企业耗能范文

企业耗能范文（精选8篇）

企业耗能 第1篇

据山东省节能减排和淘汰落后工作指挥部介绍, 自从2009年7月份以来, 由于高耗能产品市场需求旺盛, 部分地方和企业出现单位能耗反弹, 给山东省实现“十一五”山东节能目标带来巨大压力。为完成“十一五”全省万元GDP能耗降低22%、2010年最后1年必须完成降低4.29%以上的目标, 山东省制定了2010年节能降耗预警调控方案。

按照这一方案, 2010年1~6月山东省万元GDP能耗要比2009年下降2%以上;2010年7~12月, 按照2010年全年下降4.29%以上的目标, 根据规模以上工业企业月度用电量、主要产品产量、工业增加值变化等情况, 逐月确定重点用能企业能耗增量控制目标, 作为预警控制线。季度核算数据初步确定后, 对出现能耗异动情况的市, 山东省政府节能办通知其启动节能降耗预警调控方案。

企业耗能 第2篇

钢铁、石化等众多高耗能企业一般都拥有自备电厂,一方面供应企业自身的电力负荷需求,另一方面可以利用企业生产过程中产生的富余副产煤气进行发电,减少煤气放散,节约生产成本。合理地制定自备电厂各台机组的出力计划及煤气分配消耗计划,提高高耗能企业的用能用电管理水平,对实现高耗能企业发用电自平衡,降低企业生产成本及环境问题的改善都有着重要的现实意义[1,2,3]。

当前,高耗能企业自备电厂自发电调度的研究,通常是在考虑一定量富余煤气或基于富余煤气预测的情况下进行的。文献[4]通过情景方法来表述负荷需求预测和煤气发生量预测的不确定性,建立了以发用电成本最小为目标函数的自备电厂自发电优化调度模型,以得到自备电厂各台发电机组优化的出力计划及优化的煤气分配方案;文献[5]基于HP-Elman-LSSVM对自备电厂煤气供入量进行预测,建立以自备电厂各锅炉负荷之和最大化为目标函数的锅炉经济运行优化调度模型,来寻找各锅炉的经济运行点,为自备电厂内煤气的分配提供参考;文献[6-7]提出了用电企业与地方电网之间关口平衡的概念,以考虑自备电厂各机组性能相关约束的关口平衡为优化目标,优化自备电厂各机组的功率输出,以实现自备电厂发用电自平衡。这类研究将自备电厂视为高耗能企业富余煤气的消纳用户,而自备电厂的发电能力和能耗需求无法反馈到高耗能企业全局煤气优化分配中,这不仅限制了自备电厂的发电量,而且导致高耗能企业煤气资源的优化分配不是最优的。因此,可以将高耗能企业的煤气优化调度考虑到自备电厂自发电调度中,以实现自备电厂和煤气资源的最优调度。

针对高耗能企业煤气资源的优化调度,以煤气系统更为复杂典型的钢铁企业为例,目前已有很多理论成果和实际应用。文献[8]从钢铁企业全局煤气系统出发,建立了以煤气系统全局生产成本最小为优化目标的多周期动态优化调度混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型;文献[9]考虑钢铁企业内3种煤气的混合使用,通过各用户使用各类煤气的经济效益系数来建立企业经济效益最大化的煤气调度优化模型;文献[10]采用贝叶斯理论推理来确定各个用户的煤气优化调度分配量;文献[11]深入研究了锅炉和煤气柜权重因子对煤气优化调度的影响;文献[12]建立了基于煤气柜和自备电厂紧密配合调节的煤气系统动态调度优化模型;这些文献更加注重煤气系统全局的调度优化,将富余煤气以相应的煤—电转换率折合成发电收益考虑到目标函数中,以减少煤气的放散,而对自备电厂耗能特性和发电能力未进行深入探讨。

此外,自备电厂的自发电调度与电力系统机组组合(unit commitment,UC)问题类似。电力系统机组组合是在满足系统负荷需求、旋转备用需求以及机组性能相关约束等条件下,考虑各机组的燃料特性,确定各调度时段机组启停和出力计划,使总运行费用最小。自备电厂自发电调度则是基于一定量燃料资源,在满足各机组性能相关约束等条件下,考虑各机组的燃料特性,确定燃料分配方案,使总发电量最大。电力系统机组组合与自备电厂自发电调度目标函数虽然不同,但调度原理类似,都需要考虑发电机组的耗能特性来确定最优的发电计划,使总运行费用最小或发电量最大。当前电力系统机组组合问题的研究已比较成熟,许多优化理论和算法都被前人应用于求解该问题。文献[13,14,15]对近些年来机组组合的形式、数学建模方法以及各类求解算法做了很详细的综述。在众多的优化算法中,基于混合整数算法来求解机组组合问题越来越受到众多研究学者的青睐,并得到广泛应用[16,17,18,19]。基于此,本文将电力系统机组组合问题的研究方法引入到自备电厂自发电调度中,在自备电厂内建立机组组合混合整数规划模型,以期得到最大发电量。

总体来说,目前分别针对煤气资源调度和自备电厂自发电调度的研究都已有很多理论成果,但对于综合考虑自备电厂自发电调度和煤气资源调度的研究还比较少见。进行基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度,其主要目标是为企业内煤电系统的电力生产和煤气调度提供科学的指导,增加自备电厂发电量、减少煤气放散,从而提高能源利用效率、节约生产成本、提高企业竞争力。基于上述背景,本文对自备电厂自发电调度问题和全局煤气调度问题分别进行分步优化建模和综合优化建模。分步优化包括不考虑自备电厂机组组合的煤气调度优化和基于一定燃料的自备电厂机组组合优化;综合优化是指基于煤气调度的自备电厂自发电综合优化调度。文中针对某钢铁企业实际算例,分别应用分步优化模型和综合优化模型进行求解,通过对优化结果的分析可知,采用综合优化调度的方法,不仅能够得到更多的自备电厂发电量,而且其放散量也比分步优化少。

