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作为全球能源消耗与碳排放的重点行业，水泥工业的生产过程涉及原料破碎、预热分解、熟料煅烧以及水泥粉磨等多个环节，呈现出“高耗能、流程长、变量多”的典型特征。传统的能源管理方式大多停留在“数据采集+事后分析”阶段，难以打破各工艺段之间的数据壁垒，更无法实现全链条的能效协同提升。而MyEMS（My Energy Management System，我的能源管理系统）通过深度融入生产工艺流程，将能源管理由被动监控转变为积极调控，为水泥企业提供了覆盖全流程的能效优化解决方案。东南亚领先的水泥生产企业——印尼SIG水泥（Semen Indonesia Group），在其核心生产线中实现了MyEMS的深度集成应用，成功推动能耗与碳排放双下降，树立了行业内数字化节能的标杆案例。
一、从“数据孤岛”到“协同困境”：水泥生产的能效瓶颈解析
要充分理解MyEMS的实际价值，必须首先直面水泥生产在能效管理方面所面临的深层挑战。在引入MyEMS之前，印尼SIG水泥某条生产线长期受困于以下三大关键问题：
1. 工艺环节相互割裂，能源数据难以联动
水泥生产属于串联与并联结合的复杂流程体系：原料破碎以电耗为主，预热分解和熟料煅烧则以热耗为核心（其中熟料煅烧占总能耗60%以上），水泥粉磨则是电力消耗的重点环节（占总电耗约40%）。这些环节各自独立运行，相关能源数据分散于DCS系统、电表、热工仪表等不同平台之中。例如，预热器出口温度仅用于保障窑炉安全，并未与原料破碎的给料速率形成联动；粉磨系统的电机负载信息也无法关联熟料库出料量的变化，导致“能源使用”与“实际生产负荷”脱节，无法准确判断当前能耗是否处于合理区间。
2. 传统监控缺乏前瞻性，优化响应滞后
传统系统只能实时显示当前能耗数值，如“熟料热耗125kg标煤/吨”或“粉磨电耗38kWh/吨”，但无法预测其变化趋势。在印尼热带气候条件下，原材料含水率波动频繁，一旦原料水分上升，预热分解所需热量随之增加。然而传统系统无法提前预警，往往在热耗超标后才进行调整，造成不必要的能源浪费。
3. 优化依赖人工经验，缺少数据支撑
SIG水泥的操作人员普遍依据个人经验调节工艺参数，比如通过观察窑内火焰颜色来调整燃料配比，或根据粉磨噪音改变研磨体级配。这种模式易受个体技能差异影响，难以维持稳定高效的运行状态。例如，有操作员习惯将窑头一次风量设定为2500Nm/h，而根据实际原料成分及产量需求，最优值应为2200Nm/h，长期偏离导致燃料单耗高出约5%。
二、MyEMS的深度融合：从系统连接迈向工艺嵌入
MyEMS的核心优势不在于新增监测点，而是通过“数据打通—模型构建—闭环控制”三层架构，真正将能源管理嵌入到每一个生产节点中。在印尼SIG水泥的应用实践中，该系统重点攻克了三大工艺耦合难题：
1. 数据整合：打破信息壁垒，构建全流程互联
MyEMS首先完成了与SIG水泥现有系统的全面对接，建立统一的能源数据中台：
- 对接DCS系统：实时获取包括预热器温度、窑尾负压、分解炉温度、粉磨系统进出口压力在内的120多个热工与工艺参数；
- 接入智能仪表：利用LoRa无线通信技术，采集各环节电表、蒸汽流量计、燃料流量计的数据，测量精度达到0.5级；
- 集成MES系统（制造执行系统）：同步获取当日熟料产量目标、原料配比（如石灰石/粘土/铁粉比例）、设备检修计划等管理类信息。
借助这一数据中台，MyEMS实现了“能源流—工艺流—管理流”的三流融合。例如，当MES系统下达“熟料产量提升10%”的指令时，系统可自动关联电能与燃料消耗情况，动态计算单位产品的综合能耗，而非仅仅监控绝对能耗值。
