安科瑞 陳聰

摘要：工企業(yè)的能源消耗量大，其節能潛力也比較大，因此需要控制能耗強度，促進(jìn)能效水平穩步

提升。本文對化工企業(yè)的能源消耗現狀進(jìn)行分析，強調構建能源在線(xiàn)監測系統的必要性，分析開(kāi)發(fā)的在線(xiàn) 監測系統具有的主要功能與應用情況，說(shuō)明信息化、數字化、精細化監測系統的具體構建路徑，以此促進(jìn)化工 企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；監測系統；開(kāi)發(fā)；功能。

0引言

現代化工企業(yè)在開(kāi)展化工生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，應借助有效措施，控制產(chǎn)值能耗與產(chǎn)品能耗，保持更高的能源利用率，升級產(chǎn)品結構，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，完善管理體系，以此來(lái)達成結構節能與技術(shù)節能的發(fā)展目標。能源在線(xiàn)監測系統綜合運用分布式控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等多種科技手段，能夠實(shí)現對化工企業(yè)能源使用情況的實(shí)時(shí)反映與監管，現對該系統的開(kāi)發(fā)以及應用情況展開(kāi)研究。

1 化工企業(yè)能源消耗現狀

化工企業(yè)雖然在當前能源相關(guān)政策的指引下，調整了生產(chǎn)系統，通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新來(lái)解決能耗高的問(wèn)題，但是在能源管理方面仍舊存在不少問(wèn)題。計量能源消耗情況時(shí)，所采用的計量器具存在問(wèn)題，未能對能耗情況實(shí)施*全計量，部分計量裝置陳舊老化，需升級?；て髽I(yè)在建立能源管理制度，尤其是定額考核制度以及能源統計、計量與采購制度時(shí)，需要結合能源相關(guān)數據，原有的制度與當前的生產(chǎn)體系已經(jīng)出現了不匹配的情況，主要是因為制度制定缺乏必要的數據作為依據，導致制度的可行性較差，難以在實(shí)際的能源管理工作中落實(shí)?；て髽I(yè)的供配電系統因監測不到位，長(cháng)期存在線(xiàn)路不合理與設備陳舊老化的問(wèn)題，生產(chǎn)系統中的設備管理水平低，設備嘔需更新與升級。部分生產(chǎn)工序中運用了節能技術(shù)與其他的新工藝，但是技術(shù)的使用情況未得到及時(shí)反饋。

化工企業(yè)的耗能問(wèn)題來(lái)源于線(xiàn)路、設備、制度與技術(shù)等多方面，在解決這一系列能耗問(wèn)題時(shí)，化工企業(yè)需要采用科學(xué)的應對方法，關(guān)鍵的就是應有數據與技術(shù)作為支持?；て髽I(yè)需要建立支持數據化管理與動(dòng)態(tài)監控功能的新型在線(xiàn)監測系統，以此為設備管理、制度調整以及技術(shù)革新等工作提供可靠的數據支持，減少能源管控系統優(yōu)化過(guò)程中的盲目行為。

2 化工企業(yè)建設能源在線(xiàn)監測系統的必要性

化工企業(yè)的能耗管理工作是當前“能耗雙控”政策下的工作，化工企業(yè)本身屬于高耗能行業(yè)，按照國家低碳節能發(fā)展要求，需要切實(shí)轉變發(fā)展思路，在管理能源的過(guò)程中，有效控制能耗?；て髽I(yè)是工業(yè)經(jīng)濟體系的重要組成部分，應當積極依靠物聯(lián)網(wǎng)、云計算以及大數據等主流科技手段，為能耗管理工作賦能，打造并運用智能化、數字化的能源監測系統，使能耗使用過(guò)程更加透明化。國家能源局、發(fā)展改革委等也鼓勵企業(yè)探索全新能源監管模式，提高內部能源消耗監測的技術(shù)水平。能源在線(xiàn)監測系統的有效應用，有助于化工企業(yè)把控能耗產(chǎn)生與控制的整個(gè)過(guò)程，也滿(mǎn)足了企業(yè)當前集中監管的客觀(guān)需求，增強了能耗數據的可視化程度。利用系統數據處理功能，不僅可以保存海量能耗數據，還能夠實(shí)時(shí)分析數據，助力化工企業(yè)挖掘數據價(jià)值，提高對數據的利用率。

