【正文】 水C D QCDQ水道送風(fēng)TRT華東電網(wǎng)制 氧氧氣 , 氫氣焦?fàn)t高爐初軋無(wú)縫熱軋冷軋其它工廠燒結(jié)轉(zhuǎn)爐 轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐鍋爐蒸汽發(fā)電廠C O GB F GLDG重油蒸汽熱損失 熱損失合成轉(zhuǎn)爐煤氣焦炭煤合成轉(zhuǎn)爐煤氣C O G 圖 寶鋼能源介質(zhì)流程 寶鋼對(duì)能源供需管理的總要求是：安全運(yùn)行，穩(wěn)定供應(yīng)，有效利用。寶鋼生產(chǎn)所需的能源介質(zhì)有電力、水、重油、各種煤氣、蒸汽、氧、氮、氬等 17 種，能源介質(zhì)的流程見圖 所示。 下面的兩節(jié)中，我們將就上述兩個(gè)問(wèn)題分別進(jìn)行分析，從而引出本文的論述范圍和研究目的。 要解決鋼鐵企業(yè)的高能耗問(wèn)題，目前迫切需要解決的兩個(gè)問(wèn)題是： ? 建立現(xiàn)代化的能源中心 所謂現(xiàn)代化的能源中心，是集能源管理與能源系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、軟件工程與人工智能等于一體的現(xiàn)代化能源管理 手段，也是一種利用先進(jìn)的電子、信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有力工具。目錄 第一章 緒論 ...................................... 4 引言 .......................................... 4 鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化能源中心的建設(shè)問(wèn)題 ................. 5 寶鋼能源中心簡(jiǎn)介 ..................................... 5 寶鋼能源中心的地位和功能 .............................. 6 寶鋼能源中心的管理現(xiàn)狀與存在問(wèn)題 ...................... 8 建立能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的必要性 .................... 9 能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo) ..................... 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析概述 ........................... 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析的必要性 ............................. 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析的主要指標(biāo) ........................... 11 現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè)能耗分析方法 ........................... 11 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋼鐵企業(yè)能耗分析中的應(yīng)用 ................ 11 本文的主要內(nèi)容與編排 ........................... 12 第二章 鋼鐵企業(yè)能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí) 現(xiàn) ... 14 需求分析 ..................................... 14 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 .................................. 14 總體設(shè)計(jì) ..................................... 15 系統(tǒng)組成 ........................................... 15 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ....................................... 16 詳細(xì)設(shè)計(jì) ..................................... 18 任務(wù)單與管網(wǎng)子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) ................... 18 報(bào)表子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) ........................... 20 OLAP 子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) .......................... 22 系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) .................................. 22 第三章 建立鋼鐵企業(yè)能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的關(guān)鍵 技術(shù) . 24 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) .................................... 24 SQL Server 的特點(diǎn) ................................ 24 SQL Server 數(shù)據(jù)完整性 ................................ 25 SQL Server 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù) ............................ 26 SQL Server 的性能優(yōu)化方法 ............................ 26 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口 ............................ 27 網(wǎng)絡(luò)通訊解決方案 .............................. 31 客戶機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu) .......................... 32 OLAP 技術(shù) ..................................... 33 OLAP 系統(tǒng)的特點(diǎn)： ................................... 33 OLAP 的多維數(shù)據(jù)概念 .................................. 34 OLAP 的多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .................................. 