張挺

（福建省建筑輕紡設(shè)計院有限公司，福建 福州 350001）

2020年中國提出兩個階段碳減排的奮斗目標(biāo)，即力爭于2030年二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭取在2060年實現(xiàn)碳中和，被簡稱為“雙碳目標(biāo)”，為實現(xiàn)這一目標(biāo)全國各行各業(yè)都在行動。

目前，我國紡織印染企業(yè)在輕工業(yè)能源消耗量中約占33%，尚未擺脫高排放、高能耗的現(xiàn)狀。有數(shù)據(jù)顯示，全國紡織行業(yè)的全環(huán)節(jié)能耗大致為4.84 t標(biāo)煤/噸纖維，其中，印染行業(yè)能耗平均為2.84 t標(biāo)煤/t纖維，占紡織企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)全過程能耗的58.7%。例如，在某印染企業(yè)碳排放量統(tǒng)計中，按電力、染料、助劑、蒸汽、水、廢水分類統(tǒng)計，電力消耗產(chǎn)生的碳排放量占32.6%，是僅次于蒸汽的第二大能耗。

面對全球日益嚴(yán)格的能源消耗約束環(huán)境，紡織工業(yè)急需控制并轉(zhuǎn)變低層次、高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，走低碳發(fā)展之路。電力是印染工廠中的能耗大戶，因此，為達(dá)到國家雙碳目標(biāo)，印染工廠電氣減碳義不容辭。

如何實現(xiàn)電氣減碳，筆者認(rèn)為，我們既要強(qiáng)化傳統(tǒng)電氣節(jié)能降耗技術(shù)以確保碳達(dá)峰，也要利用好新能源帶來的碳中和解決方式，降低企業(yè)碳排放強(qiáng)度，還要探討通過智能化新技術(shù)為其他非電力能源降耗提供支撐。為此，本文從電力節(jié)能、擴(kuò)大新能源使用以及通過智能化促進(jìn)其他能源降耗三大方面對印染工廠電氣減碳措施進(jìn)行分析研究，提出相應(yīng)的應(yīng)對之策。

1 強(qiáng)化傳統(tǒng)節(jié)電技術(shù)，直接減碳

印染工廠工藝設(shè)備用電量大，車間倉庫建筑面積大，存在大量的電機(jī)能耗和照明能耗，由于用電量大、供電半徑長，因而產(chǎn)生了一定的線路能耗。因此，降低電力能耗的方式應(yīng)該緊緊圍繞著降低電機(jī)能耗、照明能耗以及線路損耗這些關(guān)鍵點進(jìn)行，達(dá)到直接減碳的目的。

1.1 降低電機(jī)能耗

降低電機(jī)能耗的主要方式是提升電機(jī)自身的能效水平和提高電機(jī)的控制水平。

1.1.1 強(qiáng)化電機(jī)的能效水平

隨著電機(jī)制造水平的提高，電機(jī)的能效水平也在持續(xù)提升中，更新淘汰高耗電設(shè)備和低效電動機(jī)，推廣高效傳動系統(tǒng)、高效風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵等設(shè)備，推廣節(jié)能高效電動機(jī)、稀土永磁電動機(jī)等就成為我們的實施目標(biāo)。國家結(jié)合工業(yè)節(jié)能減排工作實際情況發(fā)布的《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》前后一共四批，實施電動機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制淘汰高耗能機(jī)電產(chǎn)品，涉及電動機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、變壓器等多種類別產(chǎn)品。例如：20世紀(jì)80年代全國統(tǒng)一設(shè)計的Y系列電動機(jī)采用熱軋硅鋼片作為導(dǎo)磁材料，存在效率低、能耗高、環(huán)保性差的問題，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18613—2012《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》中對能效限定值的要求，要求2003年（含）前生產(chǎn)的該系列電機(jī)，最遲應(yīng)于2015 年年底前停止使用，但該型電機(jī)在運營多年的印染廠中目前還大量存在，因此，節(jié)能減碳升級改造空間很大。

隨著機(jī)電一體化技術(shù)的提高及機(jī)電設(shè)計、生產(chǎn)水平的進(jìn)展，新的設(shè)備不斷涌現(xiàn)，印染行業(yè)設(shè)備能效水平將會得到較大提升。

1.1.2 強(qiáng)化電機(jī)調(diào)速技術(shù)