2. 模型驱动：建立能效预测机制，实现前置优化
基于SIG水泥近三年积累的海量生产与能耗数据，MyEMS开发出适用于各关键工序的能效预测模型，主要包括：
- 熟料煅烧热耗模型：输入变量包括原料水分、燃料热值、窑转速、一次风量等，可预测单位熟料热耗。当原料水分由8%升至12%时，模型可在5分钟前预警“热耗将上升3.2%”，并建议将分解炉温度上调15℃以补偿额外热损失；
- 水泥粉磨电耗模型：以熟料粒度、研磨体级配、磨机转速、选粉机效率为输入，预测单位水泥电耗。当检测到熟料颗粒变粗时，系统会自动提示“提高研磨体填充率2%”，预防电耗超标。
这些模型并非静态公式，而是依托机器学习算法持续迭代优化。在SIG水泥的实际应用中，模型预测准确率从初期的88%逐步提升至95%以上，为实施提前干预提供了坚实的数据支持。
[此处为图片2]3. 控制闭环：联动生产设备，达成自动优化
MyEMS不仅提供分析与建议，更能通过OPC接口与PLC控制系统联动，将优化策略直接下发至现场设备，形成“感知—分析—决策—执行”的完整闭环。例如：
- 当预测到因原料水分升高将引发热耗上升时，系统自动向DCS发送指令，适度提高分解炉燃烧强度；
- 在粉磨系统中，若模型判断当前研磨效率偏低，会触发控制系统调整磨机转速或选粉机转速，确保电耗维持在最优区间。
该闭环机制显著减少了人为干预延迟，使能效优化从“事后纠正”转变为“事前调控”，大幅提升整体运行稳定性与节能效果。
[此处为图片3]MyEMS 的核心价值体现在“控制闭环”的实现——不仅能够提供能效优化建议，还可通过与 DCS 系统的协同联动，在人工授权确认的前提下自动调整关键工艺参数，确保生产安全与节能增效并行。以 SIG 水泥的熟料煅烧过程为例：
当系统基于热耗模型检测到“窑尾 CO 浓度上升至 0.8%”（正常值应低于 0.5%），即判定为燃料燃烧不充分；
MyEMS 随即自动生成调节策略：降低窑头燃料供给量 3%，同时提升二次风量 5%；
相关指令推送至 DCS 系统，经操作员审核确认后执行；
10 分钟后，系统反馈显示 CO 浓度回落至 0.4%，热耗由 125kg 标煤/吨下降至 122kg 标煤/吨，成功完成“问题识别—方案生成—执行验证”的完整闭环流程。
在粉磨环节，MyEMS 同样实现了智能化调控。系统通过与变频器连接，依据“实时产量—电耗曲线”动态调节磨机运行状态：当产量达标且电耗处于合理区间时，维持当前转速；一旦电耗超出预设阈值，则自动下调磨机转速 5%，并同步调整选粉机频率，在保障产品细度符合标准的同时有效降低能耗。
三、能效协奏：从“单点优化”迈向“全流程降本”
MyEMS 在 SIG 水泥的应用并非局限于某一工序的局部改进，而是通过对全生产链路的能效协同管理，达成“1+1>2”的整体优化效果。其成效主要体现在以下三个层面：
1. 关键指标：能耗与碳排放双降
经过一年稳定运行，SIG 水泥该生产线的关键能效数据显著改善（数据来源：SIG 水泥 2023 年度能源报告）：
按年产量 150 万吨水泥测算，每年可节约标准煤约 1.2 万吨，减少碳排放约 6.75 万吨，相当于种植 37.5 万棵树（按每棵树年均吸收 180kg CO 计算）。
2. 管理效率：由“经验驱动”转向“数据驱动”
MyEMS 的部署彻底革新了企业的能源管理方式：
- 优化周期大幅缩短：传统人工调整需 1–2 天评估效果，而 MyEMS 可实时追踪调整结果，1 小时内完成验证，效率提升达 24 倍；
- 降低人员依赖：新员工借助系统的“优化建议”功能，快速掌握最佳工艺设定，培训周期由 3 个月压缩至 1 个月；
