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国家标准《钢铁企业能源计量和监测工程技术规范》先容
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1 前言

国家《能源发展“十二五”规划》指出,到 2015 年全国能源消费总量控制在 40 亿吨标准煤左右,同时要求单位国内生产总值能耗比 2010 年下降 16%。随着一系列节能减排政策的发布、标准规范的完善和实施,钢铁企业面临能源消费强度、能源消费总量以及更严格能效标准多重考核,对钢铁企业能源计量与监测的管理提出了更高的要求。
为加强钢铁企业能源系统的管理,规范能源管理系统的基本功能内容及范围,提高钢铁企业能源管理系统应用水平,促进企业能源管理系统设计的规范化,编制了符合我国钢铁企业实际情况的能源计量和监测工程技术规范。
2 标准编制背景
本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发 <2011 年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,在主编部门中国冶金建设协会的组织下,由主编单位中冶京诚工程技术有限企业、北京京诚鼎宇管理系统有限企业会同有关参编单位,共同编制而成。立项阶段本规范名称为《钢铁企业能源计量和监测规范》,报批后,经住房城乡建设部和主编单位讨论,将规范名称改为《钢铁企业能源计量和监测工程技术规范》 (以下简称本规范)。
2014 年 12 月 2 日,住房城乡建设部批准发布了国家标准《钢铁企业能源计量和监测工程技术规范》,编号为GB/T 51050—2014, 自 2015 年 8 月 1 日起实施。
3 标准内容先容
本规范共 6 章,并附条文说明,具体内容分述如下:
第 1 章 总则。
共 3 个条文,总则阐述《钢铁企业能源计量和监测工程技术规范》编制目的、适用范围。编制目的:为落实国家能源战略,规范钢铁企业能源计量和监测设施、设备的设计、安装,制定本规范。适用范围:本规范适用于钢铁企业新建、改建项目的能源计量和监测设施、设备的设计、安装。
第 2 章 术语。
共定义本规范的专业术语 9 个。专业术语中钢铁行业用能单位、钢铁行业次级用能单位、钢铁行业基本用能单位
3 个术语,是规范中最常用的术语用词,为和国家标准统一,主要引用《钢铁企业能源计量器具配备和管理要求》GB/T21368—2008 中术语。
第 3 章 基本规定。
共 9 个条文。规定了能源计量和监测的共同要求。为保持标准之间的一致性,本章中钢铁企业能源种类的分类,参照《钢铁企业能源计量器具配备和管理要求》GB/T 21368 中能源种类的划分方式,对钢铁企业能源种类按照电力、固态能源、液态能源、气态能源、耗能工质进行划分,此划分标准能满足钢铁企业对能源计量和监测的要求,因此
本规范继续沿用。
能源计量和监测范围的内容是根据钢铁企业能源介质的种类以及使用方式的不同,按照企业对能源产生、消耗、输配的不同进行的划分。为了实现能源管理的信息化和能源的集中管理,能源计量和监测设备应具有能源数据传输功能。
第 4 章 能源计量。
本章分 5 节,共 33 个条文,分别对电力、固态能源、液态能源、气态能源、耗能工质的计量项目及计量的方法进行了规定。
(1)电力类别包括外购电、自备电、余能电和电力消耗,并规定了电力计量项目。条文说明中增加了几点说明:外购电计量检测点位置设在用能方一侧。计量表可设置在电源进线柜内;或在电源进线回路设置独立的计量柜。自备电厂、余能电站(厂)作为能源发生单位,应从各并网联络线出口侧进行计量。钢铁企业内部的总降压站、变电站(所)应从各用户电力线路馈出回路处进行计量。自备电厂和余能电站(厂)作为次级用能单位,计量其内部消耗的电量及重点用能设备产生、消耗的电量,主要用于企业内部的成本核算或考核。
(2)固态能源分别列出了煤炭计量项目和焦炭计量项目需要检验的质量参数;对计量器具、质量参数检验方法以及计量数据提出了要求;煤炭的水分、灰分、硫分等品质参数,可采用实验室配备的分析仪器计量,必要时煤炭水分参数可设置在线分析计量 ; 焦炭的水分、灰分等品质参数,可采用实验室配备的分析仪器计量,必要时焦炭水分参数可设置在线分析计量。
(3)液态能源要求成品油和重油进行计量,计量器具宜配备流量表、温度计、压力表等计量器具。目前钢铁企业已很少使用液态能源,本规范对液态能源不作过多的规定。
(4)气态能源列出了焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气、蒸汽、天然气、液化气、发生炉煤气计量项目的要求。同时对计量器具和计量数据提出了要求。
(5)耗能工质列出了氧气、氮气、氩气、氢气、压缩空气、原水、工业用水、生活水计量项目的要求。同时对计量器具和计量数据提出了要求。耗能工质是指在生产过程中所消耗的非热性属性能源介质,此类介质是由能源经过一次或多次转换而成,不作原料使用,也不进入产品,但制取时需要消耗能源。标准中所列的是目前钢铁企业中常用的耗能工业介质,但不限于此。
第 5 章 能源监测。
本章分5节,共35个条文,分别对电力、固态能源、液态能源、气态能源、耗能工质的监测项目及监测的方法进行了规定。

