在“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略指引下，鋼鐵行業(yè)作為高能耗、高排放的典型代表，正面臨著巨大的能源管理和節(jié)能減排壓力。數(shù)之能公司憑借在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析及智能控制領(lǐng)域的深厚技術(shù)積累，針對(duì)鋼鐵企業(yè)能源管理中存在的能耗數(shù)據(jù)分散、能源利用效率低、排放管控難等痛點(diǎn)，推出智慧能源管控一體化解決方案，旨在幫助鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理、降低生產(chǎn)成本、提升能源利用效率，推動(dòng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

 

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

 

1、感知層

 

感知層是整個(gè)智慧能源管控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要由各類智能計(jì)量與監(jiān)測(cè)設(shè)備組成。在鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，部署智能電表、智能水表、氣體流量計(jì)、壓力傳感器、溫度傳感器等設(shè)備。例如，在高爐煉鐵環(huán)節(jié)，通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度，氣體流量計(jì)測(cè)量高爐煤氣產(chǎn)生量；在軋鋼環(huán)節(jié)，智能電表精確計(jì)量設(shè)備耗電量，壓力傳感器監(jiān)測(cè)液壓系統(tǒng)壓力。這些設(shè)備將采集到的能源數(shù)據(jù)（電、水、煤氣、蒸汽等）、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，并通過(guò)工業(yè)總線、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)等方式傳輸至網(wǎng)絡(luò)層。

 

2、網(wǎng)絡(luò)層

 

網(wǎng)絡(luò)層構(gòu)建了穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)傳輸通道，采用工業(yè)以太網(wǎng)、5G、LoRa等多種通信技術(shù)相結(jié)合的方式。工業(yè)以太網(wǎng)用于廠區(qū)內(nèi)固定設(shè)備間的高速、穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，保障大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的可靠交互；5G技術(shù)為移動(dòng)設(shè)備（如巡檢機(jī)器人、移動(dòng)監(jiān)測(cè)終端）及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸提供支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時(shí)上傳；LoRa技術(shù)則適用于對(duì)功耗要求低、覆蓋范圍廣的傳感器網(wǎng)絡(luò)，確保廠區(qū)偏遠(yuǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)采集設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求。多種通信技術(shù)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)從感知層到平臺(tái)層的無(wú)縫傳輸。

 

3、平臺(tái)層

 

平臺(tái)層是智慧能源管控一體化解決方案的核心樞紐，基于云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建。它具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和分析能力。首先，對(duì)網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)暮Ａ慨悩?gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化處理，去除噪聲數(shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。然后，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析算法、機(jī)器學(xué)習(xí)模型及能源管理專業(yè)模型，對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘。例如，通過(guò)建立能源消耗預(yù)測(cè)模型，基于歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和外部環(huán)境因素，預(yù)測(cè)未來(lái)能源需求；利用能效分析模型，評(píng)估各生產(chǎn)工序、設(shè)備的能源利用效率。同時(shí)，平臺(tái)層還支持與企業(yè)現(xiàn)有的ERP、MES等系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

 

4、應(yīng)用層

 

應(yīng)用層為鋼鐵企業(yè)不同層級(jí)的用戶提供多樣化、個(gè)性化的功能服務(wù)，通過(guò)Web端、移動(dòng)端和大屏展示等方式呈現(xiàn)。企業(yè)管理層可通過(guò)Web端查看能源消耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表、能源成本分析報(bào)告，掌握企業(yè)整體能源管理狀況，制定能源戰(zhàn)略規(guī)劃；能源管理人員利用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、能效分析、能源調(diào)度等功能，優(yōu)化能源分配；生產(chǎn)車間操作人員則通過(guò)移動(dòng)端接收能源管理指令，查看設(shè)備能耗數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)能源優(yōu)化操作；大屏展示系統(tǒng)可在控制中心實(shí)時(shí)呈現(xiàn)全廠能源運(yùn)行態(tài)勢(shì)，為決策提供直觀依據(jù)。

 

核心功能模塊

 

1、能源實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警

 

系統(tǒng)對(duì)鋼鐵企業(yè)全流程能源數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以直觀的圖形化界面展示各生產(chǎn)工序、重點(diǎn)設(shè)備的能源消耗情況。在監(jiān)控大屏上，通過(guò)電子地圖、工藝流程動(dòng)畫等形式，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)能源流向、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)能源消耗出現(xiàn)異常波動(dòng)（如超出設(shè)定閾值、偏離正常運(yùn)行曲線）或設(shè)備故障時(shí)，系統(tǒng)立即發(fā)出聲光報(bào)警，并通過(guò)短信、APP推送等方式通知相關(guān)人員。例如，當(dāng)高爐煤氣泄漏量超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警并定位泄漏點(diǎn)，提醒工作人員及時(shí)處理，避免安全事故和能源浪費(fèi)。

 

2、能效分析與優(yōu)化

 