1 煤电系统运行优化调度模型

本文以煤电系统(煤气系统和发电系统)更为复杂和典型的某钢铁企业为例,对自备电厂机组组合问题和煤气调度问题分别进行分步优化调度建模和综合优化调度建模。煤电系统拓扑如图1所示,将自备电厂作为煤气系统的一个调度单元,3条煤气主管道分别将焦化厂炼焦过程中产生的焦炉煤气(coke oven gas,COG)、炼铁过程中产生的高炉煤气(blast furnace gas,BFG)、脱碳炼钢过程中产生的转炉煤气(linze-donawitz gas,LDG)输送到相应的单一煤气用户或经混合站供给混合煤气用户作为生产燃料用能。

分步优化调度建模中,首先,建立了不考虑自备电厂机组组合的煤气调度非线性数学模型,模型以高耗能企业煤气系统运行成本(包括生产用户能量亏缺成本、放散成本、缓冲用户收益、煤气柜波动成本以及生产用户热值波动成本等)最小化为目标函数,考虑物料平衡约束、煤气用户热值约束、能量供应速率约束等约束条件;然后,将煤气调度模型中供应给自备电厂的煤气优化量作为燃料参数输入,建立以发电量最大为优化目标的自备电厂机组组合模型,模型中考虑了各机组的出力约束、爬坡约束及耗能特性相关约束。

综合优化调度模型是将煤气调度模型与自备电厂机组组合模型通过能量守恒和流量平衡耦合,建立以自备电厂发电量最大、煤电系统运行成本最小为优化目标的基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度模型。

1.1 煤气调度模型

1.1.1 目标函数

不考虑自备电厂耗能特性的煤气调度模型,以各个生产用户的煤气使用方案为决策量。设置总调度时长为T,各调度时段长度均为Δt。

高耗能企业煤气调度模型以煤气系统运行成本最小化为目标函数:

式中:u,d,g,b,h分别表示煤气系统的生产用户、放散塔、煤气类型、缓冲用户和煤气柜;Cu,t,Cd,g,t,Gb,t,Wh,g,t,Wu,t分别为t时段煤气系统的生产用户能量亏缺成本、放散成本、缓冲用户收益、煤气柜波动成本以及生产用户热值波动成本。

煤气系统要保障生产用户的能量供给,但当煤气供应严重不足时允许其能量亏缺。模型中引入亏缺惩罚系数来避免该情况的出现,亏缺成本为:

式中:为用户u的能量亏缺量;λu为生产用户单位能量亏缺量所对应的惩罚系数。

在富余煤气超出了系统缓冲能力时,允许部分煤气放散以保障煤气系统的平衡,由此带来的放散成本为:

式中:为放散塔d的放散量;λd为放散塔d放散单位体积的煤气所对应的惩罚系数。

缓冲用户的收益包括富余煤气外供居民燃料、化学制品以及供给自备电厂发电等所带来的收益,缓冲用户收益通过收益系数表示为:

式中:为流入缓冲用户b的能量;λb为缓冲用户b消耗单位能量所对应的收益系数。

煤气柜在发挥存余补缺作用过程中,需要保证操作的安全性。煤气柜柜位要尽量在限定的柜位上下限之间或期望柜位上,越限会导致相应的惩罚量,有

式中:和分别为高于上限和低于下限的差量;分别为高于和低于期望值的差量;λhup,λhdown,λhΔ分别为对应的越限惩罚系数。

实际生产过程中,煤气热值的波动会对生产的质量和产量有影响。因此,模型中通过对热值波动设置相应的惩罚系数,来抑制煤气供应的热值不稳定。用户热值波动成本Wu,t为:

式中:λsh为生产用户u的热值波动惩罚系数;Eu,t为t时段用户u的能量需求量;为t时段煤气g流入用户u的流量值。

1.1.2 主要约束条件分析

高耗能企业的煤气系统是一个复杂网络,建模过程中需要考虑系统各个部分的约束限制。

煤气系统的运行需要满足物料平衡约束。对于连接各调度单元的主管道z,流入的煤气量与流出的煤气量要满足流量守恒:

煤气系统的煤气产耗平衡约束为:

式中:分别为t时段煤气g流入缓冲用户b和煤气柜h的流量值;为t时段煤气g流出煤气柜h的流量值。

不同的生产用户对煤气的热值需求不同,煤气的供应需要满足用户热值的上下限要求:

式中:分别为煤气用户的热值上、下限;huser,t为t时段供应给煤气用户的热值;为t时段流入煤气用户的能量,需要满足式(10)所示公式。

式中:hg为煤气g的热值。

对于缓冲用户,其能量供应还需要满足相应的调节速率范围:

式中:Rb为单位时间内的调节速率限值。

对于多种煤气经混合站混合后供应给不同煤气用户,还需要满足:

式中:为t时段煤气g由调度单元a流入混合站m的流量;为t时段煤气g由混合站m流入调度单元u的流量;hm为经混合站m混合后的热值。该约束保证了经混合站供给煤气用户的热值一致性,是一个非线性约束。

此外,高耗能企业煤气调度模型还需要考虑煤气柜柜位限制约束、放散约束、输送管道相关约束等约束条件,在文献[20]中已有详细叙述。

1.2 自备电厂机组组合模型

1.2.1 目标函数

高耗能企业自备电厂机组组合模型的建立通常是基于煤气预测或一定量燃料情况下进行的。本文将以分步优化调度中煤气调度模型供应给自备电厂的煤气优化量作为本模型的数据输入,以机组出力、启停和煤气分配方案为决策量,以发电量最大为目标函数:

式中:I为自备电厂燃气机组台数;pit为t时段机组i的出力值。

1.2.2 主要约束条件分析

自备电厂的发电耗能需要满足物料平衡约束:

