基于物质流、能量流与信息流的钢铁厂智能调控系统架构研究

大型钢铁企业调度对象具有大规模、多目标、复杂约束及动态不确定性等特征,常规人工调度方法难以实现资源能源合理调配及作业实时最优,本文在对先进钢铁企业生产调度现状研究的基础上,根据钢铁制造流程特点,探索适合钢铁流程工业新一代调度指挥系统的整体架构,从信息化、集成化、智能化三个层面对生产制造流程进行升级;同时,针对现有调度指挥系统在物质流、能量流与信息流融和协调上存在的问题,提出建设基于物质流、能量流与信息流"三流合一"的钢铁厂智能调控系统,实现钢铁制造流程中物质流、能量流与信息流的协同优化,以适应智能制造对生产流程优化调度要求,促进冶金流程工业调度指挥系统的发展。     

钢铁智能制造背景下物质流和能量流协同方法

钢铁企业面临库存增加、产能过剩、盈利艰难等问题，迫切需要通过绿色化和智能化的发展来应对当前的严峻形势.基于钢铁企业制造流程特点，通过分析企业以铁素流为核心的物质流和相应能量流网络特征，针对企业现有信息化系统在物质流和能量流协同方面存在的问题，提出钢铁制造过程的物质流和能量流的协同方法，明确物质流和能量流的耦合应从钢铁制造的单元工位设备与整体流程网络两个层面进行规划、设计和实施，并且指出可从完善信息监控、进行计划协同和调度协同三个方面来实现协同优化.构想基于现有信息系统架构，通过增加相应企业资源计划系统、制造执行系统、能源管理系统等信息系统的功能，以及建立物质流和能量流协同优化信息子系统的方式，以钢铁制造过程的物质流和能量流相关信息的数字化及模型化为支撑，实现制造流程的物质流和能量流协同优化，达成生产优化、资源优化和能源优化的效果.      

济钢能源管控中心架构及功能实现

分析了钢铁行业建设能源管控中心的背景及必要性,介绍了济南钢铁股份有限公司建设能源管控中心的架构思路,对能源管控中心的能源数据采集与监控、能源预测和优化模型应用、能源生产调度运行管理、能源供需计划与成本统计以及能源决策支持等功能的实现进行了简要描述。建立能源管控中心是钢铁企业通过系统化节能减排降低企业能耗的重要手段。在总结能源管控中心的建设经验和体会的同时,对能源管控中心的深化应用及发展方向提出了相关建议。     

从智能电网到能源互联网及对宝钢电能使用的启示

能源互联网将代表未来信息与能源—电力技术深度融合的必然趋势,是新一代工业革命大潮的重要标志,是智能电网的扩展和延伸。能源互联网借鉴互联网思维和理念构建新型信息—能源融合"广域网",它以大电网为"主干网",以微网、分布式能源等能量自治单元为"局域网",以开放对等的信息—能源一体化架构真正实现能量的双向按需传输和动态平衡使用,因此可以最大限度地适应新能源的接入。在介绍能源互联网的基本概念、内涵与外延的基础上,汇总分析了国内外能源互联网的研究现状和发展趋势,探讨了能源互联网对宝钢电能使用的启示。     

钢铁企业轧制计划与能源调度协同优化

钢铁企业物质流网络与能量流网络的协同优化是实现钢铁行业高层次系统节能的关键。钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同，轧制工序(含加热炉)作为电力和煤气消耗大户，轧制计划的改变会影响能量流网络中能源介质的分配和调度。提出了钢铁流程物质流与能量流协同优化方法，在分时电价的条件下，利用启发式规则调度方法对一天内的轧制单元进行合理的排程，然后用线性规划方法以系统运行能源成本最小为目标函数，建立钢铁企业煤气 蒸汽 电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。通过LINGO求解出模型的最优解，得到了轧制单元的最优排程以及不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案，用于指导实际生产。利用S钢厂实际数据进行实例分析，得出的调度方案可实现煤气 蒸汽 电力系统的最优化分配，系统运行的能源成本降低8.54%，验证了模型的有效性。     

