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优质自动化技术在节能降耗领域里建功立业储液罐丝印机对虾养殖螺柱焊机杀虫剂Frc

发布时间:2023-12-08 07:05:06 阅读: 来源:冲床厂家
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优质自动化技术在“节能降耗”领域里建功立业

胡锦涛总书记在党的十七大报告的第五部份,促进国民经济又好又快发展的第(四)点中,强调指出:“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,关系人民群众切身利益和中华民族生存发展。必须把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置,落实到每个单位、每个家庭。加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候作出新贡献。”

长期以来,中国政府高度重视资源环境问题,坚持实施可持续发展战略,把节约资源、保护环境作为基本国策,努力建设资源节约型、环境友好型社会。中国政府提出坚持以人为本,把发展切实转入全面协调可持续的轨道;加快转变经济增长方式;把资源节约作为基本国策,发展循环经济,保护生态环境,加快建设资源节约型、环境友好型社会;显著提高资源利用效率,到2010年使单位国内生产总值能源消耗比2005年降低20%左右。为了落实到人,政府更进一步把“节能降耗指标”数量化!

毫无疑问,构建“节约型社会”,是中央高层提出的最为引人注目、影响最为深远的一个重大决策。“节约”、“和谐”、“创新”,无疑是中国2005年以来,媒体使用频率最高、影响最为广泛的三个关键词。人们认为:当前国家高层领导强调构建“节约型社会”、“和谐社会”、呼吁“自主创新”,具有针对现实、拨正发展航向的意味。能源资源问题是关系我国经济社会发展全局的一个重大战略问题;要从推动我国经济社会持续发展和人民生活水平不断提高的全局出发,全面分析能源资源形势,深入研究能源资源问题,全面做好能源资源工作,促进形成可持续的生产方式和消费模式,建立资源节约型国民经济体系和资源节约型社会,为实现全面建设小康社会的宏伟目标和我国的长远发展提供可靠的能源资源保证。

许多分析人士认为,这一重大决策并非空穴来风或领导人的心血来潮,而是基于中国国情对经济发展路线的一个主动战略调整。面对着国家战略的结构性调整,全国各行各业无不在认真思考自身的定位与建设,我们中国自动化科学技术界亦不例外,许多专家学者都在探索与思考。

本文就《“节能降耗”与自动化技术的关系》这一重要命题展开论述,希望通过本文起到“抛砖引玉”的作用,引起广大读者朋友的共鸣。

一,我国经济发展面临着“节能降耗”的重要历史阶段

中国是一个人口众多,资源相对不足,生态先天脆弱的发展中大国,随着经济快速增长和人口的不断增加,努力缓解资源不足的矛盾,不断改善生态环境,实现可持续发展成为中国十分紧迫的任务。但是,我国经济发展的粗放型增长方式并没有从根本上转变,一方面经济增长在相当程度上仍然是主要依赖资源的高投入来实现的,能源、淡水、土地、矿产等资源不足的矛盾越来越突出。资源产出效率较低,节约潜力很大。钢薄膜开关铁、有色、电力、化工等8个高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平的平均高40%以上,单位建筑面积暖能耗相当于气候条件的相近发达国家的倍,工业用水重复利用率比国外先进水平低个百分点,矿产资源总回收率比国外先进水平低20个百分点。近年来,能源资源问题已经成为中国近一步发展的瓶颈,中国资源消耗式发展模式必须得到改变,这已经成为全社会共识。随着经济的快速发展,中国已经成为世界第二大能源消费国,能源消费量约占世界的11%。石油对外依存度已经超过40%,中国经济增长在相当程度上仍然主要依赖资源的高投入来实现,资源产出效率较低。目前,钢铁、有色、电力、化工等8个高耗能行业单位产品能耗比世界先进水平平均高40%以上。能源是人民生活水平提高的必要保证。如果我国走传统工业发展道路,在能源消耗方面高投入、高消费、高排放,作为人口大国,如果让13亿中国人都过上有车、有房、生活电气化的小康生活,那么即使2个地球也养活不了中国。

我国工业生产普遍存在的“三高”(高能耗、高消耗、高污染)现象仍然十分严重。我国1亿美元GDP消耗能源约12万吨标准煤,约为日本的6.58倍,德国的4.49倍,美国的3.65倍。我国单位GDP的钢铁、木材、水泥的消耗强度分别为发达国家的5~8倍、4~10倍、10~13倍。我国年排放二氧化硫近2000万吨,酸雨面积已占国土面积的30%,空气质量达标城市仅占1/3,流经城市的河段70%受到不同程度污染。

