大型水泥集团企业的能源管理体系研究

刘磊

摘 要：能源管理体系的建设将能源控制和管理与生产调度控制有机结合在一起，最终实现安全稳定、经济平衡、节能减排、优质环保的基本目标。

关键词：能源管理 体系 水泥

1.研究背景

水泥行业是能源消耗的重点行业，也是节能减排的重点领域。国家发展改革委、国家认监委《关于加强万家企业能源管理体系建设工作的通知》（发改环资〔2012〕3787 号）中指出：管理节能是促进企业提高能源利用水平的有效手段，能源管理体系建设，是运用现代管理思想，借鉴成熟管理模式，将过程分析方法、系统工程原理和策划、实施、检查、改进（PDCA）循环管理理念引入企业能源管理，建立覆盖企业能源利用全过程的管理体系。

能源管理体系的建设将能源控制和管理与生产调度控制有机结合在一起，最终实现安全稳定、经济平衡、节能减排、优质环保的基本目标。

（1）节能降耗的需要。能源是当前和今后相当长一个时期内，制约经济社会发展的突出瓶颈。水泥企业单位产品能耗下降不仅能降低产品的生产成本，而且对整个企业能源节约、减少温室气体排放起到至关重要的作用。因此必须建立先进而有效的能源管理体系降低能源消耗，实现企业节能减排目标，进而打破能源制约的瓶颈，较好满足企业持续发展的需要。

（2）可持续发展的需要。公司是一家以水泥生产为主导产品的集团企业，水泥行业是国家公认的高能耗、高消耗企业，能源是制约企业可持续发展的重要瓶颈。因此必须利用建立先进而有效的能源管理体系降低能源消耗，实现企业节能减排目标，进而打破能源制约的瓶颈，较好满足企业持续发展的需要。

2.内涵和主要做法

能源管理体系主要利用信息化技术、自动化技术为基础，集成过程监控、能源管理、能源调度为一体的公司级管控一体化计算机系统。其核心理念是通过先进的信息化管理思想，将能效管理与原有的信息化系统及自动化系统进行有机融合，构筑以煤、电、水、气等数据自动采集为能源数据支撑；集中监控、安全稳定为生产保障；能耗统计、成本分析、能效对标为管理考核；能源的产生、利用为决策参考的面向节能降耗的信息化能源管理模式。

（1）能源管理信息系统的构建与实施。公司的能源管理信息系统打破了传统的以物料优化为主线的思路，通过建立物料和能量的集成优化模型，最大程度降低能源消耗，提高能源的利用率。

①能源管理信息系统的构建。一是现场仪表系统改造。对企业能源输送、生产和应用等控制系统仪表进行升级改造，用以适合能源管理系统能源介质和生产过程的调控及计量要求。二是网络层系统建设。通讯层位于管理层与现场仪表层之间，主要采用前端采集设备、光纤网络交换机和网关等设备，先进行区域集中，再由区域把数据送往监控中心。三是管理系统建设，管理层由高性能的工业控制计算机、服务器、显示器、打印机、UPS不间断电源、GPS时间对时器、声光报警设备等组成，通过日报表、月报表、年报表等形式反馈给企业管理者全面了解企业的能源管理水平及用能状况，检查企业在能源利用方面存在的问题和薄弱环节、挖掘节能潜力、寻找节能方向、降低能源消耗和生产成本、提高企业经济效益。

（2）能源管理信息系统功能。一是实现远程抄表，降低管理成本，节约人力资源；二是提高用能管理水平，增强及时性和有效性；三是提升能源管理精细化水平，向用能设备要效益；四是为管理决策提供数据支持；五是提高突发故障和异常处理的效率，降低能源不必要的浪费

（3）能源管理信息系统的应用。能源管理应用功能模块主要包括在线能源平衡管理、在线能源系统故障管理、能源信息管理、基础能源管理4个子系统模块。①在线能源平衡管理。实现系统性负荷预测，包括电力负荷预测、日用电量预测、燃煤系统预测等，以及负荷的管理。②在线能源系统故障管理。完成能源系统事件及故障记录和工艺与设备故障的报警与分析。③能源信息管理。实现能源数据采集与基本处理、能源设备的监控与调整、能源信息的归档和管理、能源生产报表管理、部分场所的视频监控、环保在线监视及分析等。④基础能源管理。按照公司生产计划及历史数据编制供需计划，指导能源系统按照供需计划组织生产，对各能源介质实际发生量、使用量、放散量等数据进行采集、抽取和整理、取得能源生产运行的实际数据，并对相关能源消耗指标进行管理和分析。

