水泥行业是高能耗行业，水泥行业能耗约占世界总能耗的2%。我国水泥生产能耗约占全国总能耗的7%左右，水泥企业能耗成本占生产成本的近40%~70%。与国际先进水平相比，单位产品主要能耗指标仍普遍。高出 15% 到 20%。主要问题是能源利用效率低，节能改造未达到预期效果，能效管理信息化、智能化等“两化”水平低，能效分析方法不够丰富，能效管理平台与节能改造尚未形成有效结合。. 因此，水泥行业需要一套能覆盖全能效管理的能效管理系统解决方案。
一、能效管理解决方案概述
该方案基于水泥行业能效管理现状，通过增设或添加或实现从厂区、水泥生产线、生产过程到磨机主电机等高耗能设备的四级能耗。优化煤、电、油能源数据采集与监测子系统。监控以实现能源消耗过程的透明化和可视化；在监控系统之上增加专业的基于大数据的能效管理与分析平台，实现能效大数据的综合分析与管理，建立能反映具体能效等级的能效。能耗指标评价体系旨在解决数据实时性低的问题，当前企业能效管理存在能源管控不完善、能源优化调度不完善、能效管理分析深入、系统功能单一等问题，提高企业节能降耗水平。技术水平和创新能力可以提高企业管理的信息化、智能化水平；根据能效管理系统提供的数据分析，进行有效的能源优化和更现实的节能改造，最终形成良性闭环的能效管理。该系统使企业达到节能降耗、降低生产成本、提高竞争力的目的。
2、 能效管理解决方案实施
方案整体功能由数据采集与控制层、能效监测层、能效数据分析层三部分实现。
2.1 数据采集与控制层
2.1.1 数据收集部分。用于采集与能效管理相关的基础数据，包括原料破碎、生料制备、熟料煅烧、水泥生产等生产过程的相关工艺参数，以及生活小区、车间、厂房等能源相关对象。其他耗能物体。范围。可以概括为以下三类：
工艺参数：包括各主要工艺环节的温度、压力、湿度、粉尘浓度、气体成分等，如窑尾预热器一级旋风分离器出口粉尘浓度、气体成分在线检测, 窑头和窑尾余热利用 温度和气流在线监测, 回转窑温度在线监测, 水泥磨温湿度在线监测, 磨辊在线监测温度等
质量参数：包括各种生燃料成分和生料成分的检测。石灰石等主要原料的成分检测、生料分析、煤质分析等。
能源使用：包括煤、电、水、气的计量。这部分是能效管理体系最重要的采集内容，涵盖厂区、水泥生产线、各工序和关键耗能设备的四级能耗计量。其中，电力采集在能源类别中占比最大，测点分布广泛，主要包括以下三个子系统的测算内容：
一是供配电系统。包括各生产线的进线、重要出线、主降站馈线和动力室，包括低压侧损部分，实现区域用电量、产品线用电量四级监控、过程用电量和设备端用电量。从原料破碎、“两磨一烧”到包装出货的每一个工艺环节，从石灰石破碎机、循环风机、主磨电机到熟料皮带机等每一个高耗能生产设备的序列测量和监控. 主要监测数据包括电量、三相电压、三相电流、功率、频率、功率因数等。对于重要负载，将增加电能质量监测仪进行电能质量监测，及时发现电能质量问题，并采集供电设备的遥信和告警信号，实现设备运行的透明化。
二是空调系统。采集水泥厂空调站内锅炉、水泵、冷却塔、空调等高耗能设备的电量及设备运行状态，实现实时监控，采集电流、电压、用于分析电机的功率和谐波。检查电机运行是否正常，及时改善电机运行状态。
三、压缩空气。采集空压机设备电量、报警信息和设备运行状态，对空压机进行远程实时监控，控制电机的启停，采集空压机的电流、电压、功率、谐波等数据电机，分析电机运行情况 检查情况是否正常，及时改善电机运行状态。
2.1.2 智能控制和能效优化。增加智能主控单元、就地显示单元、变频调速单元、电能质量改善单元、余热利用等成套设备，并结合上层能效监测分析系统，通过对影响能耗和负荷的参数进行自动采集和传输、存储、汇总和分析，及时调整和优化供能系统的运行，实现智能启停、负荷分配、能源按需供能，提高供能质量，设备运行调整、余热发电等功能，最终实现能耗优化，降低能耗。
