一、企业简介
湖北兴发化工集团股份有限公司成立于1994年,座落于汉明妃王昭君故里-中国湖北省宜昌市兴山境内,是一家以磷化工系列产品和精细化工产品的开发、生产和销售为主业的上市公司。公司于1999年在上海证券交易所上市,股票代码600141,总股本43539万股,现拥有38家控股子公司,截至2013年底总资产167.95亿元,2013年销售收入109.3亿元,员工6300多人。通过十多年的发展,公司已成为中国最大的精细磷酸盐生产企业,全球最大的六偏磷酸钠生产企业。
公司依托优势资源,大力发展精细磷化工,积极开拓国内外市场,形成了产品、市场、资源三位一体的组合优势。公司长期专注于精细磷化工产品开发,形成了品种多、规模大、门类齐全、精细化程度、产品附加值和技术含量较高的产品链条,是国内最大的精细磷产品生产企业,现有电子级、医药级、食品级(添加剂)、饲料级、工业级、肥料级产品70多个,年生产能力近百万吨,50%以上的主导产品出口亚、欧、美、非等35个国家和地区,同多家世界500强企业宝洁、陶氏化学、联合利华等国际化工巨头建立了战略合作关系。
图1 湖北兴发化工集团股份有限公司
二、企业信息化应用总体现状
为了规范办公管理、加强生产经营管理及提高企业自身发展竞争能力等多方面因素促进了我公司进行信息化建设,特于2000年成立信息中心,标志着我公司全面推进企业信息化建设的全面展开。经历了最开始的会计电算化,过渡到各业务系统的电子化,发展到以搜集企业生产经营管理过程中有用信息并加以分析提供给领导决策信息化,及现在的信息化与工业化融合多个阶段。我公司信息化建设紧紧围绕“双五百”的总体目标,坚持以生产和经营管理为基础, 以业务为导向,以普及应用为目的,以信息化带动管理现代化和生产自动化,促进员工整体素质的提升,全面提升公司核心竞争力为思路,大力推进信息化与工业化建设。公司从战略高度将企业信息化建设作为重要管理手段纳入日常运转,结合四合一管理体系制定完善了企业信息化制度,并根据公司信息化建设发展目标和整体规划,在信息系统外包服务、移动电子商务、电子认证服务、工业化自动化建设取得了显著成效。目前这些项目已成功的在我公司实施,起到了良好的作用,使我公司的办公自动化,信息自动化水平有了很大的提高,极大提高了我公司的生产和办事效率,节约了大量的成本,实现了项目的预期目标。
根据公司发展需要和其他部门的信息化需求,高起点建设信息化基础平台,信息中心主持和协同其他部门推进了以下几项综合管理应用系统:
1、高标准建立了覆盖全集团公司局域网和外网网络体系,满足了办公人员的网络办公需求。一是构建了以总部办公区为中心,100兆直连光纤连接兴山县内化工生产单位;二是从电信公司和移动公司各租用20兆出口带宽,实现宜昌境内公司的互联网接入;三是利用软硬件虚拟专用网(VPN)技术,让兴发在外的子公司及出差人员能时刻保持与公司局域网的相连,实现了异地与公司总部网络互通,保证了各地之间的数据、视频和信息的互通。
2、建立了人力资源信息化(HR)管理系统,加快了人力资源信息化管理进程。全面梳理了组织机构、人员构成和人员基础信息,实现了“点清人头,发对工资”的第一目标。为人员招聘、调动、劳动合同、社保的统一管理和各子公司人力资源的分块管理搭建了统一、规范的管理平台。
3、建立了协同办公(OA)公文处理系统,为公司的无纸化办公奠定了基础。该系统可满足办公室的文件上传下达需要和各部门(单位)日常事务流程的快速流转,促进了信息流转的及时性,提高了办公效率,大幅度降低了办公成本。
4、实施SAP系统,逐步替换原有NC系统。公司经过近几年的快速发展,经营规模不断扩大,尤其是销售量增加,产品品种增加,客户需求多样性,产供销缺乏有效衔接,财务业务数据不能实时共享等突出问题日益凸显,表明原有的管理模式、经营策略、业务支持系统均难以满足公司进一步发展的需要。在这样的背景下,公司决策层高瞻远瞩,为从根本上改善企业内部管理机制,以适应日益竞争激烈的市场环境,决定在2013年开始实施管理信息化项目,通过建设新的ERP系统SAP来替换原有的用友NC系统。该项目总投资逾3600万元,实现了公司内部物流、资金流和信息流的全面集中和共享;完善公司基础业务资料,全面梳理了基础资源;规范业务流程,加强内部控制。
