淺談智能化能源管理系統平台在企業中的應用

陳盼

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：對焦化企業的智能化能源管理系統應用進行了較全面的分析，在企業節能減排、提升經濟效益、優化生産組織等方面具有較高的應用價值，智能化能源管理系統在企業轉型更新改造中具有廣闊的前景。

關鍵詞：智能化；能源管理；節能；成本；分析

1概述

  近年來，我國對高耗能行業逐漸實行轉型更新，淘汰落後産能，各種節能減排、能源回收利用等新工藝、新技術、新材料不斷得到推廣應用。随着焦爐大型化及裝置自動化、智能化逐漸得到新技術及新裝備的支援，焦化行業節能減排成效顯著。在企業的管理系統中，能源管理系統是生産綜合管理系統中非常重要的子系統，在組織生産管理的同時，可以合理利用和規劃能源媒體使用流程，降低企業噸焦能耗名額，降低氮氧化物、粉塵等污染物排放量，提高企業經營績效。焦化企業采用智能化能源管理系統可以安全經濟高效地使用能源，達到節能減排，提高經營績效的目的。

2智能化能源管理系統的主要功能

  智能化能源管理系統的主要功能為實時線上監控、能源資料的自動采集、儲存、分析和利用，對資料進行分析與報警，實時掌控生産過程，降低企業用能成本；減少各類污染物（廢氣、廢渣、廢液）對環境的污染；實作能源資料集中可視化；發現和改進用能成本，提升企業節能潛力，建立能源績效評價體系，促進企業生産良性循環。

3智能化能源管理系統建設目标

  自動采集各工序的能耗資料，對各種能耗按類别進行環比、同比及占比進行統計和分析。使能耗名額不偏離計劃名額，生成各類資料報表，實時能源媒體測量與監控、實時趨勢分析，對各工序的能源消耗可視化管理和預警，及時發現耗能異常情況，及時跟進糾偏，動态掌握各工序的生産狀況。

4智能化能源管理系統構架

  智能化能源管理系統采用系統層級發散式設計，對各生産工序的各類能源媒體（包括水、電、風、氣、汽）的消耗進行資料自動采集、上傳并自動存儲，加以彙總和分析，實作各類能源媒體消耗資料的內建和直覺表達，并在此基礎上實作各類能源媒體消耗資料的日分析、周分析、月度分析的的自動化、實作能耗成本控制的及時性和準确性，同時在系統中設定超值報警和可追溯化等。

4.1智能化能源管理系統可分為四層結構

  可上傳資料的現場資料采集層，實作各測量儀表的智能化；

  基于某項協定的網絡通訊層，實作測量資料的可傳輸性；

  采用能源管理軟體的主站服務層，實作各上傳資料的集約化；

  企業能源管理軟體的管理層，實作決策的及時性和準确性。

4.2智能化能源管理系統主要特點

  智能化能源管理系統以自動上傳能耗資料為平台基礎，在此平台上對各類别的能源媒體按不同的能源用途進行組建。此系統分三個層次。

  能量媒體輸入，即由外部供應廠内的各類能源媒體；

  廠内以工廠中的房間為機關的能量媒體消耗，即廠内各生産工序的各類能源媒體的用能消耗；

  廠輸出的能源媒體（主要包括瓦斯、蒸汽、生化水及第三方用能），每個層次中各能源媒體的關鍵節點的計量儀表實作智能化，即時實作各資料自動上傳，自動累計、分析、列印報表。對消耗類能源資料日耗超月耗均值5%報警，對大宗能源消耗實作線上報警功能（超日均小時流量5%報警），對輸出類能源媒體實作線上報警（低于月均流量值5%）。根據此結構架構，可以定制個性的功能需求，具有較強的資料元化多的相容性和擴充性，可實作與廠内各業務平台（ERP、DMS等）、OA辦公系統等對接導入，便于廠内能源消耗資料的共享，實作各相關職能科室對各類能源消耗名額的日常監督和管理，同時有利于生産經營決策層對能耗資料的日常監督和督促改進，進而及時改進異常能耗名額，保持生産的高效經濟運作。

