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安科瑞張宇潔
前言
能源是推動(dòng)人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)資料,生物制藥工廠的水電氣等能耗比較高,對(duì)這些能源進(jìn)行科學(xué)合理的測(cè)量和監(jiān)控對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)效益的提升有重要的作用。該類型企業(yè)要求設(shè)備不間斷工作,基于此提升能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力、優(yōu)化能源分配、能源異常報(bào)警,降低能源消耗,提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵字:生物制藥、能源計(jì)量、碳排放、雙碳
1.耗能情況
目前,碳達(dá)峰、碳中和是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,綠色發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)新時(shí)期的重大理念。制藥化工廠是高能耗、高污染企業(yè),積極開(kāi)展節(jié)能降耗,是制藥工程技術(shù)人員自覺(jué)踐行綠色發(fā)展理念,推動(dòng)制藥企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的使命擔(dān)當(dāng)。
生物制藥產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量高、投資高、收入高、風(fēng)險(xiǎn)高的高科技產(chǎn)業(yè)。其高科技不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格要求上,還體現(xiàn)在對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)環(huán)境的高要求上。較長(zhǎng)的研發(fā)周期,高昂的前期成本使其須投入大量資金建造符介GMP要求和生物產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設(shè)施。根據(jù)調(diào)查、分析,能源系統(tǒng)全年帶負(fù)荷運(yùn)行,能源消耗量隨季節(jié)、時(shí)間出現(xiàn)周期性變化,夏季、冬季電能消耗大,春季、秋季電能消耗量較??;自天能源消耗大,夜晚能源消耗較小,能源運(yùn)行存在小平衡的特點(diǎn)。
該類型的企業(yè)水、電、氣、汽等能耗比較高,需要進(jìn)行優(yōu)化能源的管理及監(jiān)控,以減少能源的浪費(fèi),達(dá)到精益生產(chǎn)的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)能耗及能源成本等大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè),調(diào)節(jié)負(fù)荷開(kāi)關(guān),達(dá)到整體能耗的較低化。能源監(jiān)控系統(tǒng)與智能化機(jī)房相結(jié)合,并具備看板管理和多重終端查看功能。
2.AcrelEMS-BP能效管理云平臺(tái)助力企業(yè)節(jié)能降耗
安科瑞企業(yè)能效管理云平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式,對(duì)生物制藥的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理,監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況,通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析,幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析,為企業(yè)加強(qiáng)能源管理,提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。
(1)系統(tǒng)組織架構(gòu)
該云平臺(tái)系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層的三層組織架構(gòu),系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各分區(qū)能耗、分項(xiàng)能耗、各重要用能設(shè)備能耗。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層:主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測(cè)量的各類型的儀表等,也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任,這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。
網(wǎng)絡(luò)通訊層:包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
平臺(tái)管理層:包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。
(2)三級(jí)能源計(jì)量
能源計(jì)量是企業(yè)節(jié)能降耗,降低成本的關(guān)鍵。該平臺(tái)能源測(cè)量的對(duì)象為一次能源(外購(gòu))、二次能源(自產(chǎn))和載能工質(zhì)。能源計(jì)量是節(jié)能減排量化數(shù)據(jù)的體現(xiàn),起著舉足輕重的作用。生物制藥企業(yè)在生產(chǎn)管理過(guò)程中,需消耗很多的一次、二次能源,如何做好這些能源的監(jiān)視及管理,對(duì)企業(yè)提高能效、降低成本、減少碳排放起到關(guān)鍵性作用。能源計(jì)量的結(jié)構(gòu)如下圖所示:
三級(jí)能源計(jì)量體系:
第一級(jí):廠級(jí)總表計(jì)量,主要計(jì)量企業(yè)的外購(gòu)能源;
第二級(jí):車間級(jí)計(jì)量,計(jì)量各車間及區(qū)域的公用能源(水、電、氣、汽)使用情況;
第三級(jí):針對(duì)各著重用能設(shè)備的能耗監(jiān)測(cè),采集各生產(chǎn)車間和其它區(qū)域的外外購(gòu)能源和自產(chǎn)能源的使用情況,包括產(chǎn)線、特殊工藝段、關(guān)重設(shè)備的能源介質(zhì)消耗數(shù)據(jù)及質(zhì)量數(shù)據(jù)。
(3)平臺(tái)功能
? 大圖顯示
平臺(tái)實(shí)時(shí)展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況,點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。
? 用能統(tǒng)計(jì)
能源實(shí)時(shí)監(jiān)控:對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。
? 能源平衡分析
根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類,查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過(guò)程中的“跑冒滴漏"和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)題,提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。
? 閥值預(yù)警
-車間或者區(qū)域內(nèi)各個(gè)能源分區(qū)和重要設(shè)備的計(jì)量,設(shè)置報(bào)警閥值,超出范圍報(bào)警,及時(shí)排查分析能源超標(biāo)的原因;
? 同比環(huán)比分析
能源實(shí)時(shí)監(jiān)控:對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。
? 主要設(shè)備能耗計(jì)量
采集廠內(nèi)冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)(冷卻水)、MAU 系統(tǒng)(空調(diào))、空壓機(jī)系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)(風(fēng)機(jī)過(guò)濾)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、照明辦公系統(tǒng)、工藝機(jī)臺(tái)等,展示畫(huà)面形式包括餅圖、折線圖、柱狀圖等,可對(duì)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)電量、功率、分時(shí)段(年、月、周、日)電量及功率進(jìn)行展示對(duì)比分析。
1)MAU 系統(tǒng)
空調(diào)監(jiān)測(cè)
2)空壓機(jī)系統(tǒng)
空壓機(jī)運(yùn)行監(jiān)測(cè)
3)PCW冷卻水系統(tǒng)
工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)
3.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)各節(jié)點(diǎn)設(shè)置計(jì)量表計(jì),搭建完整的計(jì)量體系,AcrelEMS-BP能效管理云平臺(tái)對(duì)各用能單位進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,減少“跑、冒、滴、漏"和計(jì)量誤差。
平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)儀表的回傳數(shù)據(jù),對(duì)能耗進(jìn)行合理的管控和預(yù)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的能耗異常,隨時(shí)處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值,超標(biāo)時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。對(duì)各項(xiàng)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,形成可視化的趨勢(shì)圖;同比、環(huán)比發(fā)現(xiàn)異常高耗能設(shè)備及區(qū)域,形成用能診斷分析報(bào)告,為企業(yè)節(jié)能管理、減排提效提供數(shù)據(jù)支撐。