重點(diǎn)用能單位能耗管理系統(tǒng)及應(yīng)用

林 宏

(哈爾濱市節(jié)能監(jiān)察中心，黑龍江 哈爾濱150021)

0 引言

隨著節(jié)能工作的深入，能源利用狀況的科學(xué)化管理手段日趨多樣。能耗管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)各種能源的詳細(xì)使用情況，為企業(yè)查找能耗弱點(diǎn)，促進(jìn)企業(yè)管理水平的提高及運(yùn)營(yíng)成本的降低，為節(jié)能降耗提供直觀科學(xué)的依據(jù)［1］。作為一種高效的管理工具和新興的管理手段，能耗管理系統(tǒng)在成品油管道［2］、大型公共建筑［3］、鋼鐵［4］、礦山［5］、建筑［6］、煙草［7］、水泥［8］、啤酒［9］、通信［10］等領(lǐng)域已有應(yīng)用。

哈爾濱市作為國(guó)家老工業(yè)基地城市之一，高耗能行業(yè)、企業(yè)比重偏大，工業(yè)能耗約占全市能耗的47%，其中，60家工業(yè)重點(diǎn)用能單位能耗占全市規(guī)模以上工業(yè)能耗的80%以上。因此，做好工業(yè)重點(diǎn)用能單位的節(jié)能監(jiān)管工作，是節(jié)能工作的重中之重。隨著對(duì)節(jié)能降耗工作日益重視，傳統(tǒng)節(jié)能監(jiān)管的方式、方法和手段已難以適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展需要，如能耗數(shù)據(jù)采集不及時(shí)、能耗信息發(fā)布滯后、能耗預(yù)警調(diào)控功能缺乏等。

為了解決上述問題，哈爾濱市節(jié)能監(jiān)察中心依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)量控制技術(shù)等信息化技術(shù)，采用智能技術(shù)組建數(shù)據(jù)庫(kù)，在全市年綜合能耗萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的工業(yè)重點(diǎn)用能單位中建立了智能化的能耗管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了能源與節(jié)能管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化。

1 系統(tǒng)構(gòu)成和主要功能

哈爾濱市工業(yè)重點(diǎn)用能單位能耗管理系統(tǒng)主要由能源消耗數(shù)據(jù)庫(kù)、能耗水平識(shí)別評(píng)價(jià)系統(tǒng)、能耗超標(biāo)預(yù)警系統(tǒng)、網(wǎng)上查詢系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)察工作管理系統(tǒng)五部分組成。

(1)能源消耗數(shù)據(jù)庫(kù):能源消耗數(shù)據(jù)庫(kù)是統(tǒng)計(jì)、分析工作的基礎(chǔ)。由企業(yè)填報(bào)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能源實(shí)物平衡、單位產(chǎn)品(產(chǎn)值)綜合能耗、影響單位產(chǎn)品(產(chǎn)值)能耗變化因素的說明、節(jié)能目標(biāo)完成情況、主要耗能設(shè)備狀況、合理用能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況、規(guī)劃期節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目、與上年相比節(jié)能項(xiàng)目變更情況等信息。由系統(tǒng)對(duì)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)、消費(fèi)實(shí)物量、產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)值能耗、主要產(chǎn)品單耗指標(biāo)等進(jìn)行匯總，形成能源消耗數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)還包括為企業(yè)提供全面的匯總分析功能，為企業(yè)自主檢查、自主節(jié)能提供幫助。

(2)能耗水平識(shí)別評(píng)價(jià)系統(tǒng):利用重點(diǎn)用能單位能耗數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)用能情況進(jìn)行分析。包括能耗指標(biāo)分析、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析、年度經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析和主要指標(biāo)異常分析等，形成各行業(yè)、各地區(qū)、各時(shí)間段的能源利用效率、用能設(shè)備運(yùn)行效率，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)曲線和數(shù)據(jù)分析報(bào)表。同時(shí)可對(duì)照能耗限額標(biāo)準(zhǔn)，利用計(jì)算機(jī)智能技術(shù)進(jìn)行能耗水平識(shí)別，分析和評(píng)價(jià)企業(yè)用能情況，查找問題，為節(jié)能監(jiān)察和政府相關(guān)部門及企業(yè)掌握、分析信息、研究節(jié)能改造和制定相關(guān)政策提供科學(xué)依據(jù)。