4.3智能化能源管理系統的分析功能

4.3.1能源監測

  對于各工序裝置及關鍵能耗裝置、設施的電流、電量、功率等進行實時檢測，對各裝置的運作狀态、停機開機、故障報警等信号進行監測和管理。同時實作遠端監控裝置的進行狀态，對關鍵裝置實施遠端控制同時設定相關裝置的報警值，實作超值即聲光報警，達到及時發現問題，及時進行調節和處理的目的。

4.3.2資料智能化分析

  能耗分析。對各生産工序進行能耗分析，對同工序的産量與能耗比、同産量不同班次的能耗比、同班次不同生産組織條件下的能耗比、不同能源媒體占總能耗的比重、不同生産工序能耗在各自生産總的成本中的比重，以及各能耗大的裝置在不同生産工序中的能耗比重，以及對各類能源媒體進行統計和分析，對各類能源媒體消耗進行日、周、月自動統計、分析，對每班的産量、能耗統計分析，異常能耗分析。對各工序的能源成本分析。對關鍵裝置、設施的用能品質進行分析；對裝置能效進行分析；與設定的行業标杆比較，與同功能節能裝置能效水準比較，企業同類裝置能效比較，通過分析和比較，确定關鍵耗能裝置和能效比較高的裝置，進而增強裝置日常點檢及維修的針對性，保證裝置處于良好的運作狀态，保持裝置的經濟運作。

4.3.3節能措施

  對于控制系統，通過實施遠端控制，增加了各工序開停機的連貫性，杜絕空轉車及生産不接續而造成的能源浪費；同時便于管理者對生産節奏、裝置檢修、生産組織及人力資源配置進行優化。

  對于單體裝置故障報警和參數超值報警進行合理設定、保證裝置安全經濟運作。

  對較大能耗的單體裝置進行能效比分析，及時發現、更換或淘汰高耗能裝置，降低企業用能成本。

4.3.4能源的成本及生産的綜合分析

  生産及成本分析。通過對各機關能源媒體不同時段的消耗差異的分析，可以直覺地判斷某個工序的生産均衡性及經濟性，進而使管理者清楚掌握該工序的裝置運作狀況，找準發生問題的真正原因。推動了基層的生産組織及裝置管理上水準，也有利于各基層管理和技術人員發現和改進日常工作中的不足，找準并強化生産過程中的薄弱環節，加大裝置的點檢和維修力度，提高裝置運作的經濟性，增強基層機關人員工作的主動性和積極性。

  推動各機關對成本進行有效管控，提高投入産出比。各基層機關管理人員根據本機關總的能耗及管件耗能裝置運作情況，掌握本工序各環節裝置的運作狀況，進而發現各班組生産組織的優缺點，推廣經濟性較高的生産組織方式，有利于激發班組的生産形成良性循環，以低投入實作高産出，将企業的内部市場化考核機制落地生根，真正實作企業生産經營主體的下移，充分調動全員參與生産經營的主動性和積極性。

  利用好能源異常資料的超值線上超值報警功能，對報警的裝置及媒體做到及時介入糾偏，及時發現問題，及時分析原因，及時進行整改，有利于避免因為問題不能及時發現而造成積壓以緻出現突發性的大問題，造成大的事故或不可挽回的損失；同時為全廠生産經營的周成本分析、月度成本分析提供真實、可靠、有效的資料支撐，進而提高企業的生産經營績效。

  減排統計。如二氧化碳減排統計，根據各焦爐的瓦斯消耗瞬時流量，基于熱值計算碳排放及二氧化硫、氮氧化物、生化廢水等排放統計；通過對焦爐加熱瞬時流量的實時檢測，保證焦爐長向和高向加熱的均勻性和穩定性，避免推焦冒黑煙或瓦斯流量過大造成過火導緻的難推焦等各類事故，進而提高能源的利用效率，實作節能減排。

