淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定
摘要:在我國的能源消耗中,工業(yè)是我國能源消耗的大戶,能源消耗量占全國能源消耗總量的70%左右,而不同類型工業(yè)企業(yè)的工藝流程,裝置情況、產品類型、能源管理水平對能源消耗都會產生不同的影響。建設一個全廠級的集中統(tǒng)一的能源管理系統(tǒng)可以實現對能源數據進行在線采集、計算、分析及處理,從而對能源物料平衡、調度與優(yōu)化、能源設備運行與管理等方面發(fā)揮著重要的作用。
關鍵詞:能源管理;電能管理;工廠;企業(yè);節(jié)能;
1 項目概述及建設目標
浙江阿克希龍舜華鋁塑業(yè)有限公司成立于2005年1月1日,是法國ILEOS下屬的AXILONE公司與浙江上虞市舜華真空涂裝有限公司合資成立的中法合資公司,由法國阿克希龍公司控股。
由于企業(yè)生產規(guī)模擴大,阿克希龍舜華鋁塑業(yè)有限公司在杭州灣上虞工業(yè)園區(qū)新建廠區(qū),整個新建廠區(qū)包括兩個廠房、一棟宿舍樓,主要消耗能源包括電、水、壓縮空氣、蒸汽等。為了更好的掌握企業(yè)能源消耗、能源成本,阿克希龍舜華鋁塑業(yè)在新廠區(qū)設計一套企業(yè)能源管理系統(tǒng),并與原老廠區(qū)能源管理系統(tǒng)一起,作為企業(yè)內部考核管理的工具,并此基礎上逐步整理完善企業(yè)能源管理數據庫,對數據進行多層次全方面的開發(fā)利用(如決策需要、電能分析、數據報送)。同時通過網絡技術使之成為作為浙江阿克希龍舜華鋁業(yè)信息化系統(tǒng)的重要子系統(tǒng),以實現智慧廠區(qū)和數字廠區(qū)。
2 能源管理系統(tǒng)的設計
在管理系統(tǒng)的設計中,充分考慮了企業(yè)自身特性,以及能源構成系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素,進而合理的選擇管理設備,這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本,同時也有利于系統(tǒng)功能的實現。
浙江阿克希龍舜華鋁塑業(yè)有限公司原來的能源管理架構中,缺少必要的能源采集裝置、數據傳輸設備,因此在新建廠房的設計建設過程中,就考慮計量表計的安裝,在低壓配電房、車間動力柜、員工宿舍分別配置多功能電表、電能計量表、多回路計量裝置、壓縮空氣流量計、蒸汽流量計、水表以及溫濕度控制器等。
2.1 計量設備的選擇
企業(yè)用電由一路10kV總進線引入,計量企業(yè)總用電,需要在10kV總進線處安裝一塊多功能計量表計,在該處配置ACR320ELH網絡多功能儀表,在0.4kV進線部分采用ACRACR330EFLKH多功能儀表;在配電室出線部分配置多功能電表ACR220EFLK;在車間動力柜、宿舍動力柜安裝DTSD1352/C導軌式電度表,并通過互感器二次接入;在宿舍樓每層計量末端采用多回路計量裝置ADF300-II-18D(6S)計量每間宿舍用電量。
企業(yè)用水包括純水以及生產所產生的污水,其中純水通過安裝遠傳水表進行計量;污水通過污水處理站PLC直接本系統(tǒng)。企業(yè)蒸汽、壓縮空氣分別通過氣體流量計進行計量。
2.2 電能管理系統(tǒng)網絡構成
整個能源系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結構,包括一個監(jiān)管中心,三個通訊子站以及若干個現場計量單元,高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統(tǒng),高性能的現場總線技術及網絡通信技術,確保整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。
能源監(jiān)管中心包含能源管理計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-3000能源管理軟件,其中軟件部分具有良好的人機交互界面,通過數據傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現場各類數據信息,自動經過計算處理,以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況;電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式,報表內數據嚴格按照各種標準進行計量,搭建完整的計量體系,用戶只需查找打印即可,極大的方便了操作,提高了工作效率。
通訊子站主要包括通訊管理機、數據采集箱以及其他網絡設備,網絡結構如下圖所示:
2.3 主要設計參考標準
GB50052-2009 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設計規(guī)范》
DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠方監(jiān)控中心設計技術規(guī)程》
GB/T 2887-2011 《計算機場地通用規(guī)范》
Q/GDW 231-2008 《無人值守變電站及監(jiān)控 中心技術導則》
GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
Q/GDW 214-2008 《變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現場驗收管理規(guī)程》
2.4 能源管理系統(tǒng)軟件功能設計
系統(tǒng)依據客戶實際需求進行設計,并實現了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;報表查詢與打印;系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線,用戶權限管理等主要功能。
數據的采集與處理
通過高精度智能儀表以技術手段實現自動化全實時、高密度的實時用能監(jiān)測,減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。實時監(jiān)視現場儀表的回傳數據,對電能進行合理的管控和預警,及時發(fā)現并改正運行中存在的用電異常,隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值,超標時醒目提醒并主動記錄。
用電管理及計量體系的搭建
為了實現對阿克希龍各用能回路用能量的監(jiān)管,系統(tǒng)設計了能源管理報表,系統(tǒng)通過對有功電度、用水、用氣等能源的采集,按照回路名稱的不同。按照計量體系搭建原則,自動生成日報表、月報表和年報表,將各進線回路與出線回路電能消耗量在同一張報表中體現出來,并計算出線回路用電量之和,出線回路與進線回路誤差、誤差百分比(誤差百分比是否超標)等,幫助用戶及時發(fā)現這種非正常用電問題。
同時電能管理系統(tǒng)可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢,可以幫助后勤管理部門建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設和制度的建立,使各部門辦公、生產人員節(jié)能意識大大提高,有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。
能源流向圖
能源流向圖表示的是能源介質流向的一種示意圖,直觀形象的概括了企業(yè)能源系統(tǒng)的全貌,反應了企業(yè)在能源輸入及分配輸送方面的平衡關系。
電能質量
阿克希龍新廠房生產線有很多新精密儀器,對電能質量要求較高,特別是諧波,同時由于諧波的產生會造成變壓器、輸電線路等電氣設備附加損耗與發(fā)熱,縮短使用壽命,造成設備震動和噪聲;諧波諧振過電壓,造成電氣元件及設備的故障與損壞;引起電能計量錯誤 ;重要的和敏感的自動控制、保護裝置不正確動作;敏感的IT芯片制造成品率降低等等,通過電能質量的監(jiān)測,能隨時掌握每條生產線路電能質量,并及時給出治理方案,確保電能質量。
數據共享
阿克希龍新老廠區(qū)均配置能源管理系統(tǒng),為了方便企業(yè)管理人員對新老廠區(qū)能源系統(tǒng)同意管理,整個新建廠區(qū)能源管理系統(tǒng)可以通過企業(yè)內部專網,實現新老廠區(qū)數據共享,方便業(yè)務能源管理能源統(tǒng)一管理,提率。
3、企業(yè)能源管理系統(tǒng)的意義
綜上所述,能源管理系統(tǒng)幫助用能單位提率、減少損失、降低運營成本,能源管理系統(tǒng)能夠有效確保電網管理效率、縮小運營成本,也成為供配電設計中*的重要組成部分。能源管理系統(tǒng)的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便,可以通過人機操作界面, 直接了解到用能設備的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令,由于監(jiān)控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現,因此,不同的能源管理系統(tǒng)可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、的進行傳輸。另一方面,在企業(yè)能源管理設計中運用能源管理系統(tǒng),應該根據實際情況選擇計量裝置。
在工業(yè)企業(yè)設置能源管理系統(tǒng),可以實現對企業(yè)內能源計量分產線、分廠區(qū)、分產量等進行統(tǒng)計分析,不僅能夠準確的表示出回路的用能狀況,它還具備網絡通訊等功能,能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合,及時的顯示樓內各條生產線的運作狀態(tài),當某設備電力系統(tǒng)的負載越標時,能源管理系統(tǒng)能夠迅速報警,發(fā)出語音提示。另外,能源管理系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息,便于有關人員分析企業(yè)各部分的用能狀況,使企業(yè)的用能活動更加安全,從而保證企業(yè)生產人員的生命安全,提高生產人員的工作效率。
參考文獻
[1]安科瑞《能效管理系統(tǒng)設計安裝圖冊》