1.概述

1.1.建设背景

据相关数据统计,工业用电的能源消费量占全国能源消费总量的70%左右,工业企业是我国能源消费的大户,其中钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸等九大重点耗能行业,其用电占整个工业用电的60%以上,但单位能耗平均却比国外先进水平高出40%。随着我国市场经济的不断完善,国内大多数企业面临日益加剧的全球化市场竞争,多数企业都面临着利润下滑的处境,对此,只能从加强市场开拓以及强化成本控制两方面着手。而在工业企业的各项成本中,电费已成为紧随原材料成本、人工成本之后的最大的成本,特别是在某些高耗能企业中,电费已成为最主要的成本。对大多数工业企业而言,电费也是未被企业控制的最后一项成本,许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因,用电利用效率普遍偏低,节能潜力巨大,因此通过管理和技术手段来降低电费支出、提高利润空间势在必行。

同时,在企业里能效使用与供电系统及各种设备的运行状态管理、维护、检修密不可分,而大部分企业只从保障设备能正常运行角度对电能进行管理,没有从使用效率、生产成本和设备使用寿命等角度,对电能进行精益管理,比如能源计量、监测管理制度不健全,能源管理不到位,职责不明确等。由于缺乏科学有效的电能利用及电能质量管理手段,企业面临不知道电能主要消耗在什么地方、电能质量有没有被污染以及污染程度有多大、找不出电能浪费的漏洞在哪里、不清楚需要改善的地方有哪些、怎么样改善等问题。针对目前工业企业这一现状,北京华电方胜技术发展有限公司(以下简称“华电方胜”设计并研发出能效管理服务平台(以下简称“平台”。通过平台的建设,首先帮助企业管理部门了解自身的用能构成,减少因管理不到位造成的浪费,增加对企业的能源管理能力;根据收集到的数据进行汇总、分析,对企业的各个用能系统进行分析,如车间、重点能耗设备等,挖掘节能潜力;平台提供专家意见,以实际数据为依据,结合多年节能行业的项目经验,指导企业进行技术改造,做到目标明确,针对性强,最终达到少投资,多回报,为企业省钱节能,做到经济效益和社会效益的双丰收。

1.2.建设目标1为企业提供管理节能和技术节能一站式服务;

2掌握能耗状况:掌握能源消耗的数量与构成、分布与流向;

3了解用能水平:了解能源利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗;

4找出能耗问题:找出管理、设备运行中的能源浪费问题;

5明确节能方向:改进能源管理制度,制定节能方案;

6实施技术改造:实施有针对性的技术改造和设备更新;

7核算节能效果:核算技术改造、设备更新等带来的节能量和经济效益;

8加强安全管理:加强用能安全管理,及时发现企业用能安全问题。

1.3.设计原则1标准化原则:严格贯彻国家有关的标准或行业标准,以实现系统的标

准化,保障系统的兼容性、可维护性与可扩展性;

2实用性原则:依据企业需求进行功能、性能设计,充分满足企业的需求,功能实用;

3先进性原则:系统采用的技术设施具有先进性或超前性。系统设计在满足功能的实用性和满足企业现有需求的前提下,同时考虑技术上的先进性,以避免在短期内因技术陈旧而造成整个系统性能不高或过早淘汰;

4安全性原则:确保设备的运行安全,是系统设计中最重要的原则,设备的自动控制和节能固然重要,但安全始终是第一位的;

5可靠性原则:平台的设备都采用高可靠的材料、部件,能够满足企业长时间的使用要求,确保整个系统长期、可靠的运行;

6经济性原则:整个项目在保证系统先进、可靠和实用的前提下,尽可能降低造价,通过优化设计达到最经济性的目标,实现较高的投资回报率。

2.平台架构

2.1.平台简介

这里简要介绍平台的使用过程,首先在企业的办公楼、厂房等耗能设施安装用能监测装置,采集用能信息;使用有线/无线的公网通信模式传输数据到平台;企业通过Internet /Intranet访问平台。

2.2.平台架构

2.2.1.系统架构

图2-1系统架构图

平台分为展现层、应用层、数据层和物理层四层。

1展现层负责数据的展现,由能效概况、用能监测、能耗分析、节能管理、定制管理和门户等部分组成;

2应用层负责对展现层的支持,主要包括工作流管理、组织权限管理、报表管理、系统参数管理、系统日志管理和消息管理等功能;

