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[關鍵詞] 醫院;供熱系統;節能降耗
[中圖分類號] R197 [文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2014)09(b)-0153-04
近年來由于霧霾天氣頻頻發生,空氣質量已經成為百姓最關注的民生問題之一,綠色環境備受關注。隨著社會經濟的發展和環保要求的不斷提高,國家也將節能工作提升到了十分重要的地位,各行各業都在不斷深入開展節能減排工作。隨著我國醫療體制改革的不斷深化,醫療市場競爭的逐漸加劇,醫院的生存和發展正面臨著前所未有的挑戰。在醫院業務量增長的同時,醫院的成本也在不斷上升,醫院作為重點用能單位,日常的能源消耗量很大,如何長期經濟運行,保障冬季供暖質量是確保醫療工作正常安全供熱所必需[1],因此加強經濟管理,合理利用能源、節約能源,降低能源消耗成本,將是醫院后勤管理部門今后發展面臨的挑戰之一。作為占地面積占地53 074平方米,建筑面積約77 660平方米,開放床位750張的大型三級甲等醫院,首都醫科大學附屬北京佑安醫院(以下簡稱“我院”)的節能降耗工作如何開展,將直接影響到醫院日常的運營成本,也關系到醫院未來的發展,因此醫院的節能工作勢在必行。
1 醫院主要能源消耗種類
我院的日常能源消耗種類主要有電力、天然氣和汽柴油,電力和天然氣主要用于醫院建筑環境系統、生產服務系統、綜合服務系統的使用。汽油和柴油全部用于車輛燃油消耗使用。
電力用于建筑環境能源系統主要為內部照明系統、供暖系統和空調系統的各種電機、風機、水泵等機電設備使用;用于生產服務系統主要為各類醫療設備消耗使用。用于綜合服務系統消耗主要為電梯設備用電、污水處理站用電、以及室內設備用電等使用;醫院電力供應均由北京市電力公司供應。
天然氣用于建筑環境能源系統主要為院區提供冬季采暖熱源等使用,用于生產服務系統主要為醫院蒸汽消毒使用,用于綜合服務系統消耗主要為院區提供生活熱水等使用。
2 能源消耗分析
2.1 主要能源消耗分析
通過對我院近幾年電力、天然氣、汽柴油主要能源消耗的統計分析,可以看出天然氣所占醫院能源消耗比例最高。見表1。
我院的天然氣主要被醫院的供熱系統使用,當前佑安醫院的供熱系統均采用自供方式,設有燃氣蒸汽鍋爐房1座,由4臺每小時產出蒸汽量6噸的燃氣蒸汽鍋爐組成,供暖面積近7萬平方米。鍋爐房的4臺燃氣蒸汽鍋爐冬季全部開放24 h運行,高低區用戶分別各有2臺,夏季則采取2用2備,每天運行15 h。產出的蒸汽通過分氣缸進行分流,負責為全院的生活熱水、蒸汽消毒、冬季采暖等提供熱源。見圖1。
2.2 天然氣消耗分析
我院是一家傳染病專科醫院,考慮到醫院的特殊性質,醫院工作人員、患者對洗浴要求較高,一年四季洗浴頻次沒有明顯變化,生活熱水用量變化不大。蒸汽主要用于供應室消毒、洗衣房消毒干燥、食堂炊事,各月消耗量變化并不大。在進入冬季供暖時,醫院工作區需要提前進行供暖15~25 d,由鍋爐房的蒸汽鍋爐供暖。第二年停止供暖時間需要比法定供暖截止時間3月15日延長15~25 d,由此導致天然氣使用量驟增。所以醫院消耗天然氣用量具有1~3月份較高,12月份最高,其它各月耗天然氣量基本一致的變化特點。以冬季為例,在對生活熱水、蒸汽消毒、冬季供暖對天然氣的使用量統計中,冬季供暖所消耗的天然氣量最大。
3 供熱系統節能改造工作
3.1 節能改造的必要性
鍋爐房是一個能量轉換的場所,它既是產能中心又是能耗大戶[2],由于冬季供暖所消耗的天然氣量最大,因此針對為醫院供暖提供支撐的鍋爐房供熱系統采取有針對性的節能改造工作,從而降低天然氣使用量,必將對醫院整體的降耗節能起到積極的促進作用。
改造前的供熱系統存在缺少基本的監測與自動控制系統,無法對設備運行狀況進行實時監控;無法根據實際需求變化及時調整熱源,造成了能源的損失;日常需手工進行溫度調節,司爐工人工作量較大等問題。我院的在建設“綠色醫院”過程中,開展了大量的節能減排、降低能耗的工作,通過對供熱系統應用氣候補償調控系統、進行自動化監控、采取分時分溫控制技術等措施進行節能改造,改造后的供熱系統節能效果明顯。
3.2 氣候補償調控系統
氣候補償調控系統能夠根據外部環境溫度的變化,從供熱源頭――鍋爐房對整個供熱系統的運行參數每時每刻進行自動、有效的調整來控制出水溫度、室外溫度變化[3],始終保證鍋爐房的供熱量、散熱器的放熱量和建筑物的需熱量一致,防止用戶室內發生溫度過低或過高的現象。當室外溫度降低時,為了維持原有的室內溫度,二次供水溫度應適當提高,氣候補償器將自動加大鍋爐供應的熱水供應量,提高二次供水溫度;當室外溫度上升時,二次供水溫度應適當降低,氣候補償器將自動減小鍋爐供應的熱水供應量,降低二次供水溫度,從而達到節能運行的目的[4]。
通過應用氣候補償調控系統有效解決了用戶的需求與外部環境變化不匹配、人工手動調節溫度、依靠工作經驗節能、資源浪費等問題,可以分別控制和調節各區域的溫度,真正做到了按需供熱,按需取熱,避免室內溫度過高。在不影響供暖質量的前提下,減少了能耗損失,達到了節能效果[5]。
3.3 計算機自動化監控系統
計算機自動化監控系統是根據我院供熱系統的特點,采用現場總線型集中管理、分散控制的模式,把整個供熱系統內的各個設備的運行狀態統一引入到中央監控計算機進行監測。計算機控制系統通過總線對各臺鍋爐進行實時監控,具有故障報警,實時數據檢測,自動記錄分析每臺鍋爐的工作情況,連續運行時間及狀態,控制每臺鍋爐開啟順序和運行臺數等功能。操作人員通過操作自動化控制的人機界面對整個系統進行自動化的操作[6]。
通過應用計算機自動化監控系統實現了對供熱系統內的鍋爐、電動閥、水泵等設備和管網數據的遠程監控和管理。有效解決了以往鍋爐房的管理人員無法對整個供熱系統的管網狀況進行全面及時的了解、無法對系統的安全運行提前防范、無法對供給熱源進行實時調節等問題。
3.4 分時分溫控制技術
分時分溫控制技術是以干管形式從鍋爐房輸出,再以支線的方式連接不同的建筑物的系統。在每個支線的入口處,安裝電動三通閥門和多功能智能型鍋爐系統控制裝置[7],從而可分別對不同的區域(如:辦公樓、門診樓、圖書館等)針對性地設置供暖溫度曲線,編制一周的供暖時間程序,在不同時段按照不同要求合理運行,達到按需供暖,實現分時分溫控制的供暖管線人性化管理方式[8]。
3.5 煙氣余熱回收
在鍋爐尾部安裝煙氣余熱冷凝器回收裝置[9],通過該裝置提高鍋爐的軟化水箱水溫,有效收集煙氣冷凝水,杜絕冷凝水倒灌鍋爐,把煙氣中的顯熱和潛熱最大程度回收,通過回收利用水蒸氣潛熱,有效降低排煙溫度和熱損失,提高鍋爐熱效率,減輕高溫煙氣造成的熱污染,達到在同樣室外溫度下減少燃氣用量節約燃料的目的[10]。
4 改造后的成效
4.1 經濟效益
