1.背景分析
在能源消費強度和消費總量的“雙控"背景下，企業(yè)需要考慮如何應(yīng)對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)。現(xiàn)有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應(yīng)系統(tǒng)“單獨規(guī)劃、單獨設(shè)計、獨立運行"的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設(shè)備計量精度不高、計量數(shù)據(jù)不準確；人工抄表可靠性低；難以有效監(jiān)測和評估主要耗能設(shè)備的用能效率；缺少決策數(shù)據(jù)支持，對于節(jié)能評估無法提供可靠參考數(shù)據(jù)；缺乏有效的企業(yè)能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地等情況。本文介紹的企業(yè)能源管控平臺，采用自動化、信息化技術(shù)，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、高效化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結(jié)合起來，運用先進的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進行離線生產(chǎn)分析與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、很大限度地高效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
2.鋼鐵行業(yè)能源管理現(xiàn)狀
目前，鋼鐵行業(yè)企業(yè)在安全、質(zhì)量、技術(shù)、環(huán)保等方面的管理已得到逐步加強與規(guī)范，但在能源管理方面仍較為粗放，比如大多鋼鐵企業(yè)仍采用人工 “月底抄表、月初分析"的管理模式，這勢必給企業(yè) 成本核算造成諸多不便。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展壯大，其能源成本卻越來越高，尤其在2021年限產(chǎn)限電的情況下，經(jīng)濟效益明顯下滑，究其原因主要是能源分配不合理，存在嚴重浪費能源的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本不斷上升，企業(yè)能源管理水平亟待提高。
2.1 計量裝備落后
目前，大多鋼鐵企業(yè)配備的能源計量裝置較為落后，如水、電表大多采用機械式，不具有信號采集功能。
2.2 計量方式落后
因計量裝置配備落后，只能實行人工抄表方式，導(dǎo)致計量效率低下。
2.3 計量信息滯后
因人工抄表后還需進行大量的手工記錄填報、 匯總及數(shù)據(jù)分析，同時抄表還需要時間，有些地方還存在安全隱患，時效性差。
2.4 計量調(diào)度時效性不強
因管理層獲得的計量信息滯后，導(dǎo)致調(diào)度決策不具有時效性，能源分配調(diào)度較為困難。
2.5 高能耗設(shè)備較多
因大多企業(yè)建設(shè)較早，設(shè)備選型較為落后，同時因為前期規(guī)劃不足，企業(yè)大多都會選擇大功率設(shè)備以滿足生產(chǎn)，能耗較大，因此還有較大節(jié)能改造空間。
2.6 能源計劃粗放
大多企業(yè)能源計劃只有年、月的能源生產(chǎn)、消 耗計劃，且未形成閉環(huán)管理，僅對能耗指標計劃進行了統(tǒng)計分析和評價，能源消耗預(yù)測全憑人工經(jīng)驗判斷。
2.7 能源控制自動化水平較低
能源控制自動化水平低主要表現(xiàn)在：（1)三級計量各種能源報表信息量較大，人工處理費工、費時；（2)缺乏完整、客觀的能源消耗數(shù)據(jù)體系；（3)缺乏以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù)的能源績效評價考核體系，實績分析缺乏系統(tǒng)性；（4 )能源數(shù)據(jù)采集平衡流程不完整，執(zhí)行有偏差；（5)條塊分割的能源監(jiān)控和調(diào)度 利于集中管控，造成執(zhí)行有偏差；（6 )以電話為主要手段的能源調(diào)度方式單一落后；（7)經(jīng)驗型調(diào)度 平衡方式，導(dǎo)致能源利用效率低欠缺預(yù)警系，調(diào)度人員不能迅速掌握能源產(chǎn)、輸 、配 、耗過程中的異常情況，對突發(fā)事件反應(yīng)不及時。
3.企業(yè)能源管控平臺的構(gòu)建
圖1
依據(jù)GB 17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》，現(xiàn)場通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集各類能源數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳輸至平臺前置采集服務(wù)器，平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器或云服務(wù)器上。平臺也可以將企業(yè)原有的PLC、DCS等數(shù)據(jù)進行采集，還可以對接企業(yè)內(nèi)部的ERP、MES等信息化系統(tǒng)，結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行產(chǎn)品單耗、萬元產(chǎn)值能耗等數(shù)據(jù)分析。搭建完成之后，企業(yè)用戶可以通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看整個廠區(qū)的能源數(shù)據(jù)。
