新钢能源管理系统设计与能源平衡控制策略研究

论文摘要

当今世界对于节能环保越来越重视,温室效应带来的负面影响日益凸现,钢铁企业进入微利时代,能源的回收和管理是钢铁企业需要面对的重大课题。原来新钢的能源管理没有实现信息共享。能源管理基本靠会议和电话进行管理,根据经验进行能源调整。计量报表则是使用纸质报表抄送公司各个部门。信息的滞后使得能源使用和平衡较为粗放,造成很多浪费。本文以新钢的生产和计量为基础,设计了集能源信号采集、监测、远程控制、网络传输、统计报表、能源预测分析等为一体的能源管理系统。本文从新钢的生产工艺流程、能源结构、能源管理模式和管理需求进行了总结,制定符合新钢实际管理需求的设计方案。本着先进、实用的原则进行软硬件选型,服务器和操作站的构架设计和网络规划。整个系统从二次仪表开始,信号经过采集子站、采集主站、通过光缆传输到采集服务器,采集服务器同时承担上位画面发布的任务,上位画面采用GE IFix,操作站使用C/S模式监控能源测点信息。实时数据库实现历史趋势查询,关系数据库实现历史数据存储、查询的功能,通过WEB页面完成信息发布、统计的任务。在能源预测分析方面,分别从工序组合问题的模型,调度分配算法,生产计划与能源分配模型等多方面进行了研究分析。针对新钢的实际情况研究了煤气平衡策略。本系统为科学计划、合理调度、故障分析等方面提供了完整的信息。整个系统运行稳定、响应及时,为调度和管理人员提供了一个现代化能源管理的信息平台。现场应用效果表明,本系统的使用,使新钢的能源管控上了一个新的台阶,做到事先计划、即时调整、事后分析。生产运行更加平稳,能耗指标有明显的改善,提高了生产效率,有效降低了生产成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 钢铁企业能源管理及国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 新钢能源管理概述及需求分析
• 2.1 新钢生产流程及工艺简介
• 2.1.1 新钢主要工艺系统简介
• 2.1.2 新钢能源公辅系统简介
• 2.2 新钢能源管理模式
• 2.2.1 新钢能源管理组织模式
• 2.2.2 新钢调度管理模式
• 2.2.3 能源管理工作目标
• 2.3 新钢能源管理系统需求
• 2.3.1 数据采集功能
• 2.3.2 综合监控功能
• 2.3.3 基本能源管理功能
• 2.3.4 能源平衡预测和平衡策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 新钢能源管理系统设计
• 3.1 系统设计原则
• 3.2 系统硬件配置
• 3.2.1 能源采集设备
• 3.2.2 变电站通讯设备
• 3.2.3 电能采集器
• 3.2.4 服务器与计算机
• 3.2.5 时间同步系统
• 3.3 系统功能设计
• 3.3.1 监控功能设计
• 3.3.2 报警功能设计
• 3.3.3 报表功能设计
• 3.3.4 数据处理流程
• 3.4 系统数据库设计
• 3.4.1 实时数据库
• 3.4.2 关系数据库
• 3.5 系统界面设计
• 3.5.1 潮流图
• 3.5.2 电力系统监控图
• 3.5.3 远程控制界面
• 3.5.4 组态画面设计
• 3.6 系统网络设计
• 3.6.1 PLC网络
• 3.6.2 服务器及操作站网络
• 3.6.3 视频网络
• 3.7 本章小结
• 第4章 能源数据分析与能源平衡控制策略研究
• 4.1 能源分析模型与算法研究
• 4.1.1 工序组合问题的模型研究
• 4.1.2 调度分配的算法研究
• 4.1.3 生产计划与能源分配模型分析
• 4.2 新钢能耗数据分析
• 4.2.1 计量器具情况
• 4.2.2 主要用能设备情况
• 4.2.3 新钢外购能源分析
• 4.2.4 新钢公司电力供配及使用情况
• 4.2.5 新钢单位产品能耗指标分析
• 4.3 能源转换系统
• 4.4 煤气流量数据分析
• 4.4.1 高炉煤气数据分析
• 4.4.2 焦炉煤气数据分析
• 4.4.3 转炉煤气数据分析
• 4.5 煤气流量平衡控制策略
• 4.5.1 煤气富余量计算
• 4.5.2 热风炉的高炉煤气流量平衡策略
• 4.5.3 高炉煤气的总管流量平衡策略
• 4.5.4 焦炉煤气的总管流量平衡策略
• 4.5.5 煤气热值
• 4.5.6 煤气实时平衡策略
• 4.6 本章小结
• 第5章 系统运行效果分析
• 5.1 系统运行
• 5.1.1 生产状态监测
• 5.1.2 能源使用情况监测
• 5.1.3 管网压力、气柜柜容监测
• 5.1.4 历史趋势分析
• 5.1.5 计量管理
• 5.2 能源计划编排
• 5.3 节能效果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