由于冬季采暖消耗天然氣量最大,以我院近幾年在采暖季消耗天然氣的數據統計為例,如表2所示,在實際采暖期內,由于集中供熱系統的規模不斷擴大,致使供熱面積不斷增加,我院通過對供熱系統進行節能改造后,以2010年供暖季為基準,2011~2013年供暖季期間累計減少天然氣消耗量約13.5萬噸,節約經費約31萬元,取得了較好的經濟效益。
自我院對供熱系統實施節能改造后,統計對比分析2010~2013年的每年供暖季天然氣消耗量,2010年天然氣消耗量占30%,2011年天然氣消耗量占23%,2012年天然氣消耗量占25%,2013年天然氣消耗量占22%,呈現逐年下降的趨勢。由于2012年屬寒冬,溫度低于往年平均氣溫,故供熱季消耗天然氣較其他年份略高。同比分析2010~2013年的每月供暖季天然氣消耗量,以11月和12月統計為例,2010年的11、12月天然氣消耗量與2011、2012、2013同期比較也均呈現出逐年下降的趨勢。
通過對供熱系統實施節能改造后,每月在原有基礎上節約能耗10%左右,從而有效實現了節約天燃氣及降低能耗的目的。
4.2 管理效益
對供熱系統采用先進的技術和計算機自動化監控系統進行改造后,不但可以使從操作人員全面及時了解整個供熱系統的管網狀況,及時檢測系統參數調節熱網,提高設備燃燒效率改善供暖質量,減少能耗與污染物的排放,而且實現了集中管理,有效減少了供熱管理的環節和操作人員的數量,大大降低了工作量和人員成本支出,有利于人力資源的優化配置[11]。制訂一系列能源使用管理制度、操作標準、工作手冊,為確保設備的安全運行以及能源的合理利用,建立各項能源管理制度,確保各用能系統的穩定運行,同時對主要耗能設備的維修、操作進行細致的規定,使得各用能系統得以較好的運行。有效提高全院的能源利用效率和醫院的精益化管理水平。
4.3 安全效益
供熱系統實現計算機集中控制后,通過實時調節供給熱源,供熱系統的安全性和穩定性得到了有效的提高和保障,減少了對司爐工作人員產生危害的可能性,并可對故障進行實時報警和預測,防范于未然。真正將“安全第一,預防為主”的宣傳口號落實到實際工作中,同時在保證資質有效、管理規范、制度齊全、責任明確、安全操作的情況下,不出現安全問題。充分體現出了“以人為本,安全為本”的安全管理理念,有效提升了醫院的安全生產管理水平。
5 意見和建議
在醫院后勤管理工作中,通過充分結合實際情況,積極采用先進的技術和現代化的設備,對供熱系統進行有針對性的節能改造,達到了節約能源,降低能耗的目的,逐步提高了醫院后勤工作的精益化、現代化、標準化的管理水平,對建設現代化的醫院起到了積極的推動作用。最后對醫院在今后的節能工作中提出以下幾點意見和建議。
5.1 建立健全能源管理體系和考核機制
5.1.1 建立能源管理體系與責任制 參照國家能源相關法律法規和標準,建立適合醫院的能源管理體系,實施科學化的能源管理。制定和完善相應的考核制定,設定科學合理的節能目標,加大監管考核力度,建立可操作、可執行、可考核的節約獎勵制度和浪費處罰制度,充分體現出“一崗雙責,誰主管,誰負責”,有效落實責任制[13]。
5.1.2 加大監督管理與考核 醫院成立專門部門對各單位節能管理進行監督檢查,對節能管理崗位不健全、制度不落實、崗位責任不清、工作開展不力、能耗指標不達標、能耗超過定額、浪費能源的單位,將要求其限期整改,對逾期仍不能達到要求的單位進行月度考核。
5.1.3 開展合理化建議 結合各部門日常實際工作,充分利用并調動廣大職工的積極性和創造性,為醫院開展節能工作提供合理化建議。定期收集各個部門對節能工作的意見和建議,報節能減排領導小組進行研討,對采納的節能減排合理化建議和在節能工作中有突出貢獻的部門和個人給予經濟獎勵,持續改進節能減排工作的開展。
5.2 積極開展宣傳培訓
5.2.1 積極宣傳,對標學習 節能工作離不開全體職工的參與,應充分利用醫院的門戶網站、宣傳欄、報刊、微信等媒介,開展節能宣傳、教育、學習等工作,不斷創造良好的節能工作氛圍,逐步提升醫院的節能工作文化建設。對標管理,借鑒其他醫院好的做法和經驗,持續改進,不斷提高節能工作的管理水平。積極組織能源管理負責人參加北京市發展和改革委員會組織的相關培訓,提高員工的節能意識和技術水平[12]。
5.2.2 加強培訓,提高認識 醫院能源管理部門負責對能源管理人員開展國家關于能源的法律法規、節能專題、知識講座等的培訓,逐步提高能源管理人員的專業知識水平和能力。各部門負責開展對本部門員工的培訓,提高員工的節能意識,宣傳節能降耗的重要意義,通過對員工的培訓,使節能管理精細化,設備操作規范化,以獲取能源效率最大化[14]。
5.3 整體優化耗能系統和設備
5.3.1 技術引領,整體優化 定期開展醫院能源的計量、統計、分析工作,為醫院的節能改造提供數據支持。解放思想,轉變觀念,逐步改變傳統的工作模式和方法,以建立“綠色醫院,低碳醫院”為目標,以先進的技術為引領,積極引進先進的技術和設備,堅決淘汰高能耗、高污染的儀器和設備,定期對醫院的耗能系統和設備不斷進行整體優化和改造。
5.3.2 建立健全臺賬,保證可追溯性 醫院建立健全能源消耗統計臺賬,及時、準確、全面填報統計報表,按時上報統計資料,并對報表的填寫和上報方式進行明確要求,及時建立能源統計原始記錄和統計臺賬,確保能源統計數據完整準確。
5.3.3 開展統計分析,有效利用數據 開展能源消耗動態統計分析,對醫院及各部門按月、季度、年度統計和分析能源消耗情況,并進行動態跟蹤,以預防為主,有效利用數據進行分析,發現并解決問題,及時杜絕能源浪費。
[參考文獻]
[1] 趙唯萍.醫院供熱系統節能改造工作研究[J].中國醫院建筑與設備,2010,(10):67-70.
[2] 徐飛.關于鍋爐房節能降耗措施的探討[J].科技致富向導,2012,(2):232.
[3] 王宇清,湯延慶.供熱系統的自動調節設備――氣候補償器[J].科技咨詢導報,2006,(9):63.
[4] 陳亮.氣候補償器在供熱系統中的應用[J].建筑科學,2010,26(10):43-46.
[5] 陳章政.氣候補償器自動調節性能研究[J].儀表技術,2013,(1):35-38.
[6] 龐慶春.關于供熱系統中自動化控制技術的優化改進分析[J].科技創新導報,2014,(5):34.
[7] 云樹艷.鍋爐房節能改造[J].可持續發展,2009,(2):57-59.
[8] 劉江彩,耿驚濤.高職院校供熱節能改造技術分析[J].煤炭技術,2009,28(10):162-163.
[9] 王建國,宋玉梅.燃氣供熱鍋爐房節能措施分析[J].區域供熱,2008,(1):41-43.
[10] 袁星.淺析燃氣鍋爐房節能措施[J].科技創新與應用,2014,(6):111.
[11] 郝建東.醫院燃煤鍋爐與燃氣鍋爐運行成本的比較分析[J].中國醫院建筑與裝備,2009,(4):63-64.