式中:Qit为t时段机组i的耗气量;fI,t为t时段流入自备电厂的煤气量。

发电机组的燃料特性与机组出力有关:

式中:ai,bi,ci为煤耗特性系数,是已知量;Fit为t时段机组i的能耗量。

需要满足:

式中:uit为0-1变量,表示机组的运行状态,其值为1表示开机,为0表示停机;hI,t为t时段流入自备电厂的煤气热值,在模型中与fI,t均是已知量。

式(15)所示约束是一个非线性约束,对大规模系统的求解会产生收敛速度慢等问题,因此电力系统机组组合问题中通常对其进行分段线性化处理,建立机组组合混合整数线性规划(UC-MILP)模型[21]。由于自备电厂的机组规模较小,煤气调度模型已是非线性模型,所以本文将建立自备电厂机组组合混合整数非线性规划(UC-MINLP)模型,以便更准确地反映自备电厂各机组的燃料特性。

自备电厂发电机组的运行过程中,还需要满足机组的出力约束及爬坡约束:

式中:yit和zit为0-1变量,分别表示机组的开、停机时刻;pimax和pimin分别为机组出力的上、下限;Rui和Rdi分别为机组的爬坡和滑坡限制;SUi和SDi分别为机组最大开停机速率。

此外,自备电厂机组组合实际建模中,还需要考虑机组初始状态约束、启停状态约束等约束条件,可参见文献[21,22]中的相关内容。

1.3 综合优化调度模型

基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度模型,以自备电厂发电量最大、煤电系统运行成本最小为优化目标,将自备电厂各机组的耗能特性与全厂的煤气调度综合考虑:

综合优化调度模型在分步优化调度模型约束条件的基础上,部分约束需进行相应的修改。流入自备电厂的煤气流量fI,t和热值hI,t由已知量转变为未知量。由于整个系统已满足式(8)的产耗平衡约束,式(14)所示约束需要修改为:

2 算例分析

本文根据某钢铁企业煤气发生量预测参数以及各个生产用户、缓冲用户等调度单元的生产计划内的能量需求、热值需求、流量限制等参数,并考虑自备电厂各机组性能及耗能特性来应用分步优化调度模型及综合优化调度模型。文中所涉及的MILP模型,采用CPLEX求解器进行求解,该求解器基于分枝切割法常被用来求解大规模实际优化问题[23];对于MINLP模型,采用MINOS求解器进行求解,该求解器综合简化梯度法和拟牛顿法,适合于求解大规模、高维度的线性和非线性规划问题。

2.1 模型参数

高耗能企业内的煤电系统综合优化调度,由于煤电系统内有许多调度单元,每个调度单元都有各自用能波动规律,调度时段过短会导致高耗能企业内各用能设备的频繁调整,加剧设备损耗;调度时段过长,又会使调度时段内短时间、大幅度的波动得不到有效的调度,导致煤气系统不平衡[20]。因此,本文基于煤气调度的自备电厂机组组合综合优化调度为日内滚动调度,调度周期为10个时段,每个调度时段为30 min。各调度时段所对应的煤气发生预测量如表1所示,其中煤气体积均为标准状况下的气体体积;自备电厂机组组合建模中,各机组出力特性、爬坡能力、初始状态以及煤耗特性参数如表2所示,其中MU和MD分别表示机组的最小开机时间和最小停机时间,P0和IS分别表示机组出力及已维持时间。

煤电系统中,煤气用户包括生产用户和缓冲用户,为了保证生产产品的质量和数量,模型中对供应给生产用户的煤气设置相应的煤气热值波动惩罚系数和能源亏缺惩罚系数;各煤气用户、煤气柜、放散塔等各调度单元的能耗特性以及在各调度时段的能量需求如附录A所示。

2.2 优化结果及分析

根据煤电系统煤气发生量预测参数、各煤气用户的生产计划和能耗特性等相关模型输入参数以及自备电厂各机组的相关性能参数,分别应用分步优化调度模型和综合优化调度模型。对比两种优化方式的优化结果(如表3所示及附录B所示)可知,综合优化调度模型相比于分步优化调度不仅能够增加自备电厂的发电量,而且可以减少放散,同时满足企业生产用户的用能需求。

从图2和图3可以看出,在t1,t2,t10这3个调度时段内,供给自备电厂的能量均达到能量需求上限;在t3至t9调度时段内,则没有达到该能量上限值。对于分步优化调度中,自备电厂的燃料供应已在煤气调度中给定,自备电厂各机组的发电能力与煤气优化分配没有相互考虑。而对于基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度模型,由于部分发电机组没有满发或一些灵活的发电机组的开机运行,会影响煤气分配方案,在t3至t9时段可能会多消耗煤气资源,以获得更多的发电量而减少放散;如t3至t7调度时段综合优化调度中,自备电厂的能量消耗量相对分步优化调度有所增加,发电量也相对有所增加。在t3至t6调度时段,供应给自备电厂的高炉煤气相对分步优化调度有所增加,为保证煤气的热值限制,高热值的焦炉煤气也有相应的增加,但由于自备电厂的能量供应在时间上是连续的,且相邻调度时段需要满足一定的能量供应速率约束,所以在t3时段,自备电厂的能量供应没有达到上限的情况下,即便高炉煤气有剩余,焦炉煤气柜和高炉煤气柜能够提供燃料支撑,但是为保证后续煤气资源的安全供应和当前调度时段煤气系统的平衡,还是要放散掉部分低热值的高炉煤气;不过相对于分步优化调度,综合优化调度的总体放散量减少了2.28%,如表4所示。

基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度不仅能够增加自备电厂的发电量,减少煤气放散,而且对其他煤气用户的煤气供应及热值稳定性也有积极影响。