3数据层负责平台数据的管理,包括:采集数据、组织信息、报表数据、系统信息、用户参数和设备信息;

4物理层是系统硬件系统,包括服务器、网络和采集设备三部分。

2.2.2.物理架构

平台物理上由服务器、网络和采集设备三部分组成。

1服务器由应用服务器、数据库服务器和前端服务器组成。应用服务器负责提供查看系统的服务;数据库服务器负责存储平台的数据;前端服务器负责接收采集设备发回来的数据;

2网络由网络设备、Internet、Intranet 和GPRS 组成,主要用于数据的传输;

3采集设备有电、水、热、气四种。用于采集企业的用能数据,通过GPRS 和Internet 两种方式上传数据。

2.3.节能技术

平台的构建完成了管理节能的信息化和透明化,帮助企业最大限度的发挥管理节能的效果,同时也积累了各个设备、系统及整体的能耗数据,掌握了能耗系统运行情况、系统运行模式和能源消耗费用等一系列信息,根据监测过程中发现的问题和企业的节能需要,我们为企业提供技术节能。下面是几种常用节能改

造介绍:

图2-2物理架构图

2.3.1.风机水泵智能节能技术

风机、泵类、压缩机等通用机械拖动设备为我国最主要终端耗电设备,据统计,风机和泵类设备用电量占全国用电量的20%。在企业里,此类设备大部分设计为固定功率运行,但实际运行时所需的压力或流量并不固定,且大多数低于电机额定功率供给的,电能浪费严重,有较大的节能空间。具体介绍如下:

1智能化功能模块针对风机、水泵工作的特性,控制电动机输出功率与实际负荷需求精确匹配;

2灵活的斜坡函数发生器,平滑的实现电机的软启动,运行过程中电机可无极调速,按照生产工艺要求使电机始终运行在经济、合适的状态,有效减少轴承等机械部分磨损,降低故障率,延长使用寿命;

3保护功能完善,发生短路、过流、过载、过压故障时,系统均能即时保护,自带工频运行/节电运行双回路转换电路,确保系统无故障,不影响生产;

4风机和泵类专用功能:多泵切换、旁路功能、手动/自动切换、缺水检测、自动节能方式运行;

5风机水泵智能节电器内置有计算机通讯扩展接口,采用RS-485串行通讯协议。

2.3.2.供配电系统节能改造

企业用电设备数量多、启动频繁、负荷变化大,容易对电网产生冲击,引起瞬变电压和浪涌电流情况严重,严重威胁和影响其它设备的正常运行,导致电机的温升和电表转速加快而浪费电能,系统用电效率下降;企业普遍使用整流器、变频器、可控硅等非线性设备,会产生大量的谐波,使系统电压和电流的波形畸变,恶化电力品质,不但增加电耗,也影响了用电安全和设备使用寿命,谐波的危害已成为电网最主要的公害;供电电压不稳定工业输变电网系统负荷大、分布广,用电高峰期和低谷期分布时段非常明显,因此在用电高峰和低谷时段电压波动很大,都会在很大程度上浪费电能,同时会恶化用电品质,不但增加了电耗,也影响到用电设备的使用寿命和用电安全。供配电系统节能改造从采用新技术、提高电能质量、提高电能利用率和减少电网污染等方面入手。

1无功补偿:电网输出的功率包括两部分:一是有功功率,二是无功功率。有功功率越大,电能的利用率越高,意味着企业使用1度电可以做的事情越多,相反无功功率越大,电能的利用率越低,意味着企业使用1度电可以做的事情越少。无功补偿就是减少无功功率的节能技术;

2谐波治理:可同时滤除2次到60次的谐波电流,动态注入电流,不受系统不平衡的影响,可自动消除系统谐振,具有自动限流功能,不会发生过载;实时监控、显示,动态补偿变化的谐波,有高度的可控性和快速的响应性;平衡三相,稳定电压,提高功率因素,可自动消除系统谐振;可以只滤波,或同时滤波和补偿无功,功率因数可达到0.95以上;并联安装方式,安装简单、方便,易于扩展,最多可10台并联。

3.投入产出分析

3.1.经济收益分析

平台建成后,通过调整能源管理方式,改进设备运行情况,预计节能率在5%以上。

3.2.其他收益分析

平台建成后,企业在享受经济收益的基础上,还享有以下收益:

