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能效管理

探訪贊皇金隅水泥

2025China.cn   2021年01月14日

  "3個人的人力,干10個人的活。" 施耐德電氣工業(yè)自動化業(yè)務(wù)建材與礦業(yè)行業(yè)總經(jīng)理楊航向媒體這樣形容工廠的現(xiàn)狀。人工成本的上漲,擇業(yè)選擇的拓寬,引留人才的待遇,這些客觀因素是現(xiàn)在運營工廠必須要考慮的事情。環(huán)保要達(dá)標(biāo),產(chǎn)能和質(zhì)量還不能退步。這是困境,是矛盾,也是挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

贊皇金隅水泥到底是什么樣子?

  從北京乘高鐵出發(fā),一路向西,路過石家莊,從高邑西站下車,再跳上汽車開上30多分鐘就可以抵達(dá)位于河北省西部的贊皇縣了,這里擁有全國知名的水泥生產(chǎn)企業(yè)贊皇金隅水泥。

  北方的冬天,讓太行山看起來有些蒼涼,來去的路上不時地出現(xiàn)零零散散但高聳入云的儲罐塔,據(jù)當(dāng)?shù)厝私榻B這些罐塔大多是周圍做二次加工的水泥熟料廠,贊皇金隅水泥作為當(dāng)?shù)氐凝堫^企業(yè)位于道路的盡頭,山脊之下,這里不僅擁有完善的生熟料國產(chǎn)線,還包括巨大的儲存罐體,廠區(qū)之所以選址這里就是因為周圍的礦山資源極其豐富方便地產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的水泥原料。

  贊皇金隅水泥工廠廠區(qū)宏偉,猶如龐然大物依山而建,自然形成的坡度正好安放燒結(jié)所用的旋轉(zhuǎn)窯,該窯長達(dá)幾公里,燒結(jié)的時候邊旋轉(zhuǎn),邊投料,因此溫度的控制是不夠均衡造成產(chǎn)品品控不穩(wěn)定的主要因素,除了原料要扎實,工藝也是問題。

耗能大戶,能源管理是成敗關(guān)鍵

  據(jù)贊皇金隅水泥有限公司能源管理專員李慶慶回憶,贊皇金隅水泥與施耐德電氣的合作可以從2016年開始算起。無論是集團(tuán)還是廠里,都比較重視能源管理,在內(nèi)部還特別設(shè)立了這個崗位。

  贊皇金隅水泥因為屬于重點用煤企業(yè),用煤用電都是消耗大戶,降低煤耗和電耗是項目的最終考量。2016年在了解施耐德電氣在能源管理領(lǐng)域的優(yōu)勢之后,做了對比,認(rèn)為施耐德電氣EMS(能源管理系統(tǒng))和APC(先進(jìn)過程控制)符合工廠發(fā)展實際需要,于是開始著手應(yīng)用EMS能源管理系統(tǒng),并于2017年正式使用,由于領(lǐng)導(dǎo)的重視,所以其中很多系統(tǒng)功能,大概有百分之二三十的都是根據(jù)企業(yè)自身需要使用,進(jìn)行個性化設(shè)計,并由施耐德電氣幫助贊皇金隅水泥實現(xiàn)。

  楊航介紹,施耐德電氣作為全球能源管理與自動化領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的專家,了解企業(yè)在能源節(jié)約以及綠色生產(chǎn)上的需求,依托先進(jìn)的EcoStruxure架構(gòu),為水泥企業(yè)提供包括數(shù)字化咨詢與服務(wù)、APC先進(jìn)過程控制系統(tǒng)、EMS能源管理系統(tǒng)在內(nèi)的軟硬件一體化的整體解決方案,幫助水泥客戶在降本、節(jié)能、 提質(zhì)方面均取得了顯著成果。

  通過EMS、APC等解決方案,在推動項目的過程當(dāng)中,贊皇可以根據(jù)施耐德電氣的產(chǎn)品,把軟件和場景更好的融合在一起,從而發(fā)揮更多作用。

  在贊皇金隅水泥的應(yīng)用中,確實有百分之二三十,甚至更多的根據(jù)場景的定制化需求。因為在使用的過程當(dāng)中,客戶不斷的對施耐德電氣提要求,施耐德電氣也在不斷的完善這個產(chǎn)品,最終雙方都對EMS的應(yīng)用表現(xiàn)非常認(rèn)可。

定制化二次開發(fā),帶來實際效益提升

  其實并不是每個工廠都愿意去實現(xiàn)這樣的數(shù)字化改造,尤其對于水泥這樣的行業(yè)來說,大型企業(yè)在區(qū)域上很容易形成規(guī)模優(yōu)勢。贊皇金隅水泥成立于2008年2月,7月份投產(chǎn)第一條2500噸的生產(chǎn)線,第三條生產(chǎn)線也是兩千噸的生產(chǎn)線,現(xiàn)有兩臺機(jī)組,分別是15兆瓦,和6兆瓦,協(xié)同處置方面,污泥和垃圾大概年處置量在12萬噸。 2019年納稅就達(dá)2個多億,也是贊皇縣繳稅靠前的一個企業(yè)。目前,贊皇金隅水泥員工約600人,大多來自周圍的市郊鄉(xiāng)村。

  由于是重點企業(yè),因此更加考慮到環(huán)境保護(hù)的建設(shè),降低霧霾和空氣污染,贊皇金隅水泥訂立了嚴(yán)格的生產(chǎn)制度,根據(jù)當(dāng)日空氣情況再進(jìn)行生產(chǎn)安排。因此節(jié)能增效就成為了贊皇的一大難題。

  來到中控室,可以看到這里是整個工廠運轉(zhuǎn)的中心,雖然可以看到多家的系統(tǒng),但是最終都由施耐德電氣將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。

