尤冰冰
上海嘉定安科瑞电气有限公司
摘要：综合分析了焦化企业智能能源管理系统的应用。 在节能减排、提高经济效益、优化生产组织等方面具有很高的应用价值。智能能源管理系统在企业转型升级中发挥着重要作用。 转型前景广阔。
关键词：智能； 能源管理; 节能； 成本; 分析
1 概述
近年来，我国逐步实施高耗能行业转型升级，淘汰落后产能，不断推广应用节能减排、能源循环利用等新技术、新工艺、新材料。 随着焦炉大型化和设备自动化、智能化逐步得到新技术、新装备的支持，焦化行业节能减排成效显着。 在企业的管理系统中，能源管理系统是综合生产管理系统中非常重要的一个子系统。 在组织生产管理的同时，合理利用和规划能源介质的使用过程，降低企业吨焦能耗指标，减少氮氧化物，减少粉尘、粉尘等污染物的排放，提高经营业绩企业的。 焦化企业采用智能化能源管理系统，安全、经济、高效地使用能源，实现节能减排，提升经营业绩。
2 智能能源管理系统的主要功能
智能能源管理系统的主要功能是能源数据的实时在线监测、自动采集、存储、分析和利用，数据分析和报警，实时控制生产过程，降低企业能源成本； 减少各种污染物（废气、废渣、废液）对环境的污染； 实现能源数据的集中可视化； 发现和改善能源成本，增强企业节能潜力，建立能源绩效评价体系，促进企业生产良性循环。
3 智能能源管理系统建设目标
自动采集各工序能耗数据，对各类能耗进行环比、同比、占比等统计分析。 使能源消耗指标不偏离计划指标，生成各类数据报表，能源介质实时计量监测无锡企业能耗管理系统软件，实时趋势分析，各工序能耗可视化管理预警，及时发现异常能耗，及时跟进和修正，动态掌握各工序的生产状况。
4 智能能源管理系统架构
智能能源管理系统采用系统级发散式设计，自动采集、上传、自动存储各生产过程中各种能源介质（包括水、电、风、气、汽）的消耗数据，并汇总并分析它们。 实现各种能源介质消耗数据的集成和直观表达，并在此基础上实现各种能源介质消耗数据日分析、周分析、月分析的自动化，实现能源消耗成本控制的及时性和准确性。 同时在系统中设置超值报警和追溯。
4.1 智能能源管理系统可分为四层
现场数据采集层，可上传数据，实现每台测量仪器的智能化；
基于一定协议的网络通信层，实现测量数据的可传递性；
采用能源管理软件主站服务层，实现数据上传集约化；
企业能源管理软件的管理，实现决策的及时性和准确性。
4.2 智能能源管理系统主要特点
智能能源管理系统是基于能源消耗数据自动上传的平台，在这个平台上，根据不同的能源用途组织各类能源媒介。 该系统分为三个级别。
能源介质输入，即厂内各种能源介质均由外界提供；
以车间为单位的工厂能源介质消耗量，即工厂内各生产过程中各种能源介质的能源消耗量；
工厂输出的能源介质（主要包括燃气、蒸汽、生化水和第三方能源消耗），各层级各能源介质关键节点的计量仪表实现智能化，数据可实时自动上传时间，自动累计、分析、打印报告。 实现日消耗量超过月平均消耗量5%的告警，实现散装能耗（日均小时流量的5%）在线告警功能，实现输出能源介质在线告警（下图）月平均流量值的5%）%）。 根据该结构框架，可定制个性化功能需求，数据元兼容性和扩展性强，可与厂内各种业务平台（ERP、DMS等）、OA办公系统对接导入，方便快捷厂区能耗数据共享，实现了相关职能部门对各项能耗指标的日常监督管理，同时便于生产经营决策层对能耗数据的日常监督和监督改进，从而及时改善异常能耗指标，保持生产高效、经济运行。
4.3 智能能源管理系统分析功能
4.3.1 能源监测
实时检测各工艺设备和重点耗能设备设施的电流、电量、功率，并对各设备的运行状态、停机和开机、故障报警等信号进行监控和管理。 同时实现对设备状态的远程监控，对关键设备实施远程控制并同时设置相关设备的报警值，实现超值声光报警，达到及时发现问题，及时调整处理的目的。
4.3.2 智能数据分析