5、依托信息化和自动化融合,建成兴山区域能源管理系统项目。该项目共投资近9000万元建设,通过生产能源管理系统的实施将能源控制和管理与生产调度控制有机结合在一起,极大地提升了公司的能源管理水平,也将为国内化工行业的节能减排及能源管理水平的提高树立良好范例。项目完成后每年可为公司节约成本约2000万元,不仅能够提高公司经济效益,增强企业核心竞争力,也能够获得良好的社会效益。
6、其他辅助信息化系统。一是新建了公司邮件系统,既强化了信息安全,也提高了企业形象;二是建立了公司对外的网站,成为向社会展示公司形象的重要窗口和与投资者沟通渠道;三是搭建了文件交换平台,利用此平台促进了公司信息的沟通;四是建立了短信息平台,既方便了工作的开展,又节约了电话成本;五是通过公司局域网建立了境内外公司的视频会议平台,大幅度降低了企业管理成本,提高了办公效率;六是建立了基于深信服网关设备、趋势科技杀毒软件、上网认证等安全信息防护系统,确保了信息和网络的安全;七是扩大了电视监控系统建设。在化工、电力、水厂、旅游企业和职工生活区建设近千个点的电视监控系统,为公司的安全生产和保障员工财产安全提供了有利保障;八是根据国家矿山的安全建设要求,建设矿山6大系统中的监测监控系统、人员定位系统、通讯联络系统,有效保障了矿山安全生产,目前该项目正处于试运行阶段;九是推进旅游公司信息化建设,建成旅游系统的酒店管理系统,提升了酒店系统的办事效率和管理水平;十是完成了移动OA的开发,大大提高了异地办公的效率。
三、参评信息化项目详细情况介绍
兴发集团不断深化两化融合力度,建成了一批两化融合项目,其中最具有影响力的项目是兴山能源管理系统。兴山能源管理系统共投资近9000万元,大大提升了兴发集团的能源管理水平,取得了可喜的经济效益、社会效益、环境效益、管理效益。
能源管理系统是信息化和工业化“两化融合”的基础性项目,它是以计算机信息系统为支撑,集生产装备自动化、生产过程管控、能源高效管理与调度为一体的公司级管控体系。如果把兴发集团将要建立的信息化总体架构分成高层、中层、基层三个层次,那么能源管理系统处在信息化总架构的基层向中层过渡的层次上。它实现了生产过程控制,并为中层应用与分析提供大量的瞬时生产数据。
兴山能源管理系统项目是在现有生产装备上实施的,实施过程中涉及部分电站效益提升改造、化工和水电部分工艺的改进、自动化实施提升与改造、信息化的全面介入并与自动化融合等众多内容,涉及面广,关联度高。项目实施人员攻克了很多难关,解决了大量生产一线实施过程中的问题,较好地完成了项目任务,实现了兴山区域化工、水电生产的统一调度、节能减排、减员增效。
兴发集团在兴山区域能源管理系统取得可喜成果的情况下,兴发集团又先后在宜昌精细化工园、宜都生态化工园建设兴瑞能源管理系统、宜都能源管理系统项目,开启了兴发集团两化融合建设项目的热潮。其中兴瑞能源管理系统项目总投资8800余万元,于2012年7月基本完成系统调试并上线试运行,2013年12月正式上线运行;宜都能源管理系统项目总投资6800余万元,于2013年10月基本完成系统调试并上线试运行, 2013年12月正式上线运行。两系统的投运为两大园区的能源管理、生产调度都提供了极大助力,也取得了较好效果。
1. 项目背景介绍
1)企业自身发展需要
企业自主节能降耗的需要:公司属能耗较高的化工行业,2009、2010年全年能源消耗成本分别占公司总成本的22.1%和21.9%。因此,企业必须通过自动化和信息化融合改造项目,来实现节能降耗的目的。
企业提高安全性能的需要:公司在兴山的厂区始建于上个世纪九十年代,生产设备及工艺相对落后,建立生产能源管理系统,各个测温,测压点都使用电子仪表监控,既消除安全隐患,又可根据预警即使采取措施,最大限度的发挥生产装置产能。
企业提高管理水平的需要:生产能源管理中心能很好的满足能源工艺系统,在信息分析基础上进行流程优化,实现能源管理自动化,有效实施客观的以数据为依据的能源消耗评价体系,减少能源管理的成本,提高企业管理效率和水平。
2)外界环境影响
中国所处国际环境:2009年11月,国家总理温家宝在国际社会上对中国的节能减排做出了庄严承诺,作为企业有责任和义务严格执行国家的节能减排指标。