印染生產(chǎn)是個連續(xù)化生產(chǎn)過程，存在大量的風(fēng)機(jī)水泵，需要耗費大量的電能，因生產(chǎn)工藝的變化、每日生產(chǎn)計劃的變化，以及淡旺季生產(chǎn)量的變化，要求風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與水泵的流量會隨之變化。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)機(jī)、泵類用電負(fù)荷在實際管網(wǎng)中的運行狀態(tài)，其有效用電功率僅占30%～40%，消耗在調(diào)節(jié)閥門、風(fēng)門及管道壓降上的電能占60%～70%，再加上設(shè)計裕量，風(fēng)機(jī)水泵的利用效率很低。在印染工藝設(shè)備中，機(jī)泵大量應(yīng)用在染色機(jī)、定型機(jī)、烘燥機(jī)以及污水處理設(shè)備上，如果能夠按照工藝要求全部實施調(diào)速運行，可以節(jié)省大量電能，是印染工廠電力減碳的主力軍。

因此，采用先進(jìn)電機(jī)調(diào)速技術(shù)，包括變頻調(diào)速、永磁調(diào)速，內(nèi)饋斬波等技術(shù)改善風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，逐步淘汰閘板、閥門等機(jī)械節(jié)流調(diào)節(jié)方式并重點對大中型變工況電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速改造就成了我們的首選。以下具體分析變頻調(diào)速技術(shù)可以帶來的收益，風(fēng)機(jī)各調(diào)節(jié)方式的能耗-流量曲線見圖1。

圖1 風(fēng)機(jī)各調(diào)節(jié)方式的能耗-流量曲線

由圖1可見降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可得到的是立方級節(jié)能效果，我們再以一臺75 kW給水泵變頻控制方案為例，分析可以節(jié)電的具體數(shù)據(jù)。

改造方式：擬配置2臺變頻器，采用工—變頻切換功能，恒壓控制。

運行狀況：原采用閥門調(diào)節(jié)，管道出口壓力5 kg，電機(jī)實際電流122.5 A，給水泵電機(jī)消耗實際功率為：√3×122.5 A×380 V×0.88=70.9 kW。現(xiàn)采用變頻調(diào)速技術(shù)改造，取消閥門調(diào)節(jié)，將管道出口壓力為設(shè)定為原值的80%，即4 kg左右，恒定輸出。

根據(jù)流體力學(xué)的基本定律，水泵屬變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其中：n——轉(zhuǎn)速，q——流量，p——壓力，P——軸功率之間的關(guān)系為：

Q1/Q2 = n1/n2 = f1/f2，即流量與轉(zhuǎn)速和頻率成正比；

p1/p2 = (n1/n2)2，即壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比；

P1/P2 = (n1/n2)3，即軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

以此公式進(jìn)行變頻節(jié)能計算，水泵在變頻調(diào)速后其實際消耗功率為：

70.9 kW×(4/5)1.5÷0.98=50.8 kW。

消耗功率下降28%，每小時節(jié)電：（70.9-50.8）kW×1 h=20.1 kW·h。

每年節(jié)電：20.1 kW·h×8000 h =16.08萬kW·h，可減碳52 t標(biāo)準(zhǔn)煤，2年內(nèi)可回收變頻投資。

可以看到，電機(jī)變頻控制減碳效果明顯，投資回收快，表1為某印染企業(yè)變頻改造節(jié)電的數(shù)據(jù)。

表1可以看出，在達(dá)成雙碳目標(biāo)中，電機(jī)變頻技術(shù)在減碳方面效能巨大，我們應(yīng)該對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行變頻改造，大功率設(shè)備應(yīng)改盡改，對于新購置設(shè)備，變頻控制應(yīng)作為標(biāo)配功能。

表1 某印染企業(yè)節(jié)電改造部分?jǐn)?shù)據(jù)

1.2 優(yōu)化工廠照明配置

1.2.1 根據(jù)不同環(huán)境及顏色識別要求合理選用光源

一般場所可選用壽命長、光效高的光源，不同的光源其能耗值差別很大（表2），在滿足生產(chǎn)工藝需求的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)能型燈具。在光源選擇方面，近年來隨著發(fā)光二極管 (LED 燈)成本的降低和技術(shù)逐漸成熟，LED光源已逐漸成為建筑照明的主流光源產(chǎn)品，在部分人員不長時間停留的場所可以合理選擇LED燈作為光源。在識別顏色要求高的場所，如印染車間，尤其在印花車間，應(yīng)選用顯色指數(shù)高的光源，如具有高顯色性的LED燈，或者Ra大于80的三基色稀土熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓氙燈與節(jié)能燈等。