由图4和图5可知,在t5至t8调度时段,综合优化调度中生产用户的热值波动相对更加稳定,这与综合优化调度中,自备电厂煤气供应的变化有内在的联系。图2中,在t5和t6调度时段,相对于分步优化调度,综合优化调度中供应给自备电厂的煤气热值相对较低,而能量供应量相对要高,说明综合优化调度中,自备电厂消耗了更多低热值的高炉煤气,而将高热值的焦炉煤气供应给其他重要的煤气用户使用,有利于其热值稳定性,减少热值波动。因此,将自备电厂机组组合与煤气调度综合考虑,能够协调自备电厂和其他煤气用户的煤气使用方案,更加合理地分配煤气资源,增加发电量,提高生产用户煤气供应的热值稳定性,对保证产品质量具有重要意义。

此外,基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度中,煤气柜柜位波动更加频繁,这是因为对于大幅度、长时间的煤气量波动,常常需要煤气柜、自备电厂等缓冲用户协调配合,以取得良好的调节效果,实现煤气资源的高效利用[24]。

总体来说,基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度,能够在保证生产用户所需燃料安全供应的基础上,更加合理地协调煤气资源的利用方式,增加自备电厂的发电量,减少煤气放散,降低煤电系统的运行成本。

3 结语

本文针对高耗能企业自备电厂的自发电调度问题,考虑煤气系统的优化运行,分别进行了分步优化调度建模和综合优化调度建模。通过实际算例,验证了基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度能够达到增加自备电厂发电量、减少煤气放散的目的,具有良好的经济效益和环境效益。本文所提的综合优化调度方法能够适用于带有燃气机组的高耗能企业自备电厂煤电系统的综合优化调度,为高耗能企业内煤电系统的电力生产和煤气调度提供科学的指导。

需要说明的是,本文将高耗能企业内的煤气产生量预测值以及自备电厂等煤气用户的煤气需求量预测值作为已知参数,而实际工程中,煤气产生量及各用户需求量预测也是一个值得研究的问题。此外,有些高耗能企业自备电厂存在可灵活调节的燃煤火电机组,而且高耗能企业部分负荷具有良好的可调度性,将这些可灵活调节的燃煤机组以及可调度性良好的生产负荷考虑到电力系统调度中,不仅对电力系统的经济运行具有积极作用,而且在电力市场环境下,通过适当地调度机制能够减少高耗能企业的用电成本。因此,将高耗能企业自备电厂出力调度及部分可中断负荷生产计划考虑到上级电力系统调度中,同样是后续工作中值得研究的问题。

附录见本刊网络版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。

摘要：为增加高耗能企业自备电厂的发电量,减少煤气放散,提高煤气资源的利用效率,在煤气调度模型和自备电厂自发电调度模型分步优化调度的基础上,通过能量守恒和流量平衡将两模型进行耦合,提出了一种以自备电厂发电量最大、煤电系统运行成本最小为优化目标的基于煤气调度的高耗能企业自备电厂自发电综合优化调度模型。通过实际算例,纵向对比了各调度时段分步优化调度和综合优化调度的发电量及煤气放散量等影响煤电系统运行成本的关键因素。对比结果表明,综合优化调度能够增加自备电厂的发电量、减少煤气放散,具有良好的经济效益和环境效益。

企业耗能 第3篇

5月17日上午8：20时，泰州供电公司按照要求将梅兰化工、海螺水泥等4家高耗能企业共13万千瓦的负荷下降到7万千瓦，同时与负控监督人员做好错峰用户的负荷实时监控。8：40时四家用电负荷降到了省公司要求的7万千瓦。这是该公司错峰限电让电于民的一个缩影。

受近日气温持续走高、全省检修机组较多以及望亭电厂机组未按计划投运的影响，用电负荷迅速增长，全省发用平衡存在较大缺口。从泰州市用电量分析及负荷预测情况来看，预计2011年泰州市电力供应最大缺口在60万千瓦以上，供用电不平衡现象严重，有序用电错峰限电的压力很大。

为确保电网安全运行和人民生产生活用电，泰州供电公司将实行有序错峰限电，重点对高耗能的企业进行限制性用电。该公司通过“三个面向”确保电网安全运行和电力可靠供应，坚决杜绝出现对居民的拉路限电，各项工作有序开展。面向公司本部。泰州公司对10个重点错峰用户实行公司领导负责制。营销部管理错峰用户，负责督促、指导和检查错峰措施的落实情况，对相关客户限电执行效果负责；面向基层经信委、供电公司。一是将应急容量指标层层分解，逐层逐级的传递有序用电压力。二是适时召开形势通报及任务分解落实动员会，统一各级思想，部署工作要求。三是定期开展有序用电工作质量检查，对存在的问题予以通报；面向方案企业。一是组织开展电力用户有序用电协议和告客户书书的签订工作和用电基本信息调查工作。二是开展多种形式的客户培训与宣传活动，通过座谈会、动员会以及走访大用户等多种形式，通报供用电形势，宣传有序用电方案。三是针对机关事业、商场宾馆饭店等单位开展节约用电专题宣传活动，要求制定内部节约用电方案，合理降低空调、照明等负荷，减轻电网压力。四是强化有序用电督查队伍建设，规范督查工作流程，加强用户有序用电方案执行力度的督查。

目前，泰州公司已经完成2221户有序用电方案客户的用电基本信息的调查工作，并按要求完成了有序用电系统录入工作，逐户编制了有序用电方案客户错峰安排明细，复核有序用电系统2221户方案用户资料的完整性和准确性，组织人员对存在的问题及时进行了整改，并组织对高耗能行业及重点错峰企业进行协议书的签订工作，目前完成了212户重点用户协议书的签订工作，其余2000余户的告客户也基本发放到位。

