首钢京唐能源管理系统设计及能源预测研究

摘要

冶金企业能源消耗约占产品成本的20％～40％。不同的装备水平、工艺流程、产品结构和能源管理水平对能源消耗会产生不同的结果，即在一定的装备水平、工艺流程和产品结构的条件下，能源消耗与能源管理水平有直接的关系。近年来，一方面由于能源的消耗成本在逐年提升，另一方面，降低成本是企业参与市场竞争的迫切要求。同时也会造成资源浪费和环境污染，甚至严重影响自身的可持续发展。
　　本文在分析了京唐公司能源管理现状和能源管理需求的基础上，从能源管理先进性、实用性、可操作性的角度出发，在能源管理系统的整体设计和能源预测方面进行了较为深入研究，主要工作如下：
　　(1)能源管理需求分析。分析其能源管理工艺以及现状，分析企业能源结构，包括能源介质的种类，能源设施的分布，能源的产生到消耗;针对能源管理存在的问题，引出能源管理系统设计的任务和目标。根据全厂能源介质的需求量和工艺生产过程中产生的二次能源，通过采用自动化、信息化手段建立能源管理系统，监控管理能源介质，实现全厂能源系统的统一调度、优化能源介质平衡、最大限度地高效利用能源，提高环保质量、降低吨钢能耗、减少污染物排放，达到节能降耗和清洁化生产目的。
　　(2)能源管理系统的整体设计。在需求分析的基础上，完成了系统整体的体系架构设计，规划了系统网络结构。能源管理系统设置有电力监控台（发电、供电）、给排水监控台、燃气监控台、热力监控台（供风、供汽系统）、制氧监控台;能源管理系统不仅起到能源的实时监控管理，而且实现了在客观信息基础上的能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源成本管理、能源运行分析等功能。同时，基于软件工程思想，对能源管理数据库及功能界面进行了设计。
　　(3)能源预测研究。基于时间序列模型实现了能源预测功能。通过预测能源介质所涉单元的发生、消耗情况，使调度人员能提前预知整个介质系统的供需平衡状况，从总体上把握能源介质的平衡动向，利用预测结果，提前做好调度决策，避免因调度延迟所造成的放散或供应短缺，为节能减排提供技术支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 钢铁企业能源管理

1．3 本文中主要研究内容

第2章 首钢京唐公司能源管理概述及功能需求

2．1 京唐公司生产工艺流程

2．1．1 生产主工艺流程

2．1．2 能源工艺流程

2．2 京唐公司能源管理现状

2．2．1 生产规模及能源设施

2．2．2 能源管理职责划分

2．3 京唐公司能源管理系统功能需求

2．3．1 数据采集

2．3．2 监控功能

2．3．3 能源管理

2．3．4 信息输出

2．3．5 环境检测功能

2．4 本章小结

第3章 能源管理系统设计

3．1 系统设计原则

3．2 系统体系架构

3．3 网络设计

3．3．1 中央管理网

3．3．2 工业以太网

3．4 功能分担设计

3．4．1 数据采集站

3．4．2 数据采集服务器

3．4．3 能源管理应用服务器

3．4．4 WEB应用服务器

3．4．5 数据库服务器

3．4．6 用户终端

3．4．7 时间同步系统

3．4．8 大屏幕系统

3．5 系统设备选型

3．5．1 网络设备

3．5．2 服务器设备

3．5．3 系统软件设备

3．6 实时监控系统

3．6．1 供配电系统

3．6．2 热力系统

3．6．3 燃气系统

3．6．4 供气系统

3．6．5 水系统

3．7 系统功能设计

3．7．1 能源计划调度

3．7．2 能源成本管理

3．7．3 能源运行分析

3．7．4 能源质量管理

3．7．5 能源平衡分析及预测

3．8 数据库设计

3．8．1 数据线设计

3．8．2 数据库的功能设计

3．9 系统界面设计

3．9．1 界面设置规则

3．9．2 报警功能

3．9．3 事件记录

3．9．4 趋势画面

3．9．5 报表画面

3．10 本章小结

第4章 能源预测研究

4．1 预测方法介绍

4．1．1 传统预测方法

4．1．2 现代预测技术

4．2 时间序列模型

4．2．1 时间序列的概念

4．2．2 时间序列模型的分类

4．2．3 时间序列建模基本步骤

4．3 预测模型的研究与构建

4．3．1 建模思想

4．3．2 模型建立

4．3．3 模型的输入与输出数据

4．3．4 预测对象的数据分类

4．4 本章小结

第5章 系统运行效果分析

5．1 系统运行与调试

5．1．1 数据监控画面

5．1．2 实时运行曲线及负荷预测曲线

5．1．3 曲线查询

5．1．4 数据管理

5．1．5 生产质量监测

5．1．6 地理信息系统

5．1．7 远程监视

5．2 系统运行效果分析

5．2．1 预测功能及界面

5．2．2 预测对象及运行效果

5．2．3 效果分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