程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為了對(duì)紡紗廠能耗情況進(jìn)行量化分析，以11.52萬(wàn)錠集聚紡生產(chǎn)線為例，介紹了工藝流程和設(shè)備配臺(tái)，統(tǒng)計(jì)了各工序主輔機(jī)、空調(diào)、除塵、制冷和照明等設(shè)備的總裝機(jī)功率，對(duì)生產(chǎn)中實(shí)際總功率進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)各類(lèi)設(shè)備額定功率占比和實(shí)測(cè)功率占比進(jìn)行了分析對(duì)比，找出無(wú)效能耗產(chǎn)生的原因和節(jié)能技術(shù)改造的重點(diǎn)。提出了一系列措施，包括采用空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻控制，除塵系統(tǒng)和精梳吸落棉系統(tǒng)采用恒壓變流量系統(tǒng)控制，細(xì)紗機(jī)吸棉風(fēng)機(jī)與單定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用關(guān)聯(lián)控制，優(yōu)化集聚紡負(fù)壓風(fēng)機(jī)頻率，避峰用電等。采用上述綜合節(jié)能技術(shù)措施，全年可節(jié)約用電3.194×106kW·h，實(shí)現(xiàn)全廠綜合節(jié)電5.7%的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：紡紗廠；能耗；量化分析；主輔機(jī)；空調(diào)和除塵；額定功率；實(shí)測(cè)功率；吸棉風(fēng)機(jī)

現(xiàn)代新型紡織廠不斷朝著規(guī)模大型化、設(shè)備自動(dòng)化、運(yùn)行高速化的方向發(fā)展。每萬(wàn)錠裝機(jī)功率達(dá)到1100kW以上，具有連續(xù)運(yùn)行、負(fù)荷率高的特點(diǎn)?？諌骸⒖照{(diào)除塵及吸落棉設(shè)備裝機(jī)功率高，用電負(fù)荷大，使實(shí)際能耗提高。在運(yùn)行管理過(guò)程中，分析統(tǒng)計(jì)各工序設(shè)備的裝機(jī)功率和實(shí)際能耗情況，找出具有節(jié)能改造潛力的部位，采用成熟節(jié)能技術(shù)和有效管理措施，降低無(wú)效能源消耗，是企業(yè)節(jié)能增效的有效途徑。本研究根據(jù)某新建的現(xiàn)代化11.52萬(wàn)錠集聚紡紗生產(chǎn)線的具體情況，通過(guò)對(duì)主輔機(jī)裝機(jī)功率統(tǒng)計(jì)、實(shí)際能耗測(cè)試和用能情況分析，理清紡紗車(chē)間空調(diào)除塵設(shè)備的裝機(jī)功率與實(shí)際功率比，以找出節(jié)能運(yùn)行管理的重點(diǎn)部位，并就幾種行之有效的節(jié)能措施進(jìn)行討論。

一、紡紗生產(chǎn)線能耗情況分析

紡紗生產(chǎn)線能耗情況分析紡紗車(chē)間能耗主要包括主機(jī)生產(chǎn)能耗、輔助空調(diào)除塵、空壓冷凍、照明能耗等。具體能耗大小與車(chē)間主機(jī)工藝配備有關(guān)，現(xiàn)以某11.52萬(wàn)錠集聚紡生產(chǎn)線為例進(jìn)行分析。

1.1工藝流程與設(shè)備配置

該紡紗生產(chǎn)線設(shè)計(jì)規(guī)模11.52萬(wàn)錠，主機(jī)為新型國(guó)產(chǎn)設(shè)備，主要紡制中細(xì)特精梳棉紗，工藝流程和設(shè)備配置數(shù)量如下。JWF1012型往復(fù)式抓棉機(jī)（3臺(tái)）→FA103B型雙軸流開(kāi)棉機(jī)（3臺(tái)）→JWF1102型單軸流開(kāi)棉機(jī)（3臺(tái)）→JWF1026-160-10型多倉(cāng)混棉機(jī)（4臺(tái)）→JWF1124C?160型單輥筒清棉機(jī)（4臺(tái)）→JWF016型異纖機(jī)（4臺(tái)）→JWF1054型除微塵機(jī)（4臺(tái)）→JWF1204B型梳棉機(jī)（50臺(tái)）→JWF1313型并條機(jī)（12臺(tái)）→JWF1383型條并卷機(jī)（6臺(tái)）→JWF1278型精梳機(jī)（35臺(tái)）→JWF1312B型并條機(jī)（12臺(tái)）→JWF1458A型粗紗機(jī)（18臺(tái)）→JWF1566JM型細(xì)紗機(jī)1200錠（96臺(tái)）→VCRO?E型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)（72錠，26臺(tái)）輔助設(shè)備有清梳聯(lián)除塵系統(tǒng)9套，精梳吸落棉系統(tǒng)4套，前紡空調(diào)系統(tǒng)4套，細(xì)紗空調(diào)系統(tǒng)8套，絡(luò)筒空調(diào)系統(tǒng)2套?？諌簷C(jī)3臺(tái)，兩用一備，設(shè)計(jì)供氣量64.4Nm3/min，供氣壓力0.85MPa。車(chē)間占地面積40986m2。主車(chē)間采用輕鋼門(mén)字形結(jié)構(gòu)，附房采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。工廠地點(diǎn)在河南某地。

