李鳳丹, 戴翔程

(丹東華通測(cè)控有限公司, 遼寧 丹東 118009)

0 引 言

隨著人類社會(huì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的高要求及能源消耗的日益嚴(yán)峻,國家對(duì)企業(yè)節(jié)能減排的控制力度加大。社會(huì)、政府及企業(yè)共同面臨和需要解決的問題是有效地控制企業(yè)能源消耗,減少企業(yè)生產(chǎn)排放對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染?；て髽I(yè)工業(yè)自動(dòng)技術(shù)及集散控制技術(shù)的成熟運(yùn)用,以及建筑智能化、信息化的發(fā)展,使得國家對(duì)企業(yè)能耗信息的監(jiān)管和考核成為必然趨勢(shì)[1-5]。

本文針對(duì)某典型化工物流企業(yè)設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)和用能多樣化的特點(diǎn),從企業(yè)設(shè)施分布情況、用能結(jié)構(gòu)、能耗管理需求等方面分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及布置,提出能耗分析管理系統(tǒng)解決方案,可監(jiān)測(cè)廠區(qū)用電用能系統(tǒng)及設(shè)備運(yùn)行情況,并整合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)分析模型,實(shí)現(xiàn)企業(yè)用能設(shè)備監(jiān)測(cè)、維護(hù)及數(shù)據(jù)分析,從而制定科學(xué)、合理的節(jié)能減排方案。

1 項(xiàng)目概況

某企業(yè)坐落于沿海城市化工區(qū),經(jīng)營化工液體產(chǎn)品倉儲(chǔ)物流服務(wù),擁有自主碼頭,為化工區(qū)各企業(yè)用戶提供化工液體產(chǎn)品的倉儲(chǔ)及轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù),可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品倉儲(chǔ)、裝卸船、裝卸槽罐車、裝桶裝車、客戶工廠收料送料等操作。廠區(qū)建地面積為100多公頃,一期工程陸域包括辦公樓1座、化驗(yàn)樓1座,二路35 kV進(jìn)線變電站1座、10/0.4 kV區(qū)域配電所4座,包括公用工程、消防工程在內(nèi)罐區(qū)及泵站共20套區(qū)域系統(tǒng),78個(gè)液體儲(chǔ)罐,占地5 000 m2的常溫灌裝倉庫及2 000 m2的低溫倉庫,4個(gè)裝車站臺(tái),碼頭工程包含2個(gè)區(qū)域配電所8個(gè)5 000～25 000 t泊位及上部設(shè)施用以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝卸船工作。廠區(qū)平面示意圖如圖1所示。

針對(duì)企業(yè)運(yùn)營特點(diǎn)及化工生產(chǎn)工藝要求,對(duì)能效分析管理系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析。

1.1 用電管理

電力系統(tǒng)主要配電及用電設(shè)備包括:35 kV/10 kV變壓器2臺(tái),10 kV/400 V變壓器11套,直流屏5套,10 kV成套柜,400 V成套配電柜,電動(dòng)機(jī)控制柜(直接起動(dòng)、軟起動(dòng)、變頻器起動(dòng)、星三角起動(dòng)),10 kV電機(jī)起動(dòng)柜,10 kV柴油發(fā)電機(jī)1套,400 V柴油發(fā)電機(jī)5套,10 kV產(chǎn)品泵2臺(tái),400 V產(chǎn)品泵190多臺(tái),空氣壓縮機(jī),制冷壓縮機(jī),成套灌裝機(jī),成套制冷系統(tǒng),電伴熱系統(tǒng),照明系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng),IT系統(tǒng),DCS系統(tǒng)及多種用于工藝系統(tǒng)操作監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)儀表及設(shè)備,成套裝置PLC系統(tǒng),消防系統(tǒng),安防監(jiān)控系統(tǒng),儀表系統(tǒng)裝卸船設(shè)備,裝卸車設(shè)備4套,離靠泊設(shè)施,尾氣處理裝置10套,火炬系統(tǒng)2套等。

1.2 用水管理

生活、工業(yè)用水包括辦公區(qū)域及現(xiàn)場(chǎng)生活用水、用于碼頭貨船補(bǔ)給用水、現(xiàn)場(chǎng)熱交換器及電熱系統(tǒng)用水、消防用水、裝置生產(chǎn)用水、生活廢水、工業(yè)廢水。

圖1 廠區(qū)平面示意圖

1.3 用氣管理

工業(yè)用氣為純氮,購自化工區(qū)內(nèi)工業(yè)氣體公司,通過氮?dú)夤芫€引入廠區(qū)各區(qū)域,用于供給現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)罐及工藝裝置生產(chǎn)操作使用。