(1)电力监测项目列出了需要进行监测的参数,给出了电力检测器具配置和检测的方式。
(2)固态能源分别列出了煤炭和焦炭监测项目需要监测的质量参数,给出了宜采用的监测方法。在线检测的质量参数,一般作为监测的数据。
(3)液态能源列出了成品油和重油的监测参数。
(4)气态能源列出了焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、混合煤气、蒸汽、天然气、液化气、发生炉煤气监测项目的要求。气态能源的就地监测采用目测现场仪表的方式,或通过现场 PLC 或 DCS 系统进行监测。远程监测由现场仪表将数据上传至能源管理系统,通过能源管理系统进行监测。
(5)耗能工质列出了氧气、氮气、氩气、氢气、压缩空气、原水、工业用水、生活水监测项目的要求。耗能工质的就地监测采用目测现场仪表的方式,或通过现场 PLC 或 DCS 系统进行监测。
第 6 章 能源监控。
本章分 5 节,共 22 个条文,分别对能源数据采集、集中监视及控制、数据分析和应用、能源质量、管理中心进行了规定。
(1)能源数据采集,规定了采集信号选取、数据采集、数据处理及归档的要求;数据采集应覆盖能源调度和管理需求,支撑集中管控功能的完整实现。实现远程监控或无人值守的现场站所向能源管理系统中心系统传送的信息必须可靠稳定,应按照现场装置的实际情况,确保信息完整性。要充分考虑远程监控站点和设备的特点,确保将那些涉及设备和系统安全的监测点传输到系统中来,对于现场尚不具备传输这些信息的站所,要通过技术改造满足采集要求。
(2)集中监视及控制,规定了集中监视和控制的范围,规定了哪些场所适宜远程监视或监控以及监视和控制的方式。可根据能源管理的要求和现场自动化系统的情况对公共能源设施(或区域能源设施)进行集中管理,建立以远程监控为目标的集中管控模式,以提升系统的及时调控能力及处理异常的能力,从而有效发挥通过优化调整的节能潜力。
(3)数据分析和应用,对能源预测、能源计划、能源平衡、数据分析等方面作出了规定。能源预测宜根据能源不同工艺特征构建不同的预测算法模型;能源计划可按照企业生产计划、历史数据及检修计划编制,以引导能源系统按计划组织生产,向钢铁行业基本用能单元提供所需要的能源量;能源平衡宜遵循提高余能回收率、减少不平衡放散、提高能源转换效率的原则,采用合理调节、梯级用能、优化调度等手段;企业可利用数据分析技术,对历史能源数据进行分析,并根据企业生产与设备运行安排,进行能源供需、能耗实绩与计划的比较分析、能源技术经济指标分析等,用以引导公司的能源管理工作,提高企业能源管理水平和能源管理效率。
(4)能源质量。企业应对各能源介质的质量指标进行监测管理,编制质量报表,对各类指标进行跟踪监控,避免不合格的能源介质供应,确保企业整个能源系统的优质稳定供应;条文中列出了需要监测管理的质量项,对于每种能源介质,需制定监测点、相应的监测项目和监测频次。
(5)管理中心。新建和改造的钢铁联合企业,包括炼铁、炼钢、轧钢等生产环节,产生大量二次能源。如何有效利用这些二次能源,尽量做到二次能源的零放散需要复杂的动态平衡技术,依靠人工经验操作很难达到目标,必须依靠能源管理中心,通过建立能源的统一调配模型,实施集中化的管理操作,才能达到系统节能的目的。因此,对于新建和改造的钢铁联合企业,设置能源管理中心将会更好地发挥系统节能作用。能源管理中心对全企业的能源实施集中管理,对水、电、风、气等能源进行统一调配,职责非常重要,必须拥有相应的管理权限才能发挥作用,通常情况下宜作为企业级的管理机构设立。钢铁企业的能源管理涉及面广,集中管理复杂程度高,需要处理的信息量大,依靠人工手段难以有效完成任务。有必要通过能源管理系统采集并处理大量能源数据,综合分析后辅助调度人员进行调度决策,提高管理效率。
4 结语
随着国家对节能减排工作的日益重视,加强能源管理已作为实现循环经济的重要手段,企业已把节约能源、综合利用作为企业低成本战略的重要途径。

钢铁联合企业所需要的能源品种多、数量大,产生的二次能源量大,为节约能源、保护环境、降低生产成本、提高竞争能力,在加强余热、余能和副产煤气等资源的回收和利用的基础上,废弃粗放的能源管理模式,以信息技术为龙头实现精细化的能源管理,强化能源生产、管控合一的管理体系,对能源介质实现集中监控,并做到科学管理与调配。本规范旨在提高钢铁企业能源计量和监测的管理水平,提高能源使用效率。
标准实施后对于规范钢铁企业能源计量和监测设计,加强钢铁企业能源计量和监测的管理,提升钢铁企业能源管理系统应用水平,将发挥重要的作用;对于钢铁企业在节约能源、降低生产成本,提高竞争能力,提高节能和环保指标上,将产生深远的影响;且将促进钢铁企业更加安全、经济、高效、合理地利用能源,最终达到提高节能减排的效果。

 

文 / 屈春花 王冬霞 中冶京诚工程技术有限企业
王勇 北京京诚鼎宇管理系统有限企业

《ca88亚洲成》杂志2015年第6期

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