1. 2主輔機(jī)裝機(jī)功率

按照設(shè)備銘牌統(tǒng)計(jì)設(shè)備裝機(jī)功率，分工序主輔機(jī)設(shè)備裝機(jī)功率匯總?cè)绫?所示。

從表1可以看出，包含制冷設(shè)備時(shí)，合計(jì)總功率13550.6kW，其中各設(shè)備裝機(jī)功率占比為：主機(jī)73.2%，空調(diào)14.0%，除塵4.2%，空壓2.1%，制冷5.0%，照明1.5%。由于近年來(lái)紡織設(shè)備自動(dòng)化程度不斷提高，清梳聯(lián)工序裝機(jī)功率有較大提高。按工序計(jì)算，清梳聯(lián)工序占比10.9%，精并粗工序占比12.7%，細(xì)紗工序占比58.7%，絡(luò)筒工序占比10.1%。由于制冷設(shè)備在夏季最熱月視情況運(yùn)行，按常年運(yùn)行設(shè)備分類(lèi)，主機(jī)設(shè)備裝機(jī)功率占比77%，空調(diào)除塵裝機(jī)占比19.1%，除主機(jī)設(shè)備外空調(diào)除塵是能源消耗大戶。

1.3主輔機(jī)實(shí)際能耗

根據(jù)紡紗各工序設(shè)備的具體特點(diǎn)，設(shè)備配備功率的保險(xiǎn)系數(shù)和負(fù)荷系數(shù)都存在差異，造成設(shè)備裝機(jī)功率和實(shí)際能耗相差較大，運(yùn)行中各設(shè)備的實(shí)測(cè)用電量真正體現(xiàn)了設(shè)備的實(shí)際能耗情況。以車(chē)間正常滿負(fù)荷生產(chǎn)中細(xì)特集聚紡紗為基礎(chǔ)，2020年1月至6月我們對(duì)車(chē)間總用電量和空調(diào)除塵系統(tǒng)用電量進(jìn)行了實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)，如表2所示。

從表2中用電量統(tǒng)計(jì)情況可知，在不開(kāi)制冷機(jī)的情況下，由于主機(jī)裝機(jī)功率大，負(fù)荷系數(shù)沒(méi)有空調(diào)除塵設(shè)備的高，主機(jī)實(shí)際功率占比沒(méi)有安裝功率占比高?？照{(diào)系統(tǒng)采用了空調(diào)溫濕度自動(dòng)控制技術(shù)，車(chē)間空調(diào)系統(tǒng)的耗電量，正常月份仍占車(chē)間總用電量13%~13.9%，略小于裝機(jī)功率14.7%占比。除塵系統(tǒng)由于采用工頻運(yùn)行，實(shí)耗功率占車(chē)間總電量的6.5%~6.9%，大于裝機(jī)功率4.4%的占比。在沒(méi)有開(kāi)啟制冷的情況下，空調(diào)除塵用電量占車(chē)間總用電量的18.5%~20.6%，說(shuō)明空調(diào)除塵系統(tǒng)的耗電量不可忽視，是節(jié)能運(yùn)行管理的重點(diǎn)。為了進(jìn)一步分析除塵設(shè)備和服務(wù)主機(jī)的能耗情況，對(duì)清棉、梳棉、精梳主機(jī)設(shè)備安裝功率和配套除塵設(shè)備功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在車(chē)間主機(jī)設(shè)備全開(kāi)、濾塵設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，測(cè)定對(duì)應(yīng)的實(shí)耗功率，如表3所示。

