宝钢股份能源管理中心建设示范项目执行总结报告1219.doc
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1、宝钢股份能源管理中心建设示范项目执行总结报告宝山钢铁股份有限公司2014年10月目 录1 宝钢股份能源管理中心项目概况41.1. 宝钢能源管理系统简介41.2. 宝钢股份能源管理中心建设示范项目概况52 项目实际完成投资及进展情况62.1. 焦炉配套能介主干管网改造项目(项目编号:090112)72.1.1. 项目概况72.1.2. 工程主要节点82.1.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价92.2. 厂西供配电系统扩容改造项目(项目编号:080192)102.2.1. 项目概述102.2.2. 工程主要节点152.2.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价152.3. 宝钢股份
2、能源通廊完善工程(直属厂部段)(项目编号:080194)。162.3.1. 项目概况162.3.2. 工程主要节点:172.3.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价172.4. 宝钢集团上海浦东钢铁有限公司搬迁工程第二步实施项目信息化工程(项目编号:212)。182.4.1. 项目概述182.4.2. 工程主要节点:212.4.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价212.5. 股份公司能源管理决策支持系统(项目编号:N10TABF050)。222.5.1. 项目概述222.5.2. 工程主要节点:232.5.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价232.6. 宝钢跨区域能
3、源管控中心项目(项目编号:100541)。252.6.1. 项目概况252.6.2. 工程主要节点:262.6.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价273. 财政补助资金安排使用情况373.1. 焦炉配套能介主干管网改造项目(项目编号:090112)383.2. 厂西供配电系统扩容改造项目(项目编号:080192)383.3. 宝钢股份能源通廊完善工程(直属厂部段)(项目编号:080194)。383.4. 宝钢集团上海浦东钢铁有限公司搬迁工程第二步实施项目信息化工程(项目编号:212)。393.5. 股份公司能源管理决策支持系统(项目编号:N10TABF050)。393.6. 宝钢跨区
4、域能源管控中心项目(项目编号:100541)。394. 项目实现节能量和经济效益404.1. 焦炉配套能介主干管网改造项目(项目编号:090112)404.2. 厂西供配电系统扩容改造项目(项目编号:080192)404.3. 宝钢股份能源通廊完善工程(直属厂部段)(项目编号:080194)。404.4. 宝钢集团上海浦东钢铁有限公司搬迁工程第二步实施项目信息化工程(项目编号:212)。424.5. 股份公司能源管理决策支持系统(项目编号:N10TABF050)。424.6. 宝钢跨区域能源管控中心项目(项目编号:100541)。424.7. 宝钢股份能源管理中心建设示范项目节能量和经济效益4
5、45. 存在的问题及对策建议451 宝钢股份能源管理中心项目概况1.1. 宝钢能源管理系统简介 宝钢能源中心EMS是一个大型的在线监控系统,自1982年投产以来,完成了1987年的二期工程改造扩建,从1991年至1997年完成了第三阶段的改造,前三个阶段的改造和升级改造后,在性能和管理两方面能满足宝钢能源生产和管理的要求。该系统共建设现场数据采集子站(SIEMENS S5) 41套,分散式回路调节系统(DR24)43套,SIEMENS H1工业以太网(数据采集局域网)7个,通信光缆长度超过60km。系统全部采用SIEMENS RM系列小型MIPS工作站,配置PICS数据服务器7组(14套)、操