一是供配电系统。对负载变化较大的高压电机，如生料磨循环风机、磨机主电机等，根据负载变化和设备运行状况进行变频改造，提高运行效率。功耗效率，注意低压侧电机的负载。变频改造价格低、投资回收期短、节能效果明显，应优先考虑。
二是提高电能质量。水泥磨、破碎机等部分10kV高压设备冲击负荷大能耗管理系统，电压波动大。应采用响应时间较快的无功补偿装置，实现无功补偿的动态响应，改善厂内电能质量，提高功率因数。并涵盖低压侧变压器和用电设备的无功补偿，尽量做到就地补偿，实时监测功率因数和无功补偿，减少电能损耗。
三是智能控制。采用智能控制单元PLC+人机界面的控制技术，根据用户实际情况自动设定设备启动时间，动态调整动力设备输出，确保空调系统随时处于最佳运行状态，减少设备机械损耗，减少维修量。，延长系统寿命。
2.2 能效监控层
能效监测中心作为整个项目成果的重要展示平台，由能源流监测工作站、生产过程流监测工作站、供配电监测工作站、电力系统监测工作站、建筑能耗监测工作站等组成。能源监测工作站。以及工业库、服务器、大屏幕系统和其他基础设施组件。通过对生产经营各环节能源介质（包括电、煤、水、蒸汽等）的采集、存储和统计，在线监控整个企业的生产能耗动态过程，透明化并可实现能耗过程的可视化。
2.3 能效数据分析层
能效数据分析层位于能效监测层之上。针对水泥行业的业务特点和应用场景，为满足行业不同用户的定制化需求，采用分层的组件化软件架构模型，专门服务于能效大数据。用于分析和能源效率管理的平台。
能效分析系统用于对能效监测系统采集的各种能效数据进行全面、更深入的多维度分析，掌握能源消耗的数量、构成、分布和流向，找出能源的存在通过各种类比在企业中消费。问题和不足，找出企业的节能潜力。通过制定能源计划、能源绩效管理、产品单耗管理、能源成本管理、对标管理、能效分析等功能，建立企业能耗考核管理体系，服务于能源审计和节能改造项目. 节能项目提供数据和理论支持，
3、能效管理解决方案应用
四川某大型水泥厂新建干法熟料生产线3条，日产5000吨，年产水泥600万吨。该工厂是典型的能源大用户。煤、电、水的总成本占总成本的70%。管理很粗放，只有一级计量比较完善，二级和三级计量补充空间很大，没有专门的能效管理体系，没有有效能耗监测和数据分析。节能改造实施方案提供了科学合理的技术支持，企业的节能空间和技改方案尚未确定实施。
在此基础上，利用上述水泥行业能效管理方案，首先建立一个涵盖能源采集、控制、监测和能效分析的完整能效监测分析平台，满足可视化、信息化、企业能效管理智能化。实现多维度的能效分析和能效闭环管理功能。然后，通过能效管理系统提供的精细化数据支持和能效分析结果，结合其他能源诊断技术，确认企业的主要能耗问题表现在变压器负荷率低，窑尾高温风机和窑头排气。风机负荷率低，磨风机不处于经济运行状态，部分高压风机（如生料磨循环风机）未进行变频改造，电能质量低，低压侧损耗高。
针对上述问题，采取了配电变压器淘汰更新、高效电机更换、电机变频改造、建立平衡优化等一系列节能改造措施。分析系统，优化相关水泥生产控制系统，增加无功补偿系统。达到更大的节能效果。
4、结束语
合理的能效管理方案确实可以为企业带来巨大的价值。因此，在制定能效管理方案时，实施的最终目标应该是实现节能。它不能简单地用作能够进行能源监控的 SCADA 系统。因此，只有将管理的信息化、智能化与真正的节能技术相结合，形成良性互动，才能真正发挥能效管理体系的价值，才能在水泥行业得到有效推广，从而为行业节能做出贡献。减排带来更大的效果，也为社会创造更大的价值。
