淺談石化企業(yè)在能耗在線(xiàn)監測系統的定位措施

摘要：石化企業(yè)開(kāi)展能耗在線(xiàn)監測系統建設既是國家節能法律法規政策基本要求，也是企業(yè)降本增效走可持續發(fā)展的必由之路。本文介紹了石化企業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統國內外進(jìn)展情況，提出應該從集團公司、工廠(chǎng)層級和設備層級考慮系統建設的問(wèn)題，針對石化企業(yè)系統建設的定位模糊問(wèn)題，提出了綜合考慮建用結合、內外監管和持續改進(jìn)的原則，建設一個(gè)支撐企業(yè)可持續發(fā)展的有用的能源管理系統。

關(guān)鍵詞：能耗在線(xiàn)監測；能源管理；節能

1 引言

建設用能單位能耗在線(xiàn)監測系統是貫徹落實(shí)黨的精神、推進(jìn)生態(tài)文明建設的具體體現，是 部門(mén)加強節能管理、用能單位實(shí)現節約增效的需要。2017年9月25日國家發(fā)展改革委等2部門(mén)印發(fā)了《重要用能單位能耗在線(xiàn)監測系統推廣建設工作方案》，為加快用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設，要求到“十三五”末期，基本建成連接各省(區、市)、相關(guān)部門(mén)和行業(yè)數據共享的監測系統。2018年5月1日正式頒布實(shí)施的《用能單位節能管理辦法》規定“不按要求開(kāi)展能耗在線(xiàn)監測系統建設和能耗在線(xiàn)監測工作的，責令限期整改，逾期不整改或沒(méi)有達到整改要求的，由管理節能工作的部門(mén)處一萬(wàn)元以上三萬(wàn)元以下的罰款”。2019年4月4日國家發(fā)展改革委等2部門(mén)印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)用能單位能耗在線(xiàn)監測系統建設的通知》發(fā)改辦環(huán)資[2019]424號文，鼓勵企業(yè)建設覆蓋全部資源消耗的綜合監測管控系統建設，很大程度整合已有信息化管理系統或控制系統，為本單位節能挖潛、降本增效提供支撐。石油化工企業(yè)作為我國六大高耗能行業(yè)之一，開(kāi)展能耗在線(xiàn)監測系統建設既是國家節能法律法規政策基本要求，也是企業(yè)降本增效走可持續發(fā)展的必由之路。隨著(zhù)全國用能單位能耗在線(xiàn)監測系統正式上線(xiàn)運行，石化企業(yè)建設能耗在線(xiàn)監測系統并實(shí)現與國家平臺的對接已經(jīng)刻不容緩。

2 在線(xiàn)監測系統現狀

國內外大型的石油化工企業(yè)通過(guò)能源管理信息化工具，提高了企業(yè)能源效率，支撐了自身能源管理業(yè)務(wù)的開(kāi)展，實(shí)現了綠色可持續性發(fā)展。大型煉化一體化企業(yè)?？松梨诠?，借助PDCA方法搭建了能源管理模型，通過(guò)建設實(shí)施能源管理系統(能耗在線(xiàn)監測系統)發(fā)現了200多個(gè)節能佳實(shí)踐和15%的節能提升潛力。瓦萊羅能源公司采用先進(jìn)控制技術(shù)對公用工程系統進(jìn)行化處理，建立了公用工程化模型，注重能源計量和能效管理對比，實(shí)施的ASPEN能量化解決方案產(chǎn)生了270萬(wàn)美元的經(jīng)濟效益。阿克蘇諾貝爾公司注重能源管理，集成了現有系統中EMS、ERP 能源計量和統計數據建立了能源管理平臺，向內外綜合展示能源績(jì)效取得了不錯的節能減排效果。2017年中國石化在系統內的7家公司完成了能源管理系統推廣項目，建設了能源計劃、能源運行、能源統計、能源化、評價(jià)分析等五大功能模塊的，實(shí)現了對能源產(chǎn)、存、轉、輸、耗的全流程協(xié)同管理，取得了良好的應用效果和經(jīng)濟效益。

