淺談能源在線監測係統在化工行業的設計與應用

hth下载地址 陳聰

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

提升。本文對化工企業(ye) 的能源消耗現狀進行分析，強調構建能源在線監測係統的必要性，分析開發的在線 監測係統具有的主要功能與(yu) 應用情況，說明信息化、數字化、精細化監測係統的具體(ti) 構建路徑，以此促進化工 企業(ye) 高質量發展。

關(guan) 鍵詞：化工企業(ye) ；監測係統；開發；功能。

0引言

現代化工企業(ye) 在開展化工生產(chan) 活動時，應借助有效措施，控製產(chan) 值能耗與(yu) 產(chan) 品能耗，保持更高的能源利用率，升級產(chan) 品結構，優(you) 化生產(chan) 工藝，完善管理體(ti) 係，以此來達成結構節能與(yu) 技術節能的發展目標。能源在線監測係統綜合運用分布式控製技術、通信技術、計算機技術等多種科技手段，能夠實現對化工企業(ye) 能源使用情況的實時反映與(yu) 監管，現對該係統的開發以及應用情況展開研究。

1 化工企業(ye) 能源消耗現狀

化工企業(ye) 雖然在當前能源相關(guan) 政策的指引下，調整了生產(chan) 係統，通過技術創新來解決(jue) 能耗高的問題，但是在能源管理方麵仍舊存在不少問題。計量能源消耗情況時，所采用的計量器具存在問題，未能對能耗情況實施*全計量，部分計量裝置陳舊老化，需升級。化工企業(ye) 在建立能源管理製度，尤其是定額考核製度以及能源統計、計量與(yu) 采購製度時，需要結合能源相關(guan) 數據，原有的製度與(yu) 當前的生產(chan) 體(ti) 係已經出現了不匹配的情況，主要是因為(wei) 製度製定缺乏必要的數據作為(wei) 依據，導致製度的可行性較差，難以在實際的能源管理工作中落實。化工企業(ye) 的供配電係統因監測不到位，長期存在線路不合理與(yu) 設備陳舊老化的問題，生產(chan) 係統中的設備管理水平低，設備嘔需更新與(yu) 升級。部分生產(chan) 工序中運用了節能技術與(yu) 其他的新工藝，但是技術的使用情況未得到及時反饋。

化工企業(ye) 的耗能問題來源於(yu) 線路、設備、製度與(yu) 技術等多方麵，在解決(jue) 這一係列能耗問題時，化工企業(ye) 需要采用科學的應對方法，關(guan) 鍵的就是應有數據與(yu) 技術作為(wei) 支持。化工企業(ye) 需要建立支持數據化管理與(yu) 動態監控功能的新型在線監測係統，以此為(wei) 設備管理、製度調整以及技術革新等工作提供可靠的數據支持，減少能源管控係統優(you) 化過程中的盲目行為(wei) 。

2 化工企業(ye) 建設能源在線監測係統的必要性

化工企業(ye) 的能耗管理工作是當前“能耗雙控”政策下的工作，化工企業(ye) 本身屬於(yu) 高耗能行業(ye) ，按照國家低碳節能發展要求，需要切實轉變發展思路，在管理能源的過程中，有效控製能耗。化工企業(ye) 是工業(ye) 經濟體(ti) 係的重要組成部分，應當積極依靠物聯網、雲(yun) 計算以及大數據等主流科技手段，為(wei) 能耗管理工作賦能，打造並運用智能化、數字化的能源監測係統，使能耗使用過程更加透明化。國家能源局、發展改革委等也鼓勵企業(ye) 探索全新能源監管模式，提高內(nei) 部能源消耗監測的技術水平。能源在線監測係統的有效應用，有助於(yu) 化工企業(ye) 把控能耗產(chan) 生與(yu) 控製的整個(ge) 過程，也滿足了企業(ye) 當前集中監管的客觀需求，增強了能耗數據的可視化程度。利用係統數據處理功能，不僅(jin) 可以保存海量能耗數據，還能夠實時分析數據，助力化工企業(ye) 挖掘數據價(jia) 值，提高對數據的利用率。