国家出台政策鼓励:2009年12月,国家工信部出台了《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》。通过对钢铁行业能源管理系统的实施,企业因合理组织,经济调度取得了很大的经济效益和社会效益。
黄磷行业现状需求:目前,国内磷化工行业中黄磷生产都存在能耗较高,污染严重的现象,特别是黄磷尾气以及黄磷除渣时产生的水汽给人造成严重的视觉污染。因此,怎样降低黄磷的能耗以及减轻黄磷的视觉污染显得至关重要,兴发集团作为精细磷化工行业的排头兵,有责任和义务进行此方面的研究和探索。
2. 项目目标与实施原则
能源生产管理的基本目标是:安全稳定、经济平衡、优质环保。兴发能源管理系统的建设,将从系统的角度实现对能源系统生产、输配、调度管理、运行操作、信息分析、人力资源利用、异常处理等进行全方位的管理,以最少的人力、最先进的手段、最高效的体制、最完备的信息实现该基本目标。
湖北兴发化工集团股份有限公司生产能源调度管理平台的设计定位是:
1)对公司范围内能源系统的生产、分配和使用环节实行扁平化的监控、管理;
2)对公共能源设施的现场动力场所,包括水、电、气等系统进行必要的适应性完善改造,逐步实现以远程控制为标志的一体化集中监控和管理;
3)对动力系统的异常和故障借助于综合监控系统的信息进行快速判断和处置;对厂区污染物排放情况进行监视和管理。
4)在生产能源调度管理平台的基础上,实施“数出一处,量出一门“的集中管理模式,提高公司能源管理的效果,建立以客观数据为依据的能源考核评价体系,推动公司节能减排工作的开展。
总体目标:实现一体化能源监控、调整和管理,达到当前国内先进水平。
湖北兴发化工集团股份有限公司生产能源调度管理平台的设计规模将根据公司的总体规划考虑,并留有一定的余量。
本方案设计原则如下:
1)先进性、成熟性和实用性
根据能源系统的工艺特点,采用当今成熟并具有良好发展前景的新技术、新设备,使得各个子系统具有较长的生命周期。不盲目追求高档次,既能满足当前公司的实际情况,又能适应未来的发展(包括设备和技术两方面内容)。
2)可靠性
高效稳定的系统,能提供全年365天,全天24小时的连续运作。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统,必须能适应严格的工作环境,以确保系统稳定。
3)可操作性
先进且易于使用的图形人机界面功能,提供信息共享与交流、信息资源查询与检索等有效工具。提供易于使用的数据库功能,让使用者能随时查询信息及制作所需的报表。
4)高效率性
注重各子系统的信息共享,提高整个系统高效率的传输与运行能力。
5)实时性
设备和终端必须反应快速,充分配合生产能源调度管理平台对实时性的需求。
6)完整性
提供与各种外界系统的通信功能,并在整体系统的运作上确保信息的完整性。满足能源供需平衡、调度管理和能源计量管理的需求。
7)安全性
通过在系统部署相关安全措施、以有效地确保系统各个层次安全(包括系统、网络、应用、与工艺配套安全等)。
8)可扩展性
考虑到能源系统随主工艺系统不断扩展的特点,生产能源调度管理平台将在设计的各个方面实现系统扩展的便利性和在线扩展的技术可行性。
9)可维护性
从应用系统的规划和设计、硬件设备的选型和应用软件系统的开发等方面通盘考虑通用性、开放性,在系统局部发生故障时,运行维护人员能尽快发现并能及时处理,避免故障扩大并快速恢复正常运行。
3. 项目实施与应用情况详细介绍
兴山能源管理系统项目整体于2010年5月开始施工,7月完成项目设备设计,10月完成项目软件设计,12月完成设备招标采购,2011年6月完成设备安装和调试,7月基本完成系统调试并上线试运行,10月正式投入运行。
1)主要建设内容
(1)现场控制系统改造
现场控制系统改造分为黄磷电炉节能技术改造项目、黄磷电炉自动出炉和黄磷淬渣系统改造项目、化工系统装备自动化改造项目、化工系统能源自动化改造项目、化工系统能源计量项目、电能量采集分析系统建设项目、水电系统基础监控系统改造项目、高岚河电站增容雾龙洞及高岚河电站基础监控系统改造项目、南阳电站进水系统改造项目和部分电站前池水位自动调节项目十个子项。