圖2
(1)能源管控平臺功能架構(gòu)
系統(tǒng)的設(shè)計方向涵蓋了企業(yè)能源管理的四大方向：
能源供應(yīng)，從變電所到分支回路的能源進行實時監(jiān)控，并提供運維和巡檢功能。
能源管理，對各個回路進行電能質(zhì)量監(jiān)測和分析，對用電安全進行實時監(jiān)測和預(yù)警；并同時對三級能源體系進行實時的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。
設(shè)備管理，對主要生產(chǎn)設(shè)備、工藝流程、照明、空調(diào)、電梯等進行實時的監(jiān)控，并分析設(shè)備能效。
能耗分析，所有的監(jiān)測分析數(shù)據(jù)進行匯總，進行節(jié)能分析、能耗預(yù)測、能效分析等，為節(jié)能診斷服務(wù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
3.1 三級計量各種能源報表
企業(yè)能源管控平臺將多功能儀表安裝在企業(yè)進線端、關(guān)鍵工序、工藝、重點用能設(shè)備上，助力企業(yè)形成能源的多級計量體系，配合多種報表，能實時展示企業(yè)的能源消耗情況，助力企業(yè)強化能源管理，提高能源管理效率。
3.2 輔助設(shè)備能效分析
企業(yè)能源管控平臺采集壓縮空氣末端壓力，采集空壓機出氣量，循環(huán)水末端壓力等信息，判斷鋼鐵企業(yè)輔助生產(chǎn)設(shè)備功率是否合理，為企業(yè)節(jié)能分析報告。
3.3 生產(chǎn)設(shè)備能效評估
計算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗，水單耗，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析哪種生產(chǎn)參數(shù)下，生產(chǎn)設(shè)備能效較高，為節(jié)能提供依據(jù)。
3.4 第三方對接接口
企業(yè)能源管控平臺具有開放性，可擴展，提供標準的第三方運用接口。隨著企業(yè)的發(fā)展，能源管理系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的功能將不斷增強，功能模塊也將不斷增加，所以，系統(tǒng)具有較好的開放性，為今后系統(tǒng)的擴展留下接口。
3.5 節(jié)能診斷
企業(yè)能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數(shù)，計算節(jié)能實施前，實施后的能耗差值，評估節(jié)能措施實際節(jié)能效果，為企業(yè)節(jié)能診斷提供依據(jù)。
圖8
3.6 秒級數(shù)據(jù)診斷
對于加裝的節(jié)能裝置，系統(tǒng)提供秒級數(shù)據(jù)，為診斷節(jié)能設(shè)備效果提供支持。
3.7 工業(yè)組態(tài)
系統(tǒng)集成了工業(yè)組態(tài)編輯平臺，企業(yè)可根據(jù)自身行業(yè)特性和主要工藝設(shè)備，繪制自身的工藝流程圖，達到設(shè)備能效數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和預(yù)警的目的，例如空壓器系統(tǒng)、工藝冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等。
3.8 3D大屏展示
3D可視化技術(shù)的應(yīng)用，幫助企業(yè)建設(shè)可定制化的駕駛艙，直觀展示企業(yè)的能源數(shù)據(jù)。
3.9報警管理
針對于限電和能耗雙控，實現(xiàn)能耗超標報警、限電報警、碳排放超標報警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生用能異常導(dǎo)致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發(fā)與閉環(huán)處理。
2、產(chǎn)品選型方案
4 結(jié)語
企業(yè)能源管控平臺采用自動化、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)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)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(yè)加強能源管理、提高設(shè)備運行效率和能源利用效率、保證設(shè)備經(jīng)濟運行、挖掘節(jié)能潛力，成本低，回收期短，經(jīng)濟效益明顯，不僅可以提高企業(yè)的核心競爭力，同時是保護環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和源泉，積極響應(yīng)國家對于節(jié)能降耗的政策，為鋼鐵行業(yè)能源管理提供堅實的基礎(chǔ)。
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