By Drizzt 3_智慧运维服务价值落地方案之三 - 压缩空气系统分册(2)(1).doc

智慧运维服务价值落地方案（之三）压缩空气系统分册能源技术群2019年7月16日1目录一.服务定义及目标市场31.服务定义（需按设备进一步细化）32.目标市场5二.业务内容5(一)设备运维51.运行监测52.异常告警63.策略建议64.简单保养75.分析评价7(二)经济运行81.单机优化81.1设备调试81.2费效监控81.3异常告警91.4远程控制91.5策略建议101.6分析评价102.多机群控112.1设备调试112.2费效监控112.3异常告警122.4远程控制122.5策略建议132.6分析评价133.需供互动143.1设备调试143.2费效监控143.3异常告警153.4远程控制153.5策略建议163.6分析评价164.用户综合优化174.1设备调试174.2费效监控174.3异常告警184.4远程控制184.5策略建议194.6分析评价195.园区综合优化205.1设备调试205.2费效监控205.3异常告警215.4远程控制215.5策略建议225.6分析评价22三.解决方案231.XX232.XX23四.产品需求231.XX232.XX23五.业务推广方式231.XX232.XX24 2 / 32一. 服务定义及目标市场1. 服务定义压缩空气被称为除冷、热、电之外的第四大能源，是在工业企业中穿透率最高的公辅系统，占比达到80%以上，远高于其它公辅系统。压缩空气系统能耗通常占企业耗电10-30%，系统能效低，浪费多，节能潜力大。从我国整体来看，压缩空气系统年耗电约为2000-2800亿度，节电潜力约为200亿度/年，节约电费约为150-200亿元/年。压缩空气系统构成示意图目前，绝大多数压缩空气系统的运维水平还停留在传统的工业时代，包括：1）仅按设备说明书的建议进行定期维保；2）只有空压机在现场发生故障了才匆忙找厂家进行抢修或维修；3）压缩空气系统几乎没有任何计量设备，能耗多少和能效高低无从谈起；4）设备管理，维保事件管理，备件管理等工单和记录都停留在纸面，数据没有产生价值，也非常易于遗失等等；5）压缩空气生产供应和末端使用环节隶属于不同的部门，双方除了约定一个必须保证的供气压力外，就不相往来了，而此时整个系统并非处在理想的高效节能状态等等。空压机即是企业重要的设备资产，也是高耗能单元，日前新兴的物联网，大数据，云计算，人工智能等技术为压缩空气系统的智慧运维提供了机遇和保障。压缩空气系统的智慧运维就是通过先进的物联网、大数据及云计算技术，实现整个系统重要参数采集、处理、分析及远程实时监控，帮助用户和运维人员全面掌握空压机等设备的运行状态和能耗能效水平。基于数据分析，转变传统被动响应的运维方式，建立面向设备的主动的运维管理模式。并通过数据将供应端，使用端和生产环节信息打通，通过需供互动和联控匹配寻优，为用户提供专业科学的优化策略和控制系统，实现按需供能，高效供能各，提高设备的稳定性和经济性，帮助用户实现安全运行、精细化管理和节能提效的目标。针对压缩空气系统，从设备运维及经济运行两方面提供智慧运维服务：1) 设备运维图1 设备运维服务内容数能公司提供的主要服务有：l 运行监测：通过平台对设备运行状态（含遥测、遥信、遥视）进行在线监测，跟踪其实时状态及状态变化。l 异常告警：对反映设备安全、稳定运行的指标、参数设置阈值，及时发现运行风险与故障事件，提醒用能企业与运维企业进行相关操作。l 策略建议：通过数据分析或专家经验，给设备检修、运维工作提出优化策略及操作建议。l 简单保养：主要是指针对锅炉等数能有一定经验的设备进行简单的维护保养，以提升运行效率。l 分析评价：对抢修、检修、维护工作的效果进行评价，通过数据挖掘分析故障发生规律，给检修策略制定提供输入。合作伙伴公司提供的主要服务有：l 现场值守：根据用能企业需要，安排专门人员进行现场值班与巡视。l 现场抢修：安排专业人员对安全故障进行应急抢修，快速恢复运行。l 现场抢修：安排专业人员进行计划或者状态检修，确保设备健康。l 安全改造（属技术改造服务）：通过针对能源设施、二次系统进行升级、改造，以达到安全运行目标。l 专业保养：提供需要一定专业技能才能承担的维护保养服务。l 预防性试验：对设备进行中试试验，测试设备性能参数，及时掌握设备状态。