因此,完全可以断定:我国经济发展已经进入“节能降耗”的重要历史阶段。建设节约型社会是我国各部门各行业的工作重点,国家加强能源领域的统一规划迫在眉睫。观察人士认为,中央力倡建设节约型社会意味着中国可持续发展嘉峪关战略进入实施阶段。节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针,也是当前一项极为紧迫的任务。为推动全社会开展节能降耗,缓解能源瓶颈制约,建设节能型社会,促进经济社会可持续发展,实现全面建设小康社会的宏伟目标,国家发改委特别制定了《节能中长期专项规划》规划;国务院也于近期专门下发通知,要求在生产、建设、流通、消费各领域节约资源,提高资源利用效率,减少损失浪费。力图推进“节能降耗”工作。

二,应用自动化技术实现“节能降耗”的一些成功案例

在我国,已经有一些著名的工业自动化企业通过他们的出色工作来努力实现“节能降耗”的目标。在这里,作者选择了我国部份民企案例来加以介绍:

案例一:北京和利时公司的MACS系统在杭州绿能环保发电厂中的应用

杭州绿能环保垃圾焚烧发电厂由杭州绿能环保发电有限公司负责筹建,一期工程已于2004 年10 月全部投运,共配置了3 台150t/d 垃圾焚烧炉、3 台15t/h 余热锅炉及3 套尾气处理系统。并配置了1 套杭州汽轮机厂生产的7.5MW 凝汽式汽轮发电机组。垃圾焚烧炉采用了杭州锅炉厂引进的日本三菱重工技术制造的马丁式垃圾焚烧炉。

以往的垃圾焚烧发电厂,通常都采用各家的PLC 来分别实现各个设备的控制要求的。而许多PLC是随各个主设备厂配套而来的。因此,配套而来的各家PLC 之间,由于型号和品种的各不相同,往往是难以实现相互之间的通信和信息交换的;从而导致在整个垃圾焚烧发电厂的控制系统中,出现了一个个由各家不同的PLC 组成的“自动化孤岛”。与此同时,许多厂家的PLC 往往难以实现复杂的模拟量控制,例如串级控制和前馈控制;特别是难以实现垃圾低热值时的滑参数运行方式下的各种控制要求。因此,杭州绿能环保发电有限公司从一开始就果断地决定,选择用DCS 系统来实现“全厂一体化”的控制功能。整个杭州绿能环保发电厂“全厂一体化”控制的基本思想是:

由先进的、全面开放的DCS 系统作为全厂总的控制系统,实现全厂机、炉、电和现场各辅机系统的一体化控制。采用全能值班员制度。

经过反复的分析比较和严格的考察,杭州绿能环保发电有限公司最终选择了北京和利时公司提供的符合国际最新发展潮流的第四代DCS—MAC调油刀S 系统。MACS 系统可以方便地采用以太、Profibus-DP 现场总线或RS 485通讯接口和全厂的各个控制子系统(各种PLC 和505 调速器)连接和通讯。MACS 系统成功地实现了“全厂一体化”。

目前,杭州绿能环保垃圾焚烧发电厂运行状况良好,垃圾焚烧量超过了设计要求的450t/d,可以达到600t/d;发电量可以达到6.9—7.5MW;“全厂一体化”的控制功能通过和利时公司全面开放的MACS 系统已经顺利实现,各个控制子系统性能稳定可靠,操作灵活方便。

这个项目既处理了垃圾,又转化成了电能,很好地实现了“节能降耗”的目标。

案例二:北京三博中自科技有限公司在节能降耗、资源优化方面的工作

中科院自动化所北京三博中自科技有限公司自从成立以来,逐步确立了以节能降耗、资源优以减小脉动成份化为公司的发展战略方向,为企业提供节能降耗控制、整体资源优化、系统集成解决方案。为用户提供具有国际水平的科技产品和技术服务。

目前,三博公司已成功开发出10多项具有自主知识产权的高技术含量的炼焦自动化技术产品,如:焦炉红外测温仪及测温管理系统、焦炉加煤自动计量系统、焦炉四车联锁监控管理系统、焦炉自动配煤控制系统、焦炉自动加热优化控制系统、焦炉集气管压力智能调节系统,等等。以上产品已开始获得广泛推广应用,目前已有60多家焦化企业采用一项或多项以上炼焦自动化技术产品。其中,焦炉红外测温仪及测温管理系统开发成功后,迅速进行市场推广应用,目前已销售近500套,市场占有率从0%提升到90%以上,基本取代了一直处在该行业垄断地位的国外知名品牌爱康特红外测温仪,使焦化行业的企业大大降低了成本。由三博公司开发的焦炉自动加热优化控制系统为企业创造了良好的经济效益,如在江西某焦化厂实施了该系统,为该企业每年节省能源费用300多万元,而该系统投入成本才30多万元,目前正在焦化行业大力推广应用该系统,目前已多家焦化企业推广应用了10多套该系统。这几年来,三博公司在焦化行业也深受其益,针对焦化行业的直接销售收入已达4000万元以上,在焦化行业的工程业绩已达100多个,取得了良好的经济效益和社会效益。在国家倡导的采用信息化自动化技术改造传统产业,节能降耗、资源优化领域,三博公司做出了应有的贡献。

