工业企业节能解决方案

1、工业企业节能解决方案1. 概述1.1. 建设背景据相关数据统计，工业用电的能源消费量占全国能源消费总量的70%左右，工业企业是我国能源消费 的大户，其中钢铁、有色、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸等九大重点耗能行业，其用电 占整个工业用电的60%以上，但单位能耗平均却比国外先进水平高出40%。随着我国市场经济体制的不断完善 ，国内大多数企业面临日益加剧的全球化市场竞争，多数企业都面临着利润下滑的处境，对此，只能从加强 市场开拓以及强化成本控制两方面着手。而在工业企业的各项成本中，电费已成为紧随原材料成本、人工成 本之后的最大的成本，特别是在某些高耗能企业中，电费已成为最主要的成本。

2、对大多数工业企业而言，电 费也是未被企业控制的最后一项成本，许多企业由于管理、工艺、技术等各方面原因，用电利用效率普遍偏 低，节能潜力巨大，因此通过管理和技术手段来降低电费支出、提高利润空间势在必行。同时，在企业里能效使用与供电系统及各种设备的运行状态管理、维护、检修密不可分，而大部分 企业只从保障设备能正常运行角度对电能进行管理，没有从使用效率、生产成本和设备使用寿命等角度，对 电能进行精益管理，比如能源计量、监测管理制度不健全，能源管理不到位，职责不明确等。由于缺乏科学 有效的电能利用及电能质量管理手段，企业面临不知道电能主要消耗在什么地方、电能质量有没有被污染以 及污染程度有多大、找不出

3、电能浪费的漏洞在哪里、不清楚需要改善的地方有哪些、怎么样改善等问题。针 对目前工业企业这一现状，北京华电方胜技术发展有限公司（以下简称“华电方胜”）设计并研发出能效管 理服务平台（以下简称“平台”）。通过平台的建设，首先帮助企业管理部门了解自身的用能构成，减少因 管理不到位造成的浪费，增加对企业的能源管理能力；根据收集到的数据进行汇总、分析，对企业的各个用 能系统进行分析，如车间、重点能耗设备等，挖掘节能潜力；平台提供专家意见，以实际数据为依据，结合 多年节能行业的项目经验，指导企业进行技术改造，做到目标明确，针对性强，最终达到少投资，多回报， 为企业省钱节能，做到经济效益和社会效益的双丰收。

4、1.2. 建设目标1) 为企业提供管理节能和技术节能一站式服务；2) 掌握能耗状况：掌握能源消耗的数量与构成、分布与流向；3) 了解用能水平：了解能源利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗；4) 找出能耗问题：找出管理、设备运行中的能源浪费问题；5) 明确节能方向：改进能源管理制度，制定节能方案；6) 实施技术改造：实施有针对性的技术改造和设备更新；7) 核算节能效果：核算技术改造、设备更新等带来的节能量和经济效益；8) 加强安全管理：加强用能安全管理，及时发现企业用能安全问题。1.3. 设计原则1) 标准化原则：严格贯彻国家有关的标准或行业标准，以实现系统的标准化，保障系统的兼容性、可

5、 维护性与可扩展性；2) 实用性原则：依据企业需求进行功能、性能设计，充分满足企业的需求，功能实用；3) 先进性原则：系统采用的技术设施具有先进性或超前性。系统设计在满足功能的实用性和满足企业 现有需求的前提下，同时考虑技术上的先进性，以避免在短期内因技术陈旧而造成整个系统性能不高或过早 淘汰；4) 安全性原则：确保设备的运行安全，是系统设计中最重要的原则，设备的自动控制和节能固然重要 ，但安全始终是第一位的；5) 可靠性原则：平台的设备都采用高可靠的材料、部件，能够满足企业长时间的使用要求，确保整个 系统长期、可靠的运行；6) 经济性原则：整个项目在保证系统先进、可靠和实用的前提下，尽可能降