6、作站7套、数据库(DB)站一套、大屏幕(LSM)工作站一套、系统开发站一套和其他辅助设施。系统采用SIEMENS Unix操作系统、SIEMENS SiiX过程控制系统软件、ORACLE数据库。 2001开始实施第四阶段的改造,即EMS系统优化和扩容改造(十五规划项目EMS扩容),主要增加了铸板变电所、新炼铁变、轧钢变新S7子站和9号煤气加压站等数据采集站。在此次的EMS系统优化和扩容改造项目中,新增一局域网,采用了通用的INTEL X86架构的服务器及WINDOWS操作平台+西门子 PCS7系统,完成了新老系统的信息互通。 随着宝钢的发展,工艺系统不断加以扩大,宝钢EMS系统也随之进一步扩容
7、,以满足宝钢能源生产和管理的要求。1.2. 宝钢股份能源管理中心建设示范项目概况 宝钢股份能源系统规模大、系统复杂。为了充分挖掘宝钢能源系统的系统节能潜力,本项目在宝钢能源管理系统(EMS)的基础上,开发相关的能源经济运行模型和计算机辅助决策预测模型,增设了宝钢氧气系统监控系统。从而提高公司整体能源综合利用率和能源高效调配。 为了配合宝钢股份大能源管理中心系统的建设,提高能源系统的整体安全性,丰富能源调控手段,在申报的宝钢大能源管理中心系统项目中,包括了对比较关键的煤气系统和供配电系统的控制系统进行适应性改造。为进一步发挥能源系统联网互通的系统优势和协同效应,挖掘经济运行潜力,需要对能源管理中
8、心现场工艺设施进行适应性改造。 按照国家财政部经建司、工信部节能司2010年3月19日下发的关于请组织申报2010年工业企业能源管理中心建设示范项目财政补助资金的通知,依照工业企业能源管理中心建设示范项目财政补助资金管理暂行办法(财建2009647号)和钢铁企业能源管理中心建设实施方案(工信部节2009365号),宝钢申请国家财政补助。宝钢股份申报的能源管理中心建设的主要内容为如下6个部分:1) 能源管理中心西部动力管廊适应性改造:宝钢内部项目名称为“焦炉配套能介主干管网改造”;项目编号:090112。2) 能源管理中心供配电系统适应性改造:宝钢内部项目名称为“ 厂西供配电系统扩容改造”;项目
9、编号:080192。3) 能源管理中心南部动力管廊适应性改造:宝钢内部项目名称为“ 宝钢股份能源通廊完善工程(直属厂部段)”;项目编号:080194。4) 罗泾能源管理中心二期:宝钢内部项目名称为“ 宝钢集团上海浦东钢铁有限公司搬迁工程第二步实施项目信息化工程”;项目编号:212。5) 能源管理决策支持系统:宝钢内部项目名称为“ 宝钢股份公司能源管理决策支持系统”;项目编号:N10TABF050。6) 大能源中心及制氧优化调度运行管理子系统:宝钢内部项目名称为“宝钢跨区域能源管控中心项目”;项目编号:100541。 宝钢能源管理中心系统项目以上建设内容经国家工信部组织专家评审通过,并经上海市经
10、信委与上海市财政局2010年10月对项目情况进行现场检查及审核,于2010年12月28日下发专项财政补助资金。2 项目实际完成投资及进展情况 宝钢股份按照申请报告内容,参照中国钢铁工业协会钢协2010128号文件发布的钢铁企业能源管控信息系统建设指导意见,积极开展项目的组织与实施。本项目六个组成子项目的建设情况如下:2.1. 焦炉配套能介主干管网改造项目(项目编号:090112)2.1.1. 项目概况 建设地点:宝钢股份炼焦、化产、烧结、高炉区域。 项目改造目的及主要建设内容:为满足焦炉系统升级综合改造(四焦炉)、高炉炉料结构优化(四烧结)、化工煤气系统技术升级改造等项目用能需求,对西区的燃气
11、、给排水、蒸汽等主干管网进行改造。其能源管理以及能源平衡功能纳入到公司能源管控中心系统中。具体建设内容如下: 1)高炉煤气管道:管径为DN2400,引自纬三路、石一路三期总管。沿纬三路、经二路送至经二路焦九路煤气混合站。2)焦炉煤气管道:管径为DN1100,引自化十一路、焦九路三期总管。沿焦九路至4号CDQ发电区域后过路,一路送至煤气混合站,另一路直至四焦炉交接点。3)CRG煤气管道:管径为DN1400,引自纬一路,经二路总管。沿经二路至纬三路后,预留一DN1000接口,并变径为DN1000,送至经二路焦九路煤气混合站。4)混合煤气管道及混合站:管径为DN2000,从经二路焦九路煤气混合站接出