2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

企業(yè)能耗監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)采用3+2分層分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),具有良好的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性,兼容性、可靠性。

3層設(shè)備包括管理層(能耗分析管理平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、打印機(jī)等設(shè)備)、網(wǎng)絡(luò)通信層(網(wǎng)絡(luò)控制通訊器、可編程數(shù)據(jù)采集器)、數(shù)據(jù)采集層(用水、用氣、用電等能耗監(jiān)測(cè)模塊)。2層網(wǎng)絡(luò)包括監(jiān)測(cè)模塊與數(shù)據(jù)采集器之間的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)采集器與監(jiān)控主站之間的無線或光纖網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)功能

3.1 綜合首頁

直觀顯示各種綜合管理圖表,方便管理人員了解系統(tǒng)運(yùn)行的第一手關(guān)鍵數(shù)據(jù),包括項(xiàng)目概況,用電分項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、占比,不同時(shí)段同比、環(huán)比數(shù)據(jù),建筑總能耗的分項(xiàng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)綜合首頁界面如圖3所示。

3.2 總體能耗

總體能耗顯示整個(gè)項(xiàng)目不同時(shí)間周期的用電量、用水量、燃?xì)饬?、供冷量、供熱量的綜合數(shù)據(jù)情況?？傮w能耗界面如圖4所示。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

圖3 系統(tǒng)綜合首頁界面

3.3 趨勢(shì)分析

通過趨勢(shì)分析界面,可查看不同建筑分區(qū)各能耗分類分項(xiàng)在不同時(shí)間周期的能耗量對(duì)比情況,使用戶了解能耗的變化趨勢(shì),將不同時(shí)期能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,了解引起能耗發(fā)生波動(dòng)的時(shí)間范圍,直接觀察其增減變動(dòng)情況及變動(dòng)幅度,考察發(fā)展趨勢(shì),預(yù)測(cè)發(fā)展前景。趨勢(shì)分析界面如圖5所示。

3.4 分時(shí)計(jì)費(fèi)分析

分時(shí)計(jì)費(fèi)分析界面可查尖、峰、平、谷各時(shí)段用電量及費(fèi)用和費(fèi)用平均值、最大值、最小值。分時(shí)計(jì)費(fèi)分析界面圖6所示。

圖4 總體能耗界面

圖5 趨勢(shì)分析界面

3.5 區(qū)域?qū)Ρ确治?/h3>

通過區(qū)域?qū)Ρ确治鼋缑?可查看不同區(qū)域能耗對(duì)比情況,反映企業(yè)不同區(qū)域用能的差異,分析引起區(qū)域之間差異的主要原因,了解各區(qū)域之間的相互聯(lián)系、相互影響,使企業(yè)合理分配各區(qū)域大容量設(shè)備的用電時(shí)間。區(qū)域?qū)Ρ确治鼋缑嫒鐖D7所示。

圖6 分時(shí)計(jì)費(fèi)分析界面

圖7 區(qū)域?qū)Ρ确治鼋缑?/p>

3.6 工作效率無量綱指標(biāo)

工作效率無量綱指標(biāo)界面顯示一周內(nèi)工作時(shí)間能耗、非工作時(shí)間能耗與工作日全天用電量的比較情況,提高工作時(shí)間能耗使用效率。用戶可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)置工作時(shí)間。工作效率無量綱指標(biāo)界面如圖8所示。

圖8 工作效率無量綱指標(biāo)界面

3.7 指標(biāo)診斷分析

指標(biāo)診斷分析界面顯示各建筑年度和年度各季度每月面均能耗以及KPI等級(jí)。根據(jù)設(shè)置的指標(biāo)等級(jí)進(jìn)行指標(biāo)分析,考核用戶用電能耗水平,尋找節(jié)能空間。指標(biāo)診斷分析界面如圖9所示。

圖9 指標(biāo)診斷分析界面

3.8 計(jì)劃用能分析

計(jì)劃用能分析界面顯示各能耗分項(xiàng)計(jì)劃用能考核及節(jié)能情況,使用戶能夠根據(jù)歷史能耗科學(xué)合理制定用能計(jì)劃,了解用能趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)用能問題,改善用能環(huán)境,使用能不斷循環(huán)優(yōu)化,提高用能效率,實(shí)現(xiàn)能源分配最優(yōu)化。計(jì)劃用能分析界面如圖10所示。

圖10 計(jì)劃用能分析界面

3.9 負(fù)荷分析

負(fù)荷分析界面可查看各用電線路的負(fù)荷情況,并根據(jù)需要進(jìn)行同類型線路的負(fù)荷比較,了解線路負(fù)荷差異,提高用電質(zhì)量。負(fù)荷分析界面如圖11所示。

