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淺談智能化能源管理系統(tǒng)平臺在企業(yè)中的應(yīng)用

更新時(shí)間:2022-11-01      點(diǎn)擊次數(shù):437
李婧婧
安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
摘要:對焦化企業(yè)的智能化能源管理系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了較全面的分析,在企業(yè)節(jié)能減排、提升經(jīng)濟(jì)效益、優(yōu)化生產(chǎn)組織等方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值,智能化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)轉(zhuǎn)型升級改造中具有廣闊的前景。
關(guān)鍵詞:智能化;能源管理;節(jié)能;成本;分析
1概述
??近年來,我國對高耗能行業(yè)逐步實(shí)行轉(zhuǎn)型升級,淘汰落后產(chǎn)能,各種節(jié)能減排、能源回收利用等新工藝、新技術(shù)、新材料不斷得到推廣應(yīng)用。隨著焦?fàn)t大型化及設(shè)備自動化、智能化逐步得到新技術(shù)及新裝備的支持,焦化行業(yè)節(jié)能減排成效顯著。在企業(yè)的管理系統(tǒng)中,能源管理系統(tǒng)是生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)中非常重要的子系統(tǒng),在組織生產(chǎn)管理的同時(shí),可以合理利用和規(guī)劃能源介質(zhì)使用流程,降低企業(yè)噸焦能耗指標(biāo),降低氮氧化物、粉塵等污染物排放量,提高企業(yè)經(jīng)營績效。焦化企業(yè)采用智能化能源管理系統(tǒng)可以安全經(jīng)濟(jì)高效地使用能源,達(dá)到節(jié)能減排,提高經(jīng)營績效的目的。
2智能化能源管理系統(tǒng)的主要功能
??智能化能源管理系統(tǒng)的主要功能為實(shí)時(shí)在線監(jiān)控、能源數(shù)據(jù)的自動采集、儲存、分析和利用,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與報(bào)警,實(shí)時(shí)掌控生產(chǎn)過程,降低企業(yè)用能成本;減少各類污染物(廢氣、廢渣、廢液)對環(huán)境的污染;實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)集中可視化;發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)用能成本,提升企業(yè)節(jié)能潛力,建立能源績效評價(jià)體系,促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)良性循環(huán)。
3智能化能源管理系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
??自動采集各工序的能耗數(shù)據(jù),對各種能耗按類別進(jìn)行環(huán)比、同比及占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。使能耗指標(biāo)不偏離計(jì)劃指標(biāo),生成各類數(shù)據(jù)報(bào)表,實(shí)時(shí)能源介質(zhì)測量與監(jiān)控、實(shí)時(shí)趨勢分析,對各工序的能源消耗可視化管理和預(yù)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)耗能異常情況,及時(shí)跟進(jìn)糾偏,動態(tài)掌握各工序的生產(chǎn)狀況。
4智能化能源管理系統(tǒng)構(gòu)架
??智能化能源管理系統(tǒng)采用系統(tǒng)層級發(fā)散式設(shè)計(jì),對各生產(chǎn)工序的各類能源介質(zhì)(包括水、電、風(fēng)、氣、汽)的消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)自動采集、上傳并自動存儲,加以匯總和分析,實(shí)現(xiàn)各類能源介質(zhì)消耗數(shù)據(jù)的集成和直觀表達(dá),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各類能源介質(zhì)消耗數(shù)據(jù)的日分析、周分析、月度分析的的自動化、實(shí)現(xiàn)能耗成本控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,同時(shí)在系統(tǒng)中設(shè)置超zhi報(bào)警和可追溯化等。
4.1智能化能源管理系統(tǒng)可分為四層結(jié)構(gòu)
??可上傳數(shù)據(jù)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集層,實(shí)現(xiàn)各測量儀表的智能化;
??基于某項(xiàng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊層,實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的可傳輸性;
??采用能源管理軟件的主站服務(wù)層,實(shí)現(xiàn)各上傳數(shù)據(jù)的集約化;
??企業(yè)能源管理軟件的管理層,實(shí)現(xiàn)決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
4.2智能化能源管理系統(tǒng)主要特點(diǎn)
??智能化能源管理系統(tǒng)以自動上傳能耗數(shù)據(jù)為平臺基礎(chǔ),在此平臺上對各類別的能源介質(zhì)按不同的能源用途進(jìn)行組建。此系統(tǒng)分三個(gè)層次。
