深度挖掘节能潜力

作者:Tobias Ruta 文章来源:Endress+Hauser公司 发布时间:2012-08-20

在日益激烈的全球化竞争中,产品的差异越来越小,因此,要想在竞争中崭露头角就必须最大程度地挖掘生产过程中的节能潜力。Endress+Hauser公司研发的节能方案能够帮助用户实现日常的节能。

Endress+Hauser公司以其丰富的产品组合为蒸汽、压缩空气、供热、制冷、天然气和石油工业领域中的企业提供了多种多样的工业化检测技术方案。50多年以来,他们一直把能源领域中的企业作为自己的用户,为他们提供检测技术设备和服务。他们利用自动记录仪和数据记录仪把检测到的数据进一步处理、实现数据的可视化。利用能源监控软件可以使能源监控的数据更加透明地展示出来,并作进一步分析。Endress+Hauser公司的系统解决方案填补了产品品种中的空白,为用户提供符合要求的关键性解决方案。

在他们提供的检测技术方案中并不是只对节能系统进行一次性的改进就万事大吉,他们提供的是持续性降低能源消耗的解决方案,该解决方案包括多层次、持续性的节能改造。Endress+Hauser公司开发的是性能可靠的节能方案共有5个步骤:

能源效率分析;

优化改进;

状态汇总;

状态保持;

过程优化。

能源效率分析

为了有效地降低能源费用,首先对整个能源利用情况有一个全面的了解是非常重要的,因为不清楚什么地方会产生能源费用,就无法避免能源浪费用。通过结构化的能源利用效率分析可以掌握所有的基本数据。这一分析主要掌握了能源需求、热能生产、电力、照明、压缩空气、通风/空调制冷、技术气体和受控的卸载可能性等。在说明报告中,咨询专家对所有涉及能源的问题进行了评判,并按照结构化的方式清楚地表示。在这一分析过程中,节能改造投资回收期的估算是一个重点,相关的技改措施都按照这一重点分出轻重缓急予以处理。

在能源利用效率分析的基础上,人们观察到能源利用方面的常见问题有7个。在节能潜力分析过程中,能够准确地测定出能够很快收回节能投资的压缩空气和制冷的节能潜力。在考察时,整个能源消耗系统在以生产有关的计划为基础之上进行整体的分析,包括从能源的生产和分配,利用技术性和经济性。在完成能源利用分析之后,Endress+Hauser公司不会将节能技术改造移交其他公司完成,而是以总承包商的身份承担落实所有节能技术改造措施的责任,并能保证节能潜力都得到挖掘。在准备实施节能技术改造之前,他们首先会进行详细的分析,设计出能够达到目标的理论方案。

在进行节能潜力分析时,除了考虑通过设备的现代化技术改造和技术优化实现节能之外,减免税负也是技术咨询服务中的一个重要组成部分。

从2011年11月份以后许多企业就能够通过DIN EN 16001标准认证,从而把可再生能源附加费推迟到2013年开始上缴。Endress+Hauser公司负责对需要认证的用户企业的当前状况进行评审,并帮助他们克服存在的不足,制定出工作注意事项和操作程序以及有着轻重缓急之分的节能措施目录,计算投资回收期,并一直为用户提供这样的服务,直到用户通过能源管理系统的认证。

从实际的应用中得出,在能源利用效率分析中,压缩空气的节能在整个能源系统的节能中占有至关重要的地位。

在压缩控制领域中,最大的节能潜力在确定和排除压缩空气的泄漏点。压缩空气管道密封不严一方面影响生产设备的正常功能和安全可靠性;另一方面,浪费了大量的资金和能源。E+H的技术服务人员具有应用于压缩空气中的用仪器仪表的专业知识和技能,包括快速接头、过滤器、气缸、压缩空气调节阀、截止阀和放气阀等,保证了压缩空气管道在尽可能长的时间里不出现泄漏的情况。

能源的现场考察

要想节约能源,就必须首先知道这些能源都用来干什么了。利用能源检查点布局图进行的现场调查能够为用户提供更高的透明度。检测仪器的价格和检测精度是确定是否需要设置一个检查点最重要的依据和标准。为了长期稳定、可靠地在监控系统中汇集所有的检测数据,必须在设计能源检查点时尽量考虑所有因素。其中包括检测仪器的流入段、动态性能、流量比、流动情况、温度和比重等,这些因素都会影响检测的精度。