能耗分析。 对各生产工序的能耗进行分析，分析同一工序的产量与能耗比，同一产量不同班次的能耗比，不同生产组织条件下同一班次的能耗比，所占比例不同能源介质占总能耗的比例，不同生产工序的能耗占生产总成本的比例，不同生产工序中各种能耗大的设备的能耗比例，以及统计分析各种能源介质的消耗量，以及各种能源介质的消耗量 日、周、月自动统计分析，每班产量和能耗统计分析，能耗异常分析。 每个过程的能源成本分析。 分析关键设备设施的能源质量； 分析设备的能效； 与设定的行业标杆进行比较，与相同功能的节能设备能效水平进行比较，与企业同类设备的能效进行比较，通过分析比较确定重点能耗的设备和能耗相对较高的设备提高设备日常检查维护的针对性，确保设备处于良好的运行状态，保持设备的经济运行。
4.3.3 节能措施
对于控制系统，通过实现远程控制，增加了各工序启停的连续性，消除了空车和不连续生产造成的能源浪费； 同时便于管理人员调整生产节奏、设备维护、生产组织和人力资源配置。 优化。
对单台设备故障报警和参数超值报警进行合理设置，确保设备安全、经济运行。
对能耗较大的单台设备进行能效比分析，及时发现、更换或淘汰高耗能设备，降低企业能耗成本。
4.3.4能源成本与产量综合分析
生产和成本分析。 通过分析各单元能源介质在不同时期的消耗差异，直观判断某道工序的生产平衡和经济性，使管理人员清楚掌握该工序的设备运行状况，找出真正原因的问题。 提升了基层生产组织和设备管理水平，也有利于基层管理和技术人员发现和改进日常工作中的不足，查明和补强生产过程中的薄弱环节，提高生产效率。设备的检查和维护。 ，提高设备运行的经济性，增强基层单位的主动性和积极性。
推动各单位成本有效控制，提高投入产出比。 根据机组总能耗和管件耗能设备的运行情况，各基层单位管理人员可以掌握本工序各环节设备运行状况，发现优势分析各班生产组织的优缺点，推广经济效益高的生产组织模式。 有利于激发团队生产形成良性循环，实现低投入高产出，扎根企业内部市场化考核机制，真正实现生产主体下移。企业生产经营，充分调动全体员工参与生产经营的主动性和积极性。 积极性。
用好能源异常数据超值在线超值报警功能，及时介入报警设备和媒体纠偏，及时发现问题，及时分析原因，及时整改，是有利于避免因不能及时发现问题而造成的积压。 突发重大问题，造成重大事故或无法弥补的损失； 同时，为全厂生产经营的周成本分析和月成本分析提供真实、可靠、有效的数据支持，从而提高企业的生产经营绩效。
减排统计。 如二氧化碳减排量统计，根据各焦炉耗气量的瞬时流量，计算碳排放量，按热值计算二氧化硫、氮氧化物、生化废水等排放量统计； 高、高方向加热的均匀性和稳定性，可以避免推焦冒黑烟或气流过大引起过火等各种事故，从而提高能源利用效率，实现节能减排。
废水减排方面，通过检测冷热水的温度和流量，进行梯级利用，同时提高成品率，达到节能减排的目的。
分车间成本统计，计算出各车间的各项能耗数据，对各工序成本中的能耗进行统计分析，便于基层管理人员对生产组织方式进行优化改造。
财务分析，通过对全厂生产成本中能耗的统计分析，便于管理人员发现和发现改善和降低能耗的机会，寻找突破口，增强改善生产经营的准确性和及时性，从而进一步加强节能减排，实现企业效益和社会效益的双丰收，有利于增强企业竞争力，树立良好的社会形象。
实际成本与理论成本分析，通过分析实际能耗成本与理论能耗成本的差异，掌握各工序产能指标，找出正差异较大的设备、物流等因素，实施改进，实现精益生产企业。
5 安科瑞企业能源管控系统解决方案
5.1 系统解决方案
Acrel-7000企业能源管控系统采用自动化、信息化和集中管理模式，对企业的生产、输配电和用电环节实施动态监控和数据管理，监控企业的电、水、气、汽以及压缩空气等各类能源消耗，通过数据分析和挖掘，帮助企业进行能源消耗统计、同比对比分析、能源成本分析、能源消耗预测、碳排放分析等，为企业提供基础数据加强能源管理，提高能源利用效率，挖掘节能潜力，开展节能评估和能源审计。
5.2 申请地点
适用于新建或改建供能企业、高耗能企业和离散制造企业车间、工业园区、集团公司等行业的能耗监控管理的系统设计、建设和运维。 在具体项目中，可结合地方政府部门要求和企业管理需要，对系统软硬件配置进行优化调整，以满足各类项目能耗监测管理的要求。
