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化工厂能源管理系统的设计与应用

更新日期：2020-11-05 文章来源：管理员

当前，资源与环境问题已成为各国关注的焦点问题，特别是化工行业，其生产运营更是能源消耗大户，在当今大力提倡和严格执行节能减排的形势下，如何降低能耗，进而降低工厂的运营成本是各大化工厂正在寻求的大发体育官网的解决方案。很多化工厂一说到节能减排，都想做，但却不知如何从何做起，其实，能源计量数据作为计算成本和产品产量完成情况的重要依据已渗透到企业各部门、各生产厂的各个环节，搞好能源计量及其数据管理是企业加强经营管理的重要环节，也是工厂进行节能减排工作规划和落实执行的基础。

1 目前，化工厂的能源数据主要有以下几种：

（1）物料进厂数据，如煤、矿等，通过汽车衡秤重，手工记录、汇总；
（2）出厂产品数据，也是通过汽车衡秤重，手工记录、汇总；
（3）生产过程的数据，通过dcs 系统监控、记录；
（4）外围的水、电等数据，通过人工抄录、汇总。
以上所有数据，基本上都散落在各个管理班组，并且都是手工管理方式，很难进行横向、纵向对比分析，这些信息孤岛只能进行有限的利用，很难为决策层提供节能减排的决策数据。因此，设计、建立一套能源管理系统，强化数据收集、数据分类汇总、预测预警和信息交流，在当今形势下，是非常必要的。

2 功能说明

2.1 数据采集
数据主要来自于以下几个方面：关键设备的能耗指标一般都进入到生产控制系统中，可直接从dcs中采集；部分具有输出接口（rs232/485接口）的智能仪表，可通过数据采集模块自动获得数据；一部分物理距离分布较远或使用老式仪表、硬件改造费用较高的计量点，可以采用人工抄表输入系统的方式获得数据。
实时数据库用于保存从仪表采集过来的秒级数据，具有刷新频率快、保存时间长的特点。关系数据库用于保存统计数据，为各种应用报表准备数据。
对于采集到的实时数据，可以提供类似的流程图查看功能，将分散在厂区的各计量点统一起来管理。
基于数据库的数据管理，面向企业领导和各相关管理人员，针对水、电、煤、汽等提供自动监测与计量、能源平衡、成本管理等应用。
2.2 能源监测自动化
（1）对于各类智能仪表、传感器，采用专用数据采集模块/就近接入dcs的方式，屏蔽硬件差异采集其实时数据并以统一格式存储；
（2）对于电度表等通过rs232/485口采用自动抄表系统，采集电能数据；
（3）形成网络的外购能源可通过移动gprs接入；
（4）通过自定义组态画面进入原实时信息系统，供各级管理人员实时查看；
2.3 能源平衡
（1）从实时信息系统自动计算各部门能源使用量，与各车间、工段、公司提交月/周能源使用计划形成比照数据；
（2）通过计算全厂瞬时能源使用情况，对比各部门能源使用计划，调度可平行进行的生产工序，达到削峰填谷的目的；
（3）通过对比过磅数据、能源使用量、使用计划及当前库存数据（以煤为主），自动对能源需求产生预警；
（4）对于总表数据≠分表数据之和的情况，根据耗能比例进行平摊，以计算各车间/工段/部门成本。
2.4 成本分析
通过指定各项能源的单价，并将其与数据自动采集系统结合起来。在此基础上，能自动计算各班组、工段、车间、分厂、部门以及全公司的能源使用成本。与产出量相结合，能自动计算出能源消耗的产出比。
（1）班组能源成本分析：班组能源消耗成本的对比。用以考核同一工段不同班组间操作的优劣。
（2）车间能源成本分析：工段成本分析，分析要生产某一产成品/中间产品，需要消耗哪些能源，每一项所占的成本比例。
（3）企业各部分能源成本分析：企业各部门能源的使用情况，前提是，企业内部各部门都有单独的计量仪表，并且接入到本系统中。或者，有专业人员负责抄表并录入到本系统。
2.5 能源使用情况统计分析
（1）可分班、日、月、季、年统计班组、工段、车间、分厂、公司消耗的能源计量数据；
（2）将每个环节的能源消耗与工作产出的关系清晰呈现出来，并且与各个单位乃至个人的绩效考核结合起来，真正做到能源管理的精细化，将节能降耗工作落到实处；
（3）按工序进行能耗分析及按成本中心分析相结合，向管理者提供的消耗和核算数据，对公司重要的能耗指标进行预测分析，包括能源供需计划分析和能源消耗预测分析；
2.6 计量设备管理
主要是为了解决计量设备不准确的问题。核心在于计量设备的检定。
对于达到检定周期的计量器具，要根据不同周期和不同的检定要求对器具进行检定，企业自身没有检定条件或者法定要求指定机构强制检定的，还应委外进行检定。无论是企业自身检定还是委外检定，都需要录入的检定结果，并对器具检定的结果进行判定。对于检定结果不合格的计量器具，如能降低精度级使用的，按低精度级使用；经维修合格的，也可交还使用部门正常使用；经维修仍不能达到使用标准的，则只能做报废处理，原计量器具使用部门（人）可根据报废单据申领新的计量器具。

3 华齐科技工业能源管理系统介绍

华齐能源管理系统采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、重大能耗设备的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。

钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、化学原料以及机电设备、电器产品、工器具制造等。

3.2 系统功能
3.2.1 可视化展示
展示企业各类能耗总量、折标值、能源成本、能源消耗趋势、分项能耗占比、区域能源消耗对比,以及当前天气情况、污染情况，并三维展示企业重要工艺或工段的能源消耗动态。
3.2.2 实时监控
对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能快速有效的掌握点位的报警。
3.2.3 变压器监控
展示各电压器的负载情况，从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析，找出较佳运行模式。根据较佳运行模式调整负载，从而降低用电单耗，使电能损失降低。
3.2.4 用能统计
从能源使用种类、监测区域、生产工艺/工段时间、分项等维度，采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析，折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计，找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方，从而调整能源分配策略，减少能源使用过程中的浪费。
3.2.5 产品/产值单耗
与企业mes系统对接，通过产品产量以及系统采集的能耗数据，在产品单耗中生成产品单耗趋势图，并进行同比和环比分析。以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。
3.2.6 绩效分析
对各类能源使用、消耗、转换，按班组、区域、产线、工段等进行日、周、月、年、指定时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行kpi比较考核，帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。
3.2.7 能耗预测
通过对企业生产工艺、生产设备等的能耗使用情况进行分析，建立能耗计算模型，根据人工智能算法对数据和模型进行修正，对未来企业能耗趋势进行预测分析，为节能提供有效的决策依据。
3.2.8 运行监测
系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据采集，监测重点设备及工艺运行状态，如温度、湿度、流量、压力、速度等，并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据，支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。
3.2.9 分析报告
以年、月、日对企业的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行多方面的统计分析，让用户多方面了解系统的运行情况，并为用户提供数据基础，方便用户发现设备异常，从而找出改善点，以及针对用能情况挖掘节能潜力。
3.2.10 事件报警
持续监测设备和系统运行，对通讯失败、数据异常、定额超限、工艺参数异常越限、设备异常或故障进行报警，提醒企业注意和查找问题，并形成报警日志。
3.2.11 移动端支持
app支持android、ios操作系统，方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握企业能源消耗、效率分析、同环比分析、能耗折标、用能预测、运行监视、异常报警等。

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