系統(tǒng)從多個(gè)維度對(duì)鋼鐵企業(yè)能源利用效率進(jìn)行深入分析，包括工序能效分析、設(shè)備能效對(duì)標(biāo)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。通過(guò)對(duì)比不同時(shí)間段、不同生產(chǎn)線的能效指標(biāo)，找出能效低下的環(huán)節(jié)和設(shè)備，分析原因并提供優(yōu)化建議。例如，通過(guò)設(shè)備能效對(duì)標(biāo)，發(fā)現(xiàn)某軋鋼生產(chǎn)線加熱爐能耗高于行業(yè)平均水平，系統(tǒng)分析得出是燃燒效率低導(dǎo)致，進(jìn)而推薦調(diào)整燃燒參數(shù)、優(yōu)化爐體保溫措施等解決方案。同時(shí)，系統(tǒng)還能評(píng)估不同能源（如電力、煤氣、焦炭）的使用比例，提出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方案，降低能源成本。

 

3、能源智能調(diào)度與管理

 

基于能源消耗預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)用智能算法制定能源調(diào)度方案。在滿足生產(chǎn)需求的前提下，實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化分配和平衡調(diào)度。例如，在低谷電價(jià)時(shí)段，優(yōu)先安排對(duì)電力需求大且可靈活調(diào)整的生產(chǎn)工序（如部分設(shè)備的檢修、預(yù)熱等）；根據(jù)高爐煤氣產(chǎn)生量和消耗情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)煤氣輸送管道閥門，合理分配煤氣資源，避免放散浪費(fèi)。此外，系統(tǒng)還支持手動(dòng)調(diào)度功能，能源管理人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，靈活調(diào)整調(diào)度策略。

 

4、碳排放監(jiān)測(cè)與管理

 

系統(tǒng)全面監(jiān)測(cè)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放情況，對(duì)二氧化碳、一氧化碳等溫室氣體的產(chǎn)生、排放進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)量和分析。通過(guò)建立碳排放核算模型，準(zhǔn)確計(jì)算企業(yè)的碳排放量，并與國(guó)家碳排放配額進(jìn)行對(duì)比分析。當(dāng)碳排放接近或超出配額時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警并提供減排建議，如優(yōu)化生產(chǎn)工藝、采用清潔能源替代等。同時(shí)，系統(tǒng)還能生成碳排放報(bào)告，為企業(yè)參與碳交易、應(yīng)對(duì)環(huán)保監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支持。

 

5、能源設(shè)備全生命周期管理

 

系統(tǒng)建立能源設(shè)備檔案，對(duì)設(shè)備的采購(gòu)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、報(bào)廢等全生命周期進(jìn)行數(shù)字化管理。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)（如電壓、電流、溫度、振動(dòng)等），結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和故障預(yù)測(cè)模型，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，自動(dòng)生成維護(hù)計(jì)劃。例如，根據(jù)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)數(shù)據(jù)和運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，預(yù)測(cè)軸承磨損情況，提前安排檢修，避免設(shè)備突發(fā)故障影響能源供應(yīng)。同時(shí)，系統(tǒng)還能統(tǒng)計(jì)設(shè)備能耗、維修成本等數(shù)據(jù)，評(píng)估設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，為設(shè)備更新?lián)Q代提供決策依據(jù)。

 

 解決方案優(yōu)勢(shì)

 

1、降低能源成本

 

通過(guò)能源智能調(diào)度、能效優(yōu)化和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，減少能源浪費(fèi)，降低能源采購(gòu)和消耗成本。據(jù)實(shí)際案例統(tǒng)計(jì)，采用數(shù)之能智慧能源管控一體化解決方案后，鋼鐵企業(yè)能源成本平均降低15% - 20%。例如，某鋼鐵企業(yè)通過(guò)優(yōu)化煤氣調(diào)度和能源結(jié)構(gòu)，每年可減少煤氣放散量，節(jié)約能源成本數(shù)千萬(wàn)元。

 

2、提升能源利用效率

 

對(duì)能源數(shù)據(jù)的深度分析和精細(xì)化管理，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)能源利用的薄弱環(huán)節(jié)，采取針對(duì)性措施提高能效。系統(tǒng)實(shí)施后，企業(yè)整體能源利用效率可提升10% - 15%，減少能源消耗總量，降低企業(yè)的能源消耗強(qiáng)度。

 

3、增強(qiáng)環(huán)保合規(guī)性

 

實(shí)時(shí)碳排放監(jiān)測(cè)和管理功能，幫助企業(yè)準(zhǔn)確掌握碳排放情況，滿足國(guó)家環(huán)保政策和碳排放監(jiān)管要求，避免環(huán)保處罰風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過(guò)減排措施的實(shí)施，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，提升企業(yè)的社會(huì)形象和品牌價(jià)值。

 

4、提高管理決策科學(xué)性

 

系統(tǒng)提供的全面、準(zhǔn)確的能源數(shù)據(jù)和分析報(bào)告，為企業(yè)管理層制定能源戰(zhàn)略、生產(chǎn)計(jì)劃和投資決策提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，管理層能夠快速了解企業(yè)能源運(yùn)行狀況，及時(shí)調(diào)整管理策略，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

 

數(shù)之能公司的鋼鐵企業(yè)智慧能源管控一體化解決方案，以先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)和強(qiáng)大的功能模塊，為鋼鐵企業(yè)能源管理提供了全方位、智能化的解決方案。未來(lái)，數(shù)之能將持續(xù)優(yōu)化和完善方案，緊跟能源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，為鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。