钢铁制造流程能源转换机制与能源利用效率分析

 从钢铁制造流程的属性和动态运行过程的物理本质出发，阐述了钢铁制造流程中铁素物质流和碳素能量流的行为规律和钢铁制造流程的能源转换机制，得出能源转换过程必然伴随能量的耗散，因此应尽量减少能源转换次数，并指出在钢铁制造流程中，铁素物质流与碳素能量流相伴而行，而碳素能量流与铁素物质流则时合时分。还构建了一个年产290万t的棒线材流程企业，计算了该流程的余热余能资源量及回收利用情况，并剖析了该流程的能源利用效率。最后指出高效回收利用余热余能和构建合理的物质流网络和能量流网络及两者协同优化的能源管控中心是提高钢铁企业能源利用效率的重要手段。     

钢铁企业能源管理

通过能源中心建设，依托EMS管理系统，对能源生产、能源管理、能源调度进行扁平的一体化管理，统一煤气调度、优化煤气平衡、减少煤气放散、提高环保质量、降低吨钢能耗、提高劳动生产率和能源管理水平，使能源管理由事后的、粗放管理模式向事前的、精细化管理模式转变，实现能源的稳定、安全、高效生产，从而使企业能源生产达到稳定供能、节能、环保的目的。     

钢铁制造流程物质流与能量流协同优化研究进展

 钢铁企业具有流程长、能耗高、排放量大等特点,钢铁制造流程物质流与能量流的协同优化是实现高层次系统节能的关键。为此,对钢铁制造流程物质流和能量流优化的研究进展与应用进行了综述,在此基础上阐述了钢铁制造流程物质流与能量流协同优化的主要研究方向,即物质流与能量流的相互影响和协同规律研究、考虑能源约束的生产计划编制和物流与能流耦合调度。提出了解决协同优化模型构建和求解的关键在于科学的物质流与能量流协同表征方法、生产计划与能源计划时间粒度的统一和智能算法的优化。     

钢铁企业能源系统流程网络建模方法研究

根据钢铁企业能源系统调控和优化调度的需求,结合能源管控系统优化调度的特点,以冶金流程工程学为理论依据,提出了一种基于流程网络的通用建模方法,满足各种能源介质在平衡、预测、优化分析方面的要求。在该方法中,流程网络模型由发生结点、终止结点、汇集结点、中间结点和连结器构成,通过拓扑分析自动确定流程网络模型中能量流的流动方向;通过引入模型映射技术建立能源设备与结点模型的对应关系,实现图模库一体化建模,解决了复杂优化模型的人机交互问题,有助于多种能源系统综合优化技术的实际应用,促进能源互联下的多能系统管控技术的发展。     

泰钢能源管理中心系统的建立与应用

介绍了能源管理中心系统在泰钢的应用,该系统将自动化技术、数据采集技术、数据库技术及信息化技术相结合,建立了一套综合能源管理平台,实现了能源生产调度管理、能源计划管理、能源实绩管理、能源成本管理、能源计量设备管理等功能,实现系统节能和管理节能,经济效益和节能减排效益显著。     

能源管理中心在铜冶炼企业的建设与应用

根据能源生产工艺和控制要求,阳谷祥光铜业有限公司建设了公司级管控一体化能源管理中心,实现了集中调度、能源优化、重点站所无人化值守。采用中央以太网和工业以太网相结合的网络架构,将网络速度和使用效率最大化,确保网络的稳定性和可靠性;通过扁平化管理模式,实时了解能源需求和消耗状况,提高了能源介质的利用率,有效降低氧气、蒸汽等的放散,产品综合能耗指标得到降低,一期和二期制氧的电单耗也分别由0.412和0.539kWh/m~3降至0.395和0.483kWh/m~3。     