現階段國內石化企業(yè)開(kāi)展在線(xiàn)監測系統建設存在的問(wèn)題，一是對建設能源信息系統認識不清，管理人員不認為能夠帶來(lái)經(jīng)濟效益，對能源的系統化管理缺乏足夠信心；二是系統建設基礎條件尚需完善，主要包括能源計量統計方面、部分能源流向方面不清；統計較多人為因素影響等等；三是重視系統建設，輕視系統應用；在能效對標、能源績(jì)效指標考核、能源預警預測等功能模塊的設計開(kāi)放方面明顯不足；妨礙了系統的整體應用；四是決策者和使用者對在線(xiàn)監測系統在企業(yè)系統中的定位和作用不清楚，系統建設的目標和內容尚需進(jìn)一步探討，集團層面、企業(yè)層面能源系統如何協(xié)調化等。因此，正確認識在線(xiàn)監測系統在企業(yè)的定位，借助信息化手段開(kāi)展能源管理工作，為企業(yè)高質(zhì)量可持續發(fā)展注入活力帶來(lái)效益是一件非常有意義的事情。

3 在線(xiàn)監測系統的定位和功能

能源在線(xiàn)監測是原有信息系統的融合和升華。能源在線(xiàn)監測系統不是一個(gè)獨立于企業(yè)的單獨建立運行的系統，而是企業(yè)信息系統中的一個(gè)分系統，是企業(yè)生產(chǎn)計劃、制造和運營(yíng)系統中的一個(gè)管理環(huán)節。如唐鋼能源管理中心定位為公司的三級能源管理系統，依托于現有的信息化系統，充分利用現有的資源，實(shí)現能源管理中心(EMS)、ERP 系統、PI系統的無(wú)縫連接。以能源管理中心系統的實(shí)時(shí)數據為基礎，同時(shí)提取 ERP、MES/DSS 系統的生產(chǎn)實(shí)績(jì)、生產(chǎn)計劃、財務(wù)數據等信息，經(jīng)過(guò)系統的分析和處理，提供給能源管理專(zhuān)業(yè)人員、真實(shí)的數據，改善公司的信息化水平和能源管理水平。

能源在線(xiàn)監測系統數據來(lái)源于：能源計劃、能源計量數據、能源管理數據、公用工程數據、設備管理數據、能源質(zhì)量管理數據、能源績(jì)效考核數據等等。數據來(lái)源途徑廣、跨部門(mén)和單元。因此需要整體考慮系統適應型和匹配性。

某化工企業(yè)能源在線(xiàn)監測系統建設也考慮了與原有系統的對接。重新考慮建設在線(xiàn)監測系統對二級統計、核算單元影響，盡量不對公司組織結構做大的調整，同時(shí)與公司財務(wù)核算單元盡可能保持一致，盡可能滿(mǎn)足化工行業(yè)生產(chǎn)實(shí)際及習慣要求。