[12] 朱傳標.鍋爐房節能降耗措施的探討[J].上海節能,2010, 26(11):35-36.
[13] 鞠國棟.醫院供熱系統節能管理措施淺析[J].中國醫院管理,2005,(6):57.
關鍵詞 移動智能終端 智能手機 決策支持系統 醫院管理 開發及應用
引 言
醫院管理決策支持系統是決策支持系統(DSS)在醫院的應用,為醫院信息系統的高級綜合利用,為醫院決策者提供分析問題、建立模型、模擬決策過程和方案的環境,通過調用各種信息資源和分析工具,幫助決策者提高決策水平質量[1]。傳統的醫院管理決策支持系統建立在電腦終端上,時間、空間及電腦操作水平限制,管理者使用少,更青睞于紙質報表,導致系統使用率低。為解決此問題,我院與某公司共同開發出一套基于移動智能終端(如智能手機)的醫院管理決策支持系統,通過在使用人群智能手機上安裝該系統,實現隨時、隨地、隨身訪問查詢,極大地提高醫院管理決策支持系統的使用率,效果良好。現將該系統的開發及應用情況介紹如下。
1 系統的設計目標
(1)依托醫院信息系統平臺搭建數據倉庫,借助3G網絡,構建基于android移動智能終端(如智能手機)的醫院管理決策支持系統(以下簡稱醫院移動管理DSS);(2)系統按院長、副院長、科主任等管理職能分別定義不同的角色,按角色定義不同的使用權限;(3)系統能快速展現醫院的幾大關鍵業務指標(KPI),并具有對KPI進行數據挖掘、數據分析的功能;(4)系統能通過信息儀表盤和雷達圖等圖表形式直觀展現管理者關注的KPI完成情況,并提供預警功能;(5)系統有完善的信息安全保護機制[2]。
2 系統的技術平臺
體系結構: Client/Middleware/Server;編程工具:JAVA,Android SDK(software development kit,軟件開發工具包);開發平臺:Eclipse;數據庫: SQL SERVER 2008;移動智能終端操作系統:Android系統。
3 系統設計
3.1 系統業務架構設計
系統業務架構設計見圖1。系統依托醫院信息系統平臺,在數據采集端采用數據倉庫、數據挖掘技術;在數據分析端采用專利算法預處理分析結果和壓縮技術傳輸手機數據;在數據輸出端采用多維度(3個時間維度、5個空間維度)和儀表盤等數據展現方式。在不影響醫院現有信息系統的基礎上,實現醫院關鍵業務指標(KPI)在移動智能終端上的快速、高效和多維度、多層次的集中展現。系統擺脫醫院局域網的束縛,可應用于3G信號系統覆蓋區域。
3.2 決策數據倉庫設計
醫院移動管理DSS不直接調取醫院業務數據(見圖1),其調取的是經數據轉換后生成的決策數據倉庫。在決策數據倉庫中定義KPI數據、挖掘維度及預算警示等信息。
3.3 數據庫連接方式
本系統是基于數據倉庫技術的,在Webservice上建立xml文件來連接決策數據倉庫。代碼如下:
3.4 系統安全機制
本系統運行于Android系統智能終端,考慮到智能終端易遺失被盜等因素,系統在安全機制方面采取以下措施:(1)智能終端須下載專用apk安裝軟件才能安裝本系統;(2)智能終端運行本系統須配置訪問Webservice的專用IP及端口;(3)智能終端登錄本系統須輸入登錄賬號(即個人手機號)及登錄密碼(即個人密碼),且登錄賬號必須在醫院網絡中心注冊才能激活;(4)運行本系統的智能終端其設備號(DeviceId)須在醫院網絡中心注冊才能激活;(5)登錄賬號(即個人手機號)與智能終端的設備號(DeviceId)在系統中做綁定處理,即一個智能終端只能用一個登錄賬號;(6)遺失被盜的手機須及時告之醫院網絡中心,網絡中心可注銷該智能終端的訪問權限,同時保留該登錄賬號。
4 系統功能及應用
4.1 系統功能模塊
系統功能模塊見圖2。病人&經營模塊涵蓋基本工作效率指標,包括門急診人次、在院人次、門急診入院率、手術人次、檢查人次等;財務&收入模塊涵蓋醫院財務分析重要指標,包括門急診收入、住院收入、門診人均費用、住院人均費用、住院藥占比、住院材料占比等;醫療質量模塊包括住院治愈率、入出院診斷符合率、三日確診率等醫療質量指標;藥品材料模塊包括門診人均用藥品種、門診使用抗菌藥物比例、住院人均使用抗菌藥物比例、抗菌藥物占藥品費用比例等指標;醫保模塊包括門急診醫保人次、門急診醫保人均費用、住院醫保人次、住院醫保人均費用、醫保出院費用個人支付比例、合作醫療內用藥比例等指標;預算警示模塊可查看醫院各臨床科室目標任務完成情況。
系統所有KPI均可按日、月、年3個時間維度查詢,且可按病區、科室、病人類型、總分院實現數據挖掘和數據比對。
4.2 病人和經營模塊
圖3顯示的是病人和經營模塊中的門急診人次KPI。其中左圖門急診人次同比增5.71%,指與上周同期比;環比增159.89%,指與上年同期比。中圖顯示的是一周來門急診人次變化曲線。右圖顯示的是2012年8月6日門急診人次按科室挖掘后展現的科室分布餅圖。
4.3 預算警示模塊
圖4是預警警示模塊中的住院藥占比KPI。其中左圖用儀表盤顯示2012年8月住院藥占比為34%,低于該月的預算值35%,箭頭在藍色區域表示在預算范圍內。中圖顯示的是近一年每月住院藥占比變化曲線。右圖顯示的是2012年8月住院藥占比按科室挖掘后展現的科室分布餅圖。
5 討論
該系統使用并未影響醫院現有信息系統,運行訪問效果良好。當前我國醫院正在經歷由粗放式管理向精細化管理、終末式管理向環節化管理、經驗式管理向循證化管理過渡階段[3]。該系統投入使用以后,訪問量達到日均300人次(系統用戶數為醫院所有管理干部242人),系統設置警示功能,將預警信息自動展現到手機上。通過部署該系統,建立面向醫院各級各類管理者和管理活動的管理決策支持利用系統,真正對提高醫院管理水平、提高醫療服務質量產生大的推動和效益,從而切實、真正地實現醫院信息化發展建設的作用和價值[4]。
參考文獻
[1] 陳金雄.構建基于數據倉庫的醫院決策支持系統.醫療衛生裝備,2012,1(33):77-81.
[2] 鄭萬松,黃志中,杜戰偉,等.基于HIS的醫院管理決策支持系統設計研究.醫療衛生裝備,2009,9(30):53-54.