案例三:北京华邦天控科技公司北京科强公司在碳素焙烧控制技术上的工作

在铝用碳素生产过程中,焙烧工序是对能耗,环保,成品品质及寿命影响最大的,由于工艺过程复杂,现场环境恶劣,在1998年之前,该工艺过程几乎没有自动控制,能耗高,污染大,产品品质不稳定。引进国外控制系统后,状况明显改善,但成本巨大,难以推广。

北京华邦天控科技发展有限公司与北京科强公司背靠航天科技的雄厚基础。近年来在消化吸收国外先进技术基础上,应用先进控制理论,于2000年成功推出国产化碳素焙烧控制系统,短短几年中得到广泛应用,完全替代了国外引进产品,创造了巨大的经济,环保及社会效益。使用后相对过去手动控制,产品能耗降低50%,产品合格率从90%以下提高到98%以上。进入净化系统之前,尾气焦油含量降低40%以上,产品理化指标明显提高,从而使电解铝的电流效率和电解铝槽寿命都得到了提高。以一个年产6万吨碳素的标准炉型为例,每年节省燃料(100#重油)3000多吨,由此节约成本近千万元,按全国产量计算,全年即可节省燃料成本7亿多元,同时环保指标大大提高,产能及品质大幅提升。

目前该产品在稳固国内市场的同时(约占60%),正在成功地迈向国际市场,实现拥有自主知识产权先进技术产品的输出。

案例四:浙大中自公司的“煤化工过程优化控制技术实现节能降耗”

浙大中自公司依托浙江大学工业自动化国家工程研究中心、浙江大学工业控制技术国家重点实验室、“控制理论与控制工程”和“检测仪表及装置”两个国家重点学科、浙江大学现代控制工程研究所,秉承浙江大学求是创新的科研作风和广博丰厚的技术源泉,在董事长孙优贤院士的率领下,努力开拓“节约型”工业自动化技术。他们开展的“煤化工过程优化控制技术实现节能降耗”工程,已经取得了较好的成效。

煤炭能源消耗占中国能源消耗总量的70%,涉及化工、冶金、电力等诸电工器材多行业,以煤为能源的企业面临着越来越大的压力。如何利用好煤炭资源成为有关专家和工程技术人员多年研究的课题。对自动化系统工程人员来讲,将先进控制与过程优化技术应用于煤化工生产过程,实现节能降耗,是当前最紧迫的任务。煤化工生产过程优化控制技术可以大大提高煤的利用率,既节约了大量资源,也降低了生产成本,因而在煤化工生产领域有着广阔的市场前景。

煤炭的应用大致分为燃烧和气化两种形式,燃烧一般有工业锅炉来实现,气化又分为间歇式固定床煤气化、连续式固定床煤气化、粉煤气化、水煤浆气化、富氧气化等,由于后三种气化方式投资大技术还不成熟原因而很少采用,所以目前国内大多采用前两种气化方式。实践证明,固定床间隙气化工艺影响因素多,滞后时间长,在炉况稳定时期,由于操作条件发生变化后,造成炉子蓄热状况变差,其潜热损失的增加往往是潜热损失从量变到质变的结果。当造气炉蓄热过量时,上、下行温度升高,温度速率增大,通过显热增加仍不能达到热平衡时,气化层将出现局部过热结疤,如仍未及时调整工艺及操作,炉面将出现局部发红、吹翻,带出物增加。当加大排渣量后,即使大疤消除,但灰渣返炭增加,吹风效率降低,这样潜因此用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求热损失必定增加。基于上述情况,间歇式固定床煤气化过程优化控制系统,采用浙大中自公司的SunyTDCS9200集散控制系统,把造气炉当成一个蓄热的容器,不再简单的依赖气化层的检测状况和信息,而是利用造气炉的上、下行温度这两个最能反映造气炉宏观运行状态的参数,运用模糊控制和优化控制技术,分析上、WE型实验机工作油缸的内壁是工作活塞运动的导向面下行温度的动态变化过程所反映的造气炉蓄热状况的变化,再运用工艺控制上的一些规律加以优化控制参数,使气化层逐步优化,在条件优化中,逐步使造气炉达到单位时间内蓄热能力最大,同时热损失最小,且稳定性最高的生产状况,只要达到这个状况,从能量守恒角度而言,则单炉产气量最高、能源利用率最高,平均单炉发气量提高10%以上,煤耗下降%。控制调节包括:吹风时间的调节;上、下吹比例时间的调节;炉条机转速的调节。

由此可见,打破局部参数孤立控制操作的老习惯,建立起全装置多参数综合操作的概念,向着操作的精确性、安全性、稳定性、预见性等方面发展。采用先进控制与过程优化技术,进行煤化工生产过程优化控制,实现节能降耗,是今后煤化工生产过程控制发展的方向。


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