在“雙碳”目標的戰(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)分析及智能控制領域的深厚技術積累，針對鋼鐵企業(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，推出智慧能源管控一體化解決方案，旨在幫助鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)能源精細化管理、降低生產(chǎn)成本、提升能源利用效率，推動鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

 

系統(tǒng)架構設計

 

1、感知層

 

感知層是整個智慧能源管控系統(tǒng)的基礎，主要由各類智能計量與監(jiān)測設備組成。在鋼鐵生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，部署智能電表、智能水表、氣體流量計、壓力傳感器、溫度傳感器等設備。例如，在高爐煉鐵環(huán)節(jié)，通過溫度傳感器實時監(jiān)測爐內(nèi)溫度，氣體流量計測量高爐煤氣產(chǎn)生量；在軋鋼環(huán)節(jié)，智能電表精確計量設備耗電量，壓力傳感器監(jiān)測液壓系統(tǒng)壓力。這些設備將采集到的能源數(shù)據(jù)（電、水、煤氣、蒸汽等）、設備運行參數(shù)及環(huán)境數(shù)據(jù)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，并通過工業(yè)總線、無線傳感網(wǎng)絡等方式傳輸至網(wǎng)絡層。

 

2、網(wǎng)絡層

 

網(wǎng)絡層構建了穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)傳輸通道，采用工業(yè)以太網(wǎng)、5G、LoRa等多種通信技術相結(jié)合的方式。工業(yè)以太網(wǎng)用于廠區(qū)內(nèi)固定設備間的高速、穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸，保障大量實時數(shù)據(jù)的可靠交互；5G技術為移動設備（如巡檢機器人、移動監(jiān)測終端）及遠程數(shù)據(jù)傳輸提供支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的即時上傳；LoRa技術則適用于對功耗要求低、覆蓋范圍廣的傳感器網(wǎng)絡，確保廠區(qū)偏遠區(qū)域數(shù)據(jù)采集設備的聯(lián)網(wǎng)需求。多種通信技術協(xié)同工作，實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)從感知層到平臺層的無縫傳輸。

 

3、平臺層

 

平臺層是智慧能源管控一體化解決方案的核心樞紐，基于云計算和大數(shù)據(jù)技術搭建。它具備強大的數(shù)據(jù)處理、存儲和分析能力。首先，對網(wǎng)絡層傳輸?shù)暮Ａ慨悩嫈?shù)據(jù)進行清洗、轉(zhuǎn)換和標準化處理，去除噪聲數(shù)據(jù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式。然后，運用大數(shù)據(jù)分析算法、機器學習模型及能源管理專業(yè)模型，對能源數(shù)據(jù)進行深度挖掘。例如，通過建立能源消耗預測模型，基于歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備運行狀態(tài)和外部環(huán)境因素，預測未來能源需求；利用能效分析模型，評估各生產(chǎn)工序、設備的能源利用效率。同時，平臺層還支持與企業(yè)現(xiàn)有的ERP、MES等系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、管理數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

 

4、應用層

 

應用層為鋼鐵企業(yè)不同層級的用戶提供多樣化、個性化的功能服務，通過Web端、移動端和大屏展示等方式呈現(xiàn)。企業(yè)管理層可通過Web端查看能源消耗統(tǒng)計報表、能源成本分析報告，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)的實時監(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移動端接收能源管理指令，查看設備能耗數(shù)據(jù)，進行現(xiàn)場能源優(yōu)化操作；大屏展示系統(tǒng)可在控制中心實時呈現(xiàn)全廠能源運行態(tài)勢，為決策提供直觀依據(jù)。

 

核心功能模塊

 

1、能源實時監(jiān)控與預警

 

系統(tǒng)對鋼鐵企業(yè)全流程能源數(shù)據(jù)進行實時采集和動態(tài)監(jiān)控，以直觀的圖形化界面展示各生產(chǎn)工序、重點設備的能源消耗情況。在監(jiān)控大屏上，通過電子地圖、工藝流程動畫等形式，實時呈現(xiàn)能源流向、設備運行狀態(tài)。當能源消耗出現(xiàn)異常波動（如超出設定閾值、偏離正常運行曲線）或設備故障時，系統(tǒng)立即發(fā)出聲光報警，并通過短信、APP推送等方式通知相關人員。例如，當高爐煤氣泄漏量超過安全標準，系統(tǒng)自動報警并定位泄漏點，提醒工作人員及時處理，避免安全事故和能源浪費。