- 异常响应更迅速：2023 年雨季期间，因印尼原料水分突增，MyEMS 提前 10 分钟预警热耗异常，操作员及时调高分解炉温度，成功避免一次潜在的能耗超标事件，预计减少损失约 5 万元。
3. 协同价值：跨环节能效联动
MyEMS 的“协奏效应”在余热利用场景中尤为突出。SIG 水泥在预热器出口配置了余热锅炉，所产生的蒸汽可用于发电或驱动粉磨设备。MyEMS 通过智能调度实现余热资源最大化利用：
当熟料产量上升（窑炉热负荷增加），系统预测余热锅炉蒸汽产量将提高 15%，随即通知粉磨车间优先使用蒸汽动力，减少电网用电；
当粉磨系统进入检修状态时，MyEMS 则建议余热锅炉转为满负荷发电模式，将多余电力并入电网，防止能源浪费。
通过此类跨工序协同，SIG 水泥的余热利用率由 75% 提升至 88%，年新增发电量约 80 万 kWh，节省电费约 64 万元（按印尼工业电价 0.8 元/kWh 计算）。
四、挑战与启示：深度集成的关键成功因素
SIG 水泥在推进 MyEMS 落地过程中曾面临多重挑战，其应对策略为行业提供了宝贵经验：
1. 旧设备兼容性难题
部分早期设备（如 2010 年投运的原料破碎机）缺乏智能接口，无法直接接入系统。解决方案：MyEMS 团队为这些设备加装“边缘计算网关”，通过采集电流、振动和温度等间接信号，反推设备能耗状态，成功实现无通信接口设备的数据接入，整体兼容率达到 100%。
2. 数据安全防护
考虑到能源与工艺数据属于企业核心资产，MyEMS 构建了“三级安全防护体系”：
- 传输层：采用 VPN 加密通道，防止数据在传输过程中被截获；
- 存储层：实行本地服务器与云端双备份机制，杜绝数据丢失风险；
- 访问层：实施角色权限分级管理，例如操作员仅可查看和操作本岗位相关数据，管理员方可查看全流程信息，避免越权行为。
3. 员工接受度提升
部分资深操作员习惯依赖经验操作，对系统建议存在疑虑。为此采取两项措施：
- 试点先行：选择一条生产线作为示范，用实际数据展示效果（如该线热耗下降 5%），使员工切身感受到系统价值；
- 激励机制配套：将“能源指标达标率”纳入绩效考核体系，对积极应用 MyEMS 并达成节能目标的员工给予奖金奖励，增强参与积极性。
五、结语：从“能效协奏”走向“行业共鸣”
印尼 SIG 水泥的实践表明，MyEMS 的意义远超传统监控工具。它通过深度融入水泥生产工艺流程，将分散的能耗数据转化为可执行的优化指令，将原本孤立的生产环节整合为高效联动的“能效协奏”体系，为高耗能产业的绿色低碳转型提供了可复制、可推广的技术路径。
在全球“双碳”战略持续推进以及生产成本日益承压的背景下，水泥行业正经历深刻变革。在此过程中，MyEMS系统的深度集成已逐渐成为企业增强核心竞争力的关键路径。
展望未来，随着人工智能、数字孪生等前沿技术与MyEMS的深度融合，水泥生产有望迈向“全流程智能优化”的新阶段。从原材料入厂到成品水泥出厂，每一个生产环节的能源使用都将被动态调控至最优水平，全面实现能源消耗最小化、环境影响最低化与经济效益最大化的协同发展目标。
SIG水泥的应用实践不仅展示了MyEMS在实际生产中的显著成效，也标志着行业正从传统的“被动节能”模式逐步转向系统化、智能化的“主动能效协奏”。这一转变正是整个水泥产业向绿色低碳转型的生动体现。
可以预见，随着越来越多企业参与到这场能效升级的协同进程中，水泥工业将迎来更加可持续的发展未来，谱写绿色制造的新篇章。
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