數字技術對工業節能提效具有加速作用,通過對產品綠色設計、生產工藝優化、能源管控、工序協同和資源調度等環節進行智慧管理與優化,實現能源利用效率提升。利用5G、工業互聯網、大數據等新一代信息技術實現能量流、物質流等信息采集監控、智能分析、精細管理、系統優化,實現能源、資源、環境管理水平提升是工業領域數字化綠色化協同轉型技術發展方向。
(一)電力物聯網高速載波數據采集及供電系統優化技術,利用電力物聯網高速載波技術對低壓供電臺區供用電數據、設備運行參數、環境狀態等信息進行高頻采集和實時監控分析,實現供電線路狀態監控、用電負荷感知和調節。該技術適用于工業企業供配電系統運維管理及改造。技術提供單位為北京智芯微電子科技有限公司。在智慧供電系統監測及線損治理示范項目中,運用電力物聯網高速載波數據采集及供電系統對居民用電數據進行采集和用電負荷進行精準調節,節能量為120萬千瓦時/年。
(二)基于無線通信及多約束條件人工智能算法的公輔車間管理系統,通過可視化方式展示車間設備運行狀況,通過大數據可視化技術、窄帶恒壓技術、多約束多參數控制算法和邊緣計算技術等對設備進行智能控制,協助實現空壓站運行提質穩壓。該技術適用于工業企業空壓站房等公輔車間運維管理及改造。技術提供單位為蘑菇物聯技術(深圳)有限公司。在某汽車裝配工廠空壓站云智控改造項目中,空壓站設備平均加載率由95%提高至98%,節能量為65萬千瓦時/年。
(三)基于大數據的工業企業用能智能化管控技術,采用電氣設備指紋提取、負荷用電數據預測等算法對工業企業用能信息數據進行監控、采集,在此基礎上,基于人工智能和大數據技術進行智能分析及管理,以數字化手段協助用能管控與能效提升。該技術適用于工業園區整體能源管理及改造。技術提供單位為天津市普迅電力信息技術有限公司。在某營業廳節能改造項目中,系統綜合能效比由1提升至2.50,節能率20%,節能量為3萬千瓦時/年。
(四)基于工業互聯網的設備運行智能化協同管理技術,依托物聯網、人工智能、大數據、云計算等技術,通過工業互聯網平臺對設備運行狀態和環境參數進行監控及分析,實現基于算法模型的自預警、自診斷及優化,降低設備能耗。該技術適用于工業企業設備運行管理及改造。技術提供單位為勁旅環境科技股份有限公司。在安徽省某設備運行智能化協同管理改造項目中,搭建預測性維護與智能運維平臺,節能量為729萬千瓦時/年。
(五)流程工業能源系統運行調度優化技術,以大數據庫構建智能化能源管理平臺,結合多能源介質產耗預測技術、預測數據和優化調度技術、非線性規劃求解技術等,建立能源管網智能模擬和協同平衡模型,實現能源系統多周期動態優化調度。該技術適用于流程工業能源系統運維管理及改造。技術提供單位為浙江中控技術股份有限公司。在遼寧省某能源管理優化項目中,企業萬元產值綜合能耗下降3.15%,節能率3%,可節約標準煤2萬噸/年。
(六)基于工業互聯網面向工業窯爐高效燃燒的大渦湍流算法,通過大渦湍流燃燒模擬算法設計適用于該工業爐窯的燃燒系統并根據模擬所得參數對爐窯現有燃燒系統進行改造,同時采用工業互聯網技術對工業燃燒動態參數進行即時運算和呈現,實現精細化燃燒。該技術適用于基礎工業產品熱加工及熱處理用燃燒系統改造。技術提供單位為江陰優燃科技有限公司。在中國某特種裝備制造公司表面加熱控制系統改造項目中,以大渦湍流燃燒模擬為基礎設計一套表面加熱燃燒控制系統,與國內現有的加熱排管相比,節省天然氣40%,可節省天然氣40萬立方米/年。
(七)基于云計算的能源站智能化能效管控技術,通過網關采集設備和系統運行數據,利用優化算法和專家模型,實現對能源站設備及系統狀態感知、診斷和優化。同時利用虛擬對象技術及參數可編程技術,擴充適用能源站類型,擴展節能優化算法。該技術適用于工業企業能源系統運維管理及改造。技術提供單位為杭州哲達科技股份有限公司。在河南省某化工有限責任公司壓縮空氣系統節能改造項目中,空壓站基準電耗降低0.05千瓦時/標立方米,節能量為880萬千瓦時/年。
(八)基于工業大數據動態優化模型的離散制造業用能管控技術,以離散制造業中能流動態模型為主線,對生產場景內能流、價值流進行解耦分析,利用工業互聯網體系和大數據采集分析手段,結合精益管理途徑,提供節能工藝參數優化、節能排產優化等優化措施。該技術適用于離散制造業企業壓鑄、熱處理等工序運維管理及改造。技術提供單位為重慶工業大數據創新中心有限公司。在重慶市某大型機械加工企業改造項目中,建設基于工業大數據驅動的綠色制造智能產線管理平臺,設備運行效率提升27%,生產能效提升21%,節能率6%。
(九)基于大數據分析的企業用能智能化運營技術,采用大數據、云計算等信息技術,實現對企業用能24小時連續監測監控以及存儲、計算、分析,結合實時預警策略,對工業企業和園區內能源系統進行調控配置。該技術適用于工業企業及園區能源系統運維管理及改造。技術提供單位為青島海爾能源動力有限公司。在山東省某智慧能源改造項目中,建設基于大數據分析的企業用能智慧運營平臺對用能設備進行分布式監控和集中管理,項目節能率為20%,節能量為18萬千瓦時/年。
(十)基于第五代移動通信(5G)及大數據的數字設備節能管理技術,通過第五代移動通信獲取數字設備運行功率數據及開關權限,通過微控制單元(MCU)實現集中管理及分路獨立計量,并基于大數據技術實現差異化備電、遠程使用授權等功能。該技術適用于工業和通信企業數字設備運維管理及改造。技術提供單位為中國鐵塔股份有限公司重慶市分公司。在重慶市某商圈電源配套改造項目中,對36個基站電源配套機柜增加智能配電單元及相關設備,平均每站電量消耗為63千瓦時/天,節能率為12.5%,節能量為12萬千瓦時/年。
(十一)鋼鐵燒結過程協同優化及裝備智能診斷技術,通過關鍵工藝參數和生產指標感知技術,建立燒結過程產量、質量、能耗多目標優化與智能控制模型,實現燒結過程能耗降低與質量提高,以及智能化與無人化作業。該技術適用于鋼鐵工業燒結工廠新建及改造。技術提供單位為中冶長天國際工程有限責任公司。在河北省某公司215平方米燒結工程智能制造系統EPC項目中,工序能耗降低1.5千克標準煤/噸礦,電耗降低15千瓦時/噸礦,煤氣消耗降低約10立方米/噸礦。
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