??能量介質(zhì)輸入,即由外部供應(yīng)廠內(nèi)的各類能源介質(zhì);
??廠內(nèi)以車間為單位的能量介質(zhì)消耗,即廠內(nèi)各生產(chǎn)工序的各類能源介質(zhì)的用能消耗;
??廠輸出的能源介質(zhì)(主要包括煤氣、蒸汽、生化水及第三方用能),每個(gè)層次中各能源介質(zhì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的計(jì)量儀表實(shí)現(xiàn)智能化,即時(shí)實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)自動上傳,自動累計(jì)、分析、打印報(bào)表。對消耗類能源數(shù)據(jù)日耗超月耗均值5%報(bào)警,對大宗能源消耗實(shí)現(xiàn)在線報(bào)警功能(超日均小時(shí)流量5%報(bào)警),對輸出類能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)在線報(bào)警(低于月均流量值5%)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)框架,可以定制個(gè)性的功能需求,具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)元化多的兼容性和擴(kuò)展性,可實(shí)現(xiàn)與廠內(nèi)各業(yè)務(wù)平臺(ERP、DMS等)、OA辦公系統(tǒng)等對接導(dǎo)入,便于廠內(nèi)能源消耗數(shù)據(jù)的共享,實(shí)現(xiàn)各相關(guān)職能科室對各類能源消耗指標(biāo)的日常監(jiān)督和管理,同時(shí)有利于生產(chǎn)經(jīng)營決策層對能耗數(shù)據(jù)的日常監(jiān)督和督促改進(jìn),從而及時(shí)改進(jìn)異常能耗指標(biāo),保持生產(chǎn)的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
4.3智能化能源管理系統(tǒng)的分析功能
4.3.1能源監(jiān)測
??對于各工序設(shè)備及關(guān)鍵能耗設(shè)備、設(shè)施的電流、電量、功率等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,對各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、停機(jī)開機(jī)、故障報(bào)警等信號進(jìn)行監(jiān)測和管理。同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的進(jìn)行狀態(tài),對關(guān)鍵設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程控制同時(shí)設(shè)定相關(guān)設(shè)備的報(bào)警值,實(shí)現(xiàn)超zhi即聲光報(bào)警,達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)和處理的目的。
4.3.2數(shù)據(jù)智能化分析
??能耗分析。對各生產(chǎn)工序進(jìn)行能耗分析,對同工序的產(chǎn)量與能耗比、同產(chǎn)量不同班次的能耗比、同班次不同生產(chǎn)組織條件下的能耗比、不同能源介質(zhì)占總能耗的比重、不同生產(chǎn)工序能耗在各自生產(chǎn)總的成本中的比重,以及各能耗大的設(shè)備在不同生產(chǎn)工序中的能耗比重,以及對各類能源介質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,對各類能源介質(zhì)消耗進(jìn)行日、周、月自動統(tǒng)計(jì)、分析,對每班的產(chǎn)量、能耗統(tǒng)計(jì)分析,異常能耗分析。對各工序的能源成本分析。對關(guān)鍵設(shè)備、設(shè)施的用能質(zhì)量進(jìn)行分析;對設(shè)備能效進(jìn)行分析;與設(shè)定的行ye標(biāo)gan比較,與同功能節(jié)能設(shè)備能效水平比較,企業(yè)同類設(shè)備能效比較,通過分析和比較,確定關(guān)鍵耗能設(shè)備和能效比較高的設(shè)備,從而增強(qiáng)設(shè)備日常點(diǎn)檢及維修的針對性,保證設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài),保持設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
4.3.3節(jié)能措施
??對于控制系統(tǒng),通過實(shí)施遠(yuǎn)程控制,增加了各工序開停機(jī)的連貫性,杜絕空轉(zhuǎn)車及生產(chǎn)不接續(xù)而造成的能源浪費(fèi);同時(shí)便于管理者對生產(chǎn)節(jié)奏、設(shè)備檢修、生產(chǎn)組織及人力資源配置進(jìn)行優(yōu)化。
??對于單體設(shè)備故障報(bào)警和參數(shù)超zhi報(bào)警進(jìn)行合理設(shè)置、保證設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
??對較大能耗的單體設(shè)備進(jìn)行能效比分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、更換或淘汰高耗能設(shè)備,降低企業(yè)用能成本。
4.3.4能源的成本及生產(chǎn)的綜合分析