表2 有效光效對比表

1.2.2 強(qiáng)化局部照明

為使照明設(shè)計合理節(jié)能，應(yīng)注意車間混合照明的使用。在GB 50034—2013《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，僅籠統(tǒng)提出染色印花車間的0.75 m水平面照度需要300 lx，容易誤導(dǎo)理解為整個車間的照度，進(jìn)而在設(shè)計中采用過度照明，產(chǎn)生不必要的照明能耗。在實際工廠運營中，印染工廠照明區(qū)域分工藝設(shè)備工作區(qū)域、非設(shè)備工作區(qū)以及材料運輸通道，應(yīng)合理設(shè)置不同區(qū)域的照度要求，配置合適的顯色指數(shù)。印染工廠層高較大，對于工藝設(shè)備工作區(qū)域照度要求高的地方，不應(yīng)只依靠車間高處設(shè)置的普通照明，應(yīng)充分利用機(jī)臺上的局部照明，尤其在印花機(jī)機(jī)頭處，練漂及染色的進(jìn)、出口布面處，印花機(jī)、修布車間及整裝車間等處。普通場所滿足一般照明照度要求即可。具體實施的照度值見表3。

表3 印染工廠生產(chǎn)車間照明標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3 黑燈工廠的應(yīng)用

采用自動化技術(shù)實現(xiàn)無人操作，進(jìn)入“黑燈工廠”的生產(chǎn)形態(tài)，可以最大限度節(jié)省照明用電與空調(diào)用電。

印染工廠需要一定體量的原料、成品倉庫，適合建成自動化立體存儲倉庫，借助智能控制平臺，日常運轉(zhuǎn)時不需要開燈，即“黑燈”作業(yè)模式。一個面積1萬m2的倉庫，如果全部采用黑燈工廠模式，每年可節(jié)省照明25萬kW·h。

在印染生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，智能機(jī)器人的使用在技術(shù)上也已經(jīng)取得突破，這也讓我們可以期待印染車間無人化和黑燈車間的實現(xiàn)。例如，康平納研制的筒子紗數(shù)字化自動染色成套技術(shù)與裝備實現(xiàn)了筒紗染色從坯紗到色紗成品全流程數(shù)字化，達(dá)成了筒子紗染色車間成為黑燈車間的實踐。

1.3 降低線路消耗

印染工廠工藝設(shè)備用電具有總用電量大的特點，大功率用電設(shè)備多且多布置集中，因而在建筑平面設(shè)計時應(yīng)設(shè)置合理的配電房位置。在供電設(shè)計中應(yīng)注意配電柜、箱要靠近負(fù)荷中心以減少供電線路長度，減少線路線損，變壓器應(yīng)選擇采用高效節(jié)能變壓器。

2 可再生能源太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用，降低碳排放強(qiáng)度

2.1 陽光的充分利用

太陽能光伏發(fā)電屬于非化石能源，在提供發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益同時也可為企業(yè)降低碳排放強(qiáng)度，是一種綠色環(huán)保清潔能源。印染工廠用電量大，用電負(fù)荷波動不大，建筑屋頂面積大，無需裝設(shè)儲能裝置，非常適合設(shè)置太陽能光伏發(fā)電。但印染工廠建筑屋頂并不是完全平整的，很多較高的設(shè)備間、氣窗等可嚴(yán)重遮擋陽光，為最大限度利用屋面面積提高光伏利用率，需要我們因地制宜，根據(jù)屋頂平面情況采用針對性措施，最大限度地利用陽光，讓光伏充足發(fā)電。為此，我們需要在工藝布置、建筑布置、光伏支架形式等方面采取措施。

⑴ 提高屋面光照利用面積印染車間屋頂通常設(shè)置有設(shè)備及設(shè)備用房，而且有一定高度。例如定型機(jī)尾氣處理設(shè)備高度往往在5 m以上，如將其設(shè)置在南側(cè)，將會影響幾百甚至上千平方米的屋頂光照面積，進(jìn)而影響上百千瓦的光伏發(fā)電功率。因此，在工藝條件許可時屋頂設(shè)備及設(shè)備房首選設(shè)置在北側(cè)，減少南側(cè)設(shè)備對陽光的遮擋，以提高屋頂可利用光照面積。

