黄豫明
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:能源管控是近年来兴起的一种新型能源管理模式,是提高企业能源科学化管理水平的有效手段。本文系统介绍了目前国内外油气田企业能源管控系统的应用情况,详细阐述了庆新油田开发有限责任公司能源管控系统的实际应用,期望对油气田企业的能源管控系统建设具有一定的借鉴意义。
关键词:庆新油田能源管控系统建设
0 引言
随着我国经济发展进入新常态和国内外能源供需形势的变化,持续改进能效水平已经成为新常态下能源发展的必然选择。
油气田企业能源消耗量占能源生产量的比例依然较高,整体用能水平与国内外**水平相比还有较大差距,能源消耗费用在油气生产成本中所占比例较大。“十三五”期间,**高度重视加强能耗在线监测和推进能源管控建设,明确提出要加强高能耗行业的能源管控,推进工业企业能源管控中心建设,推广工业智能化用能监测和诊断技术。因此,油气田企业应以信息化建设为依托,通过开发能源管控系统,强化能源利用的有效管理与控制,并持续改进,实现能源利用的**化,促进经济效益的*化。
1 油气田能源管控发展和现状
能源管理中心的雏形*早始于20世纪60年代的日本和西德。其钢铁企业利用模拟仪表形成能源数据**与监控系统,分别满足能源介质生产和分配的需要。20世纪70年代,日本钢铁厂利用电子计算机,将各自独立的能源介质网逐步过渡到由动力部门集中管理,达到统一管理能源介质的转换和分配,能源管理中心初步形成。
其后,随着能源管理中心建设得到越来越大的重视,越来越多的**石油公司开始具有较为完整的能源管理系统,并取得了显著的节能效果。
3 安科瑞企业能源管控云平台介绍
3.1 系统概述
安科瑞企业能源管理平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式,对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理,监测企业电、水、燃气、蒸汽及压缩空气等各类能源的消耗情况,通过数据分析、挖掘和趋势分析,帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、用能预测、碳排分析,为企业加强能源管理,提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。
3.2 应用场所:
钢铁、石化、冶金、有色金属、采矿、医药、水泥、煤炭、物流、铁路、航空工业、木材、
化学原料以及机电设备、电器产品、工器具制造等。
3.3系统结构
平台采用分层分布式结构进行设计,详细拓扑结构如下:
图1 系统结构
系统可分为三层:即现场设备层、网络通讯层和平台管理层。
现场设备层:主要是连接于网络中用于水、电、气等参量**测量的各类型的仪表等,也是构建该配电、耗水、耗气系统必要的基本组成元素。肩负着**数据的重任,这些设备可为本公司各系列带通讯网络电力仪表、温湿度控制器、开关量监测模块以及合格供应商的水表、气表、冷热量表等。
网络通讯层:包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动**现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器,智能网关可在网络故障时将数据存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失。
平台管理层:包含应用服务器、WEB服务器和数据服务器,一般应用服务器和WEB服务器可以合一配置。
3.4平台功能
平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式,对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理。实时监测企业各类能源的消耗情况,通过数据分析、挖掘和趋势分析,帮助企业加强能源管理,提高能源利用效率和节能潜力,为节能改造提供数据依据。
(1)平台首页
展示企业各类能耗总量、折标值、能源成本、能源消耗趋势、分项能耗占比、区域能源消耗对比,以及当前天气情况、污染情况,并三维展示企业重要工艺或工段的能源消耗动态。
(2)实时监控
对企业各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便企业用户能够实时的监测各个点位的运作情况,同时能更快速有效的掌握点位的报警。
(3)变压器监控
展示各变压器的负载情况,从而可以为变压器配备情况进行科学合理的规划。通过各种运行参数状态下用电效能的对比分析,找出合适的运行模式。根据合适的运行模式调整负载,从而降低用电单耗,使电能损失降低。
(4)用能统计
从能源使用种类、监测区域、车间、生产工艺、工序、工段时间、设备、班组、分项等维度,采用曲线、饼图、直方图、累积图、数字表等方式对企业用能统计、同比、环比分析、实绩分析,折标对比、单位产品能耗、单位产值能耗统计,找出能源使用过程中的漏洞和不合理地方,从而调整能源分配策略,减少能源使用过程中的浪费。
(5)产品及产品单耗
与企业MES系统对接,通过产品产量以及系统**的能耗数据,在产品单耗中生成产品单耗趋势图,并进行同比和环比分析。以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺,从而降低能耗。
(6)绩效分析
对各类能源使用、消耗、转换,按班组、区域、车间,产线、工段、设备等进行日、周、月、年、**时段绩效统计按照能源计划或定额制定的绩效指标进行KPI比较考核,帮助企业了解内部能效水平和节能潜力。