5.3 系统结构
5.4 系统功能
1）大屏幕显示
显示企业及各区域用能折扣、异常情况、点数、通讯情况、本月分类能耗排行、当年/去年用电量对比、分类能耗比等相关信息。直观了解企业现状。 总体概述，支持 3D 建模。
众所周知，3S技术是数字城市的技术基础之一，其中GIS技术更是基础。 在智慧水务建设中，BIM还可以与GIS相结合，两者结合成为BIM应用研究的新课题。 即通过建筑内外空间信息的结合，支持各类应用分析。 例如，结构设计需要地质数据信息，节能设计需要气象数据信息，这些数据都可以借助GIS获得。 反之，通过BIM与GIS的融合，BIM可以为GIS环境带来更多的信息，从而扩大GIS的应用范围，提高GIS的应用水平。
50年来，我们见证了全球科技的飞速发展。 在此期间，各行各业都通过创新提高了效率，尤其是先进制造业。 工程建设行业发展相对缓慢，很多环节还依赖传统工艺和管理方式，面对大型复杂的现代工程显得力不从心。 制造业和建筑工程行业有很多相似之处。 现在，建筑行业的先行者正在借鉴制造业的经验，将先进制造的知识和数字技术转移到工程建设行业。 例如，“建筑工业化”成为最热门的关键词之一。
虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）技术的兴起，为工程建设领域带来了无限可能，科幻电影中的场景正逐渐成为现实。 现在一些厂商借助混合现实眼镜开发了基于BIM模型的应用。 设计师将BIM模型文件导入MR眼镜，将模型直接投射到真实场景中，在增强现实环境中查看设计，甚至修改重建。 设计稿，设计所见即所得，真正缩小了数字和物理之间的差距。
前面提到，对于智慧水务来说，要杜绝“孤岛应用”。 BIM的最大价值还在于通过信息化手段，将业主、设计、施工、监理、分包商等集成到一个协同平台，减少因信息不畅而带来的额外费用和成本，减少信息孤岛。
对于设计阶段，应用BIM的直接好处是设计可视化，以及由此带来的便捷高效的沟通。 如果在施工阶段用好并深化BIM模型，就可以提前在计算机中模拟施工过程，提前发现各种冲突和错误。 这也是目前施工单位应用BIM技术的最大动力。 最后，我们的模型整合了设计阶段和施工阶段的所有信息，为我们的运维带来了各种可能。 这实际上是对工程建设全生命周期的数据进行统一和数字化。
项目前期策划阶段对整个建设项目的影响很大。 前期规划做好，后续的设计和施工才会顺利； 如果前期规划没有做好，将会对项目的后续阶段产生负面影响。 BIM在项目前期的应用，可以让项目的所有利益相关者更早的参与到项目的前期规划中，让各个参与方及早发现各种问题，并进行良好的协调。 BIM在项目前期可以做的工作很多，包括：现状建模和模型维护、场地分析、土方平衡计算、布局方案选择等，平整和竣工的各个阶段都可以集成在一个模型，并且该模型沿时间跨度集成。
BIM最早的应用是在设计阶段，后来扩展到工程建设的其他阶段。 对于水厂，可以整合各个设计阶段、不同学科的模型，对需要详细表达的节点进行更精细的建模。 在完整的结构模型和厂房模型的基础上bim技术能耗管理系统，完成设备材料的自动统计、二维图纸的生成、管路系统的划分、设计信息的记录。 模型的精细度在国际上一般分为五个等级。 设计方面，模型精细度三级满足施工图设计要求。
BIM在设计阶段的另一个优势是它为协同设计开辟了广阔的前景，使不同专业甚至异地的设计师可以通过网络对同一个BIM模型进行协同设计，使设计协调一致. 继续。
最基本的设计优化就是协调整合各个学科的模型，检查冲突。 以往多采用二维制图软件进行设计，经常会出现平面、垂直、剖面各种视图不一致，各种专业设计图不一致的情况。 由于BIM的三维和可视化特点，很方便在各专业之间进行设计协调。 例如，可以针对建筑结构和工艺管道设备之间的冲突检查发布详细报告。