⑵ 采用柔性支架方式

印染車間需設(shè)置屋頂采光氣窗，高度往往達(dá)到5 m以上，高窗陰影將影響光伏組件容量布置，為了最大化利用屋頂面積，可采用預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的柔性支架方式。相比傳統(tǒng)模式的光伏支架，柔性支架體系的優(yōu)勢在于跨度大且跨度范圍靈活可調(diào)，在相同土地面積的大跨度區(qū)域，存在氣樓等遮擋陽光的構(gòu)件時，柔性支架的布板容量遠(yuǎn)大于固定支架，在土地緊缺的情況下可以確保項目的全容量布置，達(dá)到屋頂空間利用率最大化。由于其投資有所增加，收益率可能不及傳統(tǒng)支架方式，但柔性支架方案的陽光利用率高，光伏發(fā)電量大，降低碳排放強(qiáng)度更大，更符合國家雙碳目標(biāo)，值得推廣。

以下以某印染廠同一個染整車間屋頂為例，讓我們看看采用常規(guī)支架與柔性支架2種方式光伏發(fā)電量的差別。染整車間屋頂面積約19600 m2，混凝土平屋頂，采光氣窗高度為 5～6 m，氣窗呈南北方向布置，相鄰氣窗東西間距約11 m，氣窗遮擋日光陰影嚴(yán)重影響光伏組件容量布置。因氣窗陰影影響，以傳統(tǒng)支架方式布置的光伏組件如果布置在氣窗之間的屋面，其日照時間很短，發(fā)電經(jīng)濟(jì)收益率很差，考慮到投資回報率，光伏組件只能布設(shè)在氣窗頂，而以柔性支架布設(shè)的光伏組件其日照完全不受遮擋，基本上可以滿鋪屋面。圖2、圖3、圖4分別為屋面設(shè)置光伏前與采用柔性支架方式設(shè)置光伏后的現(xiàn)場實景圖，實景圖顯示采用柔性支架后屋頂光伏可利用面積的最大化。

圖3 設(shè)置柔性支架屋面光伏實景圖1

圖4 設(shè)置柔性支架屋面光伏實景圖2

表4 為染整車間在屋頂氣樓面積占比不同的情況下，光伏布置采用傳統(tǒng)支架與柔性支架的發(fā)電容量比較，數(shù)據(jù)顯示，屋頂氣樓是否采用柔性支架，光伏發(fā)電容量差距達(dá)6～20倍，差別極大。

表4 染整車間屋頂光伏布置容量比較

2.2 電能的充分消納

以某印染廠為例，該工廠2個印染車間、1個高架倉庫、1座員工宿舍屋面面積約5萬m2，印染車間屋頂采光氣窗高度為5～6 m，項目采用柔性支架方案，有效利用氣窗間大跨度的建筑屋面。本項目光伏電站容量達(dá)8.30775 MWp，系統(tǒng)首年預(yù)計發(fā)電量約為10119.71 MW·h，考慮年衰減系數(shù)，系統(tǒng)25年年平均發(fā)電量約為9247.85 MW·h，年平均可節(jié)省3014 t標(biāo)準(zhǔn)煤，年平均利用小時數(shù)1113.37 h。將峰谷平電價每小時的平均值作為典型用電負(fù)荷曲線，模擬出每小時用電量，后與模擬發(fā)電量進(jìn)行疊加對比，計算出消納電量，并且全年考慮7天的不可利用率，進(jìn)行消納分析后得出峰消納占比52.00%，平消納占比46.88%，谷消納占比1.12%，總消納比例為95.09%。由此可以看出，光伏發(fā)電量基本上都可以由工廠自身用電消納，而且絕大部分在峰、平電價時段消納，有效降低碳排放強(qiáng)度。

2.3 光伏板的隔熱作用，間接減碳

屋面光伏電站建成后，屋面鋪設(shè)的光伏板可起到新增屋頂隔熱、保溫層作用，面積越大，效果越明顯。參照已建項目經(jīng)驗，夏季時鋪設(shè)光伏組件屋面因光伏板的遮陽效果，可以降低車間的室內(nèi)溫度2～4 ℃左右，如果是空調(diào)車間還可顯著降低空調(diào)的能耗。由此可見，印染工廠設(shè)置太陽能光伏還可以產(chǎn)生非常好的減碳效果。