6、低造价，通过优化设计达 到最经济性的目标，实现较高的投资回报率。2. 平台架构2.1. 平台简介这里简要介绍平台的使用过程，首先在企业的办公楼、厂房等耗能设施安装用能监测装置，采集用 能信息；使用有线/无线的公网通信模式传输数据到平台；企业通过InternetIntranet访问平台。2.2. 平台架构2.2.1. 系统架构图2-1系统架构图平台分为展现层、应用层、数据层和物理层四层。图2-2物理架构图1) 展现层负责数据的展现，由能效概况、用能监测、能耗分析、节能管理、定制管理和门户等部分组 成；2) 应用层负责对展现层的支持，主要包括工作流管理、组织权限管理、报表管理、系统参数管理、系 统

7、日志管理和消息管理等功能；3) 数据层负责平台数据的管理，包括：采集数据、组织信息、报表数据、系统信息、用户参数和设备 信息；4) 物理层是系统硬件系统，包括服务器、网络和采集设备三部分。2.2.2. 物理架构平台物理上由服务器、网络和采集设备三部分组成。1) 服务器由应用服务器、数据库服务器和前端服务器组成。应用服务器负责提供查看系统的服务；数 据库服务器负责存储平台的数据；前端服务器负责接收采集设备发回来的数据；2) 网络由网络设备、Internet、Intranet和GPRS组成，主要用于数据的传输；3) 采集设备有电、水、热、气四种。用于采集企业的用能数据，通过GPRS和Interne

8、t两种方式上传数 据。2.3. 节能技术平台的构建完成了管理节能的信息化和透明化，帮助企业最大限度的发挥管理节能的效果，同时也 积累了各个设备、系统及整体的能耗数据，掌握了能耗系统运行情况、系统运行模式和能源消耗费用等一系 列信息，根据监测过程中发现的问题和企业的节能需要，我们为企业提供技术节能。下面是几种常用节能改 造介绍：2.3.1. 风机水泵智能节能技术风机、泵类、压缩机等通用机械拖动设备为我国最主要终端耗电设备，据统计，风机和泵类设备用 电量占全国用电量的20%。在企业里，此类设备大部分设计为固定功率运行，但实际运行时所需的压力或流 量并不固定，且大多数低于电机额定功率供给的，电能浪费

9、严重，有较大的节能空间。具体介绍如下：1) 智能化功能模块针对风机、水泵工作的特性，控制电动机输出功率与实际负荷需求精确匹配；2) 灵活的斜坡函数发生器，平滑的实现电机的软启动，运行过程中电机可无极调速，按照生产工艺要 求使电机始终运行在经济、合适的状态，有效减少轴承等机械部分磨损，降低故障率，延长使用寿命；3) 保护功能完善，发生短路、过流、过载、过压故障时，系统均能即时保护，自带工频运行/节电运 行双回路转换电路，确保系统无故障，不影响生产；4) 风机和泵类专用功能：多泵切换 、旁路功能、手动/自动切换、缺水检测、自动节能方式运行；5) 风机水泵智能节电器内置有计算机通讯扩展接口，采用RS

10、-485串行通讯协议。2.3.2. 供配电系统节能改造企业用电设备数量多、启动频繁、负荷变化大，容易对电网产生冲击，引起瞬变电压和浪涌电流情 况严重，严重威胁和影响其它设备的正常运行，导致电机的温升和电表转速加快而浪费电能，系统用电效率 下降；企业普遍使用整流器、变频器、可控硅等非线性设备，会产生大量的谐波，使系统电压和电流的波形 畸变，恶化电力品质，不但增加电耗，也影响了用电安全和设备使用寿命，谐波的危害已成为电网最主要的 公害；供电电压不稳定工业输变电网系统负荷大、分布广，用电高峰期和低谷期分布时段非常明显，因此在 用电高峰和低谷时段电压波动很大，都会在很大程度上浪费电能，同时会恶化用电品

11、质，不但增加了电耗， 也影响到用电设备的使用寿命和用电安全。供配电系统节能改造从采用新技术、提高电能质量、提高电能利 用率和减少电网污染等方面入手。1) 无功补偿：电网输出的功率包括两部分：一是有功功率，二是无功功率。有功功率越大，电能的利 用率越高，意味着企业使用1度电可以做的事情越多，相反无功功率越大，电能的利用率越低，意味着企业 使用1度电可以做的事情越少。无功补偿就是减少无功功率的节能技术；2) 谐波治理：可同时滤除2次到60次的谐波电流，动态注入电流，不受系统不平衡的影响，可自动消 除系统谐振，具有自动限流功能，不会发生过载；实时监控、显示，动态补偿变化的谐波，有高度的可控性 和快速