目前,隨著我國各城市不斷推進“智慧城市”建設,對于建筑能源的管理已經從原來的單個建筑的管理發展到面向整個城市建筑的能源綜合性管理。目前,不管是城市的有關管理部門還是能量使用單位,都需要建立有效的建筑能源管理體系,在對建筑能源消耗監測的基礎上進行能源的審計,最終實現建筑的節能。
2物聯網技術
物聯網,簡單的理解就是物與物之間相連的網絡。物聯網是信息技術和工業化時展的產物。物聯網技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成,能夠借助互聯網將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯互通。物聯網技術是對互聯網的一種拓展和延伸,是一種在21世紀全面互聯互通的智能化網絡。在如今,由于不斷有各種不同領域的物聯網解決方案的形成,促進了物聯網技術的發展。在智能建筑的能源管理中,應用物聯網技術之后,進一步提升了建筑的能源管理能力,節約了更多的能源資源。
3智能建筑能源管理系統與物聯網的融合
智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產生的一種新型產物,主要是以建筑物為平臺,依靠相關的建筑設備和對象,借助智能化的技術,為人們提供一種全方位的舒適的建筑環境,體現了建筑的安全性、高效性、節能性和環保性。時代的發展,對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理,將各種系統進行綜合、協調和控制,實現對建筑的統一管理,提升建筑內整體的能耗水平的下降。在智能建筑中,能源管理系統的結構主要為三層結構,分別為現場層、網絡層和管理層。在現場層中,主要包含的是現場采用的各種設備,如傳感器、智能儀表等。在現場層中,通信一般采用的是現場總線標準。網絡層則是現場層與管理層之間進行有效通信的橋梁,實現設備的采集指令的發送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現對現場設備統一的監視、控制和管理,并將現場采集到的各種信息數據進行保存,此外,還具備報警功能。智能建筑能源管理系統的三層結構,對于實現智能建筑能源管理系統與物聯網的融合奠定基礎。現場層能夠采用物聯網技術所需的各種智能化設備。網絡層能夠實現不同方式的通信,滿足物聯網的遠程監控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯網技術中的云計算技術進行數據的處理。在物聯網技術與智能建筑能源管理系統進行良好融合的過程中,一方面需要對當前智能建筑能源管理系統進行分析然后采取措施進行完善,另一方面需要將完善后的智能建筑能源管理系統接入到物聯網平臺,這樣才能有效發揮出物聯網技術的優勢,實現智能建筑能源管理系統與物聯網技術的融合。
4物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用實例
物聯網技術作為當前最新型的技術,在智能建筑的能源管理系統中,目前已經得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知,物聯網技術能夠與能源管理系統的三層結構進行有效的融合,在實踐過程中,也驗證了上述說法。本文以某小區的能源管理系統為例,分析物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用。
4.1能源管理應用方案架構
某科技園區的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統的架構圖如圖1所示。
4.2能源管理系統功能
在此能源管理系統中,能夠按照三層架構模式進行設計,實現了如下幾個方面的工作。(1)能夠對建筑物內的各分項能耗進行計量,例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。(2)對建筑能耗進行公示。在數據采集之后,一方面將數據傳入能源管理系統供有關人員分析并提出合理的節能措施,另一方面,能夠將相關信息借助顯示屏顯示,方便喚起公眾對建筑能耗的關注。(3)對建筑的環境以及重點的設備進行監控。引入相關的傳感器設備,實現對建筑內的給排水、空調、照明、電梯等系統的運行進行監控,方便遠程進行節能診斷。(4)便于進行能耗審計。(5)對節能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。
4.3應用效果
信息化能源管理[3]是以幫助工業生產企業在擴大生產的同時,合理計劃和利用能源,降低單位產品能源消耗,提高經濟效益為目的,為企業建立一條虛擬的能源管道,為企業節能減排和清潔生產提供了信息化的管理手段,推進企業工業化和信息化融合。另外,信息化能源管理符合國家節能減排、“兩化”融合相關政策,可積極向國家相關部門申請政策資金支持,信息化能源管理必將是未來管理節能方式的發展趨勢。
“十二五”期間,國家增加了二氧化碳、氨氮和氮氧化物等節能減排考核指標,這要求企業夯實統計、計量基礎,數據準確及時則是最基本的。信息化能源管理把企業化石能源及二次能源通過儀表和能源管理模塊,把各項能耗數據實時采集到統一的信息化能源管理平臺上,使能源變得可視化和共享化,對于企業能源平衡起到至關重要的協調和管理作用。
準確的數據信息流能指導企業科學的調節傳統能源調度的數量、方向、目標等,提高能源的配置效率。對能源監測歷史數據通過全面的分析,幫助企業查找隱含的漏洞,提高能源利用的安全可靠性,尋求改進工藝和管理的機會。通過車間、班組、設備之間能源信息共享,及早發現能源浪費及事故預警,規范操作層面帶來的能源浪費和設備損壞,結合有效的能效考核機制,使每一名操作人員從被動節能向主動節能的轉變。
信息化能源管理能提高設備運作效率和安全系數,加快生產系統的故障和異常處理周期,提升事故的快速處理反應能力,有效防范各種生產安全事故。資源的節約能有效減少排放,據統計每節約1度(1kWh)電,就相應節約了0.4kg標準煤,同時減少污染排放0.272kg碳粉塵、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物,從而在節能的同時減輕企業環保壓力,推動企業清潔生產。
信息化能源管理在工業企業中的應用分析和存在的主要問題