黄磷电炉节能技术改造项目:
公司采用传统的电炉法工艺生产黄磷,黄磷尾气中90%是CO,原黄磷尾气部分用于下游产品的生产,富裕部分气体均放空燃烧。建设此项目可减轻公司环保压力,项目建成后彻底消除了传统黄磷生产尾气放空燃烧的“长明灯”现象和恶劣的视觉污染,并且两个厂区自此淘汰了自建厂以来一直使用的燃煤锅炉。
图2 黄磷生产二次能源综合利用前后对比图
黄磷电炉自动出炉和黄磷淬渣系统改造项目:
目前,国内采用传统的电炉法生产工艺生产黄磷的企业均采用传统的黄磷出炉模式,即出炉操作均系人工打钎、氧烧方式打开炉眼排渣,排渣结束后采用人工泥泡方式堵炉,操作方式落后且工人劳动强度较大。该项目结合公司自身生产装置现状,参照钢铁行业出炉设备自行设计并新建了机械手自动化出炉装置,有效地减轻工人劳动强度。以前兴发集团五台黄磷电炉排渣都是采用水淬渣方式,在淬渣过程中淬渣池中逸出大量的水蒸气和小颗粒水滴,并伴随部分杂质通过烟囱高空排放,形成多条水蒸汽柱形的恶劣视觉污染,严重影响了公司的环保形象。该项目建设了高压水冲渣、渣水转鼓分离皮带集中输送储存系统和水汽处理装置,彻底消除了黄磷出炉水淬渣排放条柱形水蒸汽的恶劣视觉污染,改善了生产环境。
图3 黄磷自动化出炉改造前后对比图
图4 黄磷淬渣系统改造前后对比图
化工系统装备自动化改造项目:
该项目包括白沙河、刘草坡六偏自动化改造、次磷酸钠自动化改造项目、黄磷原矿自动化改造和白沙河软水处理自动化改造四个装备自动化改造项目,降低了工人劳动强度,提高了生产效率。
化工系统能源自动化改造项目:
该项目主要对白沙河、刘草坡化工厂水、蒸汽、煤气系统进行自动化改造,不仅节约了能源,也提高了能源利用率。
化工系统能源计量建设项目:
该项目主要是对白沙河、刘草坡化工厂清水、蒸汽、煤气等主要能源介质进行计量,并采集上传至能源管控中心作为基础数据。该项目建设依据能源管理系统建设要求,结合白沙河、刘草坡两个厂区实际工艺生产情况,通过项目人员自主设计,合理选择计量点,按高标准、严要求进行施工安装工作,建成后实现了两个厂区主要能源介质形成完整的计量网络,计量数据实时、准备地上传到能源管理系统平台上。
电能量采集分析系统建设项目:
该项目的建设可实现对全公司供用电负荷、电量、负荷平衡情况进行实时显示和分析,各发电单位的发电量、各用电单位用电量及大网返供、内网总供电量的集中显示和平衡情况分析显示,并能按班、天、月、年和任意时间段对发、供、用负荷、电量进行查询、分析和统计。
水电系统基础监控系统改造项目:
公司部分电站监控系统运行年代长,大部分元器件已严重老化,并且采用常规控制,故障率高,全年故障停机多,严重影响电站安全生产,通过该项目的实施可有效降低故障率,满足电站安全、高效运行的要求,同时使各电站监控系统与能源管理中心需求相匹配。
部分电站前池水位自动调节项目:
该项目新建的前池水位自动控制系统能够自动识别机组、网络以及水位的状态,根据设定的参数通过PLC计算后控制机组导叶开度,决策分配调度多台机组的发电量,使前池水位控制在最优发电水位,实现最大发电效率,减少水力损失。
(2)能源管控中心建设
能源管控中心分为网络系统集成建设项目、控制中心建设项目、信息安全建设项目、新中心机房建设项目、化工水电系统生产视频监控系统建设项目五个子项。
网络系统集成建设项目。该项目通过对生产现场安装网络系统基础软件、硬件设施及现场电气设备和改造,建设了高速工业以太网和数据计量采集的方案及数据库,同时开发了系统集成软件。实现了对生产现场能源进行采集、传输及统计,并能对统计的数据进行分析达到控制的效果等功能。
控制中心建设项目。该项目完成了集管理、调度、监控、指挥为一体的能源调度指挥中心的建设。
信息安全建设项目。该项目通过建设网络安全、主机与系统安全、应用与数据安全等信息安全措施,以防止信息泄露,提高公司信息安全。
2)系统功能
(1)系统结构