2) 经济运行图2 经济运行服务内容数能公司提供的主要服务有：l 设备调试：对未调试好、或参数设置不合理的设备进行现场调优，以充分发挥设备的性能。l 费效监测：对反映能源消耗、费用的指标、参数进行在线监测。l 异常告警：对能源消耗、费用的指标、参数设置阈值，及时发现运行异常，提醒用能企业引起注意。l 远程控制：远方遥控实现设备启停等控制操作，实现设备或系统的节能、经济运行。l 策略建议：通过数据分析或专家经验，给管理节能与技术节能优化策略及操作建议。l 分析评价：指管理与技术节能项目的效果进行评价，通过数据挖掘分析，发掘能效薄弱点，指出提升与改进空间。合作伙伴公司提供的主要服务有：l 专业调试：针对复杂度比较高的设备，由专业厂商开展专业调试。l 节能改造（属技术改造服务）：合作伙伴通过针对能源设施、二次系统进行升级、改造，以达到节能增效目标。2. 目标市场l 目标行业：压缩空气系统广泛应用于工业领域各行各业，尤其是在钢铁，化工，建材等高耗能行业的用量很大，在食品，医药，半导体等轻工制造领域的能源成本中也占有10%-30%左右的比例。结合考虑数能目前确定的重点行业，现阶段选择医药，食品，化工和纺织作为优选行业，进行压缩空气系统智慧运维价值落地的开端。l 目标客户：优选行业中装机容量和系统规模达到一定量级的企业：空压机（非活塞机）总装机容量化工50Nm/min或电功率300kW以上，年空压能源费用在50万以上医药30Nm/min或电功率200kW以上，年空压能源费用在50万以上食品30Nm/min或电功率200kW以上，年空压能源费用在50万以上纺织50Nm/min或电功率300kW以上，年空压能源费用在50万以上50Nm/min年度电费50万以上，配置35台，可执行空间高。30Nm/min年度电费30万元以上，配置23台，具备初步可操作空间。l 示例企业：行业企业名称装机规模化工金晶玻璃7台（110*3+250*4）医药正大制药2台（90*2）食品琅琊台7台（325*3+230*4）纺织新凯奇5台（37*2+22+110*2）二. 业务内容(一) 设备运维1. 运行监测1) 现状及用户需求目前，空压机的运维工作通常分为按厂家说明书建议保养周期的定期保养，以及故障发生后的维护或维修。定期维保通常由用户自行实施或外包给空压机专业维保厂家实施；维修通常由空压机厂家或授权服务商实施。1. 资产管理水平低，设备台账停留在纸面，设备状态（是否好用，是否能用）更新不及时；2. 备件管理也比较粗放，设备年维保成本和全生命周期成本无法跟踪和评价;3. 系统管网调整也难以及时归档和更新，随时间流逝和人员变动，现场真实的管线情况和 既有记录难以匹配。 某管理规范企业的各种记录（贴于空压站外墙上） 贴在空压机上的巡检记录表2) 服务内容针对以上情况，通过对以空压站为核心的整个压缩空气系统关键数据的采集、监测和可视化，为用户提供压缩空气系统运行监测服务，包括：1）对运行人员的监测平台服务；2）对管理人员的监测平台服务；3）设备资产管理服务；3) 数据需求（a）针对一线运行人员的监测参数 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注第一类设备实际运行状态参数一级页面展示设备状态月线下录入可编辑/修改主机运行状态5min空压机控制器主机运行电流5min空压机控制器累计运行时间月空压机控制器累计加载时间月空压机控制器加载率月计算值累计加载时间/累计运行时间负荷率5min计算值运行电流/额定电流排气量5min流量计外装流量计采集排气压力5min空压机控制器排气温度5min空压机控制器冷却水入口压力5min压力表外接压力表采集机房环境温度5min温度计外接温度计采集第二类维保（更换耗材）时间参数下钻页面展示空滤器使用时间天空压机控制器油滤器使用时间天空压机控制器油分使用时间天空压机控制器润滑油使用时间天空压机控制器润滑脂使用时间天空压机控制器皮带使用时间天空压机控制器第三类设定参数和运行阈值下钻页面展示加载压力5min空压机控制器卸载压力5min空压机控制器目标压力5min空压机控制器报警压力 月空压机控制器报警温度月空压机控制器停机压力月空压机控制器停机温度月空压机控制器以上参数针对每一台空压机。