李凤丹, 戴翔程

(丹东华通测控有限公司, 辽宁 丹东 118009)

0 引 言

随着人类社会发展对环境的高要求及能源消耗的日益严峻,国家对企业节能减排的控制力度加大。社会、政府及企业共同面临和需要解决的问题是有效地控制企业能源消耗,减少企业生产排放对生态环境的污染。化工企业工业自动技术及集散控制技术的成熟运用,以及建筑智能化、信息化的发展,使得国家对企业能耗信息的监管和考核成为必然趋势[1-5]。

本文针对某典型化工物流企业设备设施结构和用能多样化的特点,从企业设施分布情况、用能结构、能耗管理需求等方面分析设计系统结构及布置,提出能耗分析管理系统解决方案,可监测厂区用电用能系统及设备运行情况,并整合现场数据,建立数据分析模型,实现企业用能设备监测、维护及数据分析,从而制定科学、合理的节能减排方案。

1 项目概况

某企业坐落于沿海城市化工区,经营化工液体产品仓储物流服务,拥有自主码头,为化工区各企业用户提供化工液体产品的仓储及转运服务,可实现产品仓储、装卸船、装卸槽罐车、装桶装车、客户工厂收料送料等操作。厂区建地面积为100多公顷,一期工程陆域包括办公楼1座、化验楼1座,二路35 kV进线变电站1座、10/0.4 kV区域配电所4座,包括公用工程、消防工程在内罐区及泵站共20套区域系统,78个液体储罐,占地5 000 m2的常温灌装仓库及2 000 m2的低温仓库,4个装车站台,码头工程包含2个区域配电所8个5 000～25 000 t泊位及上部设施用以实现产品装卸船工作。厂区平面示意图如图1所示。

针对企业运营特点及化工生产工艺要求,对能效分析管理系统功能需求进行分析。

1.1 用电管理

电力系统主要配电及用电设备包括:35 kV/10 kV变压器2台,10 kV/400 V变压器11套,直流屏5套,10 kV成套柜,400 V成套配电柜,电动机控制柜(直接起动、软起动、变频器起动、星三角起动),10 kV电机起动柜,10 kV柴油发电机1套,400 V柴油发电机5套,10 kV产品泵2台,400 V产品泵190多台,空气压缩机,制冷压缩机,成套灌装机,成套制冷系统,电伴热系统,照明系统,空调系统,IT系统,DCS系统及多种用于工艺系统操作监测的现场仪表及设备,成套装置PLC系统,消防系统,安防监控系统,仪表系统装卸船设备,装卸车设备4套,离靠泊设施,尾气处理装置10套,火炬系统2套等。

1.2 用水管理

生活、工业用水包括办公区域及现场生活用水、用于码头货船补给用水、现场热交换器及电热系统用水、消防用水、装置生产用水、生活废水、工业废水。

图1 厂区平面示意图

1.3 用气管理

工业用气为纯氮,购自化工区内工业气体公司,通过氮气管线引入厂区各区域,用于供给现场储罐及工艺装置生产操作使用。

2 系统网络架构

企业能耗监控系统平台采用3+2分层分布式网络拓扑结构,具有良好的系统实时性,兼容性、可靠性。

3层设备包括管理层(能耗分析管理平台、数据服务器、打印机等设备)、网络通信层(网络控制通讯器、可编程数据采集器)、数据采集层(用水、用气、用电等能耗监测模块)。2层网络包括监测模块与数据采集器之间的现场总线网络和数据采集器与监控主站之间的无线或光纤网络。

系统网络示意图如图2所示。

3 系统功能

3.1 综合首页

直观显示各种综合管理图表,方便管理人员了解系统运行的第一手关键数据,包括项目概况,用电分项实时数据、占比,不同时段同比、环比数据,建筑总能耗的分项数据。系统综合首页界面如图3所示。

3.2 总体能耗

总体能耗显示整个项目不同时间周期的用电量、用水量、燃气量、供冷量、供热量的综合数据情况。总体能耗界面如图4所示。

图2 系统网络示意图

图3 系统综合首页界面

3.3 趋势分析

通过趋势分析界面,可查看不同建筑分区各能耗分类分项在不同时间周期的能耗量对比情况,使用户了解能耗的变化趋势,将不同时期能耗数据进行比较,了解引起能耗发生波动的时间范围,直接观察其增减变动情况及变动幅度,考察发展趋势,预测发展前景。趋势分析界面如图5所示。