??生產(chǎn)及成本分析。通過對各單位能源介質(zhì)不同時(shí)段的消耗差異的分析,可以直觀地判斷某個(gè)工序的生產(chǎn)均衡性及經(jīng)濟(jì)性,從而使管理者清楚掌握該工序的設(shè)備運(yùn)行狀況,找準(zhǔn)發(fā)生問題的真正原因。推動了基層的生產(chǎn)組織及設(shè)備管理上水平,也有利于各基層管理和技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)日常工作中的不足,找準(zhǔn)并強(qiáng)化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié),加大設(shè)備的點(diǎn)檢和維修力度,提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,增強(qiáng)基層單位人員工作的主動性和積極性。
??推動各單位對成本進(jìn)行有效管控,提高投入產(chǎn)出比。各基層單位管理人員根據(jù)本單位總的能耗及管件耗能設(shè)備運(yùn)行情況,掌握本工序各環(huán)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行狀況,從而發(fā)現(xiàn)各班組生產(chǎn)組織的優(yōu)缺點(diǎn),推廣經(jīng)濟(jì)性較高的生產(chǎn)組織方式,有利于激發(fā)班組的生產(chǎn)形成良性循環(huán),以低投入實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出,將企業(yè)的內(nèi)部市場化考核機(jī)制落地生根,真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的下移,充分調(diào)動全員參與生產(chǎn)經(jīng)營的主動性和積極性。
??利用好能源異常數(shù)據(jù)的超zhi在線超zhi報(bào)警功能,對報(bào)警的設(shè)備及介質(zhì)做到及時(shí)介入糾偏,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)分析原因,及時(shí)進(jìn)行整改,有利于避免因?yàn)閱栴}不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而造成積壓以致出現(xiàn)突發(fā)性的大問題,造成大的事故或不可挽回的損失;同時(shí)為全廠生產(chǎn)經(jīng)營的周成本分析、月度成本分析提供真實(shí)、可靠、有效的數(shù)據(jù)支撐,從而提高企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營績效。
??減排統(tǒng)計(jì)。如二氧化碳減排統(tǒng)計(jì),根據(jù)各焦?fàn)t的煤氣消耗瞬時(shí)流量,基于熱值計(jì)算碳排放及二氧化硫、氮氧化物、生化廢水等排放統(tǒng)計(jì);通過對焦?fàn)t加熱瞬時(shí)流量的實(shí)時(shí)檢測,保證焦?fàn)t長向和高向加熱的均勻性和穩(wěn)定性,避免推焦冒黑煙或煤氣流量過大造成過火導(dǎo)致的難推焦等各類事故,從而提高能源的利用效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
??廢水減排,通過對冷熱水溫度及流量的檢測,進(jìn)行梯級利用,同時(shí)增加化產(chǎn)收率,達(dá)到節(jié)能減排的目的。
??分車間成本統(tǒng)計(jì),對各車間的各類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,對各工序成本中的能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,便于基層管理者對生產(chǎn)組織方式進(jìn)行優(yōu)化和改造。
??財(cái)務(wù)分析,通過對全廠生產(chǎn)成本中能源消耗費(fèi)用統(tǒng)計(jì)分析,便于管理者尋找并發(fā)現(xiàn)改善降低能源消耗的機(jī)會,找準(zhǔn)突破口,增強(qiáng)改進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營的準(zhǔn)確性及時(shí)效性,從而進(jìn)一步增強(qiáng)節(jié)能減排的收益,實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益與社會效益的雙豐收,有利于增強(qiáng)企業(yè)的競爭力,樹立良好的社會形象。
??實(shí)際費(fèi)用、理論費(fèi)用分析,通過實(shí)際和理論能耗費(fèi)用的差額分析,掌握各工序的能力指數(shù),找出正差值大的設(shè)備、物流等方面的因素,實(shí)施改進(jìn),從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的精益生產(chǎn)。
5安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)解決方案
5.1系統(tǒng)方案
??Acrel-7000企業(yè)能源管控系統(tǒng)釆用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過數(shù)據(jù)分析、挖掘,幫助企業(yè)針對各種能源需求及實(shí)際用能情況、產(chǎn)品能源單耗、工序能耗、重點(diǎn)設(shè)備用能等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、用能預(yù)測、碳排分析,為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、為節(jié)能評估、能源審計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
 
5.2應(yīng)用場所