3 智能化為綜合能源減碳提供支撐

印染行業(yè)是耗能大戶，減碳必須涉及除電力之外的水、汽、天然氣、染化料等其他各種能源的降耗，其中，智能化技術(shù)提供了重要的支撐，只有實現(xiàn)全工藝流程的精細(xì)化控制、精細(xì)化操作、精細(xì)化管理，才能實現(xiàn)裝備低碳升級改造，才能推廣清潔高效制造工藝，才能減少碳排放。因此，印染行業(yè)在實現(xiàn)工藝革新雙碳目標(biāo)上，工藝革新是基礎(chǔ)，智能化技術(shù)應(yīng)用是關(guān)鍵，并由此形成縱貫全生產(chǎn)流程的工業(yè)4.0智能制造。做好智能化技術(shù)在印染工業(yè)上的應(yīng)用，可從工藝具體環(huán)節(jié)控制、工藝流程整體控制以及全方位管理信息化這三個由低到高的層次進(jìn)行技術(shù)提升。

3.1 具體生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的智能化，實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

在各個具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，實施智能化控制、檢測等，通過精確控制，實現(xiàn)能耗的下降。包括標(biāo)準(zhǔn)化染化料助劑、數(shù)字化節(jié)能減排工藝、在線快速檢測產(chǎn)品性能、在線檢測加工條件等措施。

例如：⑴ 空壓機(jī)自動控制系統(tǒng)利用中控系統(tǒng)檢測壓縮空氣實際使用量，優(yōu)化空壓機(jī)負(fù)載，實現(xiàn)節(jié)能降耗；⑵ 污水處理加藥采用交流調(diào)速系統(tǒng)，自動檢測加藥溶度，進(jìn)行精準(zhǔn)控制，減少混凝沉淀的加藥量，減少人工加藥對環(huán)境的影響，降低污水運行成本；⑶ 印染在線檢測應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，在關(guān)鍵的工藝節(jié)點，重要的設(shè)備點位，實施工藝參數(shù)的實時監(jiān)測與控制，精準(zhǔn)的工藝制造可以保證成品穩(wěn)定的質(zhì)量并獲得良好的節(jié)能減排效果。

3.2 工藝生產(chǎn)全過程數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化，形成智能制造

印染生產(chǎn)是個連續(xù)化的過程，需要對生產(chǎn)工藝全程或局部進(jìn)行智能化改造，利用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化使之形成一個整體，前后工序密切配合，讓工藝全過程水電汽能耗大幅下降。這包括升級單體設(shè)備、精準(zhǔn)自動配送染化料、印染專用制造執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、物聯(lián)網(wǎng)安全管理、倉儲智能化等。

例如：⑴ 項目染色采用中控自動化系統(tǒng)可以將染機(jī)設(shè)備、助劑、染料的精準(zhǔn)計量與自動化輸送、各節(jié)點數(shù)據(jù)在線監(jiān)測和管理，通過信息網(wǎng)絡(luò)組成一個龐大的物聯(lián)網(wǎng)綜合系統(tǒng)，實現(xiàn)了染整工藝設(shè)備、工藝流程、染化料及助劑的全范圍質(zhì)量管理和生產(chǎn)控制。⑵ 項目能源計量采用三級能耗分項計量：所有能耗進(jìn)廠設(shè)一級計量，在車間入口設(shè)二級計量，對具體工藝設(shè)備設(shè)三級計量，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對比、分析所采集的各級能耗數(shù)據(jù)，形成一套具有針對性的車間能耗指標(biāo)體系。有數(shù)據(jù)表明，在能耗管理方面，將整個工廠設(shè)備能耗全部監(jiān)測起來，配合生產(chǎn)管理水平的提升，可以降低多達(dá)20%的能耗。⑶ 通過生產(chǎn)過程條碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及各個染機(jī)的PLC系統(tǒng)集成，將相關(guān)生產(chǎn)實時的信息收集并做成調(diào)度顯示，方便車間跟蹤管理的方式進(jìn)行計量，計量數(shù)據(jù)統(tǒng)計至中控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化。

某染廠實際案例數(shù)據(jù)顯示，通過監(jiān)控工藝設(shè)備的運行狀態(tài)，自動統(tǒng)計待機(jī)、停機(jī)、運行、維修的時長，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常故障并報警，對設(shè)備狀態(tài)運行和報修進(jìn)行監(jiān)控，大大縮小設(shè)備停機(jī)時間，特別是能源監(jiān)控系統(tǒng)在線實時統(tǒng)計各設(shè)備在運行、待機(jī)、停機(jī)、維修的狀況下各項能耗分布的比例，可以實時掌握各項能源使用效率，有的放矢地降低能源損耗，總節(jié)能率可達(dá)到20%以上?？灯郊{集團(tuán)的筒子紗染色智能化車間實現(xiàn)全流程自動化染色技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，所有操作全部由中央系統(tǒng)和傳感器控制，排除人為因素，從理論上實現(xiàn)了一致性。據(jù)統(tǒng)計，其生產(chǎn)效率提高15%，噸紗節(jié)電250kW·h、節(jié)水28 t、節(jié)汽1.7 t，減少污水排放28 t，減碳效果明顯。