3.4 分时计费分析

分时计费分析界面可查尖、峰、平、谷各时段用电量及费用和费用平均值、最大值、最小值。分时计费分析界面图6所示。

图4 总体能耗界面

图5 趋势分析界面

3.5 区域对比分析

通过区域对比分析界面,可查看不同区域能耗对比情况,反映企业不同区域用能的差异,分析引起区域之间差异的主要原因,了解各区域之间的相互联系、相互影响,使企业合理分配各区域大容量设备的用电时间。区域对比分析界面如图7所示。

图6 分时计费分析界面

图7 区域对比分析界面

3.6 工作效率无量纲指标

工作效率无量纲指标界面显示一周内工作时间能耗、非工作时间能耗与工作日全天用电量的比较情况,提高工作时间能耗使用效率。用户可根据实际情况自行设置工作时间。工作效率无量纲指标界面如图8所示。

图8 工作效率无量纲指标界面

3.7 指标诊断分析

指标诊断分析界面显示各建筑年度和年度各季度每月面均能耗以及KPI等级。根据设置的指标等级进行指标分析,考核用户用电能耗水平,寻找节能空间。指标诊断分析界面如图9所示。

图9 指标诊断分析界面

3.8 计划用能分析

计划用能分析界面显示各能耗分项计划用能考核及节能情况,使用户能够根据历史能耗科学合理制定用能计划,了解用能趋势,发现用能问题,改善用能环境,使用能不断循环优化,提高用能效率,实现能源分配最优化。计划用能分析界面如图10所示。

图10 计划用能分析界面

3.9 负荷分析

负荷分析界面可查看各用电线路的负荷情况,并根据需要进行同类型线路的负荷比较,了解线路负荷差异,提高用电质量。负荷分析界面如图11所示。

3.10 设备对比分析

设备对比分析界面可查看不同设备的能耗对比情况,使用户根据各设备能耗对比情况,考虑其工作和负荷性质,对各建筑用电设备进行调整配置,充分发挥用电设备的潜力,减少用电浪费。设备对比分析界面如图12所示。

图11 负荷分析界面

图12 设备对比分析界面

3.11 契约限额分析

显示变压器的实时需量曲线图,通过实时需量分析当前的负荷情况,给出节能建议和下月契约限额申报建议,使企业避免实际用电负荷与契约用电负荷的差距过大,降低企业用电成本,提高企业的用电管理水平。契约限额分析界面如图13所示。

图13 契约限额分析界面

3.12 设备能耗综合报表

以报表的形式显示各类仪表的数据统计情况,同时根据不同报表可显示昨日读数、今日读数、能耗折算成本、CO2折算量、标煤数据等。仪表数据报表包括电量统计报表与电表、水表、燃气、冷表、热表数据报表。通过选择不同的日期时间,报表分为数据日报、数据月报、数据年报。设备能耗综合报表界面如图14所示。

图14 设备能耗综合报表界面

3.13 用户信息

设置和查看所有登陆用户的个人基本信息,包括用户名、姓名、性别、部门、职务、电话、邮箱及其编辑、修改密码、删除、禁用等操作功能。

3.14 角色权限管理

对设置完成的用户信息进行角色和权限分配,可设置操作权限,包括遥控操作、遥调操作、闪烁复归、报警确认。

3.15 标准煤折算设置

根据《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》规定,将主要种类能源能耗值折算成标准煤的理论折算值,包括用电量、燃气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、用煤量、液化气用量、人工煤气量、汽油量、煤油量、柴油量。系统提供默认值,以便用户参考。标准煤折算设置界面如图15所示。

3.16 CO2折算设置

将主要种类能源能耗量折算成CO2的理论折算值,包括用电量、燃气量、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量、用煤量、液化气用量、人工煤气量、汽油量、煤油量、柴油量。系统提供默认值,以便用户参考。CO2折算设置界面如图16所示。

图15 标准煤折算设置界面

图16 CO2折算设置界面

4 结 语

介绍某化工物流企业能效分析管理解决方案,采用PDM5000能耗分析管理软件,实现整个厂区的能耗分析;针对用户需求生成历史记录和能耗报表,实现所有信息的加密保护;管理人员通过企业局域网络对系统访问,并对数据进行整理;保存设备运行数据,跟踪设备状态,协助设备维护;根据用户需求编制应急预案相应程序,调控现场设备操作;实现企业基本信息和能耗分析情况公示、展示;将有关信息上传至移动终端及政府节能网站,同时Web访问方式便于集团化企业管理分公司能效运行,提升集团管理水平,并为企业发展战略的制定提供数据支持。