??適用于新建或者改建的能源供給企業(yè)、高耗能企業(yè)和離散制造企業(yè)廠房、工業(yè)園區(qū)、集團(tuán)公司等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。在具體工程中可結(jié)合當(dāng)?shù)卣块T要求和企業(yè)管理需求,在系統(tǒng)軟硬件配置上優(yōu)化調(diào)整,滿足各類工程能耗監(jiān)測與管理的要求。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
 
5.4系統(tǒng)功能
1)大屏展示
??展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、異常情況、點(diǎn)位數(shù)量、通訊情況、本月分類能耗排名、當(dāng)年/去年用電量對比、分類能耗占比等相關(guān)信息,可直觀了解企業(yè)當(dāng)前總體概況,支持3D建模。
2)首頁
??展示企業(yè)當(dāng)日峰谷平用電、變壓器槪況、日/月/年分類能耗數(shù)據(jù)、當(dāng)年/去年單耗趨勢對比、當(dāng)年能耗趨勢,展示用戶關(guān)心的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
3)單位產(chǎn)品/產(chǎn)值能耗
??系統(tǒng)與企業(yè)MES系統(tǒng)對接,導(dǎo)入產(chǎn)量/產(chǎn)值。對不能導(dǎo)入的數(shù)據(jù)提供人工錄入功能。通過系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù),結(jié)合產(chǎn)量/產(chǎn)值,計(jì)算單位產(chǎn)品/產(chǎn)值能耗。
4)能源中控
??系統(tǒng)將所有能源數(shù)據(jù)集成在一個(gè)看板中,從多個(gè)維度對比分析,實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對比,幫助用戶全方wei掌握整個(gè)工廠的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。
5)績效考核
??針對各個(gè)車間、班組設(shè)置考核指標(biāo),制定評分標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合單耗數(shù)據(jù)進(jìn)行能源績效考核,量化考核對象的用能差距。
6)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測
??系統(tǒng)對主要耗能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行、停機(jī)、待機(jī)、異常狀態(tài),并對溫度、濕度、流量、壓力、速度等生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
7)能源平衡及損耗分析
??系統(tǒng)提供電、水、汽等能源在轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、使用過程中各環(huán)節(jié)的能量平衡分析,幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等問題。
8)節(jié)能評估
??系統(tǒng)對實(shí)施節(jié)能措施前后的用能情況進(jìn)行比對,計(jì)算實(shí)際的節(jié)能量,幫助企業(yè)對節(jié)能措施的實(shí)施效果進(jìn)行評估。
9)能耗分析報(bào)告
??系統(tǒng)提供設(shè)備能效分析結(jié)果及節(jié)能建議,幫助管理人員全面了解企業(yè)的能效水平,為企業(yè)節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支持。
10)工業(yè)組態(tài)
??用戶自定義監(jiān)控管網(wǎng),通過友好的人機(jī)界面展示監(jiān)測數(shù)據(jù),支持遠(yuǎn)程控制設(shè)備。
11)3D子系統(tǒng)
??通過對動力管線的虛擬仿真,展示設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗情況,并結(jié)合動態(tài)的能源流向,為用戶提供身臨其境的直觀體驗(yàn)。
5.5系統(tǒng)硬件配置
6結(jié)束語
??智能化能源管理系統(tǒng)是管控智能化系統(tǒng)對焦化企業(yè)統(tǒng)一調(diào)度能源介質(zhì)、保障設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、提高環(huán)保績效、降低噸焦能耗、提高勞動生產(chǎn)率和能源利用效率、減少污染物排放具有顯著的促進(jìn)作用。智能化能源管理系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的能源管理模式,降低了數(shù)據(jù)采集的延遲性,提高了能源管理的效率,保證了生產(chǎn)經(jīng)營經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,很大降低基層管理技術(shù)人員的管理強(qiáng)度,提高了管理效率。
參考文獻(xiàn)
[1]宋一格.智能化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中的應(yīng)用. 化工設(shè)計(jì)通訊,2020.
[2]徐偉,劉志堅(jiān),陳曦,等.關(guān)于我國“近零能耗建筑"發(fā)展的思考[J].建筑科學(xué),2016(04).
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊,2022.
作者簡介
李婧婧,女,本科  安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)能源管控系統(tǒng)解決方案
安科瑞電氣股份有限公司
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