除了良好的设计配合外，由于BIM模型包含各种构件的详细信息，还可以为性能分析提供条件，如CFD分析、结构有限元分析、风场分析、噪声场分析、日照分析等等，并且这些分析是可视化的。 通常，各种BIM软件都提供了良好的数据交换功能。 只要将模型中的数据以一定的格式输入到相关的分析软件中，就可以快速得到分析结果。
在工程项目建设中，尤其是大型项目建设中，存在着很多不确定因素。 施工过程重叠、进度安排、资源调度安排等往往存在诸多矛盾，施工单位可以在项目施工前通过BIM模型流程对项目施工进行预模拟，提前发现并解决可能存在的问题，确保项目的顺利进行，保证工期，节省因返工造成的不必要的费用。 因此，建筑公司非常积极地应用新技术和方法来减少错误和浪费，消除返工和延误，从而提高劳动生产率并推高利润。
BIM在施工阶段可应用于以下方面：三维协调/管线综合、详细设计、场地使用规划、施工系统设计、施工进度模拟、施工组织模拟、数字化施工、施工质量和进度监控、材料跟踪、 ETC。 。
如前所述，BIM的真正价值在于为项目参与者消除信息孤岛和信息传递障碍。 设计的协同建模只是设计院内部的协同。 基于BIM工作申请流程，构建协同平台，帮助业主、设计、施工在一个平台上工作，管理各自辖区内的项目进度。 ，监控项目状态，控制人员权限，数字化管理项目建设过程中的各个流程。 目前，已有不少单位尝试了基于BIM的协同管理平台。 要真正发挥作用，需要业主单位在BIM实践中起到带头作用。
运营阶段是工程实体功能和生命周期中最长的一个阶段，这个阶段的管理也很重要。 BIM为运维服务，已经发展成为一个相对独立的研究方向。 BIM与设施管理相结合的研究越来越受到关注。 这也是智慧水务建设的一个重要方面，即对供水设施运行进行科学研究。 管理。
BIM竣工模型实际上可以反映工程实体的最终状态，包括全过程的信息记录。 结合BIM的天然特性，可以帮助我们在立体体验、可视化管理、信息集成三个方面开展服务。 各种目标的管理平台。 这六个应用点是我院结合BIM技术开发的信息化管理平台的雏形，更多的应用价值有待进一步研究和挖掘。
基于BIM模型开发最直接的应用就是利用其可视化特性，为管理平台增加三维交互漫游体验，在电脑中呈现工程实体场景，漫游路线也可分为预设模式和人机交互模式。 由于是基于网页和数据库，该应用为工程实体展示、在职培训以及后续各种应用提供了技术基础。
由于BIM模型包含完整的设计、施工和运营信息，我们可以根据需要查询设备、管线的基本信息。 例如，在3D视图中选择一个阀门，平台会自动检索阀门的制造商。 、安装时间、备件等信息； 同时，我们可以更改和更新设备的信息，例如添加维护记录，数据库会自动同步，确保平台信息的即时性和有效性。
除了设备基础信息，设计、施工、安装过程中的相关技术文件也可以与工程实体关联，通过3D模型将相关信息和资料链接起来，避免工程数据分散存储和查找的不便。 如图所示，对于某台水泵，可以一键检索水泵基础设计图、水泵安装技术文件等。 从某种程度上说，这就是整合项目所有信息的目的。
除了通过3D模型查询其附属信息外，有时我们还需要根据提供的部分信息反向定位3D模型，以找到更多相关信息。 例如，通过提供的设备编号，我们可以快速定位设备的空间位置，实时切换视角。 这为生产运行过程中的故障应急处理提供了技术依据。
在BIM模型中，我们可以采用与实际工程实体相似的处理方法，对不同的管道系统进行着色和区分。 更重要的是，我们可以单独突出某个管道系统，更清楚地浏览管道走向和功能，甚至收集监控信息，将管道中的介质信息反映到BIM模型中。 这样，我们的BIM模型不仅可以展示工程建设的静态信息，还可以展示运营阶段的动态信息。
与以往的管道系统一样，设备运行的动态信息也可以与BIM模型关联起来进行动态展示。
除了运维管理平台可以利用BIM的一些优势外，BIM也有机会在我们的业务培训中崭露头角。 通过在电脑上模拟日常操作，以人机交互的形式对技术人员进行岗前培训，采用类似沙盘推演的方法，使技术人员掌握实际操作的技能。
对于日常的维修保养工作，还可以提前使用模型进行人体工学机械仿真和运行过程中的视线仿真，为维修人员和巡检人员的安全提供技术依据。