  楊航介紹,EMS軟件本身的應(yīng)用過程,相當(dāng)于二次開發(fā),也就是說根據(jù)客戶不同的要求,定制畫面。

  有一些技術(shù)的細(xì)節(jié)通過施耐德電氣建議完成,比如說數(shù)據(jù)每5分鐘更新一次,客戶也會根據(jù)自己的使用習(xí)慣進(jìn)行改革,可以說在推廣產(chǎn)品的過程當(dāng)中就會跟客戶有一個調(diào)研和交流的過程,比如依據(jù)客戶實際應(yīng)用場景和應(yīng)用需求進(jìn)行開發(fā),報表也是根據(jù)客戶要求來定制,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成,對水、電、氣等不同能源介質(zhì)進(jìn)行采集,連接不同的重點電氣設(shè)備如空壓機(jī)、空調(diào)、制冷機(jī)等;還可以實現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺接不通的客戶系統(tǒng),如EMS、ERP、排班系統(tǒng)等等。普通的能效管理系統(tǒng),客戶僅能看到能源數(shù)據(jù)。EMS更多的是向客戶反應(yīng)"數(shù)據(jù)背后"的故事。

并且部署非常靈活,從工廠級到集團(tuán)級都可以實現(xiàn)本地和云端的部署。

  對EMS的方便程度,李慶慶也非常認(rèn)同,大多數(shù)的功能都不需要二次開發(fā),大部分采用拖拉拽即可實現(xiàn),只是在顯示畫面、個數(shù)、方位上有變化,一些純技術(shù)的細(xì)節(jié)變化已經(jīng)很小,把系統(tǒng)打通,接口如何更加開放,這些都會隨著客戶的使用進(jìn)行改變,及對產(chǎn)品認(rèn)知理解更新而變化。所以這個產(chǎn)品具有高度的靈活性,可以是不斷的迭代的一個過程。

  APC先進(jìn)控制系統(tǒng),楊航認(rèn)為與傳統(tǒng)的很多人理解的專家系統(tǒng)并不一樣,這項技術(shù)并不是先進(jìn)的技術(shù),早在10幾年前國外已經(jīng)非常成熟了,近些年中國慢慢趕上來了,這個系統(tǒng)更加的偏于控制性,是閉環(huán)系統(tǒng),而能源管理則是開環(huán)的,是一個純管理系統(tǒng),從某種角度來講屬于純信息化的,所以他更多的是給你提供更多的參數(shù)便于你管理,本身不參與控制。

  APC先進(jìn)過程控制系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)在:施耐德電氣的APC幫助贊皇金隅水泥合理優(yōu)化水泥窯操作參數(shù),通過數(shù)據(jù)分析,建立預(yù)測模型,達(dá)到少人操作;

  比如,基于模型預(yù)測控制算法的APC系統(tǒng)可實現(xiàn)水泥窯、預(yù)熱器、篦冷機(jī)和磨機(jī)系統(tǒng)的最優(yōu)化運行,在解放操作員、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的同時,保證了水泥窯安全、穩(wěn)定、可靠、優(yōu)化運行。

智能化,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之美

  礦山一般比較粗糙,很難從這樣的荒山上發(fā)現(xiàn)美,也就無法從外部感受到這里的魅力。工廠一般都缺乏美感,或者說把工廠創(chuàng)造出美感是一種浪費,樸素與實用才是應(yīng)該去追求的本質(zhì)之美。

  數(shù)據(jù)的分析,一般采用月總結(jié)的方式,李慶慶他們將這套系統(tǒng)運用了起來,確實發(fā)揮了效益作用。通過能管系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)沒有及時停運,設(shè)備的空轉(zhuǎn)就是浪費,設(shè)備的系統(tǒng)能夠快速識別出來,包括谷電,峰電可能就是7毛,谷電就是2毛多不到3毛,這樣的話多用谷電能夠把電價降低。通過系統(tǒng)能夠查到一個月下來省了多少電。

  其它包括生產(chǎn)工藝上都會增加能耗考核,施耐德電氣給我們一些建議,因為他們這邊掌握的水泥企業(yè)比較多,因為我們企業(yè)可能說高風(fēng)機(jī)電耗可能是7度,他們那邊上了這么多的企業(yè)有6度有5度的,人家5度6度他們的控制是多少,他們可以給一些建議那邊有什么問題。

  據(jù)楊航介紹,未來工廠的發(fā)展就是要讓更少的人工分管更多的工作,人工的待遇也要有不斷提升,這其中的辦法只有不斷提高效率才行。贊皇金隅水泥在實際生產(chǎn)中積累了大量的寶貴數(shù)據(jù),都已經(jīng)備檔保存,并經(jīng)過不斷訓(xùn)練形成算法和人工智能,幫助操作人員在實際生產(chǎn)中不斷提高效率。目前數(shù)據(jù)在金隅集團(tuán)內(nèi)部開放,已經(jīng)展示出了重要的價值。

  工廠可能確實是最缺乏美的場所,所有都圍繞著效率的實用主義進(jìn)行搭建。但就是這種產(chǎn)生效率的技巧其實也是一種美,當(dāng)你走出工廠,看到整齊劃一的生產(chǎn)活動,這本身就是一種節(jié)奏之美,一種有條不紊。

  未來,人工智能的優(yōu)劣也將與數(shù)據(jù)的堆積和項目運作的機(jī)理相結(jié)合,那么數(shù)據(jù)的開放,和算法的利用也將會帶來更加智能化的系統(tǒng),屆時數(shù)據(jù)會是普照系統(tǒng)的陽光,與施耐德電氣系統(tǒng)一起幫助客戶不斷改進(jìn),優(yōu)化,形成最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。

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