我国企业的设备节能从某种意义上讲,多以设备的技术改造为主,往往忽略了管理的作用。其实,设备节能亟待走向管理节能,而设备管理者则成为提高节能成效的决定性因素。应用基于大数据的可视化技术对用能设备的能耗进行系统深入地分析,准确地找出设备耗能的问题点,从而有效地对设备能耗进行运行改善、合理配置,是完善管理节能的重要技术手段。
在北京市琉璃河水泥有限公司,许多设备都配有小巧精密的仪器,通过这些仪器对设备相关数据进行采集、归纳,可以得出精准的设备能耗分析结果,从而找到设备能耗异常的原因,有针对性地对设备进行检修维护。由此,通过仅仅1年的时间,北京市琉璃河水泥有限公司过亿元的年用电费用就减少了1000余万元。2013年6月,北京市琉璃河水泥有限公司能源管理中心项目也因此荣获北京市发改委节能减排教育示范基地称号。
北京市琉璃河水泥有限公司使用的这些仪器,就是在我国信息产业不断发展的潮流下应运而生的可视化节能装置。这个可视化节能项目由北京可视化节能科技股份有限公司组织实施。
北京可视化节能科技股份有限公司(简称“可视化公司”),作为国家发改委评定备案的合同能源管理服务公司,其可视化能源管理系统在能源精细化管理及节约能源方面,自有其独到之处,拥有着国家鼓励优先发展的节能技术。
可视化(Visualization)在我国尚属未被广泛普及的概念。它是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。而从事可视化节能专项技术研究,在我国更是凤毛麟角。
“我们公司就是要做中国可视化节能的NO.1。”作为北京可视化节能科技股份有限公司董事长、总经理,拥有法学、环保双学士学位的80后女企业家——高维嘉对自己公司的前景充满自信,“我在日本留学期间,受大学教授和节能专家发起成立的NPO法人《环境保护网络》组织的影响,对节能环保事业有了深刻的认识和感情,当时就立志要把中国节能环保事业当做自己终生的事业,决心要把国际先进水平的节能技术带回国,为我国的节能事业服务。自2010年5月公司成立,引进可视化节能技术至今,短短5年,不仅出色地完成了这一先进技术的本土化进程,而且完成了国内用能企业从认识可视化节能技术、认同可视化节能理念,到认可可视化公司的过程。现在的可视化公司,已经成为国内可视化节能领域的领军企业”。
据可视化公司创始人之一,公司元老刘前光副总经理介绍,以往的企业节能,一般以设备节能为主,这种节能方法多以围绕某个或某些设备进行节能改造为主要手段,如针对高能耗设备安装节能装置节能,包括发展大容量工业锅炉,提升热效率;对风机、水泵进行变频器控制,增加效率;使用高效电机等。设备节能实施起来效果显著,但这种节能方式仅仅是浅层次节能,略显粗放,做不到彻底节能,更做不到精细化和可持续节能,效果不够理想。
“我国企业的设备节能从某种意义上讲,仍以设备的技术改造为主,往往忽略了管理的功能,其实,设备节能亟待走向管理节能,而设备管理者是提高节能成效的决定性因素。”刘前光说,现今国内的所谓可视化管理,其目的是为了了解国内用能企业能耗总体水平及其用能总量增减趋势,是数据统计的可视化,而可视化公司的可视化节能管理,除总量统计之外,重点是进行能耗数据的分析,旨在查找能源浪费点,使设备合理用能趋于最佳。应用基于大数据的可视化管理对设备能耗进行系统分析,准确地找到设备耗能的问题点,进行运行改善,有效地完善生产工艺,加强设备的操作管理,通过循环验证,达到精细化节能的目的,从而做到管理节能。
一,能源战略,首重节约