石化企業(yè)在線(xiàn)監測系統大致包括：

數據采集、能源數據應用、營(yíng)運管理3方面，包括能源計劃、能源運行、能源化、能源統計、能源評價(jià)與能源績(jì)效等具體功能模塊。

集團公司：生產(chǎn)計劃、能源統計分析、能源調度指揮、能源考核等；

工廠(chǎng)企業(yè)：計劃執行、能源計量和統計、能源平衡、蒸汽動(dòng)力系統化等

圖 1  集團和企業(yè)在線(xiàn)監測系統整體功能架構圖

4 明晰系統定位的措施

4.1 建用結合的系統定位

通過(guò)能耗在線(xiàn)監測，開(kāi)展數據挖掘、潛力分析和日常設備管理，在節能管理和運行方面發(fā)揮出系統建設的功效。開(kāi)展用能化，通過(guò)建立能源需求計劃化模型，化裝置用能計劃，提高用能計劃準確性，促進(jìn)產(chǎn)耗平衡，減少能源備份冗余，降低用能成本。同時(shí)對管網(wǎng)進(jìn)行在線(xiàn)監控，實(shí)時(shí)監測管網(wǎng)運行工況;輔助管網(wǎng)化調度，增強管網(wǎng)安全化運行。動(dòng)力化方面，利用熱動(dòng)力模型和化工具，化公用工程生產(chǎn)計劃;與現場(chǎng)控制系統連接，按照離線(xiàn)的動(dòng)力生產(chǎn)計劃進(jìn)行在線(xiàn)閉環(huán)控制；在線(xiàn)進(jìn)行原料化、設備負荷化、產(chǎn)出化。通過(guò)建用結合的定位，向建成的能源在線(xiàn)監測系統要效益。

4.2 內外兼顧的定位

按需建設。結合石化企業(yè)實(shí)際現況，如電力監控系統建設、蒸汽動(dòng)力系統等自身生產(chǎn)和能源管理，有針對性監控用能區域的能有績(jì)效關(guān)鍵指標，而非僅監控到一、二級計量滿(mǎn)足 上傳數據要求即可。監控結合。僅在線(xiàn)收集電、煤和天然氣等相關(guān)能源數據，頂多也就實(shí)現了簡(jiǎn)單的抄表功能，還不是意義上的在線(xiàn)監測系統，系統需要和生產(chǎn)排班、企業(yè)ERP系統等結合起來(lái)使用，實(shí)現能源監控和反饋，讓企業(yè)整體能源管理不再收到冷落。企業(yè)在線(xiàn)監測系統需要基于企業(yè)能源管理、業(yè)務(wù)需求等內動(dòng)力開(kāi)展建設，同時(shí)兼顧外部 對在線(xiàn)監測系統的基本要求。石化企業(yè)可基于企業(yè)現有平臺，充分發(fā)揮原基礎管理平臺作用，開(kāi)放部分數據接口，數據按時(shí)與 平臺對接，實(shí)現 對企業(yè)日常監管要求，不需要另起爐灶重新建立新的系統或者平臺。

4.3 持續改進(jìn)的定位

在線(xiàn)監測系統作為一個(gè)信息系統，需要不斷維護和升級以滿(mǎn)足工作需要，才能持續發(fā)揮作用和效益。系統持續改進(jìn)可考慮新增業(yè)務(wù)實(shí)際需要，如現階段環(huán)保在線(xiàn)監測要求較多，可考慮同步完善在線(xiàn)環(huán)境監控系統。系統升級和維護可完善原有系統存在的能源計量的問(wèn)題。對期建設部分能源計量方面的不足，一方面定期對各工序的計量設備進(jìn)行校準、鑒定，保證計量設備的準確性；另一方面按照相關(guān)能源計量標準要求分批次補齊計量短板。完善的能源在線(xiàn)監測平臺需要培養多層次的信息化管理人才，重視運維體系建設，建立完備的信息化運維體系，構建完備的基礎支撐，同時(shí)堅持持續改進(jìn) ，建立完善的能源管控體系。

5 安科瑞重要用能單位能耗在線(xiàn)監測系統

5.1系統概述

工業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統是一個(gè)集成Intranet/Internet網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、Web Service軟件技術(shù)、數據庫技術(shù)等于一體的大型數據綜合管理系統。系統為管理者、各級能耗內部用戶(hù)、瀏覽者提供了一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)的網(wǎng)絡(luò )通道，搭建了一個(gè)合理、信息傳輸平臺和管理平臺。工業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統的開(kāi)發(fā)應用為 管理部門(mén)、企業(yè)生產(chǎn)管理、計量管理、節能管理提高到一個(gè)新的高度，是我們對節能減排、節能降耗實(shí)現的一種行之有效的解決方案。