兴发能源管理平台按功能的不同分成三个层次结构。系统采用开放式以太网络、Client/Server网络架构、基于网络的操作系统、功能强大的数据库和信息处理平台,根据信号量和地理分布的特点,全系统包括约26个现场站点、考虑规模约25000点信号。能源管理系统将现场采集的各能源介质系统的过程信号(包括介质潮流、能源设备运行状态、故障报警等)发送到能源管理系统 I/O服务器,I/O服务器负责对数据进行基本处理和存储,再将加工后的信息传送到过程操作站,数据库服务器。调度人员可以通过能源管理系统对能源系统主要设备进行运行参数设定、远程操作。另外,系统还完成基础能源管理应用功能,并将能源生产数据实绩报表发布。
图5 能源管理平台网络图
(2)主要功能
系统设计的主要功能主要有两大块:一是化工、水电监控系统,二是基础能源管理系统。具体功能如下:
化工实时监控功能:
对白沙河化工厂、刘草坡化工厂的高低压配电室、锅炉房、水泵站、污水处理站能源系统站点进行动态监视,包括开关状态、保护、电流、电压、有功、无功、煤气柜位、水位、压力、流量、温度等信号。使调度人员实时掌握各化工设备运行情况和生产情况。
图6 化工实时监控
水电实时监控功能:
对18个水电站运行状态做到动态监控,监视各水电站的开关状态、刀闸状态、前池液位、机组运行状态(含瓦温、定子温度、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等)、供电线路出口电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率。使调度人员实时掌握各水电站的设备运行情况和生产情况。
图7 水电实时监控
流域梯级调度功能:
对高岚河流域和南阳河流域的径流式电站进行运行调度方式指导。当上游电站的负荷因雨量变化大幅度增加或下降时,会做出分析指令,提前通知下游电站,以达到充分利用水资源。该功能为当上级电站在10分钟内增减1000KW(用户可以根据需要修改)时,产生报警提醒调度,调度查看画面上的曲线走势,并电话联系上级电站确认,如情况属实,则电话通知下级电站做好增减负荷或开机停机准备。
大小网经济安全运行(供配电小网运行时的调整预案):
实时监视大小网接口处频率变化率,当正负超过0.25以上时,水电系统产生报警提醒,调度核实情况,情况属实告知古洞口电站做好开机准备,同时电话告知各电站值班长转入小网运行,并通知化工台值班调度进行黄磷电炉用电量的调整,保证化工的用电质量。
电力无功管理功能:
以兴发变电站和平邑口变电站35KV母线电压为基准,当电压低于设定值时,产生报警提醒调度,由调度按预定方案向各电站下指令,调整无功负荷,保证电网的负荷平稳和供电质量。
电力线损管理功能:
通过对电力生产的上网损耗的计算,对上网线损进行计算,对超过标准值的数据进行超限报警提示,强化发电质量管理。并通过报表显示每天的线损。
远程开停机请求功能:
调度通过对18个水电站的设备运转情况和发电情况等的监视,可根据化工系统的生产情况及各级电站的前池水位情况等,对某个电站进行开机或停机的操作请求,下级电站接到请求指令后,可通过控制系统对机组进行远程操作。
大屏幕监视功能:
对18个水电站的设备运转情况和发电情况等进行监视,实时了解发电量和兴发总用电量,也可了解兴山电网的运行状态,以便更合理经济地进行水电的生产调度工作。
图8 监视功能
化工系统实时报警功能:
当现场设备发生故障、事故时,能源化工实时监视系统会产生报警,如管网压力低、高压保护信号报警、柜位超限报警等,通过不同的声音来提醒调度发生重故障或轻故障,同时画面上显示相关报警信息,不同类型、状态的报警用不同的字符颜色区别。调度可针对故障情况对产生的实时报警进行处理(确认,屏蔽等)。对报警设定值画面可开放权限,调度可以根据实际需要设置报警值。
水电系统实时报警功能:
当电站发生故障、事故时,水电系统会产生报警,通过不同的声音来提醒调度发生了重故障或轻故障,画面上显示相关报警信息,不同类型、状态的报警可用不同的字符颜色区别。瓦温、定子温度、水位报警设定在画面开放权限,调度可以根据实际需要设置报警限。调度人员可及时发现现场出现的问题,及时通知相关人员进行检修,避免事故的发生。
化工趋势查询功能:
化工系统对一些重要的运行参数提供趋势查询功能,趋势曲线以图形化的方式来显示这些信号的历史数据。该功能可协助技术人员判断故障原因,例如,当生产或设备出现事故时,可以通过该功能查看数据库存储的工艺参数历史数据。