截至目前，泰州供电公司各项电网迎峰度夏工作均在紧张有序进行，全市电网运行平稳，企业生产安全有序，居民生活用电充足无虞。（于进 张鹏）

企业耗能 第4篇

国家电监会相关人员近日表示, 今冬明春全国用电形势紧张, 最大电力缺口约2 600万kW。

他说, 2011年以来我国电力供需矛盾较为突出, 预计今后一段时间, 煤价仍将维持高位运行并可能进一步上涨, 将加剧部分地区的电煤供应紧张局面, 如果电煤供应得不到保障以及遇到严寒气候条件, 供电缺口有可能进一步扩大。

针对当前这种“电煤涨价、电价滞后、电企亏损、调价艰难”的恶性循环局面, 最关键的是要推进电价改革, 发挥电价的经济杠杆作用, 适时上调部分省份燃煤电厂的上网电价, 提高发电积极性;同时加大对高耗能企业的差别电价、惩罚性电价, 加快推行居民用电阶梯价格, 以形成产业结构调整和节能减排的倒逼机制。

企业耗能 第5篇

很多问题, 具体表现在监控点不全面, 采用的数据采集仪表模型单一, 界面不友好, 无法组态, 无法组网等方面。这直接导致了流量计量数据的不全面和不准确, 以及现场数采仪表管理的混乱, 岗位工人操作维护的困难, 还有数据汇总困难等等问题。为了解决这个问题, 本文提出了组态型智能流量仪的解决方案, 组态型智能流量仪内置多种数学模型和密度补偿方式, 可以进行多种组态, 以满足不同待测介质的需求。而且通过内部硬件电路的设计, 使仪表可以输入电压、电流、频率等多种信号, 充分适应现场工况多变的实际需求。

2 系统设计方案

该组态型智能流量仪包括软件和硬件两个部分, 下面分别对其进行说明:

2.1 硬件部分总体架构

硬件系统是整个仪表的骨架, 是软件系统的载体。在结构设计, 器件选择时, 充分考虑自身加工技术能力和市场保障能力。根据概念设计阶段对硬件提出的需求, 硬件系统共有5个功能构件组成, 其总体架构如下图所示:

其中输入/输出接口构件是一个独立单元, 主要完成读输入信号采集、计算;数据存储和实时流量值的输出, 并通过内部通讯总线完成数据的上传和系统参数的下载。

人机交互构件是完成人与仪表之间交流信息的窗口。

网络通讯构件是仪表的通讯单元, 其主要任务是完成数据的上传和下载。

系统协调构件是整个仪表中心枢纽, 起着统驭系统运行机制, 协调各构件工作状态的作用。

电源系统构件是整个仪表的动力系统, 为了高仪表的抗干扰能力, 系统采取浮空供电方案, 输入输出电源相互隔离。系统电源为宽限开关式稳压电源, 提高了仪表对现场电源的适应能力。

2.2 软件部分总体架构

为了提高仪表的响应速度和通讯效率, 本机软件采用了一主多从的操作模式, 共有三个子系统:主机软件子系统;流量计算从机软件子系统;通讯从机软件子系统。软件部分架构如下图所示:

其中主机软件子系统主要完成键盘响应, 信息显示, 工作模式组态, 与从机交换信息。由于硬件采用简约键盘, 所以键盘管理程序采用一键多义模式。显示程序采用定时刷新技术, 与从机之间的信息交流采用数据块搬运技术, 以提高数据的传输效率。

流量积算从机软件子系统主要完成数据采集、积算、转换等任务。包括数据采集子程序、数据积算子程序和数据输出三个子程序;其中数据积算子程序又包括四字节浮点数计算子程序;工程量转换子程序;小信号切除子程序以及瞬时流量数摸转换子程序等构成。流量计算模型由主机下传的参数决定。

通讯从机软件子系统主要完成仪表和上位机通讯。为了提高通讯效率, 将MODBUS通讯协议数据链路层规约嵌入程序中, 由通讯子模块独立完成数据接收、发送和命令解释等任务。

3 仪表测试结果

仪表设计完毕后, 进行了样机试制, 并根据要求对样机进行了实验室和现场运行证明, 达到了以下技术指标:

可输入包括电流、电压、频率三种信号, 其输入范围如下:

(1) 电流信号:4_20mA; (2) 电压信号:1_5V; (3) 频率:0_5KHZ

4 密度补偿范围如下:

5 输出信号范围如下:

(1) 流量变送电流输出:4_20mA (精度0.2) ; (2) 流量变送电压输出:1_5V (精度0.2) ; (3) 报警触点:AC250V/3ADC30V/3A

6 通讯状态:RS-485接口

波特率:2400BPS4800BPS9600BPS可编程

7 电源波动范围:

电压在130V~260V变化时, 系统精度不损失。

8 使用环境:

温度:0_50℃

湿度:≤85RH

总结与展望

该组态型智能流量一经现场使用后, 用户反映仪表自带编程键盘和汉化界面使编程简单易行, 大大减轻了岗位操作工人记忆编程参数和界面辨认困难的问题。仪表提供的参数密码保护能有效防止意外修改;仪表提供的数学模型全面, 能完成各种液体、气体、蒸汽的密度自动补偿和流量测量积算, 组态方便。在样机试运行期间仪表运行可靠, 计量准确, 抗干扰能力强, 通讯效率高, 数据传输可靠, 未发生死机、丢失数据、网络阻塞等影响网络畅通的现象。为该企业流体流量的实时监控和调度提供了有利的技术支持。

由于本人水平和实践经验有限, 因此本文探讨的知识领域比较浅显, 还存在很多不足, 很多方面还有很大的升级空间。

摘要：能源是经济发展的原动力, 对高耗能企业而言尤其如此。随着生产节奏的加快, 用能设备数量和用能情况变化的增加以及生产复杂程度增加, 氧气、蒸汽等能源的供需矛盾也越来越突出。组建流量监控中心, 对各种煤气、氧气、蒸汽和水的回收、储存、分配和供送进行集中管理, 合理有效的利用能源, 是保证企业生产连续稳定的重要手段。本文研究的组态型智能流量仪内置多种数学模型和密度补偿方式, 可以通过不同的组态满足不同工况条件下的流量测量需求, 而且精度高, 为企业实现降本增效和节能减排奠定了坚实的基础。

关键词：组态,数学模型,密度补偿

参考文献

[1]蔡武昌, 应启戛.新型流量检测仪表[M].化学工业出版社, 2007.3.