（b）针对设备管理人员的监测参数 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注第一类设备组及设备状态参数一级页面展示设备状态月线下录入可编辑/修改设备完好率月计算值基于设备状态数据总报警次数天计算值基于控制器数据待处理报警次数天计算值基于控制器数据主机运行状态5min空压机控制器针对每台空压机加载率月计算值针对每台空压机负荷率5min计算值针对每台空压机排气量5min流量计针对每台空压机排气压力5min空压机控制器针对每台空压机排气温度5min空压机控制器针对每台空压机以上参数主要针对空压机设备组，同时可以下钻到每台空压机的数据。（c）设备台账管理电子化的企业空压机设备资产管理易于更新和保存，设备是否可用，运行状态等信息也清晰明了，提升企业的资产管理水平空压机设备台账管理示例画面4) 价值实现 设备配置一目了然，设备状态清晰明了，告别各类不完整，没更新，与现场实际情况不匹配的存档记录，是设备管理、更新、维护、淘汰、扩展的重要支撑资料 释放运维人力，改善运维人员工作环境和条件，提高工作效率，减少运维人员数量，降低人力成本2. 异常告警1) 现状及用户需求 预警信号就地显示，不便统计和分析，没人关注，数据价值无法体现 故障发生后，用气方投诉和通知才知道 空压机通常为自动运行，各类运行数据和各类告警信息均在各台空压机的本地控制器上； 通常为按厂家说明书建议保养周期的定期保养; 故障发生后的维护或维修，线下实施，纸质记录；由于缺乏必要的数据支撑，通常维保效果难以评价，维保记录信息也容易遗失; 通过APP等渠道及时收到预警和故障报警信息2) 服务内容提供预警和告警信号及时推送，包括：1）对运行人员的异常告警服务；2）对管理人员的异常告警服务；3) 数据需求（a）针对一线运行人员 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源判断依据备注第一类报警和故障参数一级页面展示主电机过载5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机风扇电机过载5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机主机排气温度高预警5min空压机控制器厂家内置于控制器（通常105-110）针对每台空压机主机排气压力高预警5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机主机排气温度高停机5min空压机控制器厂家内置于控制器（通常110-120）针对每台空压机主机排气压力高停机5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机空气滤清器堵塞5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机油气分离器堵塞 5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机油过滤器堵塞5min空压机控制器厂家内置于控制器针对每台空压机（b）针对设备管理人员 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注第一类报警和故障参数一级页面展示总报警次数天计算值基于控制器数据待处理报警次数天计算值基于控制器数据预警和故障比例5min计算值基于控制器数据报警类别比例5min计算值基于控制器数据各空压机报警次数排序5min计算值基于控制器数据4) 价值实现 故障告警、降低设备故障发生率，提高安全性，提高设备可用率，降低年度维保成本，设备全寿命周期成本最优，提高设备资产保值率 释放运维人力，改善运维人员工作环境和条件，提高工作效率，减少运维人员数量，降低人力成本3. 策略建议1) 现状及用户需求。2) 服务内容。3) 数据需求。4) 价值实现。4. 简单保养1) 现状及用户需求。2) 服务内容。3) 数据需求。4) 价值实现。5. 分析评价1) 现状及用户需求。2) 服务内容。3) 数据需求。4) 价值实现。(二) 经济运行1. 单机优化1.1 设备调试1) 现状及用户需求现状：单台设备完成现场就位安装后由设备厂家完成单机调试，调试目的为实现设备的功能，压缩空气参数达到合同要求。经过改造的机组会有不匹配的现象存在。客户需求：实现设备功能。2) 服务内容暂无服务。