35 多維數(shù)據(jù)庫(kù) ......................................... 37 OLAP 的多維數(shù)據(jù)分析 .................................. 38 第四章 鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)及能耗分析方法概述 .......... 39 鋼鐵企業(yè)能耗分析的主要指標(biāo) ..................... 39 能耗指標(biāo)的含義 ...................................... 39 噸鋼綜合能耗與噸鋼可比能耗的區(qū)別 ..................... 40 能耗分析方法 .................................. 40 工藝結(jié)構(gòu)分析法 ...................................... 41 層次分析法 ......................................... 41 對(duì)比分析法 ......................................... 42 ep分析法 .......................................... 42 第五章 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在噸鋼綜合能耗分析中的應(yīng) 用 ... 45 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論 .............................. 45 一種改進(jìn)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ......................... 46 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在寶鋼能耗分析中的應(yīng)用 .............. 49 寶鋼能源消耗結(jié)構(gòu) .................................... 49 寶鋼噸鋼綜合能耗影響因素的遞階層次結(jié)構(gòu) ................ 50 寶鋼能耗數(shù)據(jù) ....................................... 51 噸鋼綜合能耗建模 .................................... 53 噸鋼綜合能耗的構(gòu)序分析 .............................. 55 噸鋼綜合能耗的預(yù)測(cè)分析 .............................. 56 第六章 總結(jié)與展望 ................................ 57 第一章 緒論 引言 鋼鐵企業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè)，多年來(lái)鋼鐵企業(yè)的能源消耗約占全國(guó)能源消耗總量的 10%，列第三位。它可以通過(guò)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)在線采集能源數(shù)據(jù)，利用電子計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理企業(yè)的能源購(gòu)入、轉(zhuǎn)換、分配和使用諸環(huán)節(jié)，監(jiān)視能源設(shè)備的安全運(yùn)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行能源介質(zhì)的工序調(diào)度平衡工作，綜合實(shí)現(xiàn)企業(yè)的能源需求預(yù)測(cè)、優(yōu)化分配、合理利用、計(jì)劃平衡、自動(dòng)控制和決策分析，從而能夠行之有效地為鋼鐵企業(yè)的節(jié)能降耗工作服務(wù)。 鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化能源中心的建設(shè)問(wèn)題 自從能源管理中心（簡(jiǎn)稱能源中心）在日本鋼鐵企業(yè)出現(xiàn)以來(lái)，由于其良好的經(jīng)濟(jì)效益，使得各國(guó)越來(lái)越多的鋼鐵企業(yè)相繼建設(shè)這樣的中心，我國(guó)的寶鋼，早在 20 世紀(jì) 70 年代，就開始從日本引進(jìn)能源中心技術(shù)。能源介質(zhì)管網(wǎng)遍布全廠，線路長(zhǎng)達(dá)數(shù)百公里，供應(yīng)生產(chǎn)的能源介質(zhì)晝夜不息、變化頻繁，形成了能源介質(zhì)系統(tǒng)性強(qiáng)、產(chǎn)供用同時(shí)完成、等量平衡困難、運(yùn)行動(dòng)態(tài)變化復(fù)雜、信息量大等特征，而且能源產(chǎn)供用具有連續(xù)型流程業(yè)的特點(diǎn)。寶鋼的用能特點(diǎn)可以概括為： 1. 品種多，有電力、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、中低壓蒸汽、重油、氧、氮、氬、原水、工業(yè)水、過(guò)濾水、純水、軟水、飲用水、循環(huán)水、排水共 17 種； 2. 用量大，年耗標(biāo)準(zhǔn)煤幾百萬(wàn)噸； 3. 同步生產(chǎn)使用二次能源，要求二次能源供應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定； 4. 能源之間轉(zhuǎn)換性強(qiáng)，如果轉(zhuǎn)爐煤氣不足，則采用合成轉(zhuǎn)爐煤氣，保證轉(zhuǎn)爐煤氣供應(yīng)的穩(wěn)定性， 還有高爐煤氣代煤，焦?fàn)t煤氣代油等； 5. 嚴(yán)禁發(fā)生事故，一旦發(fā)生故障，也要能及時(shí)排除，防止擴(kuò)大，使對(duì)全局的影響減到最小程度； 6. 能源涉及到方方面面，供應(yīng)必須滿足生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的要求，系統(tǒng)性強(qiáng)。能源中心集計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡(luò)通訊及管理科學(xué)于一體，采用現(xiàn)代化方法，對(duì)二次能源的發(fā)生設(shè)備和能 源使用進(jìn)行集中統(tǒng)一的系統(tǒng)管理。目前，寶鋼能源中心采用實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理信息系統(tǒng)（ EMS 系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對(duì)寶鋼全廠的各種主要大型能源設(shè)施，如變電站、水泵站、煤氣加壓站、煤氣混合站、蒸汽管網(wǎng)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線生產(chǎn)調(diào)整； EMS 采集分布在 21 平 方公里的廣大地域內(nèi)的主要過(guò)程信息量多達(dá) 11525 點(diǎn)。 