[2]纪纲.流量测量仪表应用技巧[M].化学工业出版社, 2008.4.

[3]王再英, 刘淮霞, 陈毅静.过程控制系统与仪表[M].机械工业出版社, 2006.2.

企业耗能 第6篇

企业对于企业获得竞争力的研究经过了一定的发展，Barney (1986) 认为企业作为一个能力体系，应该通过有价值的并且不易模仿的资源来实现。Prahalad&Hamel (1990) 发展了对于企业竞争力的研究，他们把企业实现附加值的技术看作是企业实现竞争优势的重要因素。张继焦 (2001) 通过把企业的生产业务活动形容成为一家价值链来介绍价值链理论。强调把企业生产活动中的生产、销售、财务、人力资源等各方面结合起来，做好协调。郭云 (2006) 在研究企业价值链成本管理的时候指出，其目标是最大化产出或者最小化成本。企业的总成本不仅由构成价值链各项活动的成本形成，还取决于价值链各项活动之间的关系。陈思齐 (2012) 发展了张继焦的观点，把价值链的理论拓展到了成本领先战略，认为成本领先战略是依托规模经济、专利技术等方式，在企业的生产、销售、储存等诸多环节实现成本最低，进而形成行业比较成本优势。

2 乌海市煤炭加工企业价值链构成的调查

2.1 调查方法和调查样本

本文选择煤炭企业发展良好的内蒙古乌海作为代表性地区，通过调查问卷的方式来进行研究。本文调查问卷的对象是乌海市100家煤炭加工企业，共发放问卷100份，实际收回65份，剩余部分没有回复，实际有效的样本数为65个。

从样本统计情况表来看，调查的企业都属于高耗能高排放行业，其中，煤炭加工企业占49.2%近半数，其次是焦化厂占的比重大，比例为24.6%。考虑乌海地区的实际情况，此次调查问卷的对象里面没有钢铁业和采掘业。这些调查问卷为下文更好的研究做出了巨大贡献。

2.2 调查内容

本文以迈克尔波特的价值链理论为基础，并考虑企业的具体环境，综合得出企业现行的价值链主要包括主要活动和辅助活动。具体包括： (1) 原材料及主要设备的采购，主要考虑供应商以及企业集群效应的影响; (2) 生产作业，主要考虑生产能力利用率的影响; (3) 销售和售后服务，主要考虑产品质量和产品种类; (4) 技术研究与开发，主要考虑生产设备的先进水平及企业对技术开发的投入; (5) 人力资源管理，主要考虑员工文化水平的高低和对员工后续的培训以及人员的变动情况; (6) 企业基础设施建设，主要考虑企业环保设备的使用情况以及基础设施的建设。

3 乌海煤炭加工企业价值链成本构成分析及存在的问题

3.1 原材料及主要设备的采购

煤炭企业的价值活动需要消耗大量的钢铁、水泥、动力等，原材料价格的高低会直接影响企业的成本。而与上下游企业建立良好的战略合作关系，往往是企业降低成本、增强竞争优势的重要途径。因此，实现与价值链上游供应商的战略合作，是形成企业低成本供应优势的重要条件。通过对乌海地区煤炭加工企业的调查发现，23%煤炭加工企业在工业园区内，很注重利用集群效应带来的原材料和零配件配套能力以及生产性服务。但对于企业是否与供应商之间建立了能够讨价还价的协作关系没有通过问卷调查得来。

3.2 生产作业

对于企业生产作业情况，我们主要通过企业生产设备以及人力资源的使用来考察，考察指标是生产能力利用率。据业内人士介绍，比较理想的生产能力利用率是在70%～80%之间。在这个区间里面，企业既达到了对生产设备的充分利用，满足企业日常生产的需要，同时又有一定的空间来使得设备和生产组织进行休整。此范围之外的过高或过低的生产能力利用率对企业来说都是不利的。从下表的统计结果来看，企业的生产能力利用率都高于50%，有53.8%的企业生产能力利用率是合理的，有30.8%的企业达到满负荷生产，15.4%的企业低负荷生产。据调查，满负荷的企业以及低利用率的企业多为规模较小的煤炭加工企业，他们为了短暂的高产量忽视了企业的长远发展。

3.3 销售和售后服务

对于销售环节，企业更注重的是适销对路的产品以及产品的多样化。乌海地区的煤炭加工企业在开采煤炭的基础上，进行深加工，实现煤变电、煤变气、煤变油、煤焦化再外销市场而不再是单纯的对外销售煤炭。这样不仅提高了产品的附加值，同时还实现了企业价值链的延伸和拓展。乌海地区煤炭加工业的发展也反映了我国近年来煤炭行业的趋势，随着未来能源结构调整和煤炭资源深加工市场的发展，煤炭行业的价值链出现向下游延伸的趋势，并逐渐向多层次产业链发展。

3.4 技术研究与开发

对于企业的技术研究开发情况，我们从企业使用生产设备的年限，生产设备的技术水平和企业在技术革新上的投入等方面来研究。从表4我们可以看到，有61.5%的企业目前使用的生产设备是5年前购买的，调查显示设备多为国内一般水平。有近1/3的企业所使用的生产设备是在10年前购买的，老化的生产设备在勘探开采过程中会产生误差，造成资源的浪费，增加了企业的生产成本。