12、,沿经二路送至四焦炉交接点。5)中压氮气管道:管径为DN200,引自纬三路、练祁河边总管。与新增的高炉煤气管道共路由送至四焦炉交接点。6)中压蒸汽管道:管径为DN300,从四焦炉交接点接出,与新增的焦炉煤气管道共路由送至4号CDQ发电交接点。7)低压蒸汽管道:管径为DN350,从4号CDQ发电交接点接出,沿新增的焦炉煤气管道送至四焦炉交接点,并沿经二路向南,在纬三路与现有管网连通,在纬一路并入四烧结蒸汽后,沿CRG管道路由送至纬十一路并网。8)纯水管道:管径为DN300,引自纬三路、经三路总管。沿纬三路、化十一路敷设至焦九路现有阀门井。9)冷凝水管道:管径为DN200,从4号CDQ发电交接点接
13、出,沿焦九路送至四焦炉交接点,并预留了至3号CDQ锅炉接口。10)EMS相关改造:本项目配套增设煤气混合站、四焦炉及四烧结EMS子站,分别布置在阀站平台、四焦炉、四烧结控制室,信号分送焦化变、厂西变。与能源潮流平衡直接关联的调节装置共3套,2011年4月投运一套,已开始发挥CRG等燃气平衡调整的功能。2011年7月投运第二套调节装置。第三套在2012年一季度投运。采集子站的功能是完成了相关产能、能源输配、用能相关信号的采集。2.1.2. 工程主要节点节 点批复/计划时间实际时间可研批复2009.12.232009.12.23初步设计2010.3.31 2010.3.15开工日期2010.6.1
14、2010.6.4实物交接2011.7.292012.3.31 交工验收2011.10.312012.6.29竣工验收/2013.3.29分析:根据宝钢股份2011285号文,配合四焦炉主体建设进度,焦炉配套能介主干管网改造项目的建设总进度计划作了相应调整,延至2012年3月底实物交接。2.1.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价该项目各种能源介质管网管径选择合理,工艺配备完整,控制系统满足工艺需求,系统运行符合生产要求,其中的三套煤气混合装置工作正常,混合后煤气热值符合焦炉生产要求。该项目的建设均达到了设计技术指标。 2.2. 厂西供配电系统扩容改造项目(项目编号:080192)2.2
15、.1. 项目概述 建设地点:厂西变电所、中央变电所、焦化变电所。 根据宝钢厂西区区域总体规划,随着宝钢生产规模不断扩大,用电负荷也随之增长。新增改造项目逐年增多,现有各变电所的用电负荷增长较大,有些已经超过设计指标。目前烧结变电所用电负荷约为73MVA,焦化变电所用电负荷约为56MVA,二烧结变电所用电负荷约为40MVA,二焦化变电所用电负荷约为33MVA,烧结变电所和焦化变电所已经达到或超过设计负荷,二台主变已不能做到100互为备用,正在建设中的三烧结脱硫项目用电约20MVA将接入二烧结变电所,从而使得二烧结变电所的用电负荷接近主变额定容量。仅二焦化变电所尚有少量余量。根据公司规划和改造计划
16、在西部地区建设1、2烧结脱硫、二期煤气系统升级改造、酚氰电气室改造、焦炉易地大修、四烧结等项目共计约100MVA,此外将来此区域还有其它改造项目需用电,而区域内现有变电所已无足够的容量对这些项目供电,必须新建变电所来解决新建项目的电源。本项目范围包括新建厂西变电所、改造中央变电所和受电变电所、110kV电源电缆敷设及厂西变电所到1、2烧结脱硫电气室、二期煤气系统升级改造的煤精综合电气室、焦炉易地大修的炼焦综合电气室和净化综合电气室、干熄焦发电厂(4CDQ)、三烧结主排风电气室、四烧结电气室的10kV电源等电缆敷设。2.2.1.1. 主要建设内容:(1) 新建厂西变电所,实现对宝钢厂西区域用电负