從表3可以明顯看出，主機(jī)設(shè)備安裝功率比濾塵設(shè)備配套功率高，主機(jī)安裝功率占61.4%~70.8%，配套除塵設(shè)備功率占比為29.2%~38.6%。但主機(jī)實(shí)耗、功率占比只有41.3%~53.3%，負(fù)荷系數(shù)為0.374~0.435；由于除塵設(shè)備采用設(shè)計(jì)配套風(fēng)機(jī)參數(shù)直接開(kāi)車(chē)，除塵設(shè)備實(shí)耗功率占比為46.7%~58.7%，設(shè)備負(fù)荷系數(shù)0.791~0.983。說(shuō)明濾塵設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)很大，實(shí)耗功率占比提高，能耗較大，是節(jié)能運(yùn)行管理的重點(diǎn)。二、主要節(jié)能措施研究

2.1空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)能耗是繼主機(jī)設(shè)備后的第一大戶。

由于空調(diào)系統(tǒng)是按車(chē)間設(shè)備全開(kāi)、設(shè)備發(fā)熱量大、夏季室外溫濕度參數(shù)高的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)配套的。運(yùn)行中多數(shù)情況車(chē)間冷負(fù)荷小于設(shè)計(jì)值，這就要求空調(diào)系統(tǒng)要隨著車(chē)間負(fù)荷的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，采用算法更大限度節(jié)省電耗。為分析風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的能耗情況，以30kW軸流風(fēng)機(jī)為例，進(jìn)行各頻率段能耗檢測(cè)，實(shí)測(cè)能耗情況如表4所示。

從表4可以看出，頻率每降低1Hz，風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)功率降低0.6kW~1.6kW，符合風(fēng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速3次方呈正比的基本規(guī)律。在冬季低速運(yùn)行的情況下，甚至能降到原風(fēng)機(jī)能耗的50%。風(fēng)機(jī)能耗雖然隨著頻率降低下降，但風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率不宜低于35Hz，否則會(huì)大幅降低送風(fēng)量和送風(fēng)壓力，影響車(chē)間氣流組織和換氣。表4中35Hz~45Hz為風(fēng)機(jī)設(shè)定的常規(guī)運(yùn)行頻率段，在額定頻率的70%~90%之間，節(jié)能效果明顯。

1. 2除塵系統(tǒng)節(jié)能

一般設(shè)計(jì)人員依據(jù)主機(jī)設(shè)備廠家提供的除塵排風(fēng)量、壓力參數(shù)，適當(dāng)乘以安全系數(shù)來(lái)進(jìn)行除塵設(shè)備和風(fēng)機(jī)風(fēng)量和壓力的配備。在實(shí)際運(yùn)行中多數(shù)系統(tǒng)呈現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)量偏大，壓力較高的現(xiàn)象，造成系統(tǒng)無(wú)效能耗增加。從表3可以看出，除塵設(shè)備的實(shí)際能耗接近于主機(jī)設(shè)備的實(shí)耗功率，是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。采用恒壓變流量控制自適應(yīng)除塵系統(tǒng)，通過(guò)保證主要吸風(fēng)口負(fù)壓的方法，適應(yīng)不同品種、不同運(yùn)行情況下除塵及吸落棉設(shè)備的高效運(yùn)行，可提高濾塵系統(tǒng)設(shè)備綜合節(jié)能。采用恒壓變流量自適應(yīng)控制系統(tǒng)改造，可使清梳聯(lián)除塵系統(tǒng)在主機(jī)正常運(yùn)行的情況下主風(fēng)機(jī)實(shí)耗功率下降25%以上。降低除塵吸落棉系統(tǒng)無(wú)用能耗，是濾塵吸落落棉系統(tǒng)節(jié)能改造的有效方法。另外，把控好濾塵和吸落棉等輔機(jī)設(shè)備的開(kāi)關(guān)車(chē)時(shí)間，做到緊跟車(chē)間主機(jī)設(shè)備停開(kāi)車(chē)，減少輔機(jī)設(shè)備無(wú)用能耗時(shí)間，杜絕電能浪費(fèi)?？梢圆捎弥鬏o機(jī)設(shè)備聯(lián)動(dòng)的形式進(jìn)行聯(lián)鎖控制，通過(guò)聯(lián)鎖電路使輔機(jī)設(shè)備緊跟主機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)先開(kāi)后停，減少輔機(jī)設(shè)備開(kāi)車(chē)過(guò)早、停車(chē)過(guò)晚造成的電能浪費(fèi)。以本案為例，若對(duì)清梳聯(lián)除塵及精梳吸落棉系統(tǒng)進(jìn)行恒壓變流量改造，按表3中除塵系統(tǒng)實(shí)際能耗，按保守?cái)?shù)據(jù)15%節(jié)能計(jì)算，該車(chē)間每月可節(jié)電4.5×104kW·h，全年可節(jié)電5.4×105kW·h。

2.3細(xì)紗吸棉風(fēng)機(jī)節(jié)能試驗(yàn)