(3)能耗超標(biāo)預(yù)警系統(tǒng):通過該系統(tǒng)全面掌握能源使用、消耗情況，利用預(yù)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，根據(jù)相關(guān)企業(yè)能源消耗總量的分析結(jié)果，對(duì)主要能耗指標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警和報(bào)警功能，使節(jié)能監(jiān)察機(jī)構(gòu)、政府相關(guān)部門及用能單位及時(shí)掌握情況、了解原因、做好節(jié)能預(yù)案。

(4)網(wǎng)上查詢系統(tǒng):建立高度自動(dòng)化、智能化的網(wǎng)上查詢系統(tǒng)，可查詢相關(guān)節(jié)能法律法規(guī)及和規(guī)范性文件、通知公告、主要產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法、能源基礎(chǔ)知識(shí)、相關(guān)專業(yè)名詞及能源統(tǒng)計(jì)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)、常見問題及解決方案等。

(5)節(jié)能監(jiān)察工作管理系統(tǒng):利用重點(diǎn)用能單位能耗數(shù)據(jù)庫(kù)全面掌握各企業(yè)能源利用狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)用能單位生產(chǎn)過程中產(chǎn)品能耗指標(biāo)、耗能設(shè)備、生產(chǎn)工藝、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化有針對(duì)性的進(jìn)行監(jiān)察;了解企業(yè)執(zhí)行節(jié)能法律、法規(guī)、和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況，并進(jìn)行監(jiān)督、檢查，督促、幫助企業(yè)加強(qiáng)節(jié)能管理，提高能源利用效率;對(duì)監(jiān)察過程中出現(xiàn)問題的企業(yè)給出相應(yīng)的監(jiān)察意見和說明，以書面監(jiān)察、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察、立案等形式建立完善的節(jié)能監(jiān)察工作管理系統(tǒng)。

能耗管理系統(tǒng)由企業(yè)端應(yīng)用子系統(tǒng)、中心端應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成。企業(yè)端應(yīng)用子系統(tǒng)包括報(bào)表填報(bào)、報(bào)表查詢、數(shù)據(jù)匯總、匯總分析、網(wǎng)上查詢、用戶管理和上報(bào)接口等七個(gè)功能模塊;中心端應(yīng)用子系統(tǒng)包括報(bào)表審核、企業(yè)信息、匯總分析、能耗水平識(shí)別、預(yù)測(cè)預(yù)警、決策服務(wù)、節(jié)能監(jiān)察、網(wǎng)上查詢、培訓(xùn)、系統(tǒng)管理、區(qū)縣(市)工業(yè)經(jīng)濟(jì)主管部門功能端口和端口預(yù)留等功能模塊。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式

數(shù)據(jù)采集方式可由用能單位根據(jù)實(shí)際情況，選擇以下四種方式之一。

(1)如果企業(yè)建立了完善的信息化管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)在企業(yè)設(shè)置前置數(shù)據(jù)服務(wù)器，直接聯(lián)接企業(yè)網(wǎng)絡(luò)獲取企業(yè)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過前置服務(wù)器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒖刂浦行摹?/p>

(2)如果企業(yè)沒有建立綜合的信息管理系統(tǒng)，可通過企業(yè)前置服務(wù)器，聯(lián)接企業(yè)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)采集相關(guān)儀器儀表，完成數(shù)據(jù)采集，同時(shí)配合手工的錄入填報(bào)。企業(yè)的前置服務(wù)器與控制中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過INTERNET網(wǎng)絡(luò)直接聯(lián)接，把數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)叫畔⒖刂浦行摹?/p>

(3)企業(yè)在沒有建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前，可通過數(shù)據(jù)終端手工輸入數(shù)據(jù)，把企業(yè)的數(shù)據(jù)直接錄入到信息控制中心。

(4)對(duì)于智能化程度較高的大耗能設(shè)備或節(jié)點(diǎn)，可考慮使用GPRS的數(shù)據(jù)模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和信息中心的直接聯(lián)接。

為保證用能單位能夠按時(shí)填寫相關(guān)信息后上報(bào)，可先采取方式三。有條件的用能企業(yè)，可采用另三種方式，最終達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)視。

3 系統(tǒng)的應(yīng)用

應(yīng)用該系統(tǒng)，先期實(shí)現(xiàn)了對(duì)哈爾濱市60戶年耗能萬噸以上工業(yè)重點(diǎn)用能單位2011年能耗情況進(jìn)行匯總、分析，能源種類涵蓋煤、電、油、氣、水、熱和其它常規(guī)能源。適時(shí)、準(zhǔn)確地得到了主要能耗指標(biāo)、行業(yè)能耗、區(qū)域能耗、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)耗能企業(yè)等數(shù)據(jù)。