3 化工企業(yè)能源在線(xiàn)監測系統的整體架構

在線(xiàn)監測系統中所用的現場(chǎng)設備包括多功能儀表、物聯(lián)網(wǎng)儀表與智能網(wǎng)關(guān)。多功能儀表采用了先進(jìn)的模塊化設計理念，能夠監測電能質(zhì)量、統計電能數據，實(shí)現全電量的測量目標，支持輸人、輸出模擬量以及開(kāi)關(guān)量，安裝方式可選擇導軌安裝或者開(kāi)孔安裝。物聯(lián)網(wǎng)儀表需要測量現場(chǎng)低壓網(wǎng)絡(luò )系統的三相有功電能，支持無(wú)線(xiàn)通信功能，用戶(hù)能夠以便捷的方式來(lái)管理、采集、監測用電情況，可將其安裝到配電箱之中，以此對各種負荷與各個(gè)區域的分項電能進(jìn)行統計、計量以及分析。另外，物聯(lián)網(wǎng)儀表還需滿(mǎn)足測量諧波、不平衡度、相角、功率因數、功率、電流以及電壓等需求。智能網(wǎng)關(guān)使用功能嵌人式系統，通過(guò)身份認證以及加密技術(shù)滿(mǎn)足安全保障需求，提供斷點(diǎn)續傳與壓縮上傳的功能。

4 化工企業(yè)能源在線(xiàn)監測系統的基本功能

4.1 數據監測與圖形監測

能源在線(xiàn)監測系統可以通過(guò)實(shí)時(shí)監視的方式，監管各種能源介質(zhì)以及化工生產(chǎn)系統的設備的實(shí)際運行參數，進(jìn)而確保問(wèn)題在形成之初就能夠被發(fā)現，化工企業(yè)也能夠直接進(jìn)行干預，科學(xué)開(kāi)展能源調度與生產(chǎn)優(yōu)化工作。系統綜合采用管網(wǎng)圖、表格、趨勢發(fā)展圖以及流程圖等形式從多個(gè)角度呈現監控情況，監控范圍涵蓋企業(yè)內部、生產(chǎn)車(chē)間、主要工序以及各類(lèi)設備，監控對象包括化工企業(yè)的風(fēng)、汽、電、水、煤氣以及固體燃料等，同時(shí)還支持監控畫(huà)面組合功能。

能源監控模塊是該系統重要的功能模塊，其采用多種分類(lèi)方式，可按照蒸汽、水、壓縮空氣、氧氣、天然氣與電等化工企業(yè)的常見(jiàn)能源介質(zhì)分類(lèi)；按照化工企業(yè)各個(gè)生產(chǎn)區域提供分層監控的功能，呈現單體畫(huà)面、區域畫(huà)面與整廠(chǎng)畫(huà)面；按照實(shí)際操作用途進(jìn)行分類(lèi)顯示，可呈現報警畫(huà)面、系統實(shí)時(shí)操作畫(huà)面以及生產(chǎn)過(guò)程的畫(huà)面；支持生產(chǎn)現場(chǎng)控制以及就地控制等控制方式；依照能源使用對應的基本流程，提供分環(huán)節監控的功能，具體包括能源使用環(huán)節、能源輸配環(huán)節、能源轉換環(huán)節。