一般細(xì)紗吸棉風(fēng)機(jī)都是以50Hz額定頻率工作，無(wú)論斷頭多少，吸棉風(fēng)機(jī)一直高速運(yùn)行。參考細(xì)紗吸棉風(fēng)機(jī)節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)，利用主機(jī)單錠監(jiān)測(cè)裝置，與吸棉風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)行關(guān)聯(lián)，根據(jù)斷頭數(shù)量來(lái)控制吸棉風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。以1070錠118#細(xì)紗機(jī)為例，吸棉風(fēng)機(jī)7.5kW，紡紗品種JC9.8tex，錠速20000r/min，落紗長(zhǎng)度5717m。利用單錠監(jiān)測(cè)裝置關(guān)聯(lián)控制吸棉風(fēng)機(jī)變頻器，控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率，將吸棉風(fēng)機(jī)最小負(fù)壓600Pa，對(duì)不同品種多臺(tái)細(xì)紗機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，日單臺(tái)用電量如表6所示。由表6可以看出，采用單錠監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)技術(shù)對(duì)吸棉風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造后，單臺(tái)細(xì)紗機(jī)日可平均節(jié)電45.25kW·h，全車(chē)間節(jié)電4344kW·h，全年可節(jié)約用電1.52×106kW·h。

2.4集聚紡負(fù)壓風(fēng)機(jī)節(jié)能試驗(yàn)

細(xì)紗集聚紡負(fù)壓風(fēng)機(jī)都是在最高負(fù)壓值下運(yùn)行，這樣不但能耗較高，電器設(shè)備長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)行，大大縮短了使用周期，增加了保養(yǎng)工作量。通過(guò)大量試驗(yàn)，對(duì)負(fù)壓值作適量調(diào)整，在滿足生產(chǎn)工藝要求的情況下，可以降低負(fù)壓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，達(dá)到減負(fù)降耗的目的。在滿足工藝生產(chǎn)的情況下，對(duì)兩個(gè)品種10臺(tái)集聚紡負(fù)壓風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行了調(diào)節(jié)試驗(yàn)，細(xì)紗機(jī)301#~305#紡JC11.8tex，208#~212#紡JC9.8tex，具體能耗比較如表7所示。從表7可以看出，通過(guò)對(duì)集聚紡風(fēng)機(jī)頻率的調(diào)節(jié)，在滿足正常生產(chǎn)的情況下，試驗(yàn)機(jī)臺(tái)平均可實(shí)現(xiàn)每臺(tái)降低功率1.5kW，若在全車(chē)間推廣，可降功率144kW，全年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電1.134×106kW·h。

2.5科學(xué)調(diào)度避峰用電

現(xiàn)在國(guó)家電網(wǎng)供電，一般采用峰平谷電價(jià)階梯供電，峰平谷每個(gè)時(shí)段各占8h，以平段電價(jià)為基礎(chǔ)，峰段電價(jià)是平段電價(jià)的1.5倍，谷段電價(jià)只是平段電價(jià)一半。一般清梳生產(chǎn)能力較大，主要以“保供應(yīng)”為主，利用谷段、平段低電價(jià)時(shí)段，前紡多做儲(chǔ)備，減少峰段開(kāi)車(chē)時(shí)間，節(jié)約電費(fèi)。以本車(chē)間為例，清梳聯(lián)實(shí)際功率788.2kW，若按平均每天峰、平段各減少運(yùn)行1.5h，每天峰段、平段可分別少用電1182.3kW·h，每年可節(jié)約電費(fèi)39.73萬(wàn)元。

三、平臺(tái)介紹

1、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車(chē)間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

2、應(yīng)用場(chǎng)所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫(xiě)字樓以及汽車(chē)制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測(cè)量的各類(lèi)型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

4、工業(yè)企業(yè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能

平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（1）平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

（2）大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類(lèi)能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

（3）首頁(yè)

首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢(shì)、單耗趨勢(shì)、分類(lèi)能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)監(jiān)控

對(duì)企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

能流圖：需要在能流圖上對(duì)水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

配電圖：將配電房真實(shí)情況畫(huà)入配電圖，實(shí)時(shí)展示接入的門(mén)禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門(mén)禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠、車(chē)間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

數(shù)據(jù)展示：通過(guò)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

檢測(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類(lèi)，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

（5）視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

（6）變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(fù)載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析，找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

（7）儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

（8）能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中，能從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

（9）用能統(tǒng)計(jì)

從能源使用種類(lèi)、監(jiān)測(cè)區(qū)域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費(fèi)。

（10）成本分析

統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（工廠、車(chē)間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類(lèi)能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

（11）產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接，通過(guò)產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