(1)主要能耗指標(biāo)分析:2011年，哈爾濱市60戶萬噸以上工業(yè)重點(diǎn)用能單位能源消費(fèi)總量約1400萬噸標(biāo)煤，占全市工業(yè)的82.3%;扣除能源加工轉(zhuǎn)換后，綜合能耗約為570萬噸標(biāo)煤，單位工業(yè)增加值綜合能耗同比降低6.98%。

(2)行業(yè)能耗分析:2011年綜合能耗排在前五位的行業(yè)依次是電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，醫(yī)藥制造業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。這些行業(yè)綜合能耗占60家企業(yè)綜合能耗的比例分別為46.70%、14.94%、14.77%、7.64%、7.44%。

(3)區(qū)域能耗分析:2011年，哈爾濱市各區(qū)、(縣)市綜合能耗最大的區(qū)總能耗占60戶企業(yè)的25.89%，綜合能耗排在前3位的區(qū)、(縣)市總能耗占60戶企業(yè)的53%，綜合能耗排在前5位的區(qū)、(縣)市總能耗占60戶企業(yè)的73%。

(4)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析:全市工業(yè)企業(yè)能源消費(fèi)總量中，煤炭(包括原煤、洗精煤、其他洗煤和煤制品)占56.81%，油品(包括原油、汽油、柴油、燃料油、煤油、液化石油氣、煉廠干氣、其他石油制品)占35.45%，電力占3.18%，焦炭(包括焦炭和其他焦化制品)占2.53%，熱力占1.18%，氣體燃料(包括焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、其他煤氣和天然氣)占0.85%，

(5)重點(diǎn)耗能企業(yè)分析:2011年綜合能耗量居前10位的企業(yè)共占比例為76.45%。與2010年相比，綜合能耗量居前10位的企業(yè)中，有6家企業(yè)的綜合能耗同比降低，最大降幅為19.12%;另4家企業(yè)因供熱面積擴(kuò)大或新增生產(chǎn)線，能耗同比增長(zhǎng)，最大漲幅為119.73%。2011年，部分重點(diǎn)用能企業(yè)通過淘汰落后產(chǎn)能、挖掘節(jié)能潛力、新上節(jié)能項(xiàng)目等節(jié)能措施，使各企業(yè)單位產(chǎn)值能耗較2010年下降幅度較大，單位產(chǎn)值能耗降幅前10名企業(yè)的單位產(chǎn)值能耗降低18.01%－33.13%。

4 結(jié)語

能耗管理系統(tǒng)的建立，可以對(duì)工業(yè)重點(diǎn)用能單位能源利用狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)管，建立一套科學(xué)完善的能源利用監(jiān)測(cè)預(yù)警分析體系，不斷提高企業(yè)能源利用效率和能源管理水平，加大節(jié)能監(jiān)管力度，實(shí)現(xiàn)政府信息化建設(shè)相關(guān)資源的共享。是切實(shí)做好節(jié)能監(jiān)察，推動(dòng)節(jié)能降耗工作深入開展，促進(jìn)能效水平提高的有效手段。

［1］宋旭，曹領(lǐng).基于NET的能耗管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，21(7):5055－5056.

［2］王永紅，李曉平，宮敬，張燕.成品油管道能源管理系統(tǒng)的研究［J］.節(jié)能技術(shù)，2010，28(5):465－468.

［3］任萬娣，王磊.基于WebAccess的大型公共建筑能耗管理與分析的研究［J］.智能建筑與城市信息，2011(9):64－67.

［4］金艷，余兵，張興蘭.基于Wonderware的鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)，2009，23(12):82－86.

［5］姜世矯，王立剛，王迷軍.基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦山能耗管理系統(tǒng)［J］.黃金，2011，32(10):38－42.

［6］王曉曼，于軍琪，高博，超呂齊.基于互聯(lián)網(wǎng)的建筑能耗管理研究［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī).2011，24(4):45－46.

［7］曹涌，張長(zhǎng)勝.能源管理系統(tǒng)(EMS)助煙廠節(jié)能降耗［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2011，36(11):9088－9091.

［8］郭碧君.能源管理系統(tǒng)在水泥廠的應(yīng)用［J］.水泥工程，2111(4):67－68.

［9］齊河?jì)?，陳昕，陳正?應(yīng)用在啤酒行業(yè)中的能源管理系統(tǒng)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(8):28.

［10］徐達(dá)，姜寧.通信局站能耗管理系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.江蘇通訊，2010(10):56－58，63.