3.10 設(shè)備對(duì)比分析

設(shè)備對(duì)比分析界面可查看不同設(shè)備的能耗對(duì)比情況,使用戶根據(jù)各設(shè)備能耗對(duì)比情況,考慮其工作和負(fù)荷性質(zhì),對(duì)各建筑用電設(shè)備進(jìn)行調(diào)整配置,充分發(fā)揮用電設(shè)備的潛力,減少用電浪費(fèi)。設(shè)備對(duì)比分析界面如圖12所示。

圖11 負(fù)荷分析界面

圖12 設(shè)備對(duì)比分析界面

3.11 契約限額分析

顯示變壓器的實(shí)時(shí)需量曲線圖,通過實(shí)時(shí)需量分析當(dāng)前的負(fù)荷情況,給出節(jié)能建議和下月契約限額申報(bào)建議,使企業(yè)避免實(shí)際用電負(fù)荷與契約用電負(fù)荷的差距過大,降低企業(yè)用電成本,提高企業(yè)的用電管理水平。契約限額分析界面如圖13所示。

圖13 契約限額分析界面

3.12 設(shè)備能耗綜合報(bào)表

以報(bào)表的形式顯示各類儀表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況,同時(shí)根據(jù)不同報(bào)表可顯示昨日讀數(shù)、今日讀數(shù)、能耗折算成本、CO2折算量、標(biāo)煤數(shù)據(jù)等。儀表數(shù)據(jù)報(bào)表包括電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表與電表、水表、燃?xì)?、冷表、熱表?shù)據(jù)報(bào)表。通過選擇不同的日期時(shí)間,報(bào)表分為數(shù)據(jù)日?qǐng)?bào)、數(shù)據(jù)月報(bào)、數(shù)據(jù)年報(bào)。設(shè)備能耗綜合報(bào)表界面如圖14所示。

圖14 設(shè)備能耗綜合報(bào)表界面

3.13 用戶信息

設(shè)置和查看所有登陸用戶的個(gè)人基本信息,包括用戶名、姓名、性別、部門、職務(wù)、電話、郵箱及其編輯、修改密碼、刪除、禁用等操作功能。

3.14 角色權(quán)限管理

對(duì)設(shè)置完成的用戶信息進(jìn)行角色和權(quán)限分配,可設(shè)置操作權(quán)限,包括遙控操作、遙調(diào)操作、閃爍復(fù)歸、報(bào)警確認(rèn)。

3.15 標(biāo)準(zhǔn)煤折算設(shè)置

根據(jù)《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定,將主要種類能源能耗值折算成標(biāo)準(zhǔn)煤的理論折算值,包括用電量、燃?xì)饬俊⒓泄岷臒崃?、集中供冷耗冷量、用煤量、液化氣用量、人工煤氣量、汽油量、煤油量、柴油量。系統(tǒng)提供默認(rèn)值,以便用戶參考。標(biāo)準(zhǔn)煤折算設(shè)置界面如圖15所示。

3.16 CO2折算設(shè)置

將主要種類能源能耗量折算成CO2的理論折算值,包括用電量、燃?xì)饬?、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量、用煤量、液化氣用量、人工煤氣量、汽油量、煤油量、柴油量。系統(tǒng)提供默認(rèn)值,以便用戶參考。CO2折算設(shè)置界面如圖16所示。

圖15 標(biāo)準(zhǔn)煤折算設(shè)置界面

圖16 CO2折算設(shè)置界面

4 結(jié) 語

介紹某化工物流企業(yè)能效分析管理解決方案,采用PDM5000能耗分析管理軟件,實(shí)現(xiàn)整個(gè)廠區(qū)的能耗分析;針對(duì)用戶需求生成歷史記錄和能耗報(bào)表,實(shí)現(xiàn)所有信息的加密保護(hù);管理人員通過企業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)訪問,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理;保存設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù),跟蹤設(shè)備狀態(tài),協(xié)助設(shè)備維護(hù);根據(jù)用戶需求編制應(yīng)急預(yù)案相應(yīng)程序,調(diào)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作;實(shí)現(xiàn)企業(yè)基本信息和能耗分析情況公示、展示;將有關(guān)信息上傳至移動(dòng)終端及政府節(jié)能網(wǎng)站,同時(shí)Web訪問方式便于集團(tuán)化企業(yè)管理分公司能效運(yùn)行,提升集團(tuán)管理水平,并為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的制定提供數(shù)據(jù)支持。