3) 数据需求暂无需求。4) 价值实现暂无。1.2 费效监控1) 现状及用户需求现状：现场缺少计量或只有单台电的计量，对单台空压机能效无法确定。空压机厂家不愿意提供准确的费效数据。现场使用手持式或移动式设备难以准确计量空气量，因而能效评价不准确。用户需求：有获知设备能效的需求，对使用多年的空压机希望得到继续使用是否经济。2) 服务内容A、空压机即时能效展示。B、空压机每小时、每天的能效展示。C、空压机能效水平评定和成本展示。3) 数据需求 参数类别展示建议参数上传时间间隔数据来源备注第一类单台设备数据一级界面空压机供气压力；每小时压缩空气成本；空压机能效评级；二级界面空压机瞬时供气量；空压机瞬时电功率；空压机供气压力；每小时压缩空气成本；空压机每小时耗电量；空压机每天耗电量；空压机能效评级；空压机名牌信息物联时线下录入可编辑/修改空压机供气流量5min流量计外接表计空压机电功率5min电能表外接表计空压机供气压力1min压力表外接表计空压机排气温度5min温度计外接表计空压机耗电量1小时计算值平台计算空压机平均电单耗天计算值平台计算空压机累计运行时间天计算值平台计算空压机空载累计时间天计算值平台计算当地即时电价/线下记录可编辑/修改压缩空气成本天计算值平台计算当地即时电价可由公开信息获得，与用户进行核对。4) 价值实现A、管理人员明确的知晓设备能效和运行成本。B、操作人员可随时获得设备状态。C、引导客户进行降费、节能。D、为经济评价提供数据支持。1.3 异常告警1) 现状及用户需求现状：空压机自有模块进行报警和停机，用户在发现压力低时再检查设备。具备就地系统可实时报警。用户需求：操作人员随时获知报警和停机信息。2) 服务内容A、实现移动终端即时报警。B、报警、停机分类分析和评价。3) 数据需求 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源判断依据备注第一类单台设备异常告警一级页面展示正常时显示正常；有报警时红色闪烁空气压缩机组输入比功率5min计算值不大于产品明示值的1.2倍基于空气流量和耗电量供气压力波动5min计算值0.05MPa;0.9 MPa基于供气压力压缩空气干燥器出口露点天露点温度计不高于产品明示值外接温度计压缩空气干燥器耗气率天流量计不高于产品明示值外接流量计排气温度5min温度计不高于100外接温度计冷干机/吸干机压降天压力表不高于产品明示值外接压力表设备空久天运行状态/供气流量不高于20min流量计。4) 价值实现A、操作人员随时获得报警信息，即时修正运行。B、报警分析判断空压机状态推送。1.4 远程控制1) 现状及用户需求现状：依赖空压机自带的控制系统，基本不进行优化。用户需求：避免空载运行，变频机避免长时间低频运转。2) 服务内容通过调整压力设定，减少空载时间。3) 数据需求。4) 价值实现减少空压机空载功耗。1.5 策略建议1) 现状及用户需求现状：基本无策略建议，少量大厂家线下服务包含少量运行策略建议。用户需求：无明显需求。2) 服务内容。3) 数据需求。4) 价值实现。1.6 分析评价1) 现状及用户需求现状：正常运行的空压机很少做分析评价，重点用能企业在实施能源审计时会进行相应的检测评价，相对简单。极少量超大规模空压机集群会有在线能效监控，具有分析评价功能。用户需求：没有明确需求。2) 服务内容。3) 数据需求。4) 价值实现。2. 多机群控2.1 设备调试1) 现状及用户需求现状：多数企业在设备安装结束后由厂家进行功能性调试，依靠压缩空气的压力自平衡性保证系统功能的实现；少数企业配备群控系统，会进行系统调试，取得更好的经济型和稳定性。用户需求：配备多台（三台及以上）空压机需要与实际生产情况更匹配的运行方式和设定参数。2) 服务内容诊断多台空压机的系统问题。提供压缩空气系统调试服务，确定系统运行最优参数和变工况运行方式。各台空压机不同设定压力建议。3) 数据需求 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注第一类系统级数据系统拓扑图；各空压机运行标识（运行为绿色，不运行为灰色）；母管压力；各空压机电功率；空压机数量物联时线下录入可编辑/修改各空压机铭牌信息物联时/发生改造时线下录入可编辑/修改主管网拓扑（路由，管径，管长）月线下录入可编辑/修改各空压机供气流量5min流量计外接表计各空压机供气压力1min压力表外接表计各空压机电功率5min电能表电表压缩空气母管露点温度5min露点温度计外接表计各主要用气环节流量5min流量计外接表计各主要用气环节压力5min压力表外接表计系统总供气量天计算值平台计算系统总耗电量天计算值平台计算空压机能效排序天计算值平台计算。