4.2 能源分析與管理

該系統對生產(chǎn)設備以及化工企業(yè)其他方面的能效以及單耗指標進(jìn)行分析時(shí)，主要依照化工行業(yè)標準以及國家標準。針對企業(yè)內各個(gè)區域形成的設備能效、裝置設施能效以及廠(chǎng)級能效等實(shí)時(shí)能耗情況實(shí)施多層級式監視與管理，多角度的方式展現化工企業(yè)在當前時(shí)段的能耗水平，管理人員即可借此判斷能耗是否出現異常。系統在監管的基礎上，還能夠提供企業(yè)能源使用報表，在對能源消耗情況進(jìn)行反映時(shí)，能夠滿(mǎn)足及時(shí)等多重要求，系統的報表生成功能可為管理者提供對外、對內能源報表以及能源平衡報表，工作人員以報表為依據，定期向上匯報化工產(chǎn)品生產(chǎn)狀況以及能耗控制情況，組織報表時(shí)主要以時(shí)間為準，如年度報表、季度報表、月度報表以及日報表，工作人員可自定義報表的形成樣式。其他部門(mén)進(jìn)行報表編制時(shí)同樣需要從該監測系統中獲取所需的數據。

4.3 能源使用情況考核管理

化工企業(yè)需要針對能源使用情況落實(shí)考核工作，以此督促各個(gè)部門(mén)重視能源消耗情況。用能單元是化工考核中主要的考核對象，工序形成的生產(chǎn)能效與化工產(chǎn)品對應的單耗為主要考察內容。在系統中科學(xué)選擇標準值與限定值，實(shí)現考核目標。系統可以直接依照化工企業(yè)預設的能效指標與能源使用方案，參照具體的指標，從定額、計劃等方面開(kāi)展分析工作，輔助化工企業(yè)對所有員工、各班組、各部門(mén)以及各個(gè)分廠(chǎng)進(jìn)行考核。在系統的支持下，考核結果能夠更貼合實(shí)際情況，也更具有客觀(guān)性，同時(shí)能夠確保能耗控制工作落實(shí)到個(gè)人，避免能耗控制產(chǎn)生形式化的問(wèn)題，符合精細化管理理念。

4.4 能耗警報提示

警報提示是在線(xiàn)監測系統的重要功能，結合具體能源介質(zhì)的情況，針對生產(chǎn)系統以及其他各處的監測點(diǎn)，設置合適的警報限值與安全限值。一旦有能源在使用期間產(chǎn)生超過(guò)限值的情況，系統將會(huì )自動(dòng)提示警報信息，引起管理人員的關(guān)注，對相應的工序或者設備進(jìn)行調整，進(jìn)而恢復用能系統的節能性與安全性。警報功能包括瞬時(shí)量警報、累積量警報、指標超限警報、指標范圍內警報以及下/上限警報等。監測系統的數據中心能夠按照使用者發(fā)送的通信指令，獨立設置不同的警報參數。若系統獲取警報數據，將會(huì )運用多種不同的方式將警報信號輸送到管理者處，具體有APP提示、短信提示與日志記錄等方式。警報周期也并非固定的，可以按照使用需求進(jìn)行設定；系統具備較高的智能化水平，可智能地區分呈現連續狀態(tài)的警報情況，若警報已經(jīng)被消除，系統也能夠在短時(shí)間內做出相應的反應，恢復至正常運行狀態(tài)。

4.5 設備管控

在線(xiàn)監測系統的功能還包括管控設備，系統的管理設備功能模塊和管理者的智能移動(dòng)設備中的APP連接，僅通過(guò)手機、IPAD等智能移動(dòng)設備就可以了解各個(gè)設備的使用情況與主要信息，同時(shí)還能夠查詢(xún)設備相關(guān)的巡檢報告、工作記錄以及巡檢方案等。系統支持電子化設備巡檢功能，巡檢工作人員在巡檢環(huán)節中，抵達具體設備所在位置后，對設備進(jìn)行檢查，完成檢查任務(wù)后，對設備表面粘貼的二維碼進(jìn)行掃描，則可錄入此次巡檢信息。系統獲取并處理設備養護維修記錄、更換記錄、運行情況等數據之后，可為各個(gè)設備定制專(zhuān)門(mén)的運維方案，并且以數字化的方式來(lái)管理運維期間形成的電子文檔、運維數據以及運維流程，提高設備調度工作的科學(xué)化水平。

