吳海龍

[摘? ? 要]隨著工業(yè)化的發(fā)展，使用公用介質(zhì)越來越普遍，企業(yè)為了做大做強，想方設(shè)法減少成本，不斷開展節(jié)能降耗工作。文章利用PI系統(tǒng)對循環(huán)冷卻水、5 ℃冷凍水、7 ℃冷凍水、壓縮空氣四種介質(zhì)進行運行數(shù)據(jù)收集、整理和分析，對公用介質(zhì)綜合能耗實現(xiàn)在線監(jiān)控，找出公用介質(zhì)系統(tǒng)最佳的運行模式，幫助企業(yè)減少運行成本。

[關(guān)鍵詞]節(jié)能降耗;PI系統(tǒng);公用介質(zhì);綜合能耗

[中圖分類號]TU201.5 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–00–02

Research and Application of Comprehensive Energy

Consumption of Public Media Based on PI System

Wu Hai-long

[Abstract]With the development of industrialization， the use of public media has become more and more common. In order to become bigger and stronger， enterprises have tried every means to reduce costs and continue to carry out energy-saving and consumption-reducing work. The article uses the PI system to collect， organize and analyze operating data for four media： circulating cooling water， 5 ℃ chilled water， 7 ℃ chilled water， and compressed air， and realize online monitoring of the comprehensive energy consumption of public media， and find out the best public media system The operating mode helps companies reduce operating costs.

[Keywords]energy saving and consumption reduction; PI system; public media; comprehensive energy consumption; optimal

1 概述

本文研究對象為珠海某公司的公用介質(zhì)生產(chǎn)工藝。該公司耗電量大的公用介質(zhì)生產(chǎn)工藝主要包含循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、5 ℃冷凍水系統(tǒng)、7 ℃冷凍水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)（以下四大系統(tǒng)統(tǒng)稱為公用介質(zhì)）。其中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出水量約8 000 m3/h，一半提供給5 ℃冷凍水系統(tǒng)、7 ℃冷凍水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)當作冷卻介質(zhì)使用，一半提供給其他生產(chǎn)系統(tǒng)使用。5 ℃冷凍水系統(tǒng)用于其他生產(chǎn)系統(tǒng);7 ℃冷凍水系統(tǒng)用于空調(diào)和其他生產(chǎn)系統(tǒng);壓縮空氣系統(tǒng)提供給儀表裝置和其他生產(chǎn)系統(tǒng)，各介質(zhì)均要求穩(wěn)定。

2 公用介質(zhì)單位耗電的評價方法

由于循環(huán)冷卻水供水溫度與7 ℃冷凍水系統(tǒng)、5 ℃冷凍水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)的效率成負相關(guān)，循環(huán)冷卻水供水溫度越低，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總的能耗越差，7 ℃冷凍水系統(tǒng)、5 ℃冷凍水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)的效率就越好。介質(zhì)能耗相互間相互影響，單一介質(zhì)指標的能耗水平好壞無法體現(xiàn)總能耗水平的綜合實力，公用介質(zhì)節(jié)能降耗工作出現(xiàn)瓶頸問題，需要新的工作方法開拓節(jié)能降耗

思路。

公用介質(zhì)單位耗電綜合體現(xiàn)了四大系統(tǒng)的綜合能耗水平，公用介質(zhì)單位耗電=循環(huán)冷卻水系統(tǒng)單位耗電+7 ℃冷凍水系統(tǒng)單位耗電+5 ℃冷凍水系統(tǒng)單位耗電+壓縮空氣系統(tǒng)單位耗電。

其中：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)單位耗電=[（循環(huán)水泵消耗電量）+（循環(huán)水風機消耗電量）]/[（循環(huán)水出水量）/10 000）]×萬噸本介質(zhì)總電耗占比;7 ℃冷凍水系統(tǒng)單位耗電=（7 ℃冷凍水系統(tǒng)消耗電量）/[（7 ℃冷凍水輸出量）/1 000]×千噸本介質(zhì)總電耗占比;5 ℃冷凍水系統(tǒng)單位耗電=（5 ℃冷凍水系統(tǒng)消耗電量）/[（5 ℃冷凍水輸出量）/1 000]×千噸本介質(zhì)總電耗占比;壓縮空氣系統(tǒng)單位耗電=+（“空壓機-電-消耗量”）/（“公用工程部-壓縮空氣-輸出量”）/10 000×本介質(zhì)電總耗占比）。

3 項目實施前的生產(chǎn)調(diào)研和原因分析

通過統(tǒng)計2019年四大系統(tǒng)的耗電情況，發(fā)現(xiàn)萬噸循環(huán)水總耗電占比、千噸5 ℃冷凍水總耗電占比、千噸7 ℃冷凍水總耗電占比、萬立方壓縮空氣總耗電占比差異大。其中，萬噸循環(huán)水耗電、千噸7 ℃冷凍水耗電所占的比例最大，是影響公用介質(zhì)單位耗電的主要因素。此外，四大系統(tǒng)變量多且相互影響，也是影響用公用介質(zhì)單位耗電的主要因素。