3.5 人力资源管理

乌海的煤炭加工企业中财务人员的文化水平普遍不高，这是乌海地区普遍存在的一个问题。从表5可以看出，煤炭企业中大专以上文化水平的职工人数超过20%的企业只占26.15%;财务人员本科以学历的人员平均占部门人数的6.7%。考虑煤炭行业的特殊性企业多数是普通员工，从事简单机械的井下作业，企业在招聘的时候采取“就地取材”，对于文化水平的要求就不高。而其他的部分管理人员或者财务人员在招聘的时候，有明显的“世袭制”表现，对于文化水平的要求也不高。

通过调查问卷，我们还能了解到乌海地区煤炭企业员工流动性比较低，不管是普通矿务人员还是技术人员，管理人员。2011年和2012年相比，职工人数增减变动不大。人员流动性的迟缓，企业没有新的活力注入，缺乏竞争性。

4 乌海煤炭加工企业价值链成本管理的实施建议

(1) 虽然对于企业与供应商之间的协作关系没有指标衡量出来，但是企业与供应商之间建立良好的战略合作关系，实现价值链与供应链的结合，有利于降低企业成本实现成本领先战略。

(2) 对于企业的产能问题，并不是满负荷生产就一定能获得更多的利润，也不能为了延长设备使用年限进行低产能生产。企业应该根据每年的生产计划，合理安排均衡生产，尽量使产能利用率保持在理想状态。

(3) 适应我国能源结构调整的趋势，乌海煤炭企业的发展就不能停留在单纯的煤炭销售或者火电上面，应该实现煤制品的多元化，根据实际情况，在现有资源条件的情况下发展煤液化等高新技术项目。

(4) 面对企业日渐老化的设备，企业应该进行更新改造，提高设备利用率，在降低每吨煤炭成本的同时还能降低勘探误差，降低开采成本，为企业带来长期经济效益。在勘探和开采技术方面，企业应该注意培养和吸引大量高端技术人才，并组织企业现有的技术工人进行学习培训，一方面可以提高勘探的准确率，保护人身安全;另一方面还能避免资源的浪费，实现资源的可持续利用;同时，这种低成本的开采方法能最大限度的降低企业成本。

(5) 针对企业管理层、财务人员文化水平普遍较低的情况，在认可员工丰富实践经验的同时，企业应该鼓励员工继续学习接受再教育，或者通过在职考试，不断提高自己的科学文化素养。虽然部分企业已经认识到这个问题，但是力度不够，仍需要继续加强。为了增强企业活力，对于人员的招聘不能仅仅是从子公司或者下级员工选拔，要敢于引入新活力，为企业注入新的血液。

5 结语

煤炭作为工业的粮食，对于国家经济发展及人民的日常生活都有重要的意义。本文通过对乌海地区煤炭企业的研究发现，对于煤炭企业要立足实际，依托人才和技术，充分利用现有资源，不断延伸和拓展企业价值链，进行煤炭深加工推进煤炭产品多元化，实现煤化气、煤液化、以及水煤浆技术的应用，培养核心竞争力，提高工效，实现成本领先。

参考文献

[1]迈克尔.波特.竞争战略[M].北京:华夏出版社, 1998.

[2]李扣庆.企业优化价值链的战略性思考[J].管理世界, 2001 (5) .

企业耗能 第7篇

《通知》要求, 限期取消现行对电解铝、铁合金、电石等高耗能企业用电价格优惠;各地凡是自行对高耗能企业实行优惠电价, 或未经批准以电力用户与发电企业直接交易、双边交易等名义变相对高耗能企业实行优惠电价的, 要立即停止执行。

《通知》明确, 继续对电解铝、铁合金、电石、烧碱、水泥、钢铁、黄磷、锌冶炼8个行业实行差别电价政策, 并自2010年6月1日起, 将限制类企业执行的电价加价标准由现行每千瓦时0.0 5元提高到0.1 0元, 淘汰类企业执行的电价加价标准由现行每千瓦时0.2 0元提高到0.3 0元。在此基础上, 各地可根据需要, 进一步提高对淘汰类和限制类企业的加价标准。

从耗能大户到节能之星 第8篇

目前, 世界上许多国家都投入了巨额资金研发与生产生物质能源, 但还没能很好地解决成本高或燃烧性能差等问题。为响应环保政策, 大家将燃煤锅炉改造成燃油, 运行成本很高。如今, 政府引入天然气, 但燃气需要开户费, 设备投资也大, 负担较重。且天然气在耗能高峰季节无法保障供应, 所以又不得不烧柴油。还有一种选择是使用生物质秸杆棒。但由于生物质秸杆棒是生物质经过粉碎、烘干, 螺杆挤压成型的, 其本质上仍然是植物, 因而在燃烧过程中存在下列问题:

○在低温燃烧时冒烟, 粉尘大, 影响环境, 在许多城市的环保局已明确禁止使用, 如岳阳市和昆明市。

○炉温低, 一般是700度～800度, 锅炉出力不够。

○生物质秸杆棒燃烧后灰分中的可燃物质高达63%, 严重浪费了能源, 增加了用户的成本。

○耗电多。由于生物质秸杆棒不通风, 势必需要增加锅炉的引风机和鼓风机的功率。

○锅炉送料装置易出故障。

○锅炉操作工劳动强度大。

技术开发背景

生物质环保型炭系统技术的突破是以公司创办人肖国雄为首组成的科研开发团队实现的。研究方法:结果导向法, 即用生物质型炭替代锅炉的柴油、天然气等燃料, 为用户节约60%的成本, 比使用2.9元/立方米的天然气的成本节约20%, 环保性能与天然气相当, 且能减少二氧化碳排放。

湖南创则通能源有限公司着力从制炭工艺设备、型炭配方、型炭成型设备、型炭配套锅炉、回收烟气余热等方面进行诸多的技术创新和应用创新, 调整工厂的布局, 通过生物质能源综合配套, 形成了一个高效、低成本的生物质炭能源利用的产业链。

