[精品]能源计量系统应用研究

1、能源计量系统应用研究【摘要】本文系统介绍了能源计量系统定义、组成、作用以及建立的意义。尤其针対二级能源计量系统 在企业内的应用方式进行了论述。根据能源计量系统记录的数据，探讨了以月为单位的综合能耗、单位能耗 与产量的关系，利用origin的拟合功能拟合计算出产量与能耗间的经验公式。此外，作者还分析了以ii为单 位的耗电量与生产时间、综合能耗与产量和制冷能耗与温度z间的关系。【关键词】能源计量系统，综合能耗，单位能耗，"igin拟合引言能源计量是企业节能工作的棊础，依靠准确的能源数据可以更好的开展能源消费统计以及能源利 丿ij状况分析，为能源管理和节能工作提供可靠、准确的指导方向。传统

2、的能源计量方式采用人工抄表 统计的方式，耗费人量的人力和吋间，数据的准确性也很难保证。随着科学技术的不断进步，尤其是 各学科z间的交叉应用，现代的能源计量系统也应运而生。依靠能源计虽系统可以及时掌握大虽能源 数据，如何利用这些数据对企业能源利用状况进行分析是能源管理的重要课题之一。图1能源计最系统简图2.能源计量系统概述2.1能源计量系统定义将企业的能源消耗如：电、水、气（汽）的使用过程数据，进行监测、记录、分析、指导的集成 系统。2.2能源计量系统作用采川现代通信、计算机、白动控制等技术实现实时监控金业各种能源的详细使用情况，并按照h、 刀、年口动生成数据报表，为节能降耗提供直观的科学的依据

3、。通过数据分析，可以帮助企业对每个车间、每条生产线、每个工作班组以及主要耗能设备的各项能源进行实吋考核，在杜绝浪费的同时并 可以帮助企业进一步优化工艺，以降低单位能耗成本，提高金业综合竟争力。2.3能源计量系统的组成系统组成（图1）：由服务器主机，系统终端管理软件，通讯网络，无线传输部分，有线传输部分 和各计量点（流量计、液位计、温度、电表）等部分组成。2.4能源计量系统的意义面对能源紧缺时代的fi益逼近，树立精打细算的用能观念已成为企业的当务之急。能源计量是节 能的“眼睛”，科学运用能源计量系统记录的能源数据，为节能减排工作的开展提供保障。3二级能源计量系统应用二级能源计量系统由各车间入口处

4、的各能源计最器具组成，实现以车间为单位对各项能源进行监 测、记录的功能。根据二级能源计最系统记录的数据可实现企业能源口报、月报、年报的功能，但是单纯的堆积大 量的数据対车间进行数据的口分析、月分析以及年分析是非常不方便的，所以应将能源数据和影响能 源使用的各因素如产量、温湿度、设备运行情况等综合后，才能得到正确的结论从而进行有效改善。3.1能源月报依据各车间各类能源的消耗最，以月为单位进行统计，按科级、部级、厂级分别汇总，对数据进 行二次加工，计算能耗、水耗以及原单位能耗水耗，结合冃标以及往年同期水平绘图，使达成状况、 增减趋势等一冃了然。（图2）<:- 一 - - 一 - 亠*-亠亠二

5、去水（也）叭o)!<9q(9)10.00k co103(0)mowji co4.w0x0)2 «012.008刀9“inbii图2能源刀报o.co3.1.1综合能耗与产量的关系在去除掉采暖用高温水、制冷用蒸汽z后，分析近三年的能源数据，以综合能耗对产量作图（图 3）,可以得出综合能耗与产量成正比。用一次函数模型拟合后，可得经验公式y=1.32*x+23389。此一 次函数的常数项可推定为生产线无负荷运行的耗能。gj60000 -综合能耗 拟合曲线50000 -40000 -30000 -20000 -10000-data: datal_fmodel: y=a*x+bweight

6、ing:y no weightingchia2/dof ra210234523.66 0.82315parameter value error a1.310lb23389.17 2095.450- 05000100001500020000产量2500030000 台图3产量与综合能耗的拟合曲线3.1.2单位能耗与产量的关系单位能耗等于综合能耗与对应产量的比值，推定单位能耗与产量成反比关系。对单位能耗数据按 y=a+b/x模型进行模拟（图4）,得到经验公式y=22375/x+1.38o取理论产量最大值28800台/月，可得 理论最低能耗2.16gj/台。山此可知随着产量的不断增加单位能耗卞降显著

