以提升能源绩效和绿色发展为目标的智慧能源管理研究

2022-03-12李海龙王志军

中国设备工程 2022年5期

李海龙，王志军

（中车齐齐哈尔车辆有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161002）

1 通过“精挖”能源管控平台，实施智慧能源管理

中车齐齐哈尔车辆有限公司于2017年开始建设能源管控及关键设备智能监控平台，2019年开始正式应用，本系统利用lora无线网络传输技术，实时采集风、水、电、气、热、温度、压力等仪表及传感器数据，上传至服务器存储和显示，主要功能包含：实时数据采集、用量统计、能效分析、智能报表、异常报警、设备管理、系统配置等。实现了对工艺纪律执行的监视，对设备运行状态的感知，对工序能源成本的统计，对能耗指标的监控，实现了具有数字化、网络化、智能化功能的先进管控平台。

1.1 “精挖”实时数据采集，转变现场监察管理模式

通过实时数据采集功能综合监控电流、电压、流量、温度、压力等能源介质参数，实现设备的运行状态可视化，帮助管理者远程掌握设备工作时长、停机时长、工件加工节拍、是否超限运行、工件单耗、管网泄漏等数据信息。管理模式由人员现场监察或现场采集转变到系统自动采集、显示、统计，堵塞了管理漏洞，提高了工作效率和准确性。

（1）在管损治理方面：2019年9月，管理人员在进行冷水数据查看、对比时发现，夜间最低流量处于40~50t/h，经过与历史用量进行比对，判断公司冷水外网可能存在泄漏情况，指示维修单位立刻进行排查，经排查，发现并处理漏点14处，最终最低流量降至10t/h。2019年较2018年减少用水量40万t，减少用水成本228万元。具体见图1。

（2）在运行控制方面：2019年11月，管理人员发现锻造分厂多台燃气加热炉每日早5时准时开启，经调研后发现，锻造分厂值班人员早5时将其当日需要生产的燃气加热炉进行集中点炉升温，早8时操作者进行生产操作，经与锻造分厂协调，修订了作业指导书，点炉升温工作由当班操作者进行，加热炉预热时间减少1h左右。具体见图2。

图1 冷水管损历史曲线对比

图2 燃气加热炉燃气流量曲线图

（3）在工序主辅机协同运行方面：2019年10月，管理人员发现铸钢分厂冶炼电弧炉停止运行后，除尘器多开启2h（450kW/h），循环水多开启18h(126kW/h)。经过与铸钢分厂沟通，修订了规定，明确了除尘器、循环水的开启、停止时间，并定期进行检查。具体见图3。

图3 冶炼电弧炉、循环水、除尘器电流曲线对比图

应用现代网络信息技术改变节能减排的工作方式，拓展节能减排工作的内容，使能源管理为企业降本增效、清洁安全生产提供支持。

1.2 “精挖”指标精细管理，建立能源成本核算模式

齐车公司拓展能源信息化系统深度应用。扩大能源量化指标管理体系纵深，推进能源消耗指标分级分项管理，全面开展分厂级能源量化指标管理，制定公司级量化指标26项，分厂级量化指标76项，指标范围覆盖冶炼、热处理、锻造、喷漆烘干等所有重点工序及关键耗能配件产品。依托能源计量监控网络、单耗统计模型及单耗统计计算标准，对货车制造全过程能耗进行精准核算，实现了中车集团内首家涵盖全车型的“一车一成本”产品制造过程能耗精准核算。

1.3 “精挖”多维能效分析，建立过程能耗分析系统

能源管控平台的能效分析系统具有“工艺平面显示+曲线多轴对比+能效报表”的多维智能分析功能，涵盖了供电、供热、供风系统，锻造、铸造、喷涂工序等重点耗能工序。通过三维模型分析对比，可快速的查找出影响能源绩效的相关变量，策划能源绩效改进办法，制定整改方案并进行实施。能效分析功能首先将工序运行的工艺、设备、能源参数显示在工艺平面图中（具体见图4），在图中可系统、准确的看到整个冶炼工序中各设备的运行情况，从图中可看出在此时间段冶炼系统未工作，但循环水系统在运行，循环水温度为41℃，说明正在对冶炼电弧炉降温。点击进入多轴对比页面查看进一步分析（具体见图5），通过多轴对比曲线可看出当日凌晨4点23分电炉停止运行，距离停炉未超出12h，运行正常。在曲线中也可看出除尘器也在30min内随主机停止运行，证明铸钢分厂按照作业指导书进行了冶炼操作。再进入能效报表界面，在报表中查看7-155炉钢水耗电指标高达731Kwh/t，远高于其他炉次，经多轴对比曲线分析，现场设备可能出现故障，立刻通知设备部门至现场监察，经查证，当日20t电弧炉只冶炼1炉，原因为变压器故障造成停炉。