17、荷供电。厂西变电所设置在纬三路焦二十三路交叉口,一、二号焦炉南侧的现有绿化用地上,最终规模为内设3台110/10kV 50MVA变压器、1套10kV配电装置等。10kV配电装置采用单母线分4段接线方式。3路110kV电源中2路110kV电源引自中央变电所,1路110kV电源引自宝钢变。(2)中央变电所改造在中央变电所利用预留空洞扩建2组110kV GIS断路器,新增1台110kV 馈电线保护盘保护屏, 新增1个转送跳闸箱。对原110kV 监视盘 进行改造。 另对中央变电所EMS系统进行升级改造,改造内容主要包括:增加110kV系统智能电度表、Profibus网络改造、监视盘箱改造等。所有电度表
18、(3kV/10kV/110kV)通过Profibus电缆接入新设置的S7子站。拆除变换器盘(共4面)。包括相关电缆。在原变换器盘位置设置S7扩展IO柜。将原先S5监测、控制的所有内容进行转移。操作信号、状态信号、故障信号电缆更新。非常监视按照原有方式接入能中(110kV A母电压/B母电压)。更新子站PLC软件及能源中心EMS相关软件。(3) 宝钢变电所改造改造原有1组备用110kV GIS断路器(原供三高炉S/S)为厂西变电所供电。主要更换1套该断路器环形垫。(4)能源中心改造为了实现对新建厂西变电所的远程监控,需要对能源中心的EMS系统进行相应改造。内容包括:能源中心EMS系统画面、数据库
19、、报表相关功能的修改。(5)焦化变电所改造改造内容包括:新增1台交换机以及至厂西变电所的通讯光缆及其附件。2.2.1.2. 与宝钢能源管控中心相关的改造1) 中央变电所PLC控制系统2) 厂西变PLC控制系统3) 能源中心系统相关软件(包括IO服务器、电力调度台客户端、报警服务器、趋势服务器、历史数据库服务器和应用服务器等软件的改造)4) 控制系统构成本次改造中将在厂西变电所和中央变电所各设置一套西门子S7-300 PLC控制系统,通过光缆与能源中心网络相连,用以实现两个变电所的无人值守功能。控制系统构成图如下:厂西变和中央变两套PLC控制系统均选用西门子S7-300 PLC,采用ET200M
20、作为扩展单元,具有良好的可扩展性,每块ET200M最多可配置8块I/O模块。同时为了与能中系统进行通讯、实现远方监控和无人值守,配置了以太网通讯模块通过光缆连接到能中的工业网络,通讯速率为100Mbps。本次改造涉及到能中系统的软件改造,主要包括:IO服务器(冗余)需实现与现场PLC的通讯和I/O点配置。电力调度台客户端需实现厂西变和中央变的一次接线图画面、操作画面、报警画面、光字牌画面和趋势画面等。报警服务器需进行报警点和报警存档配置。趋势服务器需进行趋势点和趋势存档配置。历史数据库需进行历史数据点存档配置。厂西变现场电气室设置一台HMI,与厂西变PLC通过以太网进行通讯,该HMI用于显示厂
21、西变一次接线图监控画面和光字牌画面,没有开关操作功能。此外本次改造中采用西门子P50电表采集电流、电压、频率、有功功率、无功功率、电量等模拟量信号,电表与PLC之间采用Profibus DP通讯方式,可以大大节省I/O硬接线和PLC模拟量输入模块等。P50电表与PLC的连接构成见上图所示。厂西变和中央变两套PLC与能中系统(以及厂西变PLC与现场光字牌HMI)采用以太网通讯,具体通讯协议为西门子ISO以太网通讯协议,网络地址为PLC以太网模块出厂设定的MAC地址,无需另行分配。2.2.2. 工程主要节点节 点批复/计划时间实际时间可研批复初步设计2009年12月-2010年3月2009年12月
22、-2010年3月开工日期2010年3月2010年3月实物交接2011年4月2011年6月交工验收2011年7月2011年8月竣工验收2011年7月2011年8月2.2.3. 工艺、技术方案和设备性能、技术参数评价在厂西变和中央变现场电气室各配置一套西门子S7-300 PLC,完成采集信号、数据处理、接口通讯、联锁控制等功能;在厂西变现场电气室设置一台HMI,完成一次接线图画面监视和光字牌报警画面监视等功能;能中系统冗余IO服务器下挂工业以太网,完成与现场PLC的通讯,进行实时数据采集等功能;能中报警服务器完成报警归档;能中趋势服务器完成趋势归档;能中电力调度台客户端共有三台,对工艺画面进行监控
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