。
根据设备运行历史记录合理安排检修，能够有效的提高设备安全运行时间，降低维护成本。
设置报警参数，设备运行不稳定及时报警，保障安全运行。
对企业能源进行集中监视、测量、控制和管理，实现能源实时及历史数据存储、查询、分析、统计、分析功能，实现了能源管理的自动化。
充分利用真实数据，作为节能运转分析的依据，避免了人为判断的疏失，帮助企业强化能源消耗、能源核算管理，使企业管理更加科学化。
1.4.1能源管理调度中心
能源管理调度中心由实时数据库服务器、历史数据库服务器、发布服务器、操作站及数字大屏显示系统等组成。
设计采用实时数据库实现对现场能源数据和能源设备的采集和控制，并对采集的数据进行计算、分析、统计。
系统共配置2台互为冗余的实时数据/数据采集服务器，实现对整个能源系统的数据采集和控制，并兼作应用服务器。
1.4.2能源理调度中心系统主要功能
1）数据采集功能
通过科瑞能源综合管理平台软件2011获取企业各项能源数据，并可实现对企业运行数据实时监视、报警、分析、计算、统计等功能。
2）监控功能
对各个子系统进行监控和实时调整。
实现能源生产潮流监视、系统故障报警及分析及系统优化调度。
作为能源生产调度指挥控制中心支撑系统，将负责日常的能源生产调度，保证主作业线正常有序的生产，并在突发事件期间实施能源应急调度策略，确保能源供应的安全稳定，达到节能增效。
3）基础能源管理功能
将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划的数据，进行基础能源管理工作，包括能源实绩分析管理、能源质量管理、能源平衡管理、能源预测分析、能源系统运行支持管理（包括任务单管理和潮流分析）等。
4）大屏幕监视功能
在能源管理调度中心设置能源系统信息显示大屏，实现远程监视能源系统重点现场工况视频信息，并综合监视各个子系统能源管理数据信息和状态信息。
2.机电变频节能系统
近几年我国经济持续高速发展，能源问题越来越成为行业发展的掣肘，并且随着能源价格的快速上涨，国内市场的激烈竞争，节能成为许多行业发展面临的主要问题，特别是一些能耗比较大的行业如石油、化工、制药、冶金、制造、环保、市政等行业。
据资料显示我国高、低压电动机总容量在35000以上，大部分为风机泵类负载，它们大多工作在高能耗、低效率状态。
一般风机、水泵系统大多数是靠阀门来调节出水流量或压力，挡板这种调节方式是以增加管网损耗，耗费大量能源为代价的，因此，不可避免的造成电能的浪费。
而且由于设计时，系统是按最大的负载来设计的，在实际运行当中，绝大部分时间系统是不可能运行在满负荷状态下，存在较大的浪费，所以就存在较大的节能潜力。
采用变频调速控制系统，通过改变风机的转速来调节风机风量，以适应生产工艺的需求，而且运行能耗最省，综合效益最高。
所以变频调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并且可以方便的组成闭环控制系统，实现恒压或恒流量的控制。
3.照明节能系统
根据政府的节能减排要求，结合目前照明工作的实际情况制定本项目方案，是转变经济发展模式、发展低碳经济的具体行动，具有巨大的社会效益和环保意义。
3.1设计原则
节省能源的原则。
在达到现场照明系统的现行照度的前提下，应大面积采用发光效率高、寿命长的节能光源，并采取各项管理节能措施。
节省成本的原则。
此次改造可充分尊重原照明系统的实际，在基本保留原设计的基础上，根据不同区域、不同环境的照度要求选型设计，既要满足工作需求，又要实现节能降耗。
对于极为不合理的部分，进行重新设计。
根据企业对照明的要求，制定一个基本满足的照明方案，营造一个健康、安全、环保的照明环境。
环保和谐的原则。
充分考虑场地环境对灯具的影响，如：
高尘、震动、腐蚀等，选用防尘、防水、防腐，抗震、耐高温灯具，降低故障率。
安全原则。
选择灯具合适的安装位置，便于维护，消除安全隐患。
美观的原则。
灯具的颜色和造型及场地环境匹配，整体设计既保证照度均匀，又美观大方。
3.2节能灯种类
1）灯
2）.无极灯
4.废料（气）回收利用
4.1火炬气回收利用
4.1.1掺烧
4.1.1.1简述
化工厂声场中要生产大量的废气，主要含有碳原子、氢气及碳氢化合物。
属于易燃易爆的有毒有害气体。
其回收工艺复杂成本高，排放污染环境，通常的办法是利用火炬燃烧掉。
火炬气的掺烧是把火炬气作为锅炉和窑炉的补充燃料烧掉。
这样可以降低燃料消耗，降低有害气体排放，经济效益和社会效益巨大，是广大化工企业处理火炬气最为有效的方法。
4.1.1.2组成部分
火炬气掺烧系统主要有火炬气的储存，火炬气的输送和管道，火炬气的燃烧及其控制等几部分组成。
化工厂生产的火炬气收集在储存罐中，储存的火炬气通过管道进入燃气压缩机加压，以便于远距离输送。
加压后的火炬气备输送到锅炉或窑炉现场，经过减压阀组减压功能刚给燃烧器燃烧。
炉前管道主要有火炬气管道，助燃风管道、放散管道、仪表风管道等。
燃烧控制系统主要有火焰检测器、现场控制柜、快速切断阀等设备。
实现燃烧的安全控制，即火焰自动检测。
灭火自动切断、自动吹扫等。
4.1.2烟气余热回收制冷
4.1.2.1技术原理
火炬排烟温度较高，直接排放浪费大量热量，应安装烟气热回收装置，利用机组的排烟的废热量来制备热水，然后用热回收的热水来制冷.