图4 铸钢冶炼系统工艺平面图

图5 冶炼工序多轴对比曲线图

1.4 “精挖”智能报表开发，建立智能能源报表系统

报表系统在能源管理过程起着不可或缺的作用，随着能源的深入管理，数据的基础作用更加显著，精准数据的支撑是开展能源管理工作的基础。指标对数据的需求、报表对数据的需求导致需要统计的数据量庞大而繁杂，所以在建设能源管理平台时智能报表的开发严重影响着一个公司的能源数据统计效率和能源管理精度。公司在开发报表时经过多次优化，以“实时数据”为基准形成一级计量报表，以“自动分配”为原则形成二级能源分配表，以“自动提取”为手段形成各类三级统计台账。

2 通过“精雕”体制机制建设，助推智慧能源管理

2.1 “精雕”组织机构设置，配置专业管理人员

为了统筹策划能源管理工作，取消节能组，组建能源管理办公室，由其实施“大能源”管理，由以节能为主的事务管理向以体系化、平台化、智能化为主的智慧能源管理转型升级。在能源管理组织机构的纵向上，建立公司决策层、部门管理层、分厂执行层三级能源管理网络，实现对能源管理全过程管控。决策层负责能源管理规划、节能改造计划、管理体系运行等领导工作。部门管理层负责能源管控平台的建设和应用工作，能源管理体系的策划和组织实施工作，考核评价能源管理绩效结果。分厂执行层建立由主管领导、专（兼）职节能员组成的管理团队，按照能源管理责任制落实管理职责，班组明确能源管理负责人，监督执行本作业区的设备设施运行控制。通过三级能源管理网络体制建设，把能源管理工作目标和任务逐级分解到各分厂、各班组，层层抓落实。

2.2 “精雕”激励分配机制，实施能源成本大包

在能源管理体系和能源管控平台建设之前，公司不具备能源精准激励条件，管理人员制定的各项管理措施很难落地，操作者习惯用自己的方式来操作和使用设备，管理措施和实际生产情况“两层皮”现象非常严重。通过能源管理体系和能源管控平台的建设，具备了创建能源精准激励的条件，促进全员参与节约能源的良好氛围，真正做到提升能源绩效的效果。齐车公司针对动能运输分厂下发了《动能运输分厂绩效考核及承包方案》，在动能加工转换及输送环节设定相关指标，方案中奖励比例高达节约额的35%。针对生产分厂下发了《生产分厂人工成本承包办法》，开展了能源“一车一成本”的承包模式，方案中按照节约额的30%给予奖励。针对分厂领导班子成员公司下发了《子（分）公司绩效考核评价实施办法》将能源目标成本完成情况作为分厂领导生产经营改善指标中的一项，指标完成情况与分厂领导收入挂钩，在指标设置时分T1、T2、T3，能源成本控制越好，挂体系数越高，此项政策实施后，各分厂的一把手牵头，财务、工艺、设备等管理人员配合，是能源管理由粗放转至精益的历史转变，也是能源与规划、财务部门间在成本改进中协调、配合的起点，为公司的生产分厂成本承包提供了有力的依据，能源绩效得到了质的跃升。

3 以提升能源绩效和绿色发展为目标的智慧能源管理实施效果

3.1 获得中车绿色制造特色企业

2020年9月，公司通过中国中车绿色工厂标杆企业评价，成为中国中车货车企业首家绿色工厂企业。同时，将公司的11项指标作为中车企业特色标杆，作为货车企业绿色工厂评价标准。

3.2 经济效益显著提升

公司实施智慧能源管理，能源消耗总量和能源强度逐年降低且效果明显，能源指标达到行业领先水平，“十三五”期间实现年创效约1000万元，单车能源成本较“十二五”末降低1000元/辆；万元增加值综合能耗由0.61t标煤/万元降至0.27t标煤/万元，降幅高达55%；年用水量由166万t/年降至58万t/年，降幅高达65%；万元增加值用水量由20t/万元降至4.17t/万元，降幅高达79%。