安科瑞 繆凱倫
前言:
隨著拉閘限電、電價改革、雙碳、環保排放等政策的不斷推出和層層深化,加上煤炭、石油、天然氣等能源價格的不斷攀升,企業的能源成本越來越高,工業企業對于自身的能效提升的需求越來越迫切。
企業建設三級能源計量體系,對企業內部的辦公、車間、產線、班組、設備、工序、食堂的進行能源計量和分析,通過大數據分析,與國標、行標等標準進行比較,尋找出低能效的源頭,分析低能效的節點,是工業能效提升的關鍵點。
關鍵詞:節能降耗;能源計量;節能診斷;碳排放;能耗強度;萬元產值能耗;能效提升
1.背景分析
6月29日,工信部等六部門發布關于印發《工業能效提升行動計劃》的通知。計劃提出,到2025年,重點工業行業能效提升,數據中心等重點領域能效明顯提升,綠色低碳能源利用比例顯著提高,節能提效工藝技術裝備廣泛應用,標準、服務和監管體系逐步完善,鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業重點產品能效達到國際水平,規模以上工業單位增加值能耗比2020年下降13.5%。能盡其用、效率至上成為市場主體和公眾的共同理念和普遍要求,節能提效進一步成為綠色低碳的“主要能源"和降耗減碳的首要舉措。
2.企業能源管控平臺的設計和應用
為了幫助企業進行三級能源計量體系的建設,找出低能效的源頭,首先需要勘察、統計和明確企業的行業特性、生產架構、能源流向、主要設備、關鍵工序等,并且將附屬的辦公、食堂、宿舍等納入監測體系,以下是一個工業企業典型的軟硬件架構拓撲圖。
圖1
依據GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》,現場通過邊緣計算網關采集各類能源數據,將數據傳輸至平臺前置采集服務器,平臺搭建在客戶自己配置的服務器或云服務器上。平臺也可以將企業原有的PLC、DCS等數據進行采集,還可以對接企業內部的ERP、MES等信息化系統,結合生產數據進行產品單耗、萬元產值能耗等數據分析。搭建完成之后,企業用戶可以通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看整個廠區的能源數據。
圖2
(1) 能源管控平臺功能架構
系統的設計方向涵蓋了企業能源管理的四大方向:
l 能源供應,從變電所到分支回路的能源進行實時監控,并提供運維和巡檢功能。
l 能源管理,對各個回路進行電能質量監測和分析,對用電安全進行實時監測和預警;并同時對三級能源體系進行實時的監測和數據分析。
l 設備管理,對主要生產設備、工藝流程、照明、空調、電梯等進行實時的監控,并分析設備能效。
l 能耗分析,所有的監測分析數據進行匯總,進行節能分析、能耗預測、能效分析等,為節能診斷服務提供數據依據。
圖3
(2) 3D可視化平臺的應用
3D可視化技術的應用,幫助企業建設可定制化的駕駛艙,直觀展示企業的能源數據。
圖4
(3) 工業組態平臺的技術應用
系統集成了工業組態編輯平臺,企業可根據自身行業特性和主要工藝設備,繪制自身的工藝流程圖,達到設備能效數據實時監控和預警的目的,例如空壓器系統、工藝冷卻水循環系統、制冷系統等。
圖5
(4) 設備能效分析
企業能源管控平臺內置各工業子系統節能審計算法,通過采集能源計量數據,生產設備的關鍵參數,配合算法,出具能效分析報告,形成初步的節能診斷報告。
圖6
(5) 產品能效分析
企業能源管控平臺通過計算企業產品單耗和萬元產值能耗,結合工序、工藝生產數據,自動排序,找出企業產品單耗較低的工序、工藝生產數據。
圖7
(6) 節能診斷
企業能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數,計算節能實施前,實施后的能耗差值,評估節能措施實際節能效果,為工業節能診斷提供依據。
圖8
(7) 能效對標
以重點行業國際水平、能效水平為起點,合理設定更高的能效指標。
(8) 能源報告
定期給企業生成能源利用狀況日、周、月、季、年報告。
(9) 能源計量器具巡檢
系統生成能源計量器具臺賬,根據設定信息,定期實現計量器具的校準,報警提醒。
(10) 碳排放計量
系統根據能源消耗數據,自動進行碳排放數據分析。
(11) 電費分析
系統根據企業用電量數據,結合本地峰平谷用電,計算能源成本,為企業錯峰用電提供數據支撐。
3 結語
企業能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理,監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,幫助企業加強能源管理、提高設備運行效率和能源利用效率、保證設備經濟運行、挖掘節能潛力,成本低,回收期短,經濟效益明顯,不僅可以提高企業的核心競爭力,同時是保護環境和社會可持續發展的基礎和源泉,積極響應國家對于節能降耗的政策,為工業節能診斷服務提供堅實的數據基礎。
參考文獻
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