能源組成及監測內容：

圖2 能源組成

圖3 監測內容

用電類(lèi)：采集采暖、鍋爐、空調、制冷、照明、辦公、電梯、水泵、風(fēng)機、通風(fēng)機等耗電設備的用電信息。主要監測其用電量，對于大耗電設備監測其電流、電壓及功率因數等信息。

配電類(lèi)：采集6kv/10kv配電開(kāi)關(guān)設備、變壓器，狀態(tài)信號、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、電能質(zhì)量、電能量等。

用水：自來(lái)水和蒸汽；采集具有485通訊功能的智能熱量表、蒸汽流量計、水表等；

用氣：煤氣、天然氣；采集具有485通訊功能燃氣表；

環(huán)境參數：采集具有485通訊功能的溫度/濕度計；采暖空調供回水溫度；

5.2系統框架

圖4 系統框架

(1)能源消費管理系統：該系統可以對重要用能企業(yè)煤、電、油、氣、熱、水等能源和耗能工質(zhì)進(jìn)行定期錄入和實(shí)時(shí)采集，并將收集到的能耗數據進(jìn)行整理存儲，為匯總分析和上報作數據支持。

(2)能源利用狀況信息報送系統

重要用能企業(yè)可通過(guò)該系統將企業(yè)本年度的《能源利用狀況報告》，報送至市節能監察中心，經(jīng)初審核后，上傳至省節能監察總隊審核，而后上報國家有關(guān)部門(mén)。

(3)單位能耗水平識別評價(jià)系統

利用重要用能單位能耗數據，對企業(yè)用能狀況進(jìn)行分析評價(jià)，查找問(wèn)題。為 節能管理部門(mén)掌握、分析信息和研究節能改造并制定相關(guān)政策措施提供科學(xué)的依據和平臺。

(4)決策服務(wù)和專(zhuān)家咨詢(xún)服務(wù)系統

系統提供直觀(guān)、簡(jiǎn)明、快捷的數據信息查詢(xún)和決策支持服務(wù)。對重要用能企業(yè)的能耗進(jìn)行科學(xué)、合理的咨詢(xún)指導，幫助重要用能企業(yè)做出及時(shí)、正確、可行、有效的解決方案。

(5)能耗預測、能源安全預警系統

通過(guò)系統掌握重要用能企業(yè)能源購置、使用、消耗及生產(chǎn)情況，對企業(yè)的用能情況進(jìn)行綜合的評判和分析，對比同期值和限定值，對能耗超標情況予以預警提示。

在獲取能源使用的基礎上，進(jìn)行數據挖掘分析，實(shí)現能耗的分析功能，為 相關(guān)部門(mén)的宏觀(guān)決策提供支撐體系。

(6)節能監察及信息發(fā)布、法律法規知識培訓系統：

通過(guò)該系統平臺，可對省重要耗能企業(yè)做節能監察工作；發(fā)布節能法律法規標準以及能源基礎知識、能源統計知識、節能監測方法等資料；處理日常節能管理工作相關(guān)的公文、通知、公告等。

5.3系統網(wǎng)絡(luò )結構

 系統把數據信息從各個(gè)企業(yè)的能源監控中心采集到后臺的數據庫系統，經(jīng)分析與處理，提供分析預測和預警功能。同時(shí)通過(guò)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、無(wú)線(xiàn)終端等手段為省、市領(lǐng)導以及相關(guān)委辦局提供了多方位、可視化的便捷服務(wù)。

圖5 系統結構

5.4能耗監測系統產(chǎn)品選型

【參考文獻】 

[1]中國石化能源管理系統(一期)可行性研究報告．

[2]李?lèi)?ài)軍.石化企業(yè)能耗在線(xiàn)監測系統的定位[J].廣東化工，2019，46(14)：108-109)

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06版.