信息化能源管理基于計算機技術、網絡通訊和自動化儀表技術的應用,統計全廠各機組能源消耗情況,對各機組的能耗信息進行加工、分析、管理及保存,從而實現對機組用能情況全面,規范、有效的管理和控制。信息化能源管理主要包括信息采集系統、數據庫和信息處理平臺等三部分,通過分布在企業內部各處的能源數據采集裝置將企業能源使用情況動態的實時轉化為更直觀的圖形、表格方式展現出來,建立虛擬能源管道,使得企業管理者能及時掌握能源從購入到轉化、分配、傳輸、使用、回收等環節。通過對用能情況進行分析,得出設備的能耗效率高低,操作人員能源使用中是否存在浪費,工藝流程是否可以更優化,單位產品能耗是否還有的下降空間的有關結果,根據這些分析結果,可以在相應的環節采取有針對性的措施,從而實現系統性節能,降低企業的運營成本。以某企業每年能源消耗總量折合成本為1000萬元計,建設信息化能源管理系統后全企業總體能耗保守估計能降低約15%,每年能為企業節約資金達近150萬人民幣。系統一般使用周期為不低于10年,按企業現有產業規模不變的情況下,10年最少能為企業節省1500萬,具有較高的投入產出比。目前,國內一些企業已經實施了信息化能源管理,取得了較好的效果。松下電器的信息化能源管理已可視化數據為基礎,提出了節能33項目管理[4],對33項目進行細化為各個能源管理事項和用能設備的小項目,制作成為推進表形式,由各用能企業每年制定各項目的推進對策,并將實施情況實時報送系統,松下電器總部可隨時對33項目的實施狀況進行總檢查并推進。松下電器對各項目采取改善前后對比的方式進行總結,如其某工廠射出成型機安裝隔熱蓋后,用電量消減20%,每年減少二氧化碳排放51.2t,成功實現了節能減排的目的。另外,筆者就信息化能源管理實施效果走訪了某大型企業,直接提升企業能源利用效率,大大降低了企業用能成本,節省了能源管理的人力成本。該企業按照整體規劃,分步實施的總原則先后建設了能源管理系統,建設能源監管系統后總能耗降低了26%,通過流程優化、績效考核、意識提升等手段,其中一期工程當年收回成本。
在實施信息化能源管理過程中,可能會遇到如下問題:一是實施單位對于企業的生產流程和現狀不了解、人員流動等情況,有可能造成能源管理系統不能對企業的用能情況進行預判、預報及能源平衡分析。二是企業一方面要進行生產,另一方面要進行現場的能耗計量節點和重點能耗設備進行改造,有可能使部分生產工序臨時停止運行,小范圍影響企業的正常生產。三是由于系統一部分為數據采集裝置,針對不同的建筑結構,數據能源的采集裝置架設難度不一,存在數據采集裝置覆蓋不到的可能,構造數學模型存在一定難度和差異,為“真正”優化能源配置帶來一定難度。克服上述問題,企業必須從長遠考慮,要采取以下有效措施確保能效監管系統建設工作的開展:加強信息化能源管理建設的領導。深入貫徹落實國家和地方能源管理工作的相關政策和規定,及時審議信息化能源管理建設規劃和決策,在規劃實施、資源配備、檢查指導、隊伍組織等方面給予支持;規范信息化能源管理建設程序。規范信息化能源管理建設行為,嚴格從規劃、立項、可行性研究、實施到項目驗收的建設程序,統一建設標準和規范,保證信息化建設有序推進;落實信息化能源管理建設資金。把信息化能源管理建設提到企業基礎設施建設的高度,保證資金渠道的穩定暢通,合理安排建設期資金以及運行維護期資金,確保信息化能源管理正常有效運行;培養信息化能源管理建設人才。根據企業實際,在信息化能源管理建設及實施過程中,采取有效措施,營造有利于信息化能源管理人才發展的環境,在用人和激勵制度中給予支持,培育出一批能源管理的高素質人才隊伍;加強信息和經驗的交流。企業要按照預定的目標、任務和措施,結合各自實際抓緊制定具體落實方案,與信息化能源管理實施單位充分溝通,及時解決各類問題。通過行業對標和企業調研等形式,借鑒先進經驗,使能源管理的整體水平得到有效提升;加大宣傳和教育力度。普及環境保護和能源管理知識,引導全體員工深入領會能效監管的重要價值和意義,為系統的推行創造良好的環境。充分調動企業員工的積極性,形成大家出謀劃策,共同推動信息化能源管理建設工作。
摘要:本文首先分析了現有的集中空調計費系統與能源管理系統單獨運行帶來的不足與缺陷等現狀,指出了兩種系統聯系合應用勢在必行。最后通過總結分析,說明聯合應用的優勢、實踐中的阻力,并提出相關建議。
中圖分類號:F206文獻標識碼: A
一、集中計費系統的現狀、原理及問題反思
1. 現在計量主要技術形式
1.1. 時間當量
時間當量計費原理如圖1。將風機盤管的溫控器、電動二通閥的控制信號線接入采集器,當采集器監測到電動二通閥的啟動信號及風機盤管檔位信號后,上位計算機系統開始計費。數據采集器以一定的周期輪采集數據,計算機系統將采集到的數據進行分析處理,將各檔位狀態時間累計,能過給定系數轉換成基準時間,匯總統計為獨立用戶使用時間,按照事先核定的價格進行計費。
1.2 熱能當量
通過采集計量單元的供熱溫差和回水流量,經熱量計積算儀計算用戶耗熱量。最終采用耗能熱量和時間乘積為計量依據(部分廠商采用流體質量流量和比焓值差的算法)。
2現行計量方式的問題反思
常見的集中空調冷(熱)能計量收費方式大致可以分為按面積均攤、電量計量、流量計量以及時間計量。現行集中計費系統中采用了許多現代先進技術,如計算機技術、數據處理、和自動化控制技術等,使得系統本身具備了所謂的高科技含量,但其系統設計還有多許值得改進的空間。
a簡單利用,系統設立目的的錯位
業內專業認為,分戶計量的意義主要在于促進建筑節能、降低建筑采暖能耗,但是目前有些地方過多地把計量作為提高收費的一種手段[2]。計費系統僅以供冷(熱)商品化導向,針對的目標是收費,考慮的是對終端用戶實施收費和管理和約束,供冷(熱)服務商不必為運行能耗負責,無論消耗多少能量都可以由用戶均攤,用戶沒有知情況權和話語權,熱能計量成為某些利益團體獲利的一種手段,這是目前國內絕大多數計費系統共有的弊端。
b系統性差,設計思維的殘缺
現行集中計費系統僅著眼于系統末端后部,而非系統全局;僅統計系統輸出的用戶耗能量,而不計量系統輸入的能量消耗。所以缺乏對集中空調系統基本特性的整體把握和系統思維的理念。
C 沒有定額,收費單價的混亂
計費行業層上,無論采用何種計量方式,最終都要以貨幣體現收費。但是涉及到單位能量單價取值問題時,系統提供商都異口同聲地認為那是用戶與供冷(熱)服務商之間的事,與計量計費系統無關。
二、集中空調能源管理系統的現狀、原理及問題反思
2.1 現空調能源管理系統主要技術形式
2.1.1采用變頻系統
空調系統的能耗是由風系統和水系統的能耗組成的。在風系統中,風機的能耗占相當大的比例;而水系統中,降低水泵與冷水機組的能耗是節能中最關鍵的部分。通常空調設備只能按照設計的額定工況運行,當系統的負荷降低時,設備仍然按照額定功率全負荷運行。所以采用變頻系統,會達到節能效果。
2.1.2 變風量系統(VAV)節能
在空調系統中風機能耗占相當大比例,因變風量系統能隨時跟蹤建筑負荷的變化,及時調節送風量,從而減少風機能耗,達到節能目的。
2.1.3變水量空調系統
在空調系統中,一般來說冷水機組的能耗最大,因此降低冷水機組的能耗便能成為空調系統節能降耗的最大問題。然而,一年之中,由于空調系統在部分負荷下運行的時間比較多,所以如果能根據負荷的大小相應地改變系統的水量,就可以實現空調系統的節能。變水量系統就是通過水量控制的方法來調節溫度的,所以它比定流量系統要節電、節能。
2.1.4 空調群控系統
該能源管理系統是前三種方法的集成,即將建筑物有關的空氣處理設備(空調機組AHU、新風機組PAU)、空調冷源設備(冷水機組及設備)等集中監視、控制和管理,實現整個HVAC系統的智能化運行與管理。
2.2 現行空調能源管理系統的應用現狀及問題反思
能源管理系統節能做法都是基于以下兩種思路。
一個是擺出一堆技術,寫得清清楚楚這個配置了哪些可再生資源;變頻設備怎么先進;用了多厚的保溫;熱回收系統回收效率多高;有LEED節能認證等等。好像說法越多,就越是節能。
另一種思路是能源消耗數據。因為節能最根本的目標是把實際的能源消耗降下來,與其說節能量倒不如說實際耗能量,一個樓一年耗了多少能源這是最清楚明白的。后者應該是檢驗建筑是否實現節能的唯一標準,這叫用能源消耗的數據來說話。
三、聯合應用模式的探索
3.1 聯合應用模式原理