5 化工企業(yè)能源在線(xiàn)監測系統的應用情況

5.1 實(shí)時(shí)跟蹤主要裝置

應用在線(xiàn)監測系統，能夠直接對設備、裝置的實(shí)際工況變化情況進(jìn)行反映，管理人員可以以此為依據，有針對性地提升能源使用率。系統能夠追蹤能耗較高的設備的運行情況，還能夠自動(dòng)將實(shí)時(shí)運行數據與歷史數據進(jìn)行對比，分析設備的能耗表現，管理人員借助系統提供的能耗數據可更加解決設備問(wèn)題。若出現異常的能耗使用情況，系統能夠快速發(fā)送警報信息，技術(shù)人員也能夠在及時(shí)前往現場(chǎng)處理問(wèn)題，避免問(wèn)題長(cháng)期停留在化工生產(chǎn)系統中，朝著(zhù)嚴重化的方向發(fā)展，通過(guò)及時(shí)處理來(lái)實(shí)現化工企業(yè)的節能提效的發(fā)展目標。在線(xiàn)監測系統對化工企業(yè)的氣、水以及電等能源消耗展開(kāi)準確計量時(shí)，可針對同一顆粒度條件下的能耗情況進(jìn)行對比分析，管理者可對不同介質(zhì)能耗規律進(jìn)行了解，并為其進(jìn)行科學(xué)排名，確定能源使用環(huán)節中的管理短板與不合理之處，改變原本的能源分配方案，控制能源浪費。

5.2 構建閉環(huán)管理體系

化工企業(yè)原本的能耗管理工作中，受到技術(shù)、理念等方面的影響，往往采用事后處理的方式，即在已經(jīng)產(chǎn)生能耗問(wèn)題后，才對存在問(wèn)題的設備進(jìn)行調整，這種處理方式的經(jīng)濟性較差。而在線(xiàn)監測系統體現出了全過(guò)程管控理念，兼顧了事前、事中以及事后三個(gè)階段的管理需求，為化工企業(yè)構建了閉環(huán)式的先進(jìn)管理體系。系統提供統計能源功能、管理能源使用實(shí)績(jì)功能以及考核評價(jià)功能，覆蓋前期計劃制定、中期調度操作以及后期管理考核等多方面管理需求?；て髽I(yè)聯(lián)合運用數據分析挖掘技術(shù)與該監測系統，能夠細化能耗指標，系統為其提供可靠的數據來(lái)源，展示各個(gè)工序的主要能耗情況。以此推動(dòng)現有能耗管理流程不斷優(yōu)化，制定能耗、設備管理流程，采用有實(shí)效的設備節能舉措?；て髽I(yè)的管理人員運用在線(xiàn)監測系統可以統計并分析氣、水、電等主要能源在周期范圍內所形成的費用，從而掌握能源費用分布狀況，再對不同考核區間形成的能源成本實(shí)施比較與分析，根據分析結果來(lái)落實(shí)日常性的能耗管理以及績(jì)效獎懲實(shí)施工作。

5.3 建立集成化的監控系統

該系統助力化工企業(yè)構建綜合化、集成化的能源監控中心，集中監控耗電設備、耗能設備、固體燃料、生產(chǎn)運行、動(dòng)力介質(zhì)以及計量裝置等的相應情況。在線(xiàn)監測系統還能夠和化工企業(yè)所用的其他系統進(jìn)行連接與集成，實(shí)現和SCADA、DCS、PLC、MES等信息管理系統的實(shí)時(shí)數據傳輸與其他方面的交互，消除化工企業(yè)潛在的信息孤島問(wèn)題?；て髽I(yè)可借此構建數據共享機制，實(shí)現產(chǎn)供銷(xiāo)數據、化工生產(chǎn)數據以及能源數據的相互聯(lián)動(dòng)與對接，更好地挖掘與利用各種數據資源，把握生產(chǎn)與能耗之間的平衡，提高生產(chǎn)管理水平。