(7)运行监测
系统对区域、工段、设备能源消耗进行数据**,监测重点设备及工艺运行状态,如温度、湿度、流量、压力、速度等,并支持变配电系统一次运行监视。可直接从动态监测平面图快速浏览到所管理的能耗数据,支持按能源种类、车间、工段、时间等维度查询相关能源用量。
(8)分析报告
以年、月、日对企业的能源利用情况、线路损耗情况、设备运行情况、运维情况等进行多方面的统计分析,让用户多方面了解系统的运行情况,并为用户提供数据基础,方便用户发现设备异常,从而找出改善点,以及针对用能情况挖掘节能潜力。
(9)重点能耗设备用能
重点耗能设备大数据分析:用相关数据分析建立能耗大户相应能效比模型,实时监测各个关键因子,随时诊断调整相关参数,让能效比维持在较高的效率运转。通过对相关能源标准等参数进行跟踪比对,建立不同时间段的供能模型。
(10)运维管理
系统支持设备日常巡检计划、派工、消缺、报修、派工等设备运维管理,方便运行管理人员的制定巡检计划、派工,巡检人员执行巡检、完成工单、巡检发现问题消缺,进行故障报修、跟进维修进度,满足日常巡检、设备维修保养需要。(11)手机APP
APP支持Android、iOS操作系统,方便用户按能源分类、区域、车间、工序、班组、设备等不同维度掌握企业能源消耗、效率分析、同环比分析、能耗折标、用能预测、运行监视、异常报警等。
3.5 能耗监测系统产品选型
应用场景 | 型号 | 主要功能 |
高压重要回路 或低压进线柜 | APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In,四象限电能,电流、电压不平衡度,负载电流柱状图显示,66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录,2-63次谐波,2DI+2DO,RS485/Modbus,LCD显示 |
低压联络柜、出线柜 | AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 |
动力柜 | ACR120EL | LCD显示、全电参量测量(U、I、P、Q、PF、F);四象限电能计量;RS485/Modbus;可选复费率电能统计、需量统计;4DI+2DO;RS485通讯接口、Modbus协议 |
DTSD1352 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,分相正向有功电能统计,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 | |
照明箱 | DTSD1352 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,分相正向有功电能统计,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 |
DDSD1352 | 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,正反向电能计量;红外及RS485通讯;电流规格:10(60)A,有功电能精度1级,无功精度2级;可选配复费率 | |
DDS1352 | 单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,正反向电能计量;RS485通讯;电流规格:10(60)A,有功电能精度1级,无功精度2级;尺寸:1P | |
给水管道 | 水表 | 计量流经给水管道用水的体积总量,适用于单向水流,采用电子直读技术,通过RS485总线直接输出表盘数据 |
燃气管道 | 燃气表 | 计量流经燃气管道用气的体积总量,具有阀控功能,采用电子直读技术,通过RS485总线直接输出表盘数据,计量精度高,无需外部供电。 |
集中供冷供热 | 冷热表 | 测量和显示用户的暖气供热量、中央空调的供冷量,由流量传感器、微处理器和配对温度传感器组成。温度传感器断路、短路时自动报警,电压低或收到攻击破坏时自动报警。通过RS485总线直接输出表盘数据,计量精度高。 |
4 结论和建议
在开展技术节能的同时,提高能源管理水平是油气田企业节能增效的有效途径。建立能源管控系统,对能源消耗进行实时监控、分析诊断和优化指导,是油气田企业强化用能管理的必然趋势。只有油气田能源管控工作发挥整体合力,才能推进以能源管控为重要抓手的节能管理新模式。建议如下:
1)各企业要高度重视能源管控工作,由*管理者**管理者代表作为团队***,组建能源管
控团队。
2)完善的数字化配套是做好能源管控系统平台的前提,能源计量器具是油气田能源管控的“眼睛”。要推动油气田能源管控建设工作,数字化配套和能源计量器具完善二者缺一不可。
3)进一步完善能源管控系统平台功能,突出横向、纵向对标,深化预警、报警功能,实现主要能耗数据在线监测及分析,真正实现能源“管”和“控”。
4)强化能源管控系统平台深度应用,逐步建立、优化和完善节能工作管控体系。通过开展各项能耗数据分析、对标,配套作业区、生产单元能源管控考核制度,完善绩效体系,激励员工提高节能意识,实现节能工作的精细化管理。
参考文献
[1] 黄飞 .**石油的节能实践 [J].石油石化节能,2018,8(3):1-7.
[2] 朱英如,吴浩,张士奇,解红军,王丽,管伟.能源管控系统在油气田企业中的应用.
[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.
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