公司成立3年来, 已投入经费300多万元, 完成了30多项专利申请, 其中发明专利17项。

主要创新点如下:

1.突破制炭技术瓶颈, 克服了传统制炭技术成本高、生产周期长、产量低等严重缺陷。传统方法生产1吨机制木炭耗生物质原料约6吨, 耗电500度, 生产周期约15天, 劳动强度大。通过一系列的技术创新, 公司实现了生产1吨炭耗生物质原料约2.2吨, 耗电10度, 生产周期约1天, 机械化操作, 大大减轻了劳动强度;实现了投资40万元, 就可年产2, 000吨炭, 比传统技术增产5倍之多, 能满足市场需求。

2.优化型炭配方, 改善型炭的燃料性能。在锅炉燃烧中, 生物质秸杆的温度达到约700度时, 开始失去结合力, 变得松散、结板, 堵塞通风, 造成燃烧不完全, 灰分中残留高达60%的可燃物。通过半年的技术攻关, 创则通投入40多万元, 进行几百次试验, 终于在2009年2月试验出理想配方。表现在:

○燃烧温度达到1, 300度仍然能保持原有形状, 通风好。

○燃烧完全, 灰分中几乎无可燃物。

○燃烧时间长, 比一般的生物质炭的燃烧时间延长30%。

○燃烧温度高达1, 300度, 比一般的生物质炭的燃烧温度高出约500度, 提高锅炉30%以上的出力。

○干燥快, 成型几天就可供锅炉燃烧。

技术的创新点

1.改进成型技术, 降低生产成本, 降低投资成本, 可快速形成巨大产能。

(1) 通过三次成型工艺和设备的改进, 实现了由原来8人班产1吨炭改进到5人班产10吨炭, 下一步的目标达到20吨, 每吨工资下降到约15元。

(2) 减少型炭厂投资扩大产能。型炭厂的固定资产40万元, 可年产1万吨, 再增加60万元, 建设周期一个月, 就可达到年产5万吨的产能。这是其他生物质能源项目无法相比的。

2.利用十多年积累的节能技术和经验, 设法降低能源消耗约15%。

采用V型烟气余热回收装置, 将200度的烟温下降到50度以下, 降低能源消耗约8%～10%。采用组合锅炉和气化燃烧, 降低能源消耗约5%～8%。

3.克服生物质燃料冒烟、粉尘大等不环保技术障碍。

(1) 将生物质炭化, 由植物变成炭, 实现燃料质的飞跃, 从而消除生物质燃烧冒烟的严重缺陷。

(2) 系统实现超低硫排放的目标, 已达到烟气中65mg/m3, 下一步达到30mg/m3, 国标是900mg/m3。

○选择生物质炭为主的型炭配方, 实现炭含硫量低于0.12%。

○科学配方, 显著固硫, 其固硫达到70%以上。

○烟囱尾部安装V型烟气余热回收装置, 具有脱硫与除尘作用, 脱硫率达到90%以上。

(3) 系统实现超低粉尘排放的目标, 已达到烟气中30mg/m3, 下一步达到10mg/m3, 国标是120mg/m3。

○科学型炭配方, 实现高温燃烧, 炭不散型。

○燃烧中取消鼓风机, 防止灰分飞扬。

○气化燃烧, 防止灰分飞扬。

○烟囱尾部安装V型烟气余热回收装置, 具有脱硫与除尘作用, 脱尘率达到90%以上。

三大生物能源产品的特点

1.生物质环保型炭

把稻草、树皮、树枝等生物质废料热解, 分解出生物原油、木煤气和炭粉, 炭粉经科学配方制成生物环保型炭, 具有以下特点:

○零排放、高环保:二氧化碳为零排放, 二氧化硫为微量排放, 灰分可做复合肥料。

○低成本:每公斤炭为5, 000大卡, 2公斤为10, 000大卡, 相当于1公斤柴油。

○火力大:燃烧温度高达1, 300度, 燃烧完全。

2.生物质环保型炭专用锅炉

克服了燃油、燃气锅炉点火热损失, 节约能量5%左右, 同时, 解决了生物质燃料燃烧不完全的问题, 燃烧率达98%以上, 锅炉的热效率高于75%。

这次专门为公司研发的型炭锅炉系列具有以下一些特点:

○优越的操作性能。型炭锅炉采用液压或机械活动炉排进炭, 型炭按4～5层码放在加炭口的活动炉排上, 通过液压或机械装置将一排型炭推入炉内, 同时将燃尽的一排灰渣推入灰坑, 无需其他操作即可保证锅炉正常燃烧, 极大地减轻了司炉工的劳动强度。

○燃烧充分完全。型炭锅炉均采取反烧试燃烧室, 型炭一排排进入锅炉后, 依次通过准备区、挥发分燃烧区、固定炭燃烧区、燃尽区, 最后变成块状灰渣排出炉外, 可以使灰渣含炭量降到非常低的程度, 机械不完全燃烧热损失降低到3%～5%以下。

○优越的环保性能。型炭在燃烧过程中, 炭中的硫分与固硫剂反应, 降低了二氧化硫含量, 另外, 型炭锅炉属于低温燃烧, 较少产生气体排放, 其烟气排放标准均远远低于国家标准。

○相对于散煤锅炉来说, 大大降低了扬尘污染。因为型炭在运输和操作过程中, 都没有扬尘污染, 同时, 型炭在锅炉内几乎不发生相对移动 (移动的是炉排) , 而且排渣是全封闭的, 所以, 保证了锅炉房的清洁。

○型炭锅炉的出力稳定、充足, 能达到设计要求。型炭锅炉在锅炉内是一层层推进的, 不存在接火的问题, 只要按要求加炭, 燃烧就非常稳定, 而且任何时候检测都能达到设计要求。

○型炭锅炉可不用鼓风机, 通过变频控制大小, 减少了风机噪声和电能损耗。

3.V型烟气余热回收脱硫除尘装置