1安全管理:平台的建立,可以全面监测企业用电使用情况,帮助企业制定各项用能安全保障措施;平台可以实时监测各建筑和各设备运行情况,及时发现安全隐患,并通知相关人员进行改进,避免安全事故的发生;

2科学管理:企业运营管理,应在各个环节中统筹考虑节能、安全、环境保护和循环再利用,通过平台的建立,对企业能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析,完善各种节约管理制度,并为节能工作提供有效数据,满足企业节能需求和科学管理需求,实现社会效益、经济效益和环境效益的统一;

3精细化管理:平台采集总能耗和主要用能设备能耗,精确管理每一台设备的运行环境,实时掌握系统全局,提供精确能耗数据,协助企业能源管理部门做到能源的有序管理,解决企业普遍存在能耗数据统计粗放、管理疏漏、没有科学的用能预测与监管的问题,最终达到节能降耗和精细化管理的目的;

4提升形象:积极实施节能减排工作,有利于提升自身形象,成为行业标杆。

4.平台优势

1能耗对标:将单位产值能耗指标与行业数据、国家标准进行对比,帮助企业了解目前的能耗在行业内的位置,了解目前的节能空间;

2专家评估:节能领域的专家每个月对企业的运行情况进行一次节能评估,并提出针对性的合理化建议和解决方案,帮助企业解决用能浪费问题;

3一站式服务:为企业提供管理节能和技术节能一站式服务。

4Acrel-5000能源管理与能耗分析软件

能源管理与能耗分析软件通过对各种能源(电、水、天然气、蒸汽、压缩空气、工业氮气、油、煤等实时采集、动态监测、能耗分析、成本核算、绩效考核和报表发布等功能,实现企业能源管理精细化,促进节能降耗。

概要显示当月、当年用能情况,并与往年同期用能进行对比,掌握用能趋势。

实时动态监测企业当前用电功率。通过设置每日用能的计划值,实现用能的定额管理,并与实际用能进行对比,对可能出现的用能突增进行预警。将各类用能折算为标准煤,全局掌握企业用能情况。

通过用能趋势图,快速定位用能负荷高峰,并逐级定位高峰能耗的组成,为移

峰填谷找到依据。

系统提供C/S和B/S两种访问模式,C/S访问模式客户端响应速度快,充分发挥

客户端PC的处理能力,减轻服务器的压力。C/S访问模式不需要安装客户端,任何

地方只要有一台可以上网的电脑即可访问服务器,做到了真正的跨网络、跨平台访

问。

系统可根据企业实际用能情况,灵活配置用能类型、用能结构、用能设备、用

能区域、监测参量等基本信息,对系统上线后发生的用能回路、用能设备的增加

亦只需进行配置即可。系统可以接入单个或多个企业的用能情况,进行集中管理。

系统将归属同一集团、同一区域的企业的GPS坐标标注在电子地图上,鼠标停

靠在坐标上可显示该企业的能耗概况,双击图标后可显示企业用能的详细情况,

方便集团公司对下属分公司、门店进行集中管控。

通过与电能管理系统的数据接口,可将电能管理中的数据引入到能耗系统中进

行分析,包括三相电流、三相电压、功率、功率因素、谐波等。

将各类能源监测数据(水、电、气接入到一套能耗监测系统中,改变原来多

头管理的局面,清晰的掌握企业能耗的构成,避免能耗改造过程中降低某一类能耗

的同时增加了其他类能耗的支出。

将企业用能按照尖、峰、平、谷(时间段可灵活设置,时间段设置可扩展划

分,找到企业用能在时间段上的不合理之处,也可作为企业能耗复费率计算的依

据。同时,系统可以统计任意时间期间的能耗,并进行逐日、逐周、逐月、逐季

度、逐年汇总。

判断一个企业能耗的高低,不应仅仅看总量,还应将能耗数据同建筑面积、员

工人数、商场客流量、产量、销售额、环境温度等其他参数进行综合比较,系

统可以根据需要建立不同的能耗分析模型,从而更加科学、更加准确的判断一个企业能耗的高低。

对工业生产型企业进行生产排班,灵活设置每个班组的生产时间段,自动导

入或手工输入班组产量,能耗系统统计每个班组的总能耗和单耗,横向比较班组用能情况,有利于建立绩效考核方案。下载本文