水电趋势查询功能:
为更好地了解电力系统设备的运行状态,系统通过一定的间隔,采集并记录设备运行相关的信号。趋势曲线就是以图形化的方式来显示这些历史数据的。该功能可协助技术人员判断故障原因,例如,当某台机组出现故障时,可以通过该功能查看数据库存储的机组参数历史数据。也可使调度人员逐步了解单台设备在运行过程中的出力曲线,以便在不同的水情下组织不同的发电组合达成增发的目标。
能耗对比分析:
针对消耗实绩,系统提供各种能耗分析功能,包括车间产品综合单耗分析、车间产品实绩消耗对比分析、车间供需实绩、计划分析、单位产品黄磷综合能耗指标对标分析、单位产品黄磷耗电趋势分析、单位产品黄磷电炉耗电对标分析,黄磷单位产品能源消耗结构对比分析等。通过对标,及时发现生产中的能耗缺陷,再采用相关的新技术、新方法对其进行技术升级和改造,进一步提升能源管理水平。
图9 能耗跟踪分析
图10 能耗对比分析
电量平衡功能:
实时显示兴发水电系统电站总发电量、化工厂用电总量(含刘草坡电炉和动力总用、白沙河电炉和动力总用)、电站总发电量-化工厂用电总量(差值),并配合曲线显示近两小时兴发电站总发和化工厂总使用量,调度根据画面数据,联系化工厂调整电炉用电负荷,充分利用电站发电量,以减少外购电量。
图11 电量平衡
水资源远程监控功能:
通过改造,对化工厂水厂泵站可实现远程监控功能,可对水泵,阀门状态及液位等进行远程监视,并对其进行远程控制操作,实现了站点的无人值守,提高了劳动生产率。
能源计划报表编制功能:
实现企业对能源计划报表的编制、查询、打印、归档等功能,包括电力供需计划、煤气供需计划、蒸汽供需计划、用水供需计划等。
生产实绩报表功能:
通过对计量数据的采集,可根据生产实绩自动生成化工生产实绩报表如日报,月报,自定义报表等,从而对各产品生产过程的消耗实绩进行集中监管,并作为考核依据。
运行参数定时短信通报功能:
通过短信平台对18台水电站的发电有功、洞口水库库容水位、库容变化率、流量及系统发电量、系统返供电量进行通报。使相关领导、技术人员及时了解生产信息,提醒相关人员做好生产安排和调整。
图12 短信通报平台
(3)项目实施方法
项目采用SAP的快速实施方法论,即项目准备、业务蓝图设计、系统实现、最后准备、系统上线5个步骤。
(4)项目实施期间存在难点及解决方法
1、资料不全,设计难度较高
兴发化工厂电气柜电表改造数量多,现场图纸资料不全,现场接线都是操作人员凭经验接入后,再重新整理的,设计的难度较大。项目还涉及计量信号收集、仪表点和工艺点确认以及逻辑关系梳理等工作,工作量也比较大。
解决办法:一是设计的时候,深度调研,获得用户最新的现场资料,并综合用户的需求,对系统进行功能设置,从而减少在实施阶段的大量设计变更;二是同现场人员深入沟通,并做好相关决议记录。
2、项目接口多,测试工作量大
化工现场工艺控制系统多为DCS系统,本项目中需采用软件平台Wondware Platform与各类DCS进行数据,因DCS OPC软件的版本各不相同,软件调试过程中难免会碰到很多问题,这对软件开发人员提出了更高的要求,对项目组所有成员都是严峻的考验。
解决办法:制定了较详细的调试计划,同时要求各DCS厂商努力配合,最终完成了采集系统的接口工作。
3、改造时间紧,协调工作大
本项目涉及的供货厂家单位多,与软件开发相关的就有十几家,因系统需双方配合调试,因此协调工作量大。兴发的生产任务又重,只能见缝插针地利用检修,回路切换等时间进行现场改造和调试,这给项目的开展带来诸多不便。
解决办法:项目经理倾力协调,落实工作;项目成员积极配合,制定了合理的开发计划;例会制度保障了项目按期、按节点完成工作内容。
4、首个化工行业能源管理项目,经验不足
本项目是首个化工行业能源管理平台项目,没有任何实施的经验和先例,造成需求分析无法一步到位,开发过程中反复完善修改。
解决办法:为减少项目风险,项目组采取了多种方式来规避风险:一是科学的实施方法论:SAP的快速实施方法论;二是领导的鼎力支持和强力推进,公司成立项目领导小组,王杰副总亲任组长;三是合理的分工,建立总体协调组、化工组、水电组、信息化组四个小组,各小组各司其职,共同建设;四是与实施单位紧密配合,兴发选择了钢铁行业能源管理系统经验丰富的宝信软件做为系统实施方,有效指导了项目的开展。