能源检测的数据是能源设备现代化技术改造投资决策的重要基础。专家与负责技术工作的技术人员一致认为能源状况考察应深入到仪器仪表。

在现场调查的框架内,同时记录了现有的系统结构,这样就可以在现有的控制系统、调节仪器和数据转换器的基础上制定出一套简洁的自动化方案。Endress+Hauser公司会对生产控制系统、生产数据采集系统和企业网络基础设施等现有系统的接口进行检查。在完成了现场验收之后,随即开始准备、描述和设置能源检查点,开发一套符合实际生产的自动化能源数据采集和传送解决方案。

长期投资

由于能源数据采集系统是一项长期的投资项目,因此用户应注意供应商的经济实力,且避免技术上的依赖性。最好是采用标准化的通信技术以及统一的结构尺寸和可靠的功能。

现有生产数据采集系统在技术上的集成以及中期的资源计划系统的投资应是开放式系统的投资,例如SAP的 ERP(企业资源计划)系统。在用户提出的众多要求中,最重要的要求是在成本费用预算中按照产品把能源需求进行分类。这样,在现有生产数据的采集中按能源检查点把产品、能源需求量都统计起来显得非常重要。同时选择安全可靠的数据传输方式保证检测数据完整、无误地传输到位。利用这一系统可以更清楚能源消耗与设备运行方式之间的关系。在可视化系统中,不仅需要能够显示出主要设备,而且需要能够显示控制阀的状态、报警提示、开关控制和管道图。

把生产数据采集系统与能源数据采集系统结合在一起之后,企业负责人、监管人员、生产负责人或者设备维修人员可以从中获取所需的设备运行特征指标和报告,及早识别设备运行的变化趋势。

根据采集到的数据,可以表示出价值增值链的每一个环节上的能源消耗情况,从而确定价值增值链每一环节所支付的能源费用。通过生产费用的透明化可以与市场竞争中其他供应商进行比较,或者与公司其他生产基地进行比较。

无论操作者是否使用能源数据采集系统,这一系统都具有易于操作使用的特性,并具有长期的意义和作用。企业自己的职工利用这一系统能够完成能源基础设施的调整,能够更方便地完成系统性能的改进,从而避免支付高额的技术服务费。

检测值的分辨率和速度取决于实际应用。在某些生产过程中,需要很快的检测速度,这一系统的检测速度可以达到秒(或者更快),能够连续地采集生产过程的数据,15min的检测数据就能提供足够的信息。数据密度越大,分析的结果就越详细。但很高的检测值分辨率不一定能够带来很大的节能潜力。

能源数据采集系统好坏的一个重要评判标准是自动化编写检测报告的性能,系统是否能够自动地按照设置的格式编写能源数据的检测报告并发送给相关人员。在能源检测报告中除了需要写明能源费用点、仪表读数、能源消耗、流量和特性参数之外还需要表示出可变期间。同时还应该能够自动地(每天、每周、每月)发送编写好的能源检测报告。能源应用的检测报告还需要提供确定采暖期内建筑物采暖需求的温度比值与相对湿度之间的相互关系以及生产能力与设备负荷率之间的相互关系等附加信息。

项目管理

由于计数器的安装以及能源数据采集系统的布线连接是一个工作量很大的工程,因此系统常常需要对安装工程给予大力的帮助和支持。连接的接口越多,存在的故障源也就越多,因此供应商能够独立完成所有的安装工程,实现“交钥匙”工程是最理想的。为避免出现根本性的故障,能源检测系统的检测物理参数的设计都是以检测仪生产厂家规定的数据、要求为基础。通信信号应是脉冲式的4~20mA电流信号,系统可以兼容Profibus现场总线、Foundation Fieldbus现场总线、Modbus现场总线、浮动触点或者其他通信标准协议。现有的调节控制仪器设备、生产数据采集系统和数据库的数据都应与数据技术服务商(例如OPC服务商)一起纳入到能源数据采集系统之中。最后,将软件与企业的生产过程进行匹配并安装,进行人员培训,编写整个项目的施工报告。