筆者建議將集中空調能源管理系統和計費管理系統為依托,將設備監控、系統集成等多種控制手段整合納入能源管理系統系統,將節能管理系統和設備監控系統集成在一個平臺上,使用同一套系統。
該模式設計的能源管理系統系統框架圖如下圖3。
圖3
通過將集中空調計費管理系統嵌套入能源管理系統,這樣便可以實現能源審計,以此來檢驗節能管理系統是否有效。
3.2 三種系統模式的比較
3.3聯合應用模式的阻力
從上表表3-2可以分析出,聯合應用模式與單獨的系統相對具有巨大的優勢,但為什么現今市場上聯合應用模式并沒有太多的成功案例呢?筆者認為主要有以下幾方面原因。
3.3.1 資金及細分市場的問題
(1)開發商出于對成本的考慮,對系統的投入目的很強:為節能可能會只采用傳統的能耗管理系統,而不注重能源審計;為收費而只設立集中空調計費系統,而不考慮合理性。
(2)目前,無論是計費系統還是能源管理系統都是由中小企業主力開發市場。所以,往往人為將集中空調收費系統與傳統的能源管理系統區分開。
3.3.2技術成熟度:集中空調能量平衡有異與水電平衡
供水、供電的平衡,可以通過總、分表數據比對,只要在充許的合理線損率以內就能達到成效。但集空調的能量計量,卻很復雜:一、能量計量技術科學有待提高,如上述所提到時間型、能量型計費、計量表的缺陷[4];二、一個項目的系統是否能耗平衡、能效是否達到最佳,其涉汲的因素太多,影響的因素如系統的自動化程度、管理者的水平、季節影響,甚至物業的出租率等,這都導致空調能源平衡不能簡單的計算。
3.3.3 數據開放度:管理單位不愿深入控制數據、公開數據,影響到即得收益。
水電收費一般都由當地國有企業經營,屬壟斷經營,有先行市場的供水、供電等已收費成功地實行分戶核算[5]。有異與水電收費,集中空調的收費主體一般都是該物業的經營管理者,屬個體分散經營、自負盈虧,實際操作中大家認為分戶熱計量下供冷的費用不超過按建筑面積供冷收取的費用這一對比尺度,用戶就能接納。以這種思路方式計費,數據就顯得無關重要了。
4結論
隨著我國經濟的快速發展和城市化水平的不斷提高,集中空調計費系統及能源管理系統聯合應用模式將被越來越多地應用到建筑節能中。本論文通過對集中空調計費系統及能源管理系統聯合應用的探索分析,希望進一步深入對建筑節能的理解和把握。但是,在總結研究成果的同時,筆者也清楚的認識到本課題研究還存在一些不足之處,還有一些問題有待于進一步深入,主要有以下兩點是急需深入的:
在聯合應用系統中,集中空調計費管理系統與能源管理系統是如何具休融合,目前還沒有成熟的案例來支撐;
在政府沒有建立起國家定額體系前,行業或企業如何制定自身的企業定額標準。
參考文獻
[1] 劉風華,計量管理與企業節能降耗的關系.北京:現代農業科技,2010(32)11:35~36
[2] 李志浩.2008年第16屆全國暖通空調制冷學術會綜述.暖通空調,2009(39)1:1~8
[3] 孫劍崑.分戶熱計量收費中存在的幾個問題.論文集粹,2008(24)10:50~51
[關鍵詞]工業能源;信息化;監控系統;實現原則分析
[DOI]1013939/jcnkizgsc201650036
傳統形式對工業能源的管理過程一般是基于人工的離線過程,而非實時的。在工業信息化飛速發展的當前,大中型工業能源的用能企業和產能企業的產品設備、生產工藝、控制流程等基本正在向高度自動化和高度信息化的方向發展,只能完成離線能源管理的管理系統已經不能適應大部分企業高速發展的需求,因此迫切地需要實現對工業能源的自動化監控,以能源最優運行為目標,開發企業能源運行的在線實時管理功能。
1客觀現狀
我國由于能源利用率低而成為能源消耗大國,因此,在“十二五”期間,工業領域轉型升級的突破口和重要切入點之一就是工業的節能降耗,提高能源的管理和控制力度,對企業加快以節能降耗為核心的技術改造。所以實現能源的信息化監控管理是一項符合我國中長期發展規劃要求的重大決策,本技術一旦實現,可以廣泛推廣,具有顯著的節能效果,在增進企業效益、環保節能方面具有十分重要的意義。
著眼于我國現階段以及未來中、長期節能發展目標,目前仍以全面管控、技術節能為主,其中采用信息化節能管理是其中非常重要的一種方式,必須從戰略和全局的高度,充分認識做好工業節能工作的重要性、艱巨性和緊迫性,切實采取有效措施,大幅提高能源利用效率,突破資源環境瓶頸制約,促進工業發展方式實現根本性轉變。[1]
我國積極支持和大力提倡的是以信息化節能監控技術為核心的能源管理方式,該方式實現容易,結構簡單,普及速度快,成效顯著。因此,為了更高效率地實現節能,不需要不斷地改進節能方式,研發節能新技術,逐步推出適應現代工業能源領域的先進的節能控制技術。
目前全球所面臨的最大問題是能源緊缺與環境惡化。放眼國際,競爭環境的變化對我國工業節能降耗構成嚴峻挑戰。國際社會應對氣候變化博弈日趨激烈,綠色貿易壁壘正在加速形成,一些發達國家對出口國產品的能效水平和碳足跡提出更高要求。我國制造業總體上處于產業價值鏈中低端,產品資源能源消耗高,出口將面臨巨大壓力。[2]
我國持續高速的經濟增長成為過去幾年甚至未來全球經濟的最大亮點,但與此同時,我國也承受了巨大的壓力,那就是能源供應危機及環境保護。從居室照明和采暖,以及與生活息息相關的水、電、氣、油、煤等資源,到工商業所需的電力資源,社會生活所需的各種形式的能源正在被消耗著。能夠被有效利用的能源占絕大部分,但也有大量的能源每天被浪M著,因此能源浪費和使用效率低下是當前亟須解決的問題。[3]節能增效已經成為社會經濟發展的必然要求,越來越多的企業、機構和個人都投身到節能降耗的工作當中。如何能夠更好地管理和使用、控制能源是當前的重中之重,只有通過建立信息化的智能監控系統才能夠充分利用能源,達到高效節能的目標。
2系統實現分析
我國是能源消耗大國,因此能源的高效利用和信息化管控是當前的重點,實現社會能源的有效利用需要通過建立信息化的智能監控系統支撐,要實現智能管控,應該從社會可行性、經濟可行性和技術可行性三方面來進行分析研究。
21社會可行性
目前,工業企業的節能情況差異非常大,能源管理水平懸殊,當前多數企業存在能源管理問題,具體表現在:缺乏專門的能源管理體系和先進的管理手段,能源管理人員水平參差不齊,行業視野有限;對能源使用的監管不細致,找不到合理的方法,找不到或找不準節能點,沒有一個詳細的評測手段。概括地講,就是普遍存在能源信息基礎薄弱,能源管控技術水平不高的狀況,因而不能及時發現企業存在的某些環節上的能源浪費以及存在的節能潛力。[4]
工業企業是能源消費大戶,存在能源浪費現象。降低能源消耗,減少能源浪費,工業企業是重點。目前社會上對能源進行管理和控制的方法技術多種多樣,但是大部分都缺乏統一準確的用能情況監測數據做支撐,往往僅憑經驗來降低能耗指標,沒有做到管理和指導的全面性、科學性和準確性,造成能源的巨大浪費,因此需要建立一套科學合理的信息化能源監控管理系統來減少不必要的能源損耗,并進行有效的管控。
22經濟可行性
對工業能源進行信息化管理控制在我國是個新興產業,既要考慮系統使用的穩定高效,還要考慮供能企業的運營成本及產品設備的升級改造,以及用能用戶的改造成本問題。
目前所采用的能源管理機制是借鑒西方經濟國家的“合同能源管理”思想引進并逐步發展起來的,至今已經有十幾年的歷史,雖然沒有實現信息化的智能管理,但是在能源服務產業領域也得到了快速發展,特別是“十二五”期間和最近幾年,國家在財稅、金融、技術等方面相繼出臺了多個支持能源服務產業發展的扶持政策,進一步地促進了能源管理產業的飛速發展。[5]