4. 效益分析
公司通过能源管理系统的建设,全面改写了过去靠人工抄写各生产环节运行数据的历史,优化了生产调度,提高了资源利用率,改善了员工工作环境,提高了工人操作安全性,并成为安全规范管理的千里眼,节能增效等作用凸显。该项目实施后,每年产生经济效益2000余万元,实现减员72人(化工系统34人、水电系统38人)。同时该项目实施后得到国家工信部的推广,在社会上产生广泛影响。总体看,能源平台项目实施后取得了很好的经济效益、环境效益和社会效益。
1)化工系统经济效益。化工系统能源管理系统覆盖刘草坡、白沙河两厂,年可产生经济效益1315万元。
(1)黄磷电炉节能技术改造:燃气蒸发器建成后替代了燃煤锅炉,年产蒸汽7.2万吨,节约烟煤1.8万吨(折算标煤9000余吨),直接经济效益约900万元;通过煤气自动化输送每年可节电350万KWH,节约电力成本175万元。合计直接增效1075万元。
(2)能源计量及自动化改造:通过水、蒸汽和煤气系统改造,将两厂区主要能源介质形成完整的计量网络,水电气(汽)计量数据能够实时、准确地上传到能源管理系统平台上;通过对白沙河化工厂两个泵房、刘草坡化工厂水系统自动调节,每年节约水电等成本100万元。
(3)减员增效:通过自动化改造,在两厂的泵房实现无人值守,在黄磷出炉、次磷酸钠控温、五钠投碱等岗位合计实现减员34人,按化工系统2011年人均薪酬4.1万元计算,合计减少支出140万元。
2)水电系统经济效益。电力系统能源管理系统覆盖了18座电站,年可实现综合效益724万元。
(1)综合自动化监控:对三堆河、满天星、古洞口和南阳电站进行综合自动化监控;古洞口电站改造后,大网脱网组建小网的时间比原来至少缩短20分钟,而大网脱网又多发于丰水期,按每年5次计算,每年可多发电15万KWH,增加发电收入7.5万元。
(2)前池水位自动调节改造:对三堆河、苍坪河等11个电站进行了前池水位自动调节改造,让机组运行在最优水位,实现最大发电效率,每年约增加发电量200万度,增加发电收入100万元。
(3)南阳电站进水系统改造:将电站大坝加高50cm,同时在九冲河电站尾水出口处新建一座抽水泵站,将尾水泵入南阳电站隧洞,以增加发电量。建成后南阳电站每年增加发电量300万度,增加发电收入150万元。
(4)增容及基础监控系统改造:对雾龙洞和高岚河电站基础监控系统改造,同时对高岚河电站进行增容改造,改造后水头增加了3米,装机由原来的1050KW增加到1120KW,发电最大出力由750KW增加到1250KW , 保守计算平均每年可增加发电量155万KWH,增加发电收入77.5万元。
(5)电度表采集及古洞口水雨情系统:可根据雨量站测得的数据,较准确预测上游来水量及流量入库时间,从而科学制定蓄水、泄洪方案,达到水库水资源利用最大化,年可增加收入60万元。利用电度表采集及雨情系统每年可减少上网电量500万度,通过电量平衡节约上网电量与返供电量差价约为135万元。合计产生效益195万元。
(6)流域梯级调度:对高岚河和南阳河流域的径流式电站运行调度方式进行指导,当上游电站的负荷因雨量变化大幅度增加或下降时,会做出分析并提前通知下游电站,以充分利用水资源。通过科学调度,每年可减少约100万度的电量损失(以前因信息不及时而溢洪造成电量损失),增加收入50万元。
(7)减员增效:通过自动化改造,雾龙洞、高岚河、古洞口、满天星等电站共减员38人,按水电系统2011年人均薪酬3.8万元计算,合计减少支出144万元。
3)综合效益分析
(1)显著减轻了工人劳动强度。一是通过自动化系统的实施,部分苦、脏、累、险的岗位由机器代替人工操作,员工工作环境得到较大改善。如黄磷除渣岗位,改造前需要五六个人一起用两根重达上百斤的炮筒将渣料捣出,既费时又耗力,实现机械化后一个人就可以通过机械手完成操作;又如水电开关机操作,要求在极短时间内开关主阀,由于设备较大,手动操作起来十分吃力,过去很多女员工无法独立实施,不少员工手上都磨出了老茧,改造后只需在电脑上轻点鼠标即可。二是数据自动采集系统不仅确保数据真实、准确、实时(每10秒可采集一次),而且大大减轻了人员的重复劳动,如电站水位等实时数据以前要靠员工到每个点去抄表,不仅费时费力,遇到阴雨雷电天气还十分危险,现在各项数据都直接显示在值班室的电脑上。