  廢水減排，通過對冷熱水溫度及流量的檢測，進行梯級利用，同時增加化産收率，達到節能減排的目的。

  分工廠中的房間成本統計，對各工廠中的房間的各類能耗資料進行計算，對各工序成本中的能耗情況進行統計分析，便于基層管理者對生産組織方式進行優化和改造。

  财務分析，通過對全廠生産成本中能源消耗費用統計分析，便于管理者尋找并發現改善降低能源消耗的機會，找準突破口，增強改進生産經營的準确性及時效性，進而進一步增強節能減排的收益，實作企業效益與社會效益的雙豐收，有利于增強企業的競争力，樹立良好的社會形象。

  實際費用、理論費用分析，通過實際和理論能耗費用的差額分析，掌握各工序的能力指數，找出正內插補點大的裝置、物流等方面的因素，實施改進，進而實作企業的精益生産。

5安科瑞企業能源管控系統解決方案

5.1系統方案

  Acrel-7000企業能源管控系統釆用自動化、資訊化技術和集中管理模式，對企業的生産、輸配和消耗環節實行的動态監控和資料化管理，監測企業電、水、瓦斯、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過資料分析、挖掘，幫助企業針對各種能源需求及實際用能情況、産品能源單耗、工序能耗、重點裝置用能等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、用能預測、碳排分析，為企業加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、為節能評估、能源審計提供基礎資料。

5.2應用場所

  适用于建立或者改建的能源供給企業、高耗能企業和離散制造企業廠房、工業園區、集團公司等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運作維護。在具體工程中可結合當地政府部門要求和企業管理需求，在系統軟硬體配置上優化調整，滿足各類工程能耗監測與管理的要求。

5.3系統結構

5.4系統功能

1）大屏展示

  展示企業及各區域的能耗折标、異常情況、點位數量、通訊情況、本月分類能耗排名、當年/去年用電量對比、分類能耗占比等相關資訊，可直覺了解企業目前總體概況，支援3D模組化。

2）首頁

  展示企業當日峰谷平用電、變壓器槪況、日/月/年分類能耗資料、當年/去年單耗趨勢對比、當年能耗趨勢，展示使用者關心的資料統計結果。

3）機關産品/産值能耗

  系統與企業MES系統對接，導入産量/産值。對不能導入的資料提供人工錄入功能。通過系統采集的能耗資料，結合産量/産值，計算機關産品/産值能耗。

4）能源中控

  系統将所有能源資料內建在一個看闆中，從多個次元對比分析，實作各個産業線的對比，幫助使用者全方位掌握整個工廠的能源消耗、能源成本、碳排放等情況。

5）績效考核

  針對各個工廠中的房間、班組設定考核名額，制定評分标準，結合單耗資料進行能源績效考核，量化考核對象的用能差距。

6）裝置運作監測

  系統對主要耗能裝置進行資料采集，監測裝置的運作、停機、待機、異常狀态，并對溫度、濕度、流量、壓力、速度等生産工藝參數進行實時監控。

7）能源平衡及損耗分析

  系統提供電、水、汽等能源在轉換、運輸、使用過程中各環節的能量平衡分析，幫助企業及時發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等問題。

8）節能評估

  系統對實施節能措施前後的用能情況進行比對，計算實際的節能量，幫助企業對節能措施的實施效果進行評估。

9）能耗分析報告

  系統提供裝置能效分析結果及節能建議，幫助管理人員全面了解企業的能效水準，為企業節能降耗提供資料支援。

10）工業組态

  使用者自定義監控管網，通過友好的人機界面展示監測資料，支援遠端控制裝置。

11）3D子系統

  通過對動力管線的虛拟仿真，展示裝置的實時運作狀态及能源消耗情況，并結合動态的能源流向，為使用者提供身臨其境的直覺體驗。

5.5系統硬體配置

6結束語

  智能化能源管理系統是管控智能化系統對焦化企業統一排程能源媒體、保障裝置經濟運作、提高環保績效、降低噸焦能耗、提高勞動生産率和能源利用效率、減少污染物排放具有顯著的促進作用。智能化能源管理系統改變了傳統的能源管理模式，降低了資料采集的延遲性，提高了能源管理的效率，保證了生産經營經濟運作，很大降低基層管理技術人員的管理強度，提高了管理效率。

參考文獻