3 化工企業(ye) 能源在線監測係統的整體(ti) 架構

在線監測係統中所用的現場設備包括多功能儀(yi) 表、物聯網儀(yi) 表與(yu) 智能網關(guan) 。多功能儀(yi) 表采用了先進的模塊化設計理念，能夠監測電能質量、統計電能數據，實現全電量的測量目標，支持輸人、輸出模擬量以及開關(guan) 量，安裝方式可選擇導軌安裝或者開孔安裝。物聯網儀(yi) 表需要測量現場低壓網絡係統的三相有功電能，支持無線通信功能，用戶能夠以便捷的方式來管理、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(yu) 各個(ge) 區域的分項電能進行統計、計量以及分析。另外，物聯網儀(yi) 表還需滿足測量諧波、不平衡度、相角、功率因數、功率、電流以及電壓等需求。智能網關(guan) 使用功能嵌人式係統，通過身份認證以及加密技術滿足安全保障需求，提供斷點續傳(chuan) 與(yu) 壓縮上傳(chuan) 的功能。

4 化工企業(ye) 能源在線監測係統的基本功能

4.1 數據監測與(yu) 圖形監測

能源在線監測係統可以通過實時監視的方式，監管各種能源介質以及化工生產(chan) 係統的設備的實際運行參數，進而確保問題在形成之初就能夠被發現，化工企業(ye) 也能夠直接進行幹預，科學開展能源調度與(yu) 生產(chan) 優(you) 化工作。係統綜合采用管網圖、表格、趨勢發展圖以及流程圖等形式從(cong) 多個(ge) 角度呈現監控情況，監控範圍涵蓋企業(ye) 內(nei) 部、生產(chan) 車間、主要工序以及各類設備，監控對象包括化工企業(ye) 的風、汽、電、水、煤氣以及固體(ti) 燃料等，同時還支持監控畫麵組合功能。

能源監控模塊是該係統重要的功能模塊，其采用多種分類方式，可按照蒸汽、水、壓縮空氣、氧氣、天然氣與(yu) 電等化工企業(ye) 的常見能源介質分類；按照化工企業(ye) 各個(ge) 生產(chan) 區域提供分層監控的功能，呈現單體(ti) 畫麵、區域畫麵與(yu) 整廠畫麵；按照實際操作用途進行分類顯示，可呈現報警畫麵、係統實時操作畫麵以及生產(chan) 過程的畫麵；支持生產(chan) 現場控製以及就地控製等控製方式；依照能源使用對應的基本流程，提供分環節監控的功能，具體(ti) 包括能源使用環節、能源輸配環節、能源轉換環節。

4.2 能源分析與(yu) 管理

該係統對生產(chan) 設備以及化工企業(ye) 其他方麵的能效以及單耗指標進行分析時，主要依照化工行業(ye) 標準以及國家標準。針對企業(ye) 內(nei) 各個(ge) 區域形成的設備能效、裝置設施能效以及廠級能效等實時能耗情況實施多層級式監視與(yu) 管理，多角度的方式展現化工企業(ye) 在當前時段的能耗水平，管理人員即可借此判斷能耗是否出現異常。係統在監管的基礎上，還能夠提供企業(ye) 能源使用報表，在對能源消耗情況進行反映時，能夠滿足及時等多重要求，係統的報表生成功能可為(wei) 管理者提供對外、對內(nei) 能源報表以及能源平衡報表，工作人員以報表為(wei) 依據，定期向上匯報化工產(chan) 品生產(chan) 狀況以及能耗控製情況，組織報表時主要以時間為(wei) 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(yi) 報表的形成樣式。其他部門進行報表編製時同樣需要從(cong) 該監測係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(ye) 需要針對能源使用情況落實考核工作，以此督促各個(ge) 部門重視能源消耗情況。用能單元是化工考核中主要的考核對象，工序形成的生產(chan) 能效與(yu) 化工產(chan) 品對應的單耗為(wei) 主要考察內(nei) 容。在係統中科學選擇標準值與(yu) 限定值，實現考核目標。係統可以直接依照化工企業(ye) 預設的能效指標與(yu) 能源使用方案，參照具體(ti) 的指標，從(cong) 定額、計劃等方麵開展分析工作，輔助化工企業(ye) 對所有員工、各班組、各部門以及各個(ge) 分廠進行考核。在係統的支持下，考核結果能夠更貼合實際情況，也更具有客觀性，同時能夠確保能耗控製工作落實到個(ge) 人，避免能耗控製產(chan) 生形式化的問題，符合精細化管理理念。

