一、前言

　　2002年定了十五攻關計劃引導項目數字化電廠，通過五年的攻關完成了數字化電廠關鍵技術攻關，解決了：

　?。?）仿真、控制、信息三位一體平臺，和巨大容量的實時數據庫、歷史數據庫

　　（2）在線仿真技術基本功能、 關鍵技術的開發(fā)

　　2006年底國家驗收評價達世界領先水平，也實現了發(fā)每度電省4~8克煤耗的可喜結果。

　　盡管領導和專家們希望我們進入流程工業(yè)，但我們并沒啟動，我們只是在數字化電廠系統產業(yè)化工作上繼續(xù)努力，又實現了8臺600兆瓦，鞏固成果。

　　2010年初，工信部選擇了武安地區(qū)新峰水泥廠，在政府的鼓勵下和新峰集團識國家之大體的精神推動下，共同要為流程工業(yè)的節(jié)能減排干大事的精神鼓勵下，形成了共識和動力。

　　1.2010年3月15日項目啟動

　　2.2011年8月系統上線

　　3.2011年12月23日國家成果鑒定

　　4.2012年6月12日工信部組織現場推廣會

　　5.2012年8月16日專題研討會

　　水泥項目的在線仿真開發(fā)存在很大難點。全物理、全化學過程的在線數學模型，要在保證質量的前提下實現節(jié)能減排，找出切實可行的辦法降低能耗，同時推進產業(yè)升級。

　　在新峰示范項目的整個過程中難點很多，也因此逼出很多創(chuàng)新點（如：應用近70個軟測量，直接控制窯的效率、在線配比、在線能源審計、在線決策控制等）

　　二、關于工業(yè)節(jié)能減排

　　(一) 節(jié)能減排是我國重要的戰(zhàn)略部署

　　1. 九屆全國人大政府工作報告對節(jié)能減排提出了明確的要求：

　　貫徹落實節(jié)約資源的基本國策

　　強化重點耗能企業(yè)節(jié)能管理

　　十一五期間實現單位GDP能耗下降16%

　　2. 十一屆全國人大五次會議政府工作報告提出：

　　節(jié)能減排的關鍵是節(jié)約能源、提高能效、減少污染

　　要抓緊制定出臺合理控制能源消費總量工作方案，加快理順能源價格體系

　　綜合運用經濟、法律和必要的行政手段，突出抓好工業(yè)、交通、建筑、公共機構、居民生活等重點領域和千家重點耗能企業(yè)節(jié)能減排

　　(二) 工業(yè)節(jié)能減排技術發(fā)展回顧

　　(三) 流程工業(yè)節(jié)能減排面臨的問題

　　1. 政府發(fā)布了《千家企業(yè)節(jié)能行動實施方向》，但如何用技術手段為政府提供真實可靠的能源利用狀況

　　2. 流程工業(yè)（包括水泥、鋼鐵、玻璃、焦化主要高耗能產業(yè)）共性存在八類問題

　　共性問題1：流程工業(yè)大部分企業(yè)沒有或沒有完善的在線能源管控系統來保證節(jié)能減排的需要，實現科學用能，提高能源利用效率

　　共性問題2：沒有手段和工具不斷的研究能耗現狀和優(yōu)化的方法，沒有辦法在線進行產品能耗的評價和分析，對主要用能系統進行能效分析和評價，對企業(yè)進行能耗綜合分析；因此也很難實現在線對標和在線能源審計

　　共性問題3：系統的特點幾乎都是多參數、多變量及來料（煤、多種類的原材料等）多變化，質量要求高，比如對水泥而言，主要指標近百個，操作指標、操作參數等關系交叉、復雜，其他工業(yè)系統也類同，目前調試、試驗的手段差

