企業(yè)能源管控平臺在能源管理中的應用——以軋鋼行業(yè)為例 安科瑞周靜嫻

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)需要考慮如何應對能耗雙控以保障正常生產(chǎn)?，F有大部分企業(yè)依然采用電、水、氣、冷、熱等各種能源供應系統“單獨規劃、單獨設計、獨立運行”的模式。普遍存在計量檢測到配備不足；計量設備計量精度不高、計量數據不準確；人工抄表可靠性低；難以合理監測和評估主要耗能設備的用能效率；缺少決策數據支持，對于節能評估無(wú)法提供可靠參考數據；缺乏合理的企業(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(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、合理化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、較大限度地合理利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

2.軋鋼行業(yè)能源管理現狀

 目前，軋鋼行業(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范，但在能源管理方面仍較為粗放，比如大多軋鋼企業(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(zhù)企業(yè)的不斷發(fā)展壯大，其能源成本卻越來(lái)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象，從而導致生產(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，大多軋鋼企業(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(shí)行人工抄表方式，導致計量效率低下。

2.3 計量信息滯后

因人工抄表后還需進(jìn)行大量的手工記錄填報、 匯總及數據分析，同時(shí)抄表還需要時(shí)間，有些地方還存在安全隱患，時(shí)效性差。

2.4 計量調度時(shí)效性不強

因管理層獲得的計量信息滯后，導致調度決策不具有時(shí)效性，能源分配調度較為困難。

2.5 高能耗設備較多

因大多企業(yè)建設較早，設備選型較為落后，同時(shí)因為前期規劃不足，企業(yè)大多都會(huì )選擇大功率設備以滿(mǎn)足生產(chǎn)，能耗較大，因此還有較大節能改造空間。

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(jìn)行了統計分析和評價(jià)，能源消耗預測全憑人工經(jīng)驗判斷。

2.7 能源控制自動(dòng)化水平較低

能源控制自動(dòng)化水平低主要表現在：（1)三級計量各種能源報表信息量較大，人工處理費工、費時(shí)；（2)缺乏完整、客觀(guān)的能源消耗數據體系；（3)缺乏以客觀(guān)數據為依據的能源績(jì)效評價(jià)考核體系，實(shí)績(jì)分析缺乏系統性；（4 )能源數據采集平衡流程不完整，執行有偏差；（5)條塊分割的能源監控和調度 利于集中管控，造成執行有偏差；（6 )以電話(huà)為主要手段的能源調度方式單一落后；（7)經(jīng)驗型調度 平衡方式，導致能源利用效率低欠缺預警系，調度人員不能迅速掌握能源產(chǎn)、輸 、配 、耗過(guò)程中的異常情況，對突發(fā)事件反應不及時(shí)；

3.企業(yè)能源管控平臺的構建

圖1

依據GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理要求》，現場(chǎng)通過(guò)邊緣計算網(wǎng)關(guān)采集各類(lèi)能源數據，將數據傳輸至平臺前置采集服務(wù)器，平臺搭建在客戶(hù)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等數據進(jìn)行采集，還可以對接企業(yè)內部的ERP、MES等信息化系統，結合生產(chǎn)數據進(jìn)行產(chǎn)品單耗、萬(wàn)元產(chǎn)值能耗等數據分析。搭建完成之后，企業(yè)用戶(hù)可以通過(guò)有權限的賬號登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機APP查看整個(gè)廠(chǎng)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(yè)能源管理的四大方向：

能源供應，從變電所到分支回路的能源進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，并提供運維和巡檢功能。

能源管理，對各個(gè)回路進(jìn)行電能質(zhì)量監測和分析，對用電安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和預警；并同時(shí)對三級能源體系進(jìn)行實(shí)時(shí)的監測和數據分析。

設備管理，對主要生產(chǎn)設備、工藝流程、照明、空調、電梯等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控，并分析設備能效。

能耗分析，所有的監測分析數據進(jìn)行匯總，進(jìn)行節能分析、能耗預測、能效分析等，為節能診斷服務(wù)提供數據依據。

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(jìn)線(xiàn)端、關(guān)鍵工序、工藝、著(zhù)重用能設備上，助力企業(yè)形成能源的多級計量體系，配合多種報表，能實(shí)時(shí)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，判斷軋鋼企業(yè)輔助生產(chǎn)設備功率是否合理，為企業(yè)節能分析報告。

3.3 生產(chǎn)設備能效評估

計算生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的電單耗，水單耗，結合生產(chǎn)設備的生產(chǎn)數據，分析哪種生產(chǎn)參數下，生產(chǎn)設備能效較高，為節能提供依據。

      3.4 第三方對接接口

      企業(yè)能源管控平臺具有開(kāi)放性，可擴展，提供標準的第三方運用接口。隨著(zhù)企業(yè)的發(fā)展，能源管理系統各個(gè)子系統的功能將不斷增強，功能模塊也將不斷增加，所以，系統須具有較好的開(kāi)放性，為今后系統的擴展留下接口。

      3.5 節能診斷

      企業(yè)能源管控平臺歸一化各種影響能耗因數，計算節能實(shí)施前，實(shí)施后的能耗差值，評估節能措施實(shí)際節能效果，為企業(yè)節能診斷提供依據。

圖8

      3.6 秒級數據診斷

      對于加裝的節能裝置，系統提供秒級數據，為診斷節能設備效果提供支持。

      3.7 工業(yè)組態(tài)

      系統集成了工業(yè)組態(tài)編輯平臺，企業(yè)可根據自身行業(yè)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(shí)時(shí)監控和預警的目的，例如空壓器系統、工藝冷卻水循環(huán)系統、制冷系統等。

      3.8 3D大屏展示

      3D可視化技術(shù)的應用，幫助企業(yè)建設可定制化的駕駛艙，直觀(guān)展示企業(yè)的能源數據。

3.9報警管理

針對于限電和能耗雙控，實(shí)現能耗超標報警、限電報警、碳排放超標報警等，幫助企業(yè)提前預警，避免發(fā)生用能異常導致用能成本過(guò)高。支持分級分類(lèi)報警，可對報警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

4 結語(yǔ)

企業(yè)能源管控平臺采用自動(dòng)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)節實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監控和數據化管理，監測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，幫助企業(yè)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(jīng)濟運行、挖掘節能潛力，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(shí)是保護環(huán)境和社會(huì )可持續發(fā)展的基礎和源泉，積極響應國家對于節能降耗的政策，為軋鋼行業(yè)能源管理提供堅實(shí)的基礎。

安科瑞周靜嫻