由于7 ℃冷凍水系統(tǒng)占總耗電量的50%以上，千噸7℃冷凍水耗電對四大系統(tǒng)的影響尤為重要。據(jù)相關(guān)的研究表明：在針對大溫差冷卻水對空調(diào)機組制冷性能影響分析基礎(chǔ)上，能夠得出冷卻水的進口溫度越低，冷水機組的COP值越高，大溫差小流量冷卻水系統(tǒng)能夠?qū)μ岣呃渌畽C組的能效比起到積極作用，即使冷卻水的進口溫度較高時，大溫差冷卻水系統(tǒng)的制冷性能系數(shù)也接近常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的額定值，而由于大溫差冷卻水系統(tǒng)的冷卻水泵運行能耗降低，同時節(jié)省了冷卻塔能耗，大溫差冷卻水系統(tǒng)具有節(jié)能優(yōu)勢。在近水源地或水資源豐富的地區(qū)，采用深井水、江河水等自然冷源的大溫差冷卻水空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能優(yōu)勢，具有一定的推廣前景。因此，在工藝調(diào)整中7℃冷凍水系統(tǒng)作為調(diào)整重點，同時兼顧其他系統(tǒng)的能耗調(diào)整。

4 項目實施

（1）利用PIDatalink和Excel，建立公用介質(zhì)單位耗電數(shù)據(jù)模型，實時監(jiān)控公用介質(zhì)能耗并進行工藝調(diào)整。

珠海某公司對每臺設(shè)備的溫度、壓力、流量等一系列的監(jiān)控參數(shù)建立起了測量體系（簡稱能源管理體系），利用PI系統(tǒng)對所有數(shù)據(jù)進行收集和儲存，并利用Excel表導出數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、整理和分析（表1）。

通過excel建立設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)表，我們可以直觀觀察所有系統(tǒng)的實時運行情況，通過自定義時間，觀察不同時間段內(nèi)系統(tǒng)的能耗情況，幫助數(shù)據(jù)對比。

有助于優(yōu)化調(diào)整設(shè)備運行模式。比如，7 ℃冷凍水系統(tǒng)涉及有8臺冷水機組，不同的天氣運行的數(shù)量不一樣，每臺機組的負荷和效率也不一樣。通過觀察Excel設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)表，可以幫助運行人員調(diào)整設(shè)備運行方式，降低低效率機組的負荷，提高高效率機組的負荷，通過日常的精細化操作，提高系統(tǒng)的效能。

有助于提高四大系統(tǒng)的綜合能耗。由于四大系統(tǒng)介質(zhì)能耗相互間相互影響，單一介質(zhì)指標的能耗水平好壞無法體現(xiàn)總能耗水平的綜合實力，Excel設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)表，可以將所有系統(tǒng)的能耗可視化，直接計算公用介質(zhì)單位耗電，通過日常的對比和設(shè)備運行方式調(diào)整，選擇一條最優(yōu)的節(jié)能運行方法。

Excel建立數(shù)據(jù)模型的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)清晰、直接，可選擇性選擇不同時間點需要的數(shù)據(jù)，直觀對比單一變量與總變量的關(guān)系;但它有局限性，只能觀察當前或選定時間內(nèi)的數(shù)據(jù)，缺乏過程中的對比數(shù)據(jù)和趨勢走向。

（2）利用ProcessBook和PI系統(tǒng)，通過AF框架，建立公用介質(zhì)單位耗電數(shù)據(jù)運行曲線模型，搭建數(shù)據(jù)的實時曲線圖（圖1），通過對比分析，優(yōu)化工藝運行。

利用PI系統(tǒng)和Processbook，分別引入四大系統(tǒng)的重要能耗觀測點，通過數(shù)據(jù)分析、整合和處理，建立了每個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)曲線圖。利用數(shù)據(jù)曲線的對比和分析，了解開停設(shè)備、工藝調(diào)整對總能耗的影響變化，決定是否開停設(shè)備，優(yōu)化運行，可以有效指導操作人員及時調(diào)整設(shè)備負荷和開停機組、風機，分別實現(xiàn)四大系統(tǒng)最優(yōu)運行。

利用PI系統(tǒng)和Processbook，集成所有耗電系統(tǒng)的耗電情況及效率，建立公用介質(zhì)單位耗電實時數(shù)據(jù)曲線模型，實時監(jiān)控公用介質(zhì)耗電系統(tǒng)的耗電情況及效率。對比分析以往數(shù)據(jù)，直觀對比單一變量與總變量的關(guān)系，觀察設(shè)備調(diào)整前后對公用介質(zhì)單位耗電的影響，避免獨自為戰(zhàn)，卻相互內(nèi)耗，有助于及時優(yōu)化和調(diào)整各系統(tǒng)設(shè)備運行，適時調(diào)整四大系統(tǒng)的效率，進而進一步降低公用介質(zhì)單位耗電。

5 結(jié)束語

（1）通過Processbook和Excel建立的單位介質(zhì)耗電系統(tǒng)圖，集成所有耗電系統(tǒng)的耗電情況及設(shè)備效率，可以直觀觀察、判斷公用介質(zhì)單位耗電情況，實現(xiàn)系統(tǒng)能耗可視化。

（2）用能耗數(shù)據(jù)直接指導操作人員如何節(jié)能地去操作，通過日常的監(jiān)控和分析，及時了解設(shè)備調(diào)整前后系統(tǒng)的能耗水平變化，及時進行操作干預，把節(jié)能降耗工作落實到日常的每一次操作中，切實提高日常的精細化操作水平。

（3）本次實踐在2020年公用介質(zhì)單位耗電下降了5 %。

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