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《国家信息化领域节能技术应用指南与案例(2022年版)》之九:数字化绿色化协同转型节
来源:工业和信息化部节能与综合利用司
 
       数字技术对工业节能提效具有加速作用,通过对产品绿色设计、生产工艺优化、能源管控、工序协同和资源调度等环节进行智慧管理与优化,实现能源利用效率提升。利用5G、工业互联网、大数据等新一代信息技术实现能量流、物质流等信息采集监控、智能分析、精细管理、系统优化,实现能源、资源、环境管理水平提升是工业领域数字化绿色化协同转型技术发展方向。
 
       (一)电力物联网高速载波数据采集及供电系统优化技术,利用电力物联网高速载波技术对低压供电台区供用电数据、设备运行参数、环境状态等信息进行高频采集和实时监控分析,实现供电线路状态监控、用电负荷感知和调节。该技术适用于工业企业供配电系统运维管理及改造。技术提供单位为北京智芯微电子科技有限公司。在智慧供电系统监测及线损治理示范项目中,运用电力物联网高速载波数据采集及供电系统对居民用电数据进行采集和用电负荷进行精准调节,节能量为120万千瓦时/年。
 
       (二)基于无线通信及多约束条件人工智能算法的公辅车间管理系统,通过可视化方式展示车间设备运行状况,通过大数据可视化技术、窄带恒压技术、多约束多参数控制算法和边缘计算技术等对设备进行智能控制,协助实现空压站运行提质稳压。该技术适用于工业企业空压站房等公辅车间运维管理及改造。技术提供单位为蘑菇物联技术(深圳)有限公司。在某汽车装配工厂空压站云智控改造项目中,空压站设备平均加载率由95%提高至98%,节能量为65万千瓦时/年。
 
       (三)基于大数据的工业企业用能智能化管控技术,采用电气设备指纹提取、负荷用电数据预测等算法对工业企业用能信息数据进行监控、采集,在此基础上,基于人工智能和大数据技术进行智能分析及管理,以数字化手段协助用能管控与能效提升。该技术适用于工业园区整体能源管理及改造。技术提供单位为天津市普迅电力信息技术有限公司。在某营业厅节能改造项目中,系统综合能效比由1提升至2.50,节能率20%,节能量为3万千瓦时/年。
 
       (四)基于工业互联网的设备运行智能化协同管理技术,依托物联网、人工智能、大数据、云计算等技术,通过工业互联网平台对设备运行状态和环境参数进行监控及分析,实现基于算法模型的自预警、自诊断及优化,降低设备能耗。该技术适用于工业企业设备运行管理及改造。技术提供单位为劲旅环境科技股份有限公司。在安徽省某设备运行智能化协同管理改造项目中,搭建预测性维护与智能运维平台,节能量为729万千瓦时/年。
 
       (五)流程工业能源系统运行调度优化技术,以大数据库构建智能化能源管理平台,结合多能源介质产耗预测技术、预测数据和优化调度技术、非线性规划求解技术等,建立能源管网智能模拟和协同平衡模型,实现能源系统多周期动态优化调度。该技术适用于流程工业能源系统运维管理及改造。技术提供单位为浙江中控技术股份有限公司。在辽宁省某能源管理优化项目中,企业万元产值综合能耗下降3.15%,节能率3%,可节约标准煤2万吨/年。
 
       (六)基于工业互联网面向工业窑炉高效燃烧的大涡湍流算法,通过大涡湍流燃烧模拟算法设计适用于该工业炉窑的燃烧系统并根据模拟所得参数对炉窑现有燃烧系统进行改造,同时采用工业互联网技术对工业燃烧动态参数进行即时运算和呈现,实现精细化燃烧。该技术适用于基础工业产品热加工及热处理用燃烧系统改造。技术提供单位为江阴优燃科技有限公司。在中国某特种装备制造公司表面加热控制系统改造项目中,以大涡湍流燃烧模拟为基础设计一套表面加热燃烧控制系统,与国内现有的加热排管相比,节省天然气40%,可节省天然气40万立方米/年。
 
       (七)基于云计算的能源站智能化能效管控技术,通过网关采集设备和系统运行数据,利用优化算法和专家模型,实现对能源站设备及系统状态感知、诊断和优化。同时利用虚拟对象技术及参数可编程技术,扩充适用能源站类型,扩展节能优化算法。该技术适用于工业企业能源系统运维管理及改造。技术提供单位为杭州哲达科技股份有限公司。在河南省某化工有限责任公司压缩空气系统节能改造项目中,空压站基准电耗降低0.05千瓦时/标立方米,节能量为880万千瓦时/年。
 
       (八)基于工业大数据动态优化模型的离散制造业用能管控技术,以离散制造业中能流动态模型为主线,对生产场景内能流、价值流进行解耦分析,利用工业互联网体系和大数据采集分析手段,结合精益管理途径,提供节能工艺参数优化、节能排产优化等优化措施。该技术适用于离散制造业企业压铸、热处理等工序运维管理及改造。技术提供单位为重庆工业大数据创新中心有限公司。在重庆市某大型机械加工企业改造项目中,建设基于工业大数据驱动的绿色制造智能产线管理平台,设备运行效率提升27%,生产能效提升21%,节能率6%。
 
       (九)基于大数据分析的企业用能智能化运营技术,采用大数据、云计算等信息技术,实现对企业用能24小时连续监测监控以及存储、计算、分析,结合实时预警策略,对工业企业和园区内能源系统进行调控配置。该技术适用于工业企业及园区能源系统运维管理及改造。技术提供单位为青岛海尔能源动力有限公司。在山东省某智慧能源改造项目中,建设基于大数据分析的企业用能智慧运营平台对用能设备进行分布式监控和集中管理,项目节能率为20%,节能量为18万千瓦时/年。
 
       (十)基于第五代移动通信(5G)及大数据的数字设备节能管理技术,通过第五代移动通信获取数字设备运行功率数据及开关权限,通过微控制单元(MCU)实现集中管理及分路独立计量,并基于大数据技术实现差异化备电、远程使用授权等功能。该技术适用于工业和通信企业数字设备运维管理及改造。技术提供单位为中国铁塔股份有限公司重庆市分公司。在重庆市某商圈电源配套改造项目中,对36个基站电源配套机柜增加智能配电单元及相关设备,平均每站电量消耗为63千瓦时/天,节能率为12.5%,节能量为12万千瓦时/年。
 
       (十一)钢铁烧结过程协同优化及装备智能诊断技术,通过关键工艺参数和生产指标感知技术,建立烧结过程产量、质量、能耗多目标优化与智能控制模型,实现烧结过程能耗降低与质量提高,以及智能化与无人化作业。该技术适用于钢铁工业烧结工厂新建及改造。技术提供单位为中冶长天国际工程有限责任公司。在河北省某公司215平方米烧结工程智能制造系统EPC项目中,工序能耗降低1.5千克标准煤/吨矿,电耗降低15千瓦时/吨矿,煤气消耗降低约10立方米/吨矿。
 
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