文 _ 朱志宏 中車青島四方機車車輛股份有限公司
隨著我國市場經(jīng)濟體制的不斷完善,國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)面臨全球化的市場競爭日益加劇,尤其是大型工業(yè)企業(yè)面臨著利潤下滑的處境。因此,企業(yè)只有加強市場開拓和強化成本控制這兩方面工作,才能立足于不敗之地。而在工業(yè)企業(yè)的各項成本中,能源費用即水、電、汽費用成為緊隨原材料成本、人工成本之后的最大的成本,特別是在北方的一些高耗能企業(yè)中,電費、生產(chǎn)和采暖用蒸汽費用是最主要的成本。對大多數(shù)工業(yè)企業(yè)而言,電費和蒸汽費也是未被企業(yè)控制的最后兩項成本,許多企業(yè)由于管理、工藝、技術等各方面原因,用能效率普遍偏低,因此節(jié)能潛力巨大。通過采取必要的技術手段來降低能源費用支出,降低單位產(chǎn)值的成本,提高利潤空間勢在必行?,F(xiàn)以某大型工業(yè)企業(yè)的供熱系統(tǒng)節(jié)能改造為例,對企業(yè)改造中采用的節(jié)能技術和效果進行分析。
某企業(yè)為大型重工業(yè)企業(yè),以生產(chǎn)大型設備為主。因此,廠區(qū)內(nèi)作業(yè)廠房均為高大型廠房,由于地處北方,每年采暖季為4個月,每個供暖季耗蒸汽量約23萬t(飽和蒸汽),除了部分辦公建筑采用汽水換熱后采用熱水供熱,絕大部分廠房均采用蒸汽直接供熱模式。采暖用蒸汽主要為從市政熱源廠采購,蒸汽進入廠區(qū)后,計量按總蒸汽表統(tǒng)計結算。
目前所有作業(yè)廠房都是采用傳統(tǒng)的蒸汽直接供熱,負荷調節(jié)是人工根據(jù)天氣情況在一段時間內(nèi)做一次調整。由于人工調節(jié)是間斷性,且沒有采取其它的有效調節(jié)措施,使得廠房不同區(qū)域容易出現(xiàn)冷熱不均現(xiàn)象,從而造成供暖品質的不均衡。為保障工廠生產(chǎn)的正常運行,實際供熱時大部分時間處于最大負荷供汽狀態(tài),這也造成了一定的能源浪費。同時,各個分廠使用的蒸汽量也沒有做任何計量,造成企業(yè)內(nèi)部能源使用量無法量化統(tǒng)計,在管理和運行中造成以下問題。
該企業(yè)在日常的生產(chǎn)運行過程中,涉及的部門多、事務多,為保證安全生產(chǎn),容易出現(xiàn)一些固定模式的管理流程,以制度為重點建立嚴格的運行管理體系,通常是以人管人、以人管事的方法,尤其是供熱系統(tǒng),普通的調節(jié)閥門是非線性閥門,人工執(zhí)行管理人員下達的調節(jié)指令難以實現(xiàn)。
2.2.1 調節(jié)方式
目前的供熱系統(tǒng)都是采用人工手動調節(jié),即上傳下達的運行指令,人工在現(xiàn)場調節(jié)手動閥門。但由于既有的閥門為非線性調節(jié)閥,人工調節(jié)很難掌握開度大小,容易出現(xiàn)汽水沖擊問題,因此各個廠房在正常供暖期間在一段時間內(nèi)實際上對供汽量不作過多調整。
2.2.2 供暖時段控制
所有廠房正常情況下都是采用早九晚五的工作制度,但由于人工調節(jié)蒸汽量難以控制,因此實際所有廠房都是采用24h連續(xù)正常供暖。
2.2.3 廠房溫度檢測
廠房內(nèi)的實際溫度沒有檢測,導致供熱管理人員難以掌握現(xiàn)場溫度情況,無法下達科學的調控命令。
2.2.4 能耗分析
各個廠房的用熱量沒有做任何統(tǒng)計,因此對各個廠房的能源考核都是按照均攤法核算,實際各個廠房因為工藝和使用性質的不同,用能需求并不一致,無法做出科學的能耗分析。
通過對廠區(qū)實際供熱管網(wǎng)的充分調研,以及對廠區(qū)所有用能情況和存在的問題認真分析和總結,并對目前市場上先進的節(jié)能控制技術做充分調研和實地考察,針對該企業(yè)的實際情況做出有針對性的節(jié)能改造,以實現(xiàn)降低企業(yè)用能成本,達到節(jié)能減排的目的。
該企業(yè)廠房的供熱特性是:①廠房高大,每棟廠房地面建筑面積不小于20000m2,廠房高大都在8~10m;②廠房內(nèi)供熱蒸汽管道分支多,單支管線長度都超過200m以上;③絕大部分廠房都是正常8h上班制度,夜間和節(jié)假日均沒有工人上班;④廠房內(nèi)的蒸汽用量沒有做任何統(tǒng)計。