（12）績(jī)效分析

對(duì)各類(lèi)能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車(chē)間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年、時(shí)段績(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評(píng)定能源消耗是否合理。

（13）運(yùn)行監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視?？芍苯訌膭?dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類(lèi)、車(chē)間、工段、時(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量。

（14）自定義能耗報(bào)表

用戶可通過(guò)自定義報(bào)表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報(bào)表，查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報(bào)表，支持導(dǎo)出報(bào)表。

（15）同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對(duì)比分析，包括分時(shí)段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類(lèi)、分時(shí)段、分項(xiàng)（地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計(jì)圖形對(duì)比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

（16）分析報(bào)告

以年、月、日對(duì)企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點(diǎn)，以及針對(duì)用能情況挖掘節(jié)能潛力。

（17）能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài)，及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無(wú)法正常生產(chǎn)。

（18）線損分析

根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類(lèi)，查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)題，提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

（19）碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔?shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對(duì)單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

（20）電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

（21）運(yùn)維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理，方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題消缺，進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

（22）報(bào)警管理

針對(duì)于電氣正常開(kāi)展、限電和能耗雙控，實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過(guò)高。支持分級(jí)分類(lèi)報(bào)警，可對(duì)報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

（23）能耗抄表

可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類(lèi)分項(xiàng)。

（24）能耗分析自定義時(shí)間抄表

可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類(lèi)分項(xiàng)。

（25）容需量報(bào)表

提供容需量報(bào)表，實(shí)時(shí)展示容量需量?jī)r(jià)格的變化情況，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需，降低基本電費(fèi)。

（26）復(fù)費(fèi)率報(bào)表

對(duì)尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為企業(yè)分時(shí)用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

（27）文檔管理

對(duì)國(guó)標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔。對(duì)儀表臺(tái)賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

（28）3D可視化大屏

對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的自定義綁定。

（29）3D子系統(tǒng)

對(duì)各動(dòng)力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動(dòng)力管線、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的能源流向效果。

（30）工業(yè)組態(tài)

可通過(guò)圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（31）自定義駕駛艙

可通過(guò)圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數(shù)據(jù)及各類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、MQTT、Excel等方式。

（32）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測(cè)器、設(shè)備型號(hào)、電參量、節(jié)點(diǎn)、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

（33）手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類(lèi)、區(qū)域、車(chē)間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對(duì)、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

（34）知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書(shū)

5.系統(tǒng)硬件配置

1. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)紡紗廠主輔機(jī)設(shè)備裝機(jī)功率統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)主機(jī)用電及空調(diào)除塵系統(tǒng)用電的測(cè)量統(tǒng)計(jì)，得知新型紡紗空調(diào)除塵系統(tǒng)的裝機(jī)功率（不計(jì)制冷裝機(jī)）達(dá)到全廠裝機(jī)功率的19.1%，在空調(diào)系統(tǒng)采用自動(dòng)控制系統(tǒng)的情況下，平均實(shí)耗功率占全廠功率的20.2%，空調(diào)系統(tǒng)是節(jié)能管理的關(guān)鍵部位。對(duì)清梳聯(lián)配套的除塵系統(tǒng)和精梳配套的吸落棉系統(tǒng)實(shí)際用電測(cè)試統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，除塵系統(tǒng)和吸落棉系統(tǒng)實(shí)際用電功率占總用電功率46.7%~58.7%，清梳聯(lián)輔機(jī)和精梳輔機(jī)的節(jié)能同樣應(yīng)該引起重視。對(duì)于現(xiàn)代紡紗廠，采用比較成熟的節(jié)能技術(shù)，如除塵和精梳吸落棉系統(tǒng)采用恒壓變流量調(diào)速控制，細(xì)紗吸棉風(fēng)機(jī)采用單錠關(guān)聯(lián)技術(shù)控制運(yùn)行頻率，對(duì)細(xì)紗集聚紡吸風(fēng)機(jī)頻率進(jìn)行整定優(yōu)化，對(duì)于類(lèi)似前紡清梳聯(lián)等工序科學(xué)調(diào)度，充分利用峰平谷電價(jià)優(yōu)勢(shì)，調(diào)整生產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，節(jié)能效果明顯。以本研究所在企業(yè)為例，若全面采用上述技術(shù)和管理措施，可實(shí)現(xiàn)全廠每年節(jié)電3.194×106kW·h，達(dá)到綜合節(jié)電5.7%節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

［1］鄭州經(jīng)貿(mào)學(xué)院趙楠楠、王素英

［2］中原工學(xué)院周義德

［3］恒天永安新織造有限公司王朝根

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版。