钢铁企业组建能源中心的实践与认识

结合马钢新区能源中心建设和运行的实践经验,阐述了能源中心如何确定管辖范围和监控信号、如何实现系统节能、如何进一步发挥能源管理方面的作用,对钢铁冶金行业如何组建能源中心提出了建议。     

浅谈铝电解生产中的能源管理工作

本文从某厂能源的利用与管理现状出发，针对电解生产工艺及动力能源消耗，建立了能源管理工作程序，确定了能源管理的职能，建立健全了能源管理台帐及管理制度并采取了有效的节能措施，结果降低了能源消耗。达到节约用能，创建资源节约型企业的目的。     

采用合同能源管理模式实施节能项目的实践与探讨

介绍了合同能源管理模式的特点和合作机制,提出了采用该模式实施节能项目应注意的问题。合同能源管理是一新型的市场化节能机制,是一种全新的节能模式。其最大特点是节能项目投资全部由节能服务公司负责,项目投资盈利由节能服务公司和企业按一定比例分享。     

钢铁企业能源流管理模型与系统架构探讨

通过对物流和能源流的解析，利用信息与控制技术构建能源流和物流信息化网络系统，建立了钢铁流程制造业多级、多层次、多视图的模型体系，实现能源流和物流的高效对接、在线调整和动态优化。主要包括能源中心硬件平台搭建，能源管理软件开发，建立了分工序能源流和物流耦合子模型，工序与工序之间、系统与系统之间关系模型，能耗优化数学模型。通过“能流网络”和“物流网络”的优化组合与协同集成，构建了能源精益化管控系统及决策支持系统，有效地提高了能源和资源利用率。     

济钢能源管理体系的建立

为了能够采用系统的方法实现能源绩效目标,济钢分8个阶段构建了能源管理体系。结合钢铁企业生产工艺特点,重点强化了能源因素、法律法规辨识,开展行业典范借鉴与能效对标及打造能源管控中心等工作。能源体系的成功建立,提高了综合运营绩效,提升了行业内能耗对比指标。     

宝钢股份罗泾区能源管理系统

能源从发生到使用的各个环节，是一个有机的整体，各环节的协调和配合需要从公司整体利益的高度考虑。宝山钢铁股份有限公司罗泾区能源管理系统采用的集中一贯、扁平化管理模式是宝钢集团使用的先进的能源管理模式。在大量采集能源基础数据的基础上，通过采用能源平衡、无人值守和节能调度等关键技术，实现了能源管理与能源生产和使用的全过程有机结合，提高了企业管理效率，适合大型及高耗能钢铁企业流程型作业环境。     

酒钢选烧厂能源管理浅析

分析了酒钢选烧厂能源管理现状及存在问题,提出了加强能源管理的建议。通过分析现状、查找问题、解决问题,使能源管理工作走上科学发展之路,争取实现再上一个台阶,为公司的生产经营计划做出应有的贡献。     

能源生产管理综合信息系统的开发

介绍了现代化企业能源管理的特点，开发了包括企业生产流程、技术特点、创新点、主要节能措施和环保技术为主要内容的多媒体能源生产管理综合信息系统。该系统包括能源中心综述篇和以详尽技术资料为主的能源中心专业篇两部分，其中前者有中、英文两种版本。系统采用Authorware作为主要开发平台，使用Access作为数据信息库开发工具，数据信息库与Authorware之间的接口通过ODBC技术来实现，极大地方便了用户对数据系统的更新。此外，本文还对系统开发的设计思想、开发特点和实施方法、应用领域等进行了详尽介绍。     

某钢铁厂的能源中心

介绍某钢铁厂的能源中心改扩建后设置的能源管理系统（ＥＭＳ）和ＤＣＳ的情况，该系统设计思想、系统构成、控制规模等方面均进入世界先进行列。配合主体工程的分步投产和旧系统的更新改造，整个系统历时７年多并已分步投产，系统运行稳定，可靠，该系统改进了能源管理的功能，为该厂减少能耗，降低成本做出了贡献。