　　共性問題4：仿真、信息、控制技術在各工業(yè)系統和應用參差不齊，特別是不在同一平臺上，就很難實現數據的挖掘和全面功能實現

　　共性問題5：全系統信息不在同一平臺上，可視化的程度差，看不到或根本看不全，很難掌握生產的全面情況，更談不上生產優(yōu)化和能效水平提高。特別是管理和生產信息分離，很難實現管控一體化

　　共性問題6： 測量方面共性問題，①重要參數沒有測量儀器；②重量測量誤差大，影響能耗測定

　　共性問題7：各種化驗不能實時，影響在線功能的實現

　　共性問題8：對重要參量的計算、統計各有標準，很多還沒有統一的標準，影響可比性，爭議多

　　三、解決問題思想的形成

　　(一) 強烈需求形成解決流程工業(yè)節(jié)能減排的思想動力

　　我國節(jié)能減排任務很重，特別是工業(yè)系統能耗量占全國73%以上。

　　工業(yè)系統節(jié)能的任務是十分重要而艱難的，必須在工信部的領導下，站在解決世界共性問題的高度，響應國家戰(zhàn)略部署的需要

　　以落實科學發(fā)展觀為指導思想，依靠科技創(chuàng)新和先進的科學技術、理念和管理方法研制出滿足工業(yè)節(jié)能需要的大型系統工程產品

　　國家發(fā)展需要掌握節(jié)能技術發(fā)展現狀，以及流程工業(yè)的節(jié)能減排面對的共性問題

　　國家的能源戰(zhàn)略是節(jié)能優(yōu)先，而節(jié)能的核心就是系統節(jié)能，推動了解決問題思路的形成

　　(二) 選擇科學用能、系統節(jié)能作為解決工業(yè)系統節(jié)能的理論依據

　　1. 全國節(jié)能減排的形勢，更換設備、關停設備系統以及開發(fā)可再生能源等投資規(guī)模已形成，但工業(yè)系統如何挖掘、提高能源利用效率沒有廣泛投入研究和實施。目前很多領導、專家學者提到科學用能、系統節(jié)能，它是我國能源戰(zhàn)略的核心，是節(jié)能的升華。掌握科學用能、系統節(jié)能的基本概念、理論和方法是搞好節(jié)能工作的關鍵，需要通過理論應用去指導實現節(jié)能的企業(yè)需求很多，節(jié)能潛力很大。

　　2. 科學用能、系統節(jié)能是研究如何高效、安全使用能源，針對不同的復雜系統尋找系統節(jié)能的思想方法和分析手段?？茖W用能是深入研究用能系統的合理配置和用能過程中物質轉化與能量轉化的基本規(guī)律與它們的工程應用?？茖W用能是從整個系統的角度來研究如何用好能，同時，要對用能的全過程和各個環(huán)節(jié)進行在線的分析，綜合得出結論并應用于工程實踐中。

　　3. 解決流程工業(yè)面對的節(jié)能問題，選擇了科學用能、系統節(jié)能作為實現節(jié)能的理論依據，并與采用先進的創(chuàng)新技術路線相結合。由于仿真技術是解決系統問題的重要技術手段，在線仿真就是解決運行設備在線復雜系統問題的重要工具。

　　(三) 選擇在線仿真技術作為解決水泥工業(yè)節(jié)能問題的核心技術

　　1. 應用高精度、全物理過程的數學模型形成了數字化了的水泥廠作為系統節(jié)能減排的試驗床

　　2. 進行了仿真、控制、信息、通訊四位一體平臺等相關的技術的開發(fā)

　　3. 以多項創(chuàng)新技術配合，形成以仿真技術為核心的水泥工業(yè)節(jié)能減排整體解決方案

　　四、水泥工業(yè)節(jié)能減排全范圍數字化管控技術研發(fā)的目標與任務

　　(一) 水泥工業(yè)現狀

　　1. 行業(yè)在設計、制造、產能提高等方面有了快速進步和科技創(chuàng)新，形成水泥大國，也有大量總結，比如：

　　《水泥新型干法生產精細操作與管理》（謝平克老師），十分精辟總結了運行的經驗