 

2、能效分析與優(yōu)化

 

系統(tǒng)從多個維度對鋼鐵企業(yè)能源利用效率進行深入分析，包括工序能效分析、設備能效對標、能源結(jié)構優(yōu)化等。通過對比不同時間段、不同生產(chǎn)線的能效指標，找出能效低下的環(huán)節(jié)和設備，分析原因并提供優(yōu)化建議。例如，通過設備能效對標，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致，進而推薦調(diào)整燃燒參數(shù)、優(yōu)化爐體保溫措施等解決方案。同時，系統(tǒng)還能評估不同能源（如電力、煤氣、焦炭）的使用比例，提出能源結(jié)構調(diào)整方案，降低能源成本。

 

3、能源智能調(diào)度與管理

 

基于能源消耗預測和實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運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，實現(xiàn)能源的優(yōu)化分配和平衡調(diào)度。例如，在低谷電價時段，優(yōu)先安排對電力需求大且可靈活調(diào)整的生產(chǎn)工序（如部分設備的檢修、預熱等）；根據(jù)高爐煤氣產(chǎn)生量和消耗情況，自動調(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。此外，系統(tǒng)還支持手動調(diào)度功能，能源管理人員可根據(jù)實際生產(chǎn)情況，靈活調(diào)整調(diào)度策略。

 

4、碳排放監(jiān)測與管理

 

系統(tǒng)全面監(jiān)測鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放情況，對二氧化碳、一氧化碳等溫室氣體的產(chǎn)生、排放進行實時計量和分析。通過建立碳排放核算模型，準確計算企業(yè)的碳排放量，并與國家碳排放配額進行對比分析。當碳排放接近或超出配額時，系統(tǒng)發(fā)出預警并提供減排建議，如優(yōu)化生產(chǎn)工藝、采用清潔能源替代等。同時，系統(tǒng)還能生成碳排放報告，為企業(yè)參與碳交易、應對環(huán)保監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支持。

 

5、能源設備全生命周期管理

 

系統(tǒng)建立能源設備檔案，對設備的采購、安裝、運行、維護、報廢等全生命周期進行數(shù)字化管理。通過實時監(jiān)測設備運行參數(shù)（如電壓、電流、溫度、振動等），結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和故障預測模型，提前發(fā)現(xiàn)設備潛在故障，自動生成維護計劃。例如，根據(jù)風機的振動數(shù)據(jù)和運行時長，預測軸承磨損情況，提前安排檢修，避免設備突發(fā)故障影響能源供應。同時，系統(tǒng)還能統(tǒng)計設備能耗、維修成本等數(shù)據(jù)，評估設備的經(jīng)濟性和可靠性，為設備更新?lián)Q代提供決策依據(jù)。

 

 解決方案優(yōu)勢

 

1、降低能源成本

 

通過能源智能調(diào)度、能效優(yōu)化和能源結(jié)構調(diào)整，減少能源浪費，降低能源采購和消耗成本。據(jù)實際案例統(tǒng)計，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)通過優(yōu)化煤氣調(diào)度和能源結(jié)構，每年可減少煤氣放散量，節(jié)約能源成本數(shù)千萬元。

 

2、提升能源利用效率

 

對能源數(shù)據(jù)的深度分析和精細化管理，幫助企業(yè)發(fā)現(xiàn)能源利用的薄弱環(huán)節(jié)，采取針對性措施提高能效。系統(tǒng)實施后，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)的能源消耗強度。

 

3、增強環(huán)保合規(guī)性

 

實時碳排放監(jiān)測和管理功能，幫助企業(yè)準確掌握碳排放情況，滿足國家環(huán)保政策和碳排放監(jiān)管要求，避免環(huán)保處罰風險。同時，通過減排措施的實施，助力企業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，提升企業(yè)的社會形象和品牌價值。

 

4、提高管理決策科學性

 

系統(tǒng)提供的全面、準確的能源數(shù)據(jù)和分析報告，為企業(yè)管理層制定能源戰(zhàn)略、生產(chǎn)計劃和投資決策提供科學依據(jù)。通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，管理層能夠快速了解企業(yè)能源運行狀況，及時調(diào)整管理策略，提高企業(yè)的運營管理效率和市場競爭力。

 

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，以先進的技術架構和強大的功能模塊，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，數(shù)之能將持續(xù)優(yōu)化和完善方案，緊跟能源技術發(fā)展趨勢，為鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。