針對企業(yè)廠房的供熱特性,我們選擇采用北京阿克姆熱能科技開發(fā)有限公司的蒸汽節(jié)能控制產(chǎn)品,對廠房內(nèi)的蒸汽管線做節(jié)能改造。改造以保證供熱品質和按需用熱為原則,采用分區(qū)域采溫、分區(qū)域控制,從而實現(xiàn)整個廠房內(nèi)的均衡供熱。改造方案見圖1。具體技術是:①將廠房各個區(qū)域的分支管線列為獨立的供熱區(qū)域,采集中間和末端室內(nèi)溫度,在支蒸汽管線上安裝蒸汽用電動調節(jié)閥,配合蒸汽節(jié)能控制系統(tǒng),實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)可以按溫度、按時段、分區(qū)、分時分溫自動控制;②將廠房所有分支管線的蒸汽節(jié)能控制系統(tǒng)全部集中到一個數(shù)據(jù)集中器,統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)存儲和對外通訊;③在各個廠房的入戶主蒸汽管上安裝蒸汽流量計,并將信號上傳至數(shù)據(jù)集中器,實現(xiàn)各個廠房的獨立計量,便于后期能耗分析和考核。
圖1
所有廠房通過改造均達到以下效果:①實現(xiàn)了各個區(qū)域的供熱均衡,避免了原來在供暖前期和末期容易出現(xiàn)廠區(qū)內(nèi)溫度過熱問題;②可根據(jù)各個廠房設定的室內(nèi)溫度穩(wěn)定恒溫供熱;③實現(xiàn)了各個廠房根據(jù)不同的上下班時間,自動進行白天穩(wěn)定供熱,夜間和節(jié)假日低溫運行控制;④需要恒溫控制的特殊廠房恒溫效果明顯好于人工調節(jié),保證室內(nèi)溫差在±1℃左右,確保特殊廠房內(nèi)特殊設備的正常工作溫度要;⑤通過采用PID調節(jié)技術和模糊算法控制,在自動控制上設定不同的參數(shù)值,使控制過程更加平穩(wěn),避免的原來容易出現(xiàn)的汽水沖擊問題;⑥實現(xiàn)各個廠房的蒸汽單獨計量。
由于各個廠房內(nèi)都增加了蒸汽節(jié)能控制系統(tǒng),如何提高管理效率成為當務之急,在研究了所有節(jié)能設備和網(wǎng)絡通訊后,確立在借助數(shù)據(jù)庫、可視化界面編程、數(shù)據(jù)分析計算的基礎上建立一套數(shù)字化熱網(wǎng)管控平臺(圖2)。
該平臺建立后實現(xiàn)了如下功能:①所有供熱參數(shù)進入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺;②建立熱網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS);③實現(xiàn)對所有節(jié)能控制設備的遠程監(jiān)視、報警和遠程控制;④實現(xiàn)對所有廠房供熱狀況、蒸汽消耗量的智能統(tǒng)計、分析和報表自動生成,可自由選擇進行各種橫向、縱向的能耗分析。
通過上述改造后,不僅提高了供熱管理水平,減輕了工人勞動強度,更獲得的很好的節(jié)能效果。
圖2
通過建立一套數(shù)字化供熱管控平臺,完全改變了原來只能通過人工統(tǒng)計、匯報制度,不僅工作量大,而且信息嚴重滯后。改造后,所有供熱數(shù)據(jù)都以數(shù)字化呈現(xiàn),圖形并茂,可以實時查看,實時分析,能耗分析自動列出,讓管理人員能隨時方便的獲取各種實時數(shù)據(jù)并可準確下達供熱指令,為供熱安全、高效運行提供了有力的保證,極大的提供的管理水平。
企業(yè)經(jīng)過節(jié)能技術改造,經(jīng)過一個供暖季的運行,供暖用蒸汽量由原來的23萬t下降到21.1萬t,節(jié)省蒸汽1.9萬t,節(jié)能率為8.3%,合計節(jié)約能源費513萬元。折合節(jié)省標煤1710t,減排二氧化碳4480t,二氧化硫14.54t,氮氧化物12.65t,因此取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
在國民經(jīng)濟建設發(fā)展的過程中,社會群眾生活水平得到顯著提高,經(jīng)濟發(fā)展模式也逐漸向現(xiàn)代化建設方向轉變,大型企業(yè)不僅要重視產(chǎn)品、重產(chǎn)值,更要重視企業(yè)自身的節(jié)能減排工作,善于采用最新節(jié)能技術,不斷提供自身的管理水平,做行業(yè)節(jié)能先鋒,做社會節(jié)能典范,為保護大氣環(huán)境做出貢獻。
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