寶鋼能源中心的管理現(xiàn) 狀與存在問(wèn)題 寶鋼能源中心的 實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理信息系統(tǒng)（ EMS 系統(tǒng)） 采用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)鋼鐵企業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需的一次能源和二次能源及余熱利用等實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中管理，為使煤氣、電力、蒸汽等諸多能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換、互為補(bǔ)充，節(jié)能運(yùn)行，建立了系統(tǒng)硬件、軟件的有效基礎(chǔ)。 EMS 系統(tǒng)完成的報(bào)表功能為固定格式的日?qǐng)?bào)、月報(bào)、準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)等。 （ 3） 歷史能介數(shù)據(jù)利用方面。 （ 4） 對(duì)信息的覆蓋面方面。為使能源中心 技術(shù)室人員也能夠有效地利用 EMS 系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗分析，為優(yōu)化能源利用和管理服務(wù)，必須按能源管理的需求，系統(tǒng)規(guī)劃、開發(fā)新的系統(tǒng)，以滿足對(duì)能源運(yùn)行狀況 分析的需要，并進(jìn)一步為實(shí)時(shí)優(yōu)化能源運(yùn)行服務(wù)，而這個(gè)新的系統(tǒng)，就是能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)。加強(qiáng)能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，提高能源的利用率，可以有效的降低成本，提高企業(yè)在世界鋼鐵市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。 （ 3） 數(shù)據(jù)資源有效利用的需要。 （ 4） 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的需要。 能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo) 在鋼鐵企業(yè)的能源中心建立能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng) （以下簡(jiǎn)稱 ESEOS），通過(guò)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì) EMS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行提取、處理，以便能源中心技術(shù)人員能及時(shí)生成適用的生產(chǎn)報(bào)表、曲線和對(duì)能源運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，為能源生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人員優(yōu)化能源系統(tǒng)運(yùn)行方式提供決策支持；系統(tǒng)同時(shí)實(shí)現(xiàn)能介系統(tǒng)運(yùn)行方式變更信息無(wú)紙化歸檔管理，能介動(dòng)力系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)備 運(yùn)行信息的計(jì)算機(jī)管理和查詢，這一功能的實(shí)現(xiàn)將提高能源管理系統(tǒng)的應(yīng)變處理能力，完善科學(xué)管理；系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)對(duì)各種能源介質(zhì)的主要標(biāo)志性數(shù)據(jù)提供靈活的查詢和分析手段，為對(duì)鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘和建模，為企業(yè)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行能源系統(tǒng)宏觀管理提供決策支持，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 因此，通過(guò)能耗分析實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗就成為鋼鐵企業(yè)的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。 現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè)能耗分析方法 現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè)能耗分析方法包括工藝結(jié)構(gòu)分析法、層次分析法、對(duì)比分析法及 ep 分析法等，目前已經(jīng)有很多文獻(xiàn)針對(duì)這些能耗分析方法進(jìn)行了討論。模糊控制基于模糊語(yǔ)言描述的產(chǎn)生式規(guī)則；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制基于蘊(yùn)涵某種函數(shù)關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同 時(shí)，在對(duì)鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)及能耗分析方法進(jìn)行系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，利用一種改進(jìn)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)影響鋼鐵企業(yè)綜合噸鋼能耗的因素進(jìn)行了一些剖析，為優(yōu)化鋼鐵企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的提供了一些新的思路。 第四章 鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)及能耗分析方法概述 以寶鋼為例，介紹了鋼鐵企業(yè)能耗分析的意義，并對(duì)現(xiàn)有的各種能耗分析方法進(jìn)行了比較詳細(xì)的敘述。本章中，我們將以寶鋼為例，進(jìn) 一步討論我國(guó)大型鋼鐵企業(yè)能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 基于緒論中提到的問(wèn)題及上述系統(tǒng)需求分析，確定寶鋼能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想如下： ? 整體規(guī)劃，充分發(fā)揮和利用現(xiàn)有硬件和軟件系統(tǒng)的作用，減少不必要的經(jīng)濟(jì)投入，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性、近期目標(biāo)與長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)的結(jié)合。 總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)組成 寶鋼能源分析管理系統(tǒng)主要由三大部分組成（如圖