保证良好的运行状态

DIN EN 16001标准附录A5.1对能源检测系统的计量检定做出了规定,即企业必须规划好能源消耗和能源影响因素的检测和监控工作。规定的具体内容包括:

a:如何对重要的能源消耗和影响因素进行检测和显示;

b:监控的范围,包括检测周期、计量检定和检测仪器设备的维护保养。

在以德语为官方语言的DACH国家和地区,Endress+Hauser公司能够按照ISO/IEC 17025标准的规定和要求完成能源检测仪器设备的计量检定。这样,尤其是中小型企业就可以省去建立自己的检测实验室和实验室仪器设备委托计量检定机构评审鉴定的费用了。SCS计量检定的检测误差为0.3%,这足以保证产品质量的可靠性,把认证评审的工作量降低到最小程度,提高生产设备的利用率。设备所有的计量检定结果都应按照国际、国内标准具有可追朔性。现场计量检定保证了检测误差在允许的计算总偏差范围内,保证了生产产品达到规定的质量指标。较高的人员培训水平保证了计量检定的结果的准确性。计量检定工作团队中的所有职工都是接受过特殊培训的专业人员,掌握了计量检定领域中所需的专业知识和技能。这些专业人员保证了能源检测仪器仪表计量检定的顺利进行。计量检定技术人员在鉴定结果评判和出具鉴定证书方面的技能都是绝对专业的。全球统一的计量检定参数和计量检定操作方法保证了世界各地的计量检定质量,并保证整个过程与操作者的人为因素无关。从而也减少了检查内部设备时的成本费用。出具证明的评审结果也无需计量检定机构进行复查,这也能够节约相当可观的一笔技术服务费用。同时,出具的认证证明也是连续性改进提高的标志。

生产设备的运行应稳定可靠,保证设备稳定可靠的运行必须做到三点,即符合目的要求的设计,拥有技术水平良好的装备和有条不紊的维护保养。因此,知识是提高企业生产能力和竞争力的一个关键因素。

产品寿命周期管理

Endress+Hauser公司开发的W@M寿命周期管理系统能够提供最新且完整的设备状况信息。了解全面的技术装备知识有助于制定出最优的设备维护保养计划。

在实际生产中,每一台设备都会创建大量的技术文件。而一套流程工艺生产设备往往有上百家不同生产厂生产的产品部件,如果这些部件都要建立维护保养记录,那么就会产生几个文件夹的资料。再加上不同的电子格式文件,例如CD光盘及DVD光盘的资料,当然还包括设备使用不同语言的资料。这样,要想简单的、及时的得到所需质量的文件资料不是一件容易的事情。

在设备到货时,用户常常只能收到纸质的文件和资料,然后花较长的时间上网查找,或者扫描一套电子版的资料。但是,很多生产厂家的网站没有技术文件和数据库,尤其是没有提供材料质量检验的数据库和CE安全认证资料的数据库。有的生产厂家甚至认为设备技术资料是可有可无的东西。因此,有关法律法规(例如机床设备制造规范)对此做出了明确的规定。

最负责任的做法是将所有的技术文件和资料都按照产品的序列号分类存放。Endress+Hauser公司十几年来一直按照这种方法工作。把所有的仪器设备的相关信息在中央数据库中建立了一个基本的数据集。这一数据库除了记录带有技术特征信息以外,例如带有订货代码、序列号、检测点标记和生产日期,还记录一些商业信息(订货号和合同号)以及检测仪器电子格式的使用手册等文件。每一个文件都是PDF格式,可供用户下载。其他与该仪器设备有关的信息还包括配件明细表,产品可用性证明资料以及整个使用寿命周期内的维护保养日志等。

展望未来

全球气候的恶化和能源枯竭已经成为了一个亟待解决的问题。目前,Endress+Hauser公司提供给用户的产品能够帮助他们完成生产过程的优化,贯彻落实节约能源的措施。

新的可再生能源法怎么说?

自2011年7月颁布了新的可再生能源法之后,企业用电的门槛从10GWh/a降低到了1GWh/a,这也就减免了许多企业的可再生能源附加费。将来,可再生能源附加费的额度将要分类并分级。而在没有执行生态管理和审核规则(EMAS)认证之前,免缴可再生能源附加费的前提是通过DIN EN 16001标准的认证评审。自2013年之后ISO 14001标准的认证将不再有效。

系统地提供节能技术咨询服务

2011年7月1日,Endress+Hauser公司兼并了节能系统规划的技术咨询公司——Systemplan。这家1998年由Michael Hager先生成立的企业在能源生产、分配和利用方面有着丰富的经验。Systemplan公司在压缩空气、制冷、流程热能、照明、驱动技术、通风排气和受控卸载领域中有着多年的经验。该公司共有25名职工,在节能技术领域中,Systemplan公司有很高的声望。Systemplan公司也是德国政府推动的E-Energy研发项目的成员企业,并在研发项目中负责方案试点和实施的任务。

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