(2)极大提高了操作的可靠性。传统的人工操作难免会出现数据不准确、误操作等问题,而自动化改造后则避免了这些问题,不仅大大提高了操作和数据记录的准确性,还可以对生产中的各项数据和作业指令随时采集、记录、保存,并可供随时查阅。同时,通过对数据的分析控制,可对资源的配置进行有效调节,提高资源利用率。如化工生产用气是一项重要消耗,传统的管理方式很难把握精确度,气压过高容易造成浪费,过低则不够用。实施能源平台管理后,根据需要进行定额设定,调度人员通过视频就可以看到气压高低状况,通过压力表上传到电脑上的压力大小、流量等数据,用DCS系统进行调节,分析多余或不足的原因,保证生产所需,减少了不必要的浪费。
(3)提高了生产安全系数。首先,人员的安全得到了保证。通过对危险岗位实行自动化替代人工操作,降低了潜在的风险。其次,机器设备运行的安全系数提高。通过自动化程序运行,可以对部分生产设备运行情况进行自检,对出现的问题进行自我修复(如自动保护装置),使设备在安全稳定的状态中运行。再次,生活环境安全性增强,如古洞口电站通过安装水雨情系统来科学调度水库水量,可使大坝始终在安全状态下蓄水,为县城人民的安全起到了保障作用。
(4)改善了环境状况。黄磷电炉改造解决了传统电炉法生产黄磷产生的视觉污染。黄磷生产中为了保证电炉正压,过去传统电炉法需将部分多余的尾气放空燃烧,造成了“长明灯”现象,形成了较大的能源浪费、环境污染及视觉污染。燃气蒸发器代替燃煤锅炉后,每年可减少二氧化硫排放5000余吨、二氧化碳20000余吨、烟尘6余吨,极大改善了环境状况。
四、企业信息化未来发展规划
兴发集团信息化规划总体愿景目标为:通过数据标准化、信息集成化、信息共享化、主要业务的整合贯通,建设支撑兴发集团快速发展、高效管理、有效运作的信息化体系。
具体目标可描述为:
建设财务、人力资源、协同办公、审计等集团管控系统,并对各个业务领域进行总部、子公司的系统覆盖,满足兴发集团对下属企业的整体管控要求。实现集团管控系统之间、集团管控系统与化工供应链系统、与其它集团专项系统的有效集成。加强业务与财务的信息集成,企业核心价值链的增值过程最终为企业带来的效益体现在财务指标,通过业务和财务系统集成,实现数据就源管理,业务与财务活动的双向跟踪追溯,提高财务对业务的管控审计水平,财务对业务的信息透明。
建设兴发化工供应链管理系统,满足公司一体化营销、采购、物流以及生产管控的要求。实现产、供、销业务在信息系统中的集成。加强采购过程和销售订单的全过程跟踪,提高供应商管理和客户服务水平;实时、准确采集生产实绩数据,提高生产计划的科学性和可执行性,实现生产进程的远程监控;加强物流管理,及时供应生产,实现产、供、销业务整合,提高资金运作效率。
建设生产计划管理信息系统,满足以销定产、以产定销等柔性计划生产平衡要求。
建设工程项目管理、技术创新等集团专项系统,并对相关领域进行总部、子公司的推广应用,提升兴发集团专用领域的管理水平。
实现计划与考核的PDCA闭环管理,为计划指标的制定、审核、发布、执行反馈、考核、处理、整改、完善提供全周期管理。
构建化工生产MES系统,建设质量、设备、安保系统,实现标准化与差异化结合、信息集成、高效运作的属地制造管理。
完善公司能源管理系统并扩大覆盖面,并将其功能延伸到环境监测领域。
建设化工产业数据仓库,将集团管控、集团专项、化工供应链系统信息有效集成,并为领导决策服务。实现统计信息精细化,由分散统计变为集中统计,确保统计指标的准确性、完整性、及时性。
对集团矿山、旅游、金融、房地产、物流、水电等产业的信息化建设进行支撑。
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本文标题:能源管理系统开启兴发集团两化融合建设热潮
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