2014年11月,国务院办公厅发布《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,提出了坚持“节约、清洁、安全”的能源战略方针。这篇近万字、规划时间跨度6年的行动计划将“节约优先战略”列在四大重点实施战略的首要位置,提出把节约优先贯穿于经济社会及能源发展的全过程,集约高效开发能源,科学合理使用能源,大力提高能源效率,加快调整和优化经济结构,推进重点领域和关键环节节能,合理控制能源消费总量,以较少的能源消费支撑经济社会较快发展。行动计划明确指出,到2020年,一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,煤炭消费总量控制在42亿吨左右。
“这是既务实,又必须实现的目标。”中国工业经济联合会会长李毅中指出,我国能源消费占全球总量的21.5%,创造了全球GDP的12.3%,但单位GDP能耗非常高。按照到2020年不超过48亿吨标准煤的目标,今后几年必须把一次能源消耗总量的年增幅控制在3.5%以下。
二,设备节能,立竿见影
中国能源开发和利用技术已具备一定的基础,并形成相当规模的产业,设备节能技术手段繁多,时至今日,各种节能理念、节能方法、节能系统日渐完善,可谓八仙过海,各显神通,一旦实施,有立竿见影之效。仅以空调节能为例,蓄冷技术、大温差技术、变频技术、热回收技术、自然冷源利用技术、新风系统热回收技术等,不一而足。
蓄冷技术:中央空调系统的冷水机组,在低谷电时段蓄水或冰,其他时段根据负荷需求由蓄冷系统供冷,实现用电的移峰填谷,为用户节省运行费用。
大温差技术:在中央空调冷水机组的正常工作范围内,当输出冷量不变和室外环境满足冷却塔散热条件时,冷冻水和冷却水系统采用大温差小流量更加节能。
变频技术:当中央空调的冷机系统“大马拉小车”或冷负荷需求波动时,冷冻水和冷却水循环泵采用自动变频调速控制,实现节能运行。
热回收技术:当同时有供热和制冷需求时,采用带有热回收功能的制冷机组,实现节能。
自然冷源利用技术:当全年都有用冷需求时,空调系统应考虑当环境温度较低时,直接利用自然冷源供冷,实现节能。
新风系统热回收技术:当具备安装条件时,均应采用新风热回收机组,通过排出的低温废气和进入的新鲜空气做热交换,实现节能。
如此众多的技术,该如何选择,如何应用?
这并不是一件简单的加减法,而是一道严谨的方程式,需要以大量监测数据为依据,运用科学的分析方法,进行精细的管理规划,才能成功解答。
三,科学管理,对症下药
据高维嘉介绍,目前,国内大多数用能企业在能源管理方面重视不够,缺乏先进有效的技术和管理意识。主要存在以下问题一是设备运行管理方面存在设备、系统设计余量大、设备匹配不合理、不系统,设备效率低且老化、缺乏负载追踪等控制方法等问题。
二是能源统计方面存在基础信息不准确、不全面,分类、分项、分级监测计量体系不完善,欠缺可用于能源管理的连续性历史数据等问题。
三是能源数据分析方面存在传统数据汇总工作复杂、庞大,而且极易出错,对海量数据进行分析更困难、企业数据资源尚未充分利用等问题。
四是企业管理方面能源管理粗放,对控制系统的理解与应用存在局限性,企业管理人员水平参差不齐,节能措施不到位,主动探索节能的意识不强等问题。
高维嘉说:“传统的能源管理略显粗放,设备节能手段大都缺乏长远规划,很多节能项目开始时效果显著,但时间一久,因项目执行者(多为设备管理者、设备维护和操作员工)缺少直观上的清晰认知,对节能的关注度逐渐降低,自律性下降,虎头蛇尾,执行不力、后劲不足的现象并不鲜见。”
相对于传统的设备节能,现代节能则是更为系统化的节能,能够对用能设备零负荷、半负荷、满负荷、超负荷等多种工况下的能耗进行系统的管理,将管理节能与设备节能有机的结合起来,将能源管理从粗放式向精细化转变。特别是导入可视化节能体系后,从很大程度上避免了传统设备节能方式后劲不足的弊端。