12、的响应性；平衡三相，稳定电压，提高功率因素，可自动消除系统谐振；可以只滤波，或同时滤波和 补偿无功，功率因数可达到0.95以上；并联安装方式，安装简单、方便，易于扩展，最多可10台并联。3. 投入产出分析3.1. 经济收益分析平台建成后，通过调整能源管理方式，改进设备运行情况，预计节能率在5%以上。3.2. 其他收益分析平台建成后，企业在享受经济收益的基础上，还享有以下收益：1) 安全管理：平台的建立，可以全面监测企业用电使用情况，帮助企业制定各项用能安全保障措施； 平台可以实时监测各建筑和各设备运行情况，及时发现安全隐患，并通知相关人员进行改进，避免安全事故 的发生；2) 科学管理：企业运营

13、管理，应在各个环节中统筹考虑节能、安全、环境保护和循环再利用，通过平 台的建立，对企业能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析，完善各种节约管理制度，并为节能工作提 供有效数据，满足企业节能需求和科学管理需求，实现社会效益、经济效益和环境效益的统一；3) 精细化管理：平台采集总能耗和主要用能设备能耗，精确管理每一台设备的运行环境，实时掌握系 统全局，提供精确能耗数据，协助企业能源管理部门做到能源的有序管理，解决企业普遍存在能耗数据统计 粗放、管理疏漏、没有科学的用能预测与监管的问题，最终达到节能降耗和精细化管理的目的；4) 提升形象：积极实施节能减排工作，有利于提升自身形象，成为行业标杆。4.

14、 平台优势1) 能耗对标：将单位产值能耗指标与行业数据、国家标准进行对比，帮助企业了解目前的能耗在行业 内的位置，了解目前的节能空间；2) 专家评估：节能领域的专家每个月对企业的运行情况进行一次节能评估，并提出针对性的合理化建 议和解决方案，帮助企业解决用能浪费问题；3) 一站式服务：为企业提供管理节能和技术节能一站式服务。4 Acrel-5000能源管理与能耗分析软件能源管理与能耗分析软件通过对各种能源（电、水、天然气、蒸汽、压缩空气、工业氮气、油、煤等）实时采集、动态监测、能耗分析、成本核算、绩效考核和报表发布等功能，实现企业能源管理精细化，促进节能降耗。概要显示当月、当年用能情况，并与往

15、年同期用能进行对比，掌握用能趋势。实时动态监测企业当前用电功率。通过设置每日用能的计划值，实现用能的定额管理，并与实际用能进行对比，对可能出现的用能突增进行预警。将各类用能折算为标准煤，全局掌握企业用能情况。通过用能趋势图，快速定位用能负荷高峰，并逐级定位高峰能耗的组成，为移峰填谷找到依据。系统提供C/S和B/S两种访问模式，C/S访问模式客户端响应速度快，充分发挥客户端PC的处理能力，减轻服务器的压力。C/S访问模式不需要安装客户端，任何地方只要有一台可以上网的电脑即可访问服务器，做到了真正的跨网络、跨平台访问。系统可根据企业实际用能情况，灵活配置用能类型、用能结构、用能设备、用能区域、监测

16、参量等基本信息，对系统上线后发生的用能回路、用能设备的增加亦只需进行配置即可。系统可以接入单个或多个企业的用能情况，进行集中管理。系统将归属同一集团、同一区域的企业的GPS坐标标注在电子地图上，鼠标停靠在坐标上可显示该企业的能耗概况，双击图标后可显示企业用能的详细情况，方便集团公司对下属分公司、门店进行集中管控。通过与电能管理系统的数据接口，可将电能管理中的数据引入到能耗系统中进行分析，包括三相电流、三相电压、功率、功率因素、谐波等。将各类能源监测数据（水、电、气）接入到一套能耗监测系统中，改变原来多头管理的局面，清晰的掌握企业能耗的构成，避免能耗改造过程中降低某一类能耗的同时增加了其他类能耗的支出。将企业用能按照尖、峰、平、谷（时间段可灵活设置，时间段设置可扩展）划分，找到企业用能在时间段上的不合理之处，也可