目前能源管理服務產業規模逐年大幅遞增,2011年能源管理服務產業產值更是首次突破1000億元,達到1250億元,2012年達到1653億元,同比增長32%。預計“十三五”期間,我國能源管理服務產業將步入規模化發展軌道,“十二五”末能源管理服務產業產值可突破3000億元。能源管理產業已被國家確定為重點培育和發展的七大戰略性新興產業之一,產業發展潛力巨大,拉動經濟增長前景廣闊。[6]據測算,到2015年,我國技術可行、經濟合理的能源管理潛力超過4億噸標準煤,可帶動上萬億元投資。
如果在此基礎上能夠全面地改進目前的能源管理服務機制,實現全面的智能化、信息化管理控制系統,就可以更大程度地達到能源的高效利用。
23技術可行性
目前的能源管理系統是在普通信息系統和自動化系統基礎上的傳統模式,缺乏在能效傳輸和使用中的診斷技術,且大部分基本沒有對遠程設備采用物聯網技術,能效管理力度不高,信息化程度低,節能效果不明顯。而新型的能源管理系統通過機理建模和機器學習相結合的方法,以用能設備、耗能工序和能量系統之間的關系為重點建立能效分析模型,確定一種新型的能源管理模型,并進行軟件的開發,能夠彌補傳統模式的不足,增強了系統的實用性。
由于企業工藝裝備處于落后水平,企業管理手段也沒有達到先進水平,使得我國工業企業的能源利用效率低下。雖然經過十幾年的不斷努力,工業能耗也有所降低,但與國際先進水平相比我國企業的單位工業產品能耗仍存在較大差距,能源利用效率空間巨大,這就為能源管理系統技術的應用提供了廣闊的前景。
隨著國家能源節能政策的大力推動,企業的能源利用意識不斷提高,以及逐步上漲的能源價格和國家對工業能源使用指標的硬性規定等,這些都為能源高效利用技術的應用提供了很好的環境,具有很強的競爭優勢。
3實現策略
作為能源消耗主要群體的工業企業,是實現能源高效利用的主體和重點,國家高度重視工業能源節能技術,曾先后出臺了《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》、《工業轉型升級規劃(2011―2015 年)》《國務院“十二五”節能減排綜合性工作方案》《節能減排規劃(2011―2015 年)》等,作為“十二五”全國工業能源利用的指導性文件。[7]我國的工業化、城鎮化正處于深入發展階段,飛速發展的經濟社會對能源具有極大的需求,能源資源和環境約束形勢越來越嚴峻。工業發展對能源的需求繼續增加,工業和高耗能行業對國內生產總值的貢獻率呈下降趨勢,國家對能源的節能減排約束性指標要求工業加快轉變發展方式,傳統的能源資源高消耗的粗放型工業發展道路已經不能適應現代社會的發展,大批量的工業企業的轉型升級為能源的高效利用提供了良機。
31系統實現目標
系統的主要目標是實現對能源使用信息的監控管理,為此需要配備完善的能源計量器具,采集精確的能源使用情況數據,使用合理的數據傳輸技術,建立健全能源計量系統,完善各項能源消耗的監測網絡,實現用能單位監測的實時性、準確性和完整性。[8]通過建立一套工業能源信息化管理監控系統來統一地對各項能源消耗進行監測和控制,及時反映用能企業能耗水平,為進一步分析用能效率提供客觀、公正和科學的基礎數據,為用能企業節能降耗工作提供新的動力。
32系統實現策略
實現系統的能源運行管理包括動力能源管理、能源供應管理、能源消費管理。同時涉及采購、運輸、倉儲、動力、生產消費等多個環節。數據來源于同一數據庫,各個部門圍繞統一的信息進行分析和決策。利用能源測量和計量器具采集實時和非實時能源數據,并建立能源信息管理專用數據庫,以便進行后期的分析和處理。具體的實現策略主要包括以下幾方面。
第一,系統數據庫管理層采用雙機冗余的數據采集服務器和數據服務器模式共存技術;第二,針對信息數據的遠程傳輸及實時顯示Web技術,采用GPRS無線傳輸和有線技術相結合的方法;第三,對采集的用能信息進行實時分析診斷、處理和預警;第四,實現集查詢、修改、刪除和控制于一體的真正面向企業管理的監控系統平臺;第五,針對能源數據的采集主要分為實時和非實時兩種。實時數據來自于本項目研制的工業能源信息化管理監控系統的在線采集,也可以通過安裝數字儀表設備來補充缺少的數據,在預設的時間間隔內實現自動收集,并存儲到實時數據庫中,從而實現能效指標的在線計算與動態分析。非實時獲取的數據可以從用能企業的計算機系統中獲取,或者由工作人員直接錄入到管理監控系統中;第六,系統數據庫采用雙機冗余技術的目的是為了防止數據丟失,在一臺數據庫服務器出現故障時,另一臺檢測到主機數據庫停止后自動采集并存儲數據,在主機恢復后,會自動拷貝到主機數據庫中;第七,對數據傳輸技術的實現,主要依靠當今先進的現場總線技術、網絡通信技術、計算機技術,經過網絡布線、通信網絡、GPRS技術的結合,通過系統軟件設計實現信息數據的遠程傳輸及實時顯示;有的場合可以使用有線通信技術實現,而有的條件不具備的必須采用GPRS無線傳輸技術來實現;第八,為了保證采集的用能信息數據的準確有效,需要對數據進行驗證。常用的方法是將非同源的數據放在一起進行比較,也可以和歷史數據對比來發現異常。對于異常的數據應該進一步分析并解釋原因,錯誤的數據必須剔除,以免對能效分析產生干擾,充分體現能源使用的實時性、可靠性和準確性;實現集數字化、智能化、網絡化一體的管理監控系統,采用統一的能源數據倉庫技術、完善的數據分析技術、豐富的報表功能、自由數據鉆取技術、靈活的算法擴展技術、基于數據層的數據安全技術,并具有良好的接口和兼容性,市場需求巨大,前景非常廣闊。
33系統實現前景展望
系統著眼于實施能源消耗總量控制,將對工業發展形成硬約束。加大節能降耗力度,進一步提高工業能源利用效率和能源生產率,改造提升傳統制造業,是建立資源節約型、環境友好型產業結構和生產方式的必然選擇。全球范圍內發展綠色經濟、倡導低碳生活越來越受到重視并逐漸成為新趨勢,大力發展節能環保低碳產業,成為搶占未來發展制高點的核心價值觀。[9]堅持以提升工業能源利用效率為主線,以科技創新為支撐,以政策法規為保障,加快淘汰落后生產能力,大力推進工藝、裝備、產品的結構調整和技術進步,加快以節能降耗為核心的企業技術改造,強化重點用能企業節能管理,加強信息通信技術在節能降耗中的應用,必將產生巨大的經濟和社會效益。
系統一經實現應用,首先受益的就是企業,隨著企業能源節能意識增強,必將為大多數企業所接受,最終也將帶來巨大利潤;其次可以使企業管理水平提高,可同時應用于機關事業單位,節能效果顯著,包括對水、電、氣、熱等的監控,一經實施可節約大量能源,具有良好的社會和生態效益,應用前景廣泛。
4結論
隨著原材料和人力成本上漲,我國工業企業產品生產競爭以及能源節能環保的壓力日漸增長,工業企業能源管理智能化信息系統得到了越來越多的企業重視并正在著手建設。基于能效分析模塊的工業企業能源管理信息系統及應用軟件,能夠在能效分析方面增強企業能源管理的實用性,開拓了將來企業能源管理信息系統的新思路,轉化開發后可有效滿足市場的需要,并且市場需求潛力巨大。
基于能效分析模塊的工業企業能源管理信息系統適合工業企業并完全可以滿足企業能源管理需要,其技術達到國內先進水平。該系統產業化后,將對節能服務產業的發展起到助推作用,同時,也將大大提高企業核心技術實力,增強企業發展后勁,從根本上提升企業的競爭力和節能服務水平,一經應用,會減少能源消耗,對社會環境起到極大的凈化作用。
參考文獻:
[1] 蔣平,李博,曾文清馬鋼新區能源中心的建設與探討[J].冶金能源,2009,28(3):3-5