6 AcrelCloud-5000安科瑞能耗管理系統解決方案

為貫徹落實(shí)國發(fā)[2007]15號的精神，住建部印發(fā)《關(guān)于印發(fā)國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關(guān)技術(shù)導則的通知》（建科[2008]114號），組織編制“國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統”一系列技術(shù)導則及驗收標準。這些導則統一了能耗數據的分類(lèi)、分項方法及編碼規則，實(shí)現了分項能耗數據的實(shí)時(shí)采集、準確傳輸、科學(xué)處理、有效儲存。我司AcrelCloud-5000能耗監測系統嚴格按照導則要求開(kāi)發(fā)，符合導則要求的各項技術(shù)要求。

7 系統架構

計量層：主要安裝各種類(lèi)型計量?jì)x表（電表、水表、燃氣表、冷熱量計等）；支持RS485、LORA、4G直傳等方式。

傳輸層：傳輸層核心是使用ANet系列網(wǎng)關(guān)；主要特點(diǎn)是支持斷點(diǎn)續傳、支持多種協(xié)議轉換、數據機密傳輸。

服務(wù)層：能耗系統的中心，主要用于接收網(wǎng)關(guān)或4G終端傳輸的數數據，存儲數據，為用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)提供數據接口。

展示層：主要為用戶(hù)提供訪(fǎng)問(wèn)平臺數據的功能，支持跨平臺訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)可以使用PC瀏覽器、手機APP隨時(shí)了解項目能耗情況。

8 系統主要功能介紹

8.1 綜合看板

包含GIS地圖，可用顯示所有建筑的分布情況。針對建筑本周與上周用能出現增加或下降的情況，分別用紅色和藍色圖表表示。平臺可按照單位面積能耗與折標綜合能耗顯示當前平臺排名*10的建筑信息。平臺可顯示平臺接入儀表數量、平臺接入建筑總面積、平臺接入建筑上月總能耗等。同時(shí)，該頁(yè)面還有針對不同維度數據進(jìn)行大數據分析后的結果展示。

8.2 單建筑能耗對比分析

單建筑能耗主要是針對單一建筑進(jìn)行建筑分類(lèi)分項能耗數據分析，分類(lèi)分項嚴格按照平臺的標準與要求進(jìn)行劃分，如圖中左側部分的樹(shù)形結構。

數據可以按照表格、柱狀圖、曲線(xiàn)的形式進(jìn)行展示統計?？梢灾庇^(guān)觀(guān)察分類(lèi)能耗與分項能耗的數據關(guān)聯(lián)是否正常。

8.3 多建筑對比分析

多建筑能耗分析主要是將多棟建筑的分類(lèi)或分項用能情況放到統一界面中?？砂粗饡r(shí)、逐日、逐月、逐年的方式查看選中建筑的分了或分項數據。數據通過(guò)曲線(xiàn)圖或表格形式展示。

8.4 數據異常判定

平臺接入并維護多棟建筑的數據，建筑現場(chǎng)情況多種多樣，為保證系統持續穩定的運行以及數據的準確與可靠，平臺中增加了數據異常檢查功能，當數據檢查時(shí)不符合預定的情況時(shí)，及時(shí)產(chǎn)生報警并生成工單派發(fā)到維護管理人員郵箱中。

8.5 用戶(hù)報告

用戶(hù)報告主要內容包含各分類(lèi)能源消耗量的趨勢分析、對比分析、占比分析等，還包含數據異常統計情況與派單情況。

9 系統硬件配置

10 結語(yǔ)

化工企業(yè)落實(shí)能源管理工作刻不容緩，面對能耗管理在技術(shù)、制度等方面的問(wèn)題，企業(yè)應充分認識到在線(xiàn)監測系統的重要性與必要性。在線(xiàn)監測系統的能源數據檢測、圖形監控、統計分析、能耗警報以及設備管理等功能對于能源科學(xué)管理與合理使用均有重大意義。隨著(zhù)化工企業(yè)能源消耗結構不斷變化，數據量持續增加，應繼續升級在線(xiàn)監測系統，強化其數據分析功能，以此來(lái)充分挖掘化工類(lèi)企業(yè)的節能潛力，強化其在化工領(lǐng)域中的綜合競爭力。

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