4.4 能耗警報提示

警報提示是在線監測係統的重要功能，結合具體(ti) 能源介質的情況，針對生產(chan) 係統以及其他各處的監測點，設置合適的警報限值與(yu) 安全限值。一旦有能源在使用期間產(chan) 生超過限值的情況，係統將會(hui) 自動提示警報信息，引起管理人員的關(guan) 注，對相應的工序或者設備進行調整，進而恢複用能係統的節能性與(yu) 安全性。警報功能包括瞬時量警報、累積量警報、指標超限警報、指標範圍內(nei) 警報以及下/上限警報等。監測係統的數據中心能夠按照使用者發送的通信指令，獨立設置不同的警報參數。若係統獲取警報數據，將會(hui) 運用多種不同的方式將警報信號輸送到管理者處，具體(ti) 有APP提示、短信提示與(yu) 日誌記錄等方式。警報周期也並非固定的，可以按照使用需求進行設定；係統具備較高的智能化水平，可智能地區分呈現連續狀態的警報情況，若警報已經被消除，係統也能夠在短時間內(nei) 做出相應的反應，恢複至正常運行狀態。

4.5 設備管控

在線監測係統的功能還包括管控設備，係統的管理設備功能模塊和管理者的智能移動設備中的APP連接，僅(jin) 通過手機、ipads等智能移動設備就可以了解各個(ge) 設備的使用情況與(yu) 主要信息，同時還能夠查詢設備相關(guan) 的巡檢報告、工作記錄以及巡檢方案等。係統支持電子化設備巡檢功能，巡檢工作人員在巡檢環節中，抵達具體(ti) 設備所在位置後，對設備進行檢查，完成檢查任務後，對設備表麵粘貼的二維碼進行掃描，則可錄入此次巡檢信息。係統獲取並處理設備養(yang) 護維修記錄、更換記錄、運行情況等數據之後，可為(wei) 各個(ge) 設備定製專(zhuan) 門的運維方案，並且以數字化的方式來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化水平。

5 化工企業(ye) 能源在線監測係統的應用情況

5.1 實時跟蹤主要裝置

應用在線監測係統，能夠直接對設備、裝置的實際工況變化情況進行反映，管理人員可以以此為(wei) 依據，有針對性地提升能源使用率。係統能夠追蹤能耗較高的設備的運行情況，還能夠自動將實時運行數據與(yu) 曆史數據進行對比，分析設備的能耗表現，管理人員借助係統提供的能耗數據可更加解決(jue) 設備問題。若出現異常的能耗使用情況，係統能夠快速發送警報信息，技術人員也能夠在及時前往現場處理問題，避免問題長期停留在化工生產(chan) 係統中，朝著嚴(yan) 重化的方向發展，通過及時處理來實現化工企業(ye) 的節能提效的發展目標。在線監測係統對化工企業(ye) 的氣、水以及電等能源消耗展開準確計量時，可針對同一顆粒度條件下的能耗情況進行對比分析，管理者可對不同介質能耗規律進行了解，並為(wei) 其進行科學排名，確定能源使用環節中的管理短板與(yu) 不合理之處，改變原本的能源分配方案，控製能源浪費。

5.2 構建閉環管理體(ti) 係

化工企業(ye) 原本的能耗管理工作中，受到技術、理念等方麵的影響，往往采用事後處理的方式，即在已經產(chan) 生能耗問題後，才對存在問題的設備進行調整，這種處理方式的經濟性較差。而在線監測係統體(ti) 現出了全過程管控理念，兼顧了事前、事中以及事後三個(ge) 階段的管理需求，為(wei) 化工企業(ye) 構建了閉環式的先進管理體(ti) 係。係統提供統計能源功能、管理能源使用實績功能以及考核評價(jia) 功能，覆蓋前期計劃製定、中期調度操作以及後期管理考核等多方麵管理需求。化工企業(ye) 聯合運用數據分析挖掘技術與(yu) 該監測係統，能夠細化能耗指標，係統為(wei) 其提供可靠的數據來源，展示各個(ge) 工序的主要能耗情況。以此推動現有能耗管理流程不斷優(you) 化，製定能耗、設備管理流程，采用有實效的設備節能舉(ju) 措。化工企業(ye) 的管理人員運用在線監測係統可以統計並分析氣、水、電等主要能源在周期範圍內(nei) 所形成的費用，從(cong) 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施比較與(yu) 分析，根據分析結果來落實日常性的能耗管理以及績效獎懲實施工作。