（2）管理制度的构建与实施。为了确保能源管理系统的有效运行，必须建立与能源管理中心配套的各种管理制度、运行规程，保证能源管理实效性，加大挖潜降耗力度，提高公司经济效益。

依据国家对能源管理相关规定和要求，结合公司实际，能源管理责任部门在实践中不断探索完善定额指标合理性、可操作性、切实调动强化全员的节能和资源节约意识，严格“节奖超惩”制度，以推动企业在生产管理、工艺过程控制、设备经济运行的挖潜改造节能降耗，达到降低成本，增加效益的目的。

（3）技术装备的构建与实施。为提高能源系统的技术装备水平，确保能源系统运行安全、稳定、高效。公司选用的设备全部技术先进，材料优良、结构合理、环保的节能型产品。

全面运用先进技术。公司每年投入大量的技改技措资金加强对新工艺、新技术、新材料的运用，提高生产系统的运行质量，降低生产成本。一是采用节能高效永磁稀土电机对功率7.5kw～250kw内的低压电机进行改造，采取动态监测模式，配以完善的监测仪器，挖掘节能潜力；二是对水泥磨选粉机的改造，完善生产工艺，推广使用选粉效率高的选粉机，提高磨机台时产量，降低粉磨电耗。三是对节煤剂的试验测试，探索降低水泥窑标煤消耗的新途径。四是研究水泥窑协同处理废弃物及水泥窑脱硝的方案，为应对水泥产业政策的调整做好准备。

优化能源计量设备。依据《企业能源计量器具配备和管理通则》要求，按照三级计量规范，在生产经营的全过程配备满足生产经营需要的能源计量器具。

3.实施效果

（1）降低管理成本及单位产品能耗成本。①完善能源信息系统。一方面，能源管理系统通过I/O、通信接口、专用仪表和第三方系统收集满足系统应用功能要求的数据，改变原有人工抄表、手动录入系统，减少人为因素的影响；另一方面，增强生产信息相互共享，实现生产管理信息的下达和能源分析信息的上传。②优化能源管理体系。公司应用信息化技术，通过能源基础管理模块，公司的管理及技术人员可以及时了解、监控生产系统运行情况，各类信息通过该模块及时发布、反馈，实现在信息分析基础上的能源监控和能源管理的流程优化再造，实现能源质量管理、运行管理、动态监控管理等自动化和无纸化，有效实施客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，减少能源管理的成本，提高能源管理的效率。加以将客观数据的及时用于考核，将提高现场操作人员的主观能动性，提高完善操作、优化操作的能力。③提高劳动生产率。能源管理体系的建设，将在公司的管理体制创新中发挥示范作用。系统的最终目标可以实现简化能源运行管理，减少日常管理的投入，节约人力资源成本，提高劳动生产率。

（2）经济效益显著。转变传统能源管理模式，健全能源管理体系，大幅降低单位产品的能耗。相比能源管理系统建立前，吨熟料煤耗下降了1.21%，吨水泥综合电耗下降了1.71%。

据统计2015年节煤约为3.9万吨，节电约为2000万千瓦时；同时2015纯低温余热发电系统年发电量3.49亿千瓦时，带来经济效益近2亿元。

（3）社会效益。公司能源管理体系采用的技术方案，综合了当前信息技术和自动化控制技术的最新成果，代表了该领域技术的发展方向，其功能齐全、实用、采用设备先进、技术成熟、综合效益明显。项目实施成果带动了水泥行业技术进步，为水泥行业的节能技术改造提供一个示范模式。

目前水泥行业中能源管理水平还处于初步阶段，没有完整的解决方案和参考实例，能源管理中心成功构建与实施，将为水泥行业能源管理体系建设提供范本并产出深远的影响。