4) 价值实现通过各台空压机和净化设备性能的数据分析，就空压机站内管道和各设备的连接关系确定各设备应承担的符合占比，调整各设备的运行区间和参数，使空压机站总气电比提升。2.2 费效监控1) 现状及用户需求现状：中小规模压缩空气站大多缺少流量计量，难以完成费效核算，建设有能源监控系统的能够完成费效核算，极少单位设置考核指标。用户需求：获知空压机站能效，更精确的控制能源成本2) 服务内容核算空压机站能效和压缩空气成本并展示。3) 数据需求 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注第一类系统级数据系统能效评级；系统平均电单耗（日/月）月度系统电费空压机数量物联时线下录入可编辑/修改各空压机铭牌信息物联时/发生改造时线下录入可编辑/修改空压站供气母管流量5min流量计外接表计空压站供气母管压力1min压力表外接表计压缩空气母管露点温度5min露点温度计外接表计空压机站总耗电量1小时计算值平台计算当地即时电价/线下记录可编辑/修改系统平均电单耗天计算值平台计算系统能耗费用天计算值平台计算系统综合输功效率天计算值平台计算系统能效评级天计算值平台计算。4) 价值实现为压缩空气能源成本降低提供量化数据。空压站费效监测示例画面2.3 异常告警1) 现状及用户需求现状：配备能源管理系统的企业会有月度的压缩空气能耗量、单耗的告警，通常作为能源成本的参考指标。用户需求：压缩空气能源成本占总成本的比例较高（5%以上）时，对能效告警有需求。绝大多数企业没有此告警的明确需求。2) 服务内容为企业提供（每日/每月）压缩空气能效告警。3) 数据需求 参数类别展示建议参数查看时间间隔数据来源备注1系统级数据能耗超过标准告警单耗同比增长超过10%告警空压站供气母管流量5min流量计外接表计空压机站总耗电量1小时计算值平台计算系统平均电单耗天计算值平台计算系统综合输功效率天计算值平台计算系统能效评级天计算值平台计算标准按照GB 19153-2003容积式空气压缩机能效限定值及节能评价值。4) 价值实现为控制压缩空气成本高报警，促进用户积极改进。2.4 远程控制（边缘侧控制）1) 现状及用户需求现状：空压机站就地控制系统可实现远距离启停空压机，未获知在线云端监控实现远程控制空压机。中小规模空压站主要依靠就地控制，远程控制基本处于空白状态。用户需求：实现多台空压机的随时启停和参数调整2) 服务内容不同负荷条件下，多台机组的轮换、投切、负荷承担分配以及压力匹配控制；变频机组和工频机组的匹配运行控制；空压机和附属设备的匹配控制。3) 数据需求参数类别参数查看时间间隔数据来源控制逻辑基础参数空压机功率，容量，比功率-固有参数空压机是否变频-固有参数空压机工作压力范围-固有参数空压机通讯接口类型，协议-固有参数用气时间，用气负荷曲线天用户提供/关键生产设备参数判断生产计划，安排天用户提供/关键生产设备参数判断空压机排气压力，流量，耗电量5min设备运行监测参数/费效监测参数各用气点压力，流量5min费效监测参数。4) 价值实现在预定的单一压力带上调节系统压力，使系统整体处在最经济工况。2.5 策略建议1) 现状及用户需求现状：设计院和设备厂家拟定运行策略，企业用户遵照执行，运行过程会有厂家或第三方服务商的策略建议。第三方服务商为企业所在地的专业服务商，提供线下的技术支持和维保服务，覆盖率较高。用户需求：新建或改造前需求明显，有明确的最优经济目的。2) 服务内容通过长时间的数据积累，提供压缩空气系统的评价和优化策略。市场中空压机、干燥设备、净化设备等的优选组合。3) 数据需求设备调试与费效监控的数据输出。空压新技术和空压设备信息数据库。4) 价值实现定期更新空压新技术和空压设备信息数据库。专业和全面的方案推介，增高用户、生态伙伴、数能之间的信任度。2.6 分析评价1) 现状及用户需求现状：现场缺乏即时的系统的评价工具和必要条件，可执行一次性的评价，准确度往往不高。用户需求：获知现有系统