5.3 建立集成化的監控係統

該係統助力化工企業(ye) 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(ti) 燃料、生產(chan) 運行、動力介質以及計量裝置等的相應情況。在線監測係統還能夠和化工企業(ye) 所用的其他係統進行連接與(yu) 集成，實現和SCADA、DCS、PLC、MES等信息管理係統的實時數據傳(chuan) 輸與(yu) 其他方麵的交互，消除化工企業(ye) 潛在的信息孤島問題。化工企業(ye) 可借此構建數據共享機製，實現產(chan) 供銷數據、化工生產(chan) 數據以及能源數據的相互聯動與(yu) 對接，更好地挖掘與(yu) 利用各種數據資源，把握生產(chan) 與(yu) 能耗之間的平衡，提高生產(chan) 管理水平。

6 AcrelCloud-5000hth下载地址能耗管理係統解決(jue) 方案

為(wei) 貫徹落實國發[2007]15號的精神，住建部印發《關(guan) 於(yu) 印發國家機關(guan) 辦公建築和大型公共建築能耗監測係統建設相關(guan) 技術導則的通知》（建科[2008]114號），組織編製“國家機關(guan) 辦公建築和大型公共建築能耗監測係統”一係列技術導則及驗收標準。這些導則統一了能耗數據的分類、分項方法及編碼規則，實現了分項能耗數據的實時采集、準確傳(chuan) 輸、科學處理、有效儲(chu) 存。我司AcrelCloud-5000能耗監測係統嚴(yan) 格按照導則要求開發，符合導則要求的各項技術要求。

7 係統架構

計量層：主要安裝各種類型計量儀(yi) 表（電表、水表、燃氣表、冷熱量計等）；支持RS485、LORA、4G直傳(chuan) 等方式。

傳(chuan) 輸層：傳(chuan) 輸層核心是使用ANet係列網關(guan) ；主要特點是支持斷點續傳(chuan) 、支持多種協議轉換、數據機密傳(chuan) 輸。

服務層：能耗係統的中心，主要用於(yu) 接收網關(guan) 或4G終端傳(chuan) 輸的數數據，存儲(chu) 數據，為(wei) 用戶訪問提供數據接口。

展示層：主要為(wei) 用戶提供訪問平台數據的功能，支持跨平台訪問，用戶可以使用PC瀏覽器、手機APP隨時了解項目能耗情況。

8 係統主要功能介紹

8.1 綜合看板

包含GIS地圖，可用顯示所有建築的分布情況。針對建築本周與(yu) 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。平台可按照單位麵積能耗與(yu) 折標綜合能耗顯示當前平台排名*10的建築信息。平台可顯示平台接入儀(yi) 表數量、平台接入建築總麵積、平台接入建築上月總能耗等。同時，該頁麵還有針對不同維度數據進行大數據分析後的結果展示。

8.2 單建築能耗對比分析

單建築能耗主要是針對單一建築進行建築分類分項能耗數據分析，分類分項嚴(yan) 格按照平台的標準與(yu) 要求進行劃分，如圖中左側(ce) 部分的樹形結構。

數據可以按照表格、柱狀圖、曲線的形式進行展示統計。可以直觀觀察分類能耗與(yu) 分項能耗的數據關(guan) 聯是否正常。

8.3 多建築對比分析

多建築能耗分析主要是將多棟建築的分類或分項用能情況放到統一界麵中。可按逐時、逐日、逐月、逐年的方式查看選中建築的分了或分項數據。數據通過曲線圖或表格形式展示。

8.4 數據異常判定

平台接入並維護多棟建築的數據，建築現場情況多種多樣，為(wei) 保證係統持續穩定的運行以及數據的準確與(yu) 可靠，平台中增加了數據異常檢查功能，當數據檢查時不符合預定的情況時，及時產(chan) 生報警並生成工單派發到維護管理人員郵箱中。

8.5 用戶報告

用戶報告主要內(nei) 容包含各分類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(yu) 派單情況。

9 係統硬件配置

10 結語

化工企業(ye) 落實能源管理工作刻不容緩，麵對能耗管理在技術、製度等方麵的問題，企業(ye) 應充分認識到在線監測係統的重要性與(yu) 必要性。在線監測係統的能源數據檢測、圖形監控、統計分析、能耗警報以及設備管理等功能對於(yu) 能源科學管理與(yu) 合理使用均有重大意義(yi) 。隨著化工企業(ye) 能源消耗結構不斷變化，數據量持續增加，應繼續升級在線監測係統，強化其數據分析功能，以此來充分挖掘化工類企業(ye) 的節能潛力，強化其在化工領域中的綜合競爭(zheng) 力。

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