7、，随着产量接近极限，单位 能耗卜降的趋势变缓，即当前牛产设备的能力己经发挥到极限，降低单位能耗应向牛产工艺变革等寻 找方向。6 gj/台单台能耗拟合曲线data: dalalmodel: uscr3weighting: y no weightingchh2/dof = 0.04976ra2 = 0.88409a1.38067±0.10658b22374.92966 ± 1531.03754一1 _|,j,j,j,j,j,）台050001000015000200002500030000产量图4产量与单台能耗的拟合曲线32能源日报以月为单位累计能源数据，虽然可以综合产量、温度等

8、因素进行分析评价，但对于fi常管理以及 节能方案的效果评价显然不能满足。现代能源计量系统可以每h 24小时不间断的监控能源数据，并可 自动生成数据li报，如果充分利用此数据制作能源口报（图5）,可达到对能源的更精细化管理。24小时耗电图24小时耗水图08 9 10 ii 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7图5能源h报我公司为双班生产，白班生产时间为&30-17:15,夜班生产时间为21:00-05:45,因此将系统的日 结算时间由默认的00:00改为8:00,可以依据生产设备运行时间对应能耗数据。二级能源计量系统以年间

9、为单位计量能源，故此能源日报也按车间为单位生成。能源计量系统按 能源种类生成数据li报，因此需要将数据li报按部门分类。固定数据li报的格式后，excel的链接功 能可以口动读取设定冃标单元格的数据。3.2.1耗电量与生产时间的关系kwh24小时耗电图6000 |和 llllllkllllllllh8 9 10 h 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7图6涂装车间某日24小时耗电图图7焊装车间魔某日24小时耗电图根据各能源24小时的用量可生成相应的图表用于日常的分析和管理。根据年间的工艺不同，生产 吋段和非牛产吋段的耗能比例各不

10、相同，例如涂装车间工艺的要求，大部分设备不能关闭或进入待机 低耗的状态，如电泳槽为保持电泳漆的性状需全年开启，喷漆间为保持一定的温度和湿度，调温和调 湿设备在非生产时段也许开启，因此24小时耗能图（图6）生产与非生产时段起伏变化不人。相反的, 装焊车间采用电流熔接的牛:产工艺，生产时段和非生产时段的耗能变化明显，即便是在午间休息时间, 耗电的变化也十分明显（图7）。322综合能耗与产量的关系将各项能源的单位统一成gj后，可以核算每日的综合能耗以及单台能耗，生成逐日累计的月报, 既町以反映出每口综合能耗z间的变化，同时町以掌握单台耗能与冃标值z间的变化关系。另外，综 合能耗和单台能耗与产量z间有

11、直接关系，因此应将每日的产量与前两项数据对应起来进行分析。图8总装车间7月份li消耗累积图图9涂装车间7月份口消耗累积图以7月份总装忘间（图8）和涂装车间（图9）的能源tl消耗图表为例，由于总装车间的耗能主要 由传送链搬运产生，因此总装车间的综合能耗与产最变化趋势一致，而单位能耗的变化不人。而涂装 车间的耗能由川电设备运转耗电，渙化锂空调调温耗蒸汽，干燥炉和脱臭炉燃烧耗犬然气纽成，所以 影响综合能耗的因素不单单要考虑产量变化而几还应考虑外界温度的影响，因此，在部分时间段内虽 然产量稳定但综合能耗和单台能耗也出现了上下波动。3.2.3制冷耗能与温度的关系车间内的厂房釆用渙化锂空调进行制冷，冷冻机

12、由蒸汽作为动力运转，集屮由设备课供应，因此 应厂房温度调节产生的能耗与外界温度进行对应。图10第二设备课7刀份口消耗累积图图11第三设备课7刀份口消耗累积图以7月份第二设备课（图10）和第三设备课（图11）的综合能耗图表为例，可以明显看到综合能 耗与温度变化是基本一致的，这与能量传递的原理是符合的，即车间的空i'可恒定，外界温度越高，与 h标温度的温差越大，所以换热需要的热虽就越大，而核算单台耗能对用能合理性的权重就降低了。 另外，夏季空气的湿度变化较大，而空气的比热容随空气湿度的增大而增大，因此还应考虑湿度对综 合能耗的影响，但目前空气的比热容和湿度之间的确切换算公式还不明确，因此暂未考虑湿度因索。4.结束语冃前基于二级计量系统的数据可以实现为各车间设定能耗f1