4.1.2.2关键技术
核心技术是烟气热回收装置，装置的安全性和装置的能力的确定是关键。
第二项技术是将热回收器制备的热水来制取中央空调系统需要的冷冻水，这可以采用热水型吸收式溴化锂制冷机来实现。
4.1.2.3工艺流程
加装余热回收装置→制备热水→热水型吸收式溴化锂制冷机→中央空调系统
4.2脱硫
4.2.1合成氨工艺中脱硫的必要性
合成氨原料气中,一般总会含有不同数量的无机硫化物和有机硫化物,这些硫化物的成分和含量取决于气化所用原料的性质及其加工方法。
原料气中的硫含量,及原料中的硫含量成正比。
根据中国情况,以煤、焦、重油为原料制得的合成气中2S含量一般为1～23（标）,少数可达5～103（标）,其中有机硫约为10%左右。
在有机硫中占80%～90%,其余为2等其他有机硫。
以天然气、油田气为原料气2S含量为0.5～153（标）、有机硫含量为0.15～0.23（标）,而以2为主,并含难于脱除的噻吩。
原料气中硫化物的存在,会增加气体对金属的腐蚀,并使催化剂中毒。
此外,硫本身也是一种重要的资源,为此,必须对原料气进行脱硫。
4.2.2脱硫的几种工艺
通过对国内外脱硫技术分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。
其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（，简称）,在技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：
以3（石灰石）为基础的钙法，以为基础的镁法，以23为基础的钠法，以3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。
4.2.3脱硫流程图
脱硫流程
4.3余热发电
低温余热发电技术:
利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。
余热发电不仅节能，还有利于环境保护。
余热发电的重要设备是余热锅炉。
它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。
由于工质温度不高，故锅炉体积大，耗用金属多。
用于发电的余热主要有：
高温烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低温余热（低于200℃）等。
此外，还有用多余压差发电的
四.合作方式
合同能源管理模式（）：
合同能源管理的具体操作模式为：
在贵单位及本公司签订能源管理合同后，由本公司投资并完成系统节电改造。
贵单位不需要对本节能项目进行投资，即可获得节能项目和节能效益，从而实现项目的零投入、零风险、免维护。
工程竣工并项目实施后，贵单位和我公司共同分享节能效益。
效益分享期（即合同期）期满后，由公司将本项目的所有权全部无偿移交给贵公司。
此项合作即告结束.
五.售后服务
1产品技术部分
1、我公司保证按照用户的要求，组织技术、管理力量，安排生产设备，在规定的期限内供货。
2、我公司保证所提供的设备是正规的、合格的、已进入商用的、成熟的产品，产品质量完全符合要求，并在规定的时间内开通交付使用。
3、我公司承诺：
合同期内免费保修，终身维护。
设备在质量保证期内，可根据用户方合理的建议和要求在一定的时间内负责修改或更改所供设备和系统的管理软件版本。
2售后服务部分
保修内容
规定的合作期内，在正常操作和使用条件下设备故障均免费保修。
保修范围包括变压器、单元、电气及电子控制系统等。
在保修期内由售后服务人员到现场维修，现场不能维修，由售后服务人员带回维修后返给用户，保修期外需在北京公司维修时，各自承担托运费用，用户负担维修成本费。
因不可抗拒的自然力、操作不当，未经许可拆卸，第三方责任事故造成的设备损坏（如供电事故、主机事故）不在保修范围内。
维护内容
1、维护人力保障：
我公司有专职售后工程师并配备有专用工程车辆，负责产品的售后服务。
并且我公司还可在客户比较集中的地区设立办事处，可进行针对性比较强的服务。
2、维护响应时间：
收到维护通知，4小时内答复，24小时内赶到现场并排除故障，偏远地区以最快交通方式日夜兼程赶往现场。
培训内容
1、我公司提供现场技术培训，随设备的安装、调试过程而进行。
2、我公司派专职培训讲师到用户指点地点进行培训，包含产品原理及实际维护操作两方面内容。
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