3.3 全方位管理的信息化，形成智慧企業(yè)

利用以智能分析為核心的信息化技術(shù)（CPS技術(shù)）滿足用戶定制化需求，生產(chǎn)計劃排程系統(tǒng)（APS)、資源計劃管理系統(tǒng)(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES)等數(shù)字化管理系統(tǒng)在印染企業(yè)得到不同程度的應(yīng)用，涉及大數(shù)據(jù)技術(shù)、個性化定制、云制造技術(shù)及云安全等，并由此形成智慧工廠的框架。智慧工廠可實現(xiàn)全生產(chǎn)流程的“零”空轉(zhuǎn)，降低了因物料運輸、設(shè)備停工等原因造成的能源損耗，確保每一“滴”能量都用在生產(chǎn)中，通過大數(shù)據(jù)分析和智慧決策，持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和管理模式，降低智能工廠的綜合能耗、提高能源利用率。圖5為一個智慧印染工廠發(fā)展的構(gòu)想。

圖5 智慧印染工廠發(fā)展構(gòu)想

APS高級排產(chǎn)系統(tǒng)專門針對印染企業(yè)生產(chǎn)計劃安排的特色進(jìn)行設(shè)計，預(yù)先定義好每個產(chǎn)品工藝流程中每個工序的資源與特征約束，設(shè)置具體的排序選擇規(guī)則，生產(chǎn)大排程、工作中心任務(wù)能輕松滿足印染企業(yè)來料加工、進(jìn)料加工、多企業(yè)分工合作、委外多種訂單生產(chǎn)模式，輔以智能優(yōu)化的車間排產(chǎn)，顯著減少換產(chǎn)帶來的工時和物料損失，對染色車間進(jìn)行自動智能分卡排缸，讓生產(chǎn)計劃的制定更加方便、合理，實現(xiàn)最優(yōu)化的能耗節(jié)省方案。

印染ERP管理系統(tǒng)可實現(xiàn)坯布管理、產(chǎn)品管理、染助劑管理、染助劑自動稱料子系統(tǒng)、應(yīng)付款管理子系統(tǒng)、應(yīng)收款管理子系統(tǒng)、網(wǎng)上審批子系統(tǒng)等，在縱向上實現(xiàn)計劃發(fā)送、生產(chǎn)過程管理與控制以及各種設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的集成，在橫向上實現(xiàn)企業(yè)、客戶和供應(yīng)商的集成。

印染MES系統(tǒng)定位于印染上層資源計劃管理系統(tǒng)（ERP）與車間現(xiàn)場設(shè)備控制系統(tǒng)聯(lián)系起來，形成面向車間層的管理系統(tǒng)。一方面，MES對來自ERP的生產(chǎn)管理信息進(jìn)行分析處理后，將工藝參數(shù)傳遞給車間染缸控制層（底層），而該底層控制層嚴(yán)格根據(jù)設(shè)定的程序，按照染整工藝要求進(jìn)行生產(chǎn)；另一方面，系統(tǒng)可以采集、監(jiān)控染缸的相關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)的自動化采集，用數(shù)據(jù)化的節(jié)能降耗促進(jìn)雙減雙控。系統(tǒng)設(shè)多個功能模塊，包括生產(chǎn)計劃、管理、調(diào)度、實時監(jiān)控，工藝設(shè)備（染缸等）管理，以及作業(yè)人員管理等，每一個功能模塊相當(dāng)于一個分系統(tǒng)。

4 結(jié)論

綜上所述，在電氣及智能化領(lǐng)域，印染行業(yè)通過傳統(tǒng)節(jié)電技術(shù)的強(qiáng)化，可以使其電力能耗明顯下降。通過太陽能光伏發(fā)電的實施，可以為企業(yè)降低碳排放強(qiáng)度；通過智能化技術(shù)的應(yīng)用，從工藝具體環(huán)節(jié)控制、工藝流程整體控制以及全方位管理信息化這三個由低到高的層次實現(xiàn)技術(shù)提升，為工藝、水、汽等其他能源降耗提供支撐。在印染行業(yè)實現(xiàn)雙碳目標(biāo)上，電氣專業(yè)大有可為。