[2] 鄭士君,黃愛平海運企業能效管理信息系統研發[J].中國航海,2010,33(4):53-56
[3] 宋小磊,陳貴軍,趙書平工業企業能源管理信息系統研究[J].節能,2011(9):59-62
[4] 張曉麗淺談企業能源監測管理系統解決方案(下)[J].中國工控,2011
[5] 張凱,姜曉紅,閆獻國,等中小制造企業ERP系統的設計與實現[J].機械工程與自動化,2011(3):22-25
[6] 劉慧萍區域分布式能源的智能微網能源管理[J].電力與能源,2012,33(5):414-417
[7] 朱躍中美國能源管理體系及能源與環境領域發展趨勢[J].環球經濟,2010(3):72-74
【關鍵詞】資源節約;交互;能源管理
1目的
本文主要描述了承鋼能源管理系統與外部能源管理系統之間的數據交互方式,數據交互種類及數據交互策略。用于指導將承鋼用能數據接入外部能源管理監測系統達成一致意見,指導建設開發,完成數據集成。供能管系統及企業能管系統的項目負責人、項目承建單位、技術開發人員、測試人員等使用。將對提高承德鋼鐵能源管理水平進而提高企業的總體競爭力具有重要意義。
2數據交接類型
本文主要針對承鋼使用的各類能源消耗、生產數據,主要數據包括當前用能負荷(瞬時量)、當日累計用能量(累計量)和當月累計用能量(累計量)。
3總體接口策略
3.1接口方式以中間數據庫方式,實現外部能管系統與承鋼能管系統之間的數據對接。3.2數據承載主體各能源數據承載主體為承鋼內具體對象。3.3中間數據庫接口表分類策略為保證數據安全及讀寫權限可控,承鋼擁有獨立接口表,表的命名規則以企業注冊編碼為后綴,如某企業注冊編碼為“XXXXXX”,那么其接口表分別為JK_HOUR(DAY/MON)_XXXXXX。3.4寫入策略各種需交互的能源數據由承鋼以定時方式寫入中間數據庫接口表,數據完整性,數據實時性,數據準確性由承鋼保證。3.5維護策略中間數據庫表與外部能源系統的數據轉換及中間數據庫表的維護由外部能源系統負責。
4交互策略
(1)由承鋼能管系統將各能源類型的能耗數據寫入至中間庫能耗數據接口表。(2)實時數據寫入頻率為每小時一次。(3)日數據每天寫入一次,寫入昨天用能累計數據。(4)月數據每月寫入一次,寫入上月用能累計數據。(5)發生數據重算或修正數據時,數據寫入方根據主鍵更新接口表數據,并更新數據處理標志為NULL,并修改數據寫入時間。
5數據完整性
對于出現其它特殊情況,如網絡異常,中間數據庫異常,承鋼數據準備不充分等異常情況,數據寫入的完整性和準確性由承鋼負責處理。(1)承鋼要保留和維護對象的最新的寫庫進度,盡可能做到數據不重復交互。(2)各交互數據的完整性由承鋼負責。保證應該寫入的數據不缺數,不重復。(3)當出現承鋼本身數據滯后,或者其它原因導致數據不能實時準確寫入中間數據庫接口表時,承鋼應有相應異常處理機制,保證數據不誤,不缺,不重復。(4)正常情況下的數據完整性要求,參照各數據接口表的交接策略。
6安全性要求
6.1防火墻技術在外部能源系統架設防火墻,能有效將隔離內網和公網,從而構成一道保護屏障。通過對防火墻設置一定的訪問規則、驗證工具、包過濾和應用網關等,從而最大限度地阻止網絡受到非法攻擊。6.2用戶名及密碼驗證承鋼本身有獨立的訪問用戶名及密碼,需訪問中間數據庫時,要通過數據庫的用戶名密碼驗證才能操作數據庫表。這樣可最大限度地減少網絡對數據庫本身的攻擊。且有獨立的數據庫表,能保證數據不泄密,即使攻破一個,其它用戶還是安全的,這種方式有利于分散風險。6.3網絡加密狗防護網絡加密狗是一種用于網絡安全認證和通訊加密的USB智能卡。它利用標準的加密算法技術,實現了網絡安全方案中數字簽名、身份認證和密鑰安全管理以及分發傳遞等功能。能集網絡身份認證、網絡訪問權限控制、數字簽名、文件加密管理、數據流加解密、軟件產權保護等功能等諸多安全功能為一體。此防護需要一定的設備投資,但具備強壯的安全保護功能。通過以上分析,現階段采用防火墻技術加用戶名及密碼驗證手段,能從一定程度上避免網絡受到非法攻擊,如果需要絕對的安全,可按實際需求,采用網絡加密狗防護或者VPN專用通道組網方式來解決實際問題。
7異常處理方案
接口服務在出現如下異常情況時,分別給予了處理方案,在實際運行時還會有一些異常,再做討論和補充及完善。7.1服務異常處理當不能連接中間庫時,需要有重連和重新讀寫機制。當網絡連接失敗時,可以等5分鐘再重連,當再次網絡連接網絡失敗時,可等10分鐘再重連,如再失敗,可以默認30分鐘重連一次,直到連接成功。當數據庫讀寫失敗時,要有重寫機制,確保數據完全正確寫入,再改變相應的寫庫狀態。7.2數據異常處理數據異常包括數據重復寫入,數據本身邏輯錯誤,數據時標非法等。在外部能源系統對重復數據做有效數據處理。承鋼要保證數據本身是正確的。外部能源系統在處理此類數據時,不做處理,但需記錄原始異常數據備查。承鋼在寫入數據時,對數據時標要做歸整。外部能源系統對時標異常數據,不做處理,但需記錄原始異常數據備查。
8結束語
關鍵詞:用電;能效管理;信息系統;應用;耗能
中圖分類號:C29 文獻標識碼:A 文章編號:
從我國目前經濟增長幅度持續上升可以看到,我國正面臨著環境逐漸惡化以及能源供求關系緊張等壓力,解決這一壓力最經濟最有效的方法就是在能耗較高的企業內建設能耗控制、管理以及監測系統,對企業內部技術的不斷創新提高我國能源的利用效率。
根據外國的不完全統計結果顯示:工業單位每年能源消耗的8%都是由于缺少能源維護計劃和能源監測技術薄弱導致的;而能源消耗量的12%是由于企業內部缺乏能源控制系統和能源管理系統導致的。所以,對于能源管理系統的研究是有很大社會意義的。
一、用電及能效的管理
在我國的電力企業中,有很多的企業對設備進行檢修或者是電煤出現緊張的情況下,會出現很大的負荷缺口,因此對于便給電網的負荷管理方面帶來非常大的影響。因此對于用電的管理方面,建設一個對于企業來說有效的數據管理的平臺,對于電力的開展需求與管理方面的工作來說,是一項非常重要的技術手段和內容。只有有效的運用才能更好的完成有序的、科學的用電目標。對于整個國家、電力的企業以及電力的用戶都是一項非常有效的措施。在近幾年來,我國的經濟在不斷地發展,對于電力的需求也在不斷地加大。尤其是非線性負荷與沖擊性的超量應用,由此引發的一系列的問題,例如電網中所發生電壓的波動、電壓波形的畸變以及閃變等一系列的問題,這些問題也是越來越嚴重。因此對于電網的電能質量有著嚴重的下降,由此所引發的系統事故也是日益增多,使目前的電力系統即將被進行污染,于此同時,對于電力用戶在正常的用電方面也帶來了不便,使電力用戶受到影響。在電力質量惡化的同時,電網與電力用戶也會受到一定的經濟損失。
山西華澤鋁電有限公司是由中國鋁業股份有限公司和山西漳澤電力股份有限公司共同出資建立的鋁電聯營公司。該公司自備發電機組滿發時,發、用基本平衡,而自備機組一旦出現電煤緊張或檢修時,負荷缺口將超過28萬千瓦,給運城電網負荷管理帶很大影響,因此建設企業能效管理數據平臺對實現科學、有序供電具有十分重要的作用,是對國家、社會、電力企業、電力用戶均有利的一項重要措施。
企業的能效數據管理的平臺是以《國家電網公司關于加強電力需求側管庫的實施辦法》、《國家電網公司節能服務體系建設總體方案》等相關的文件的指示與精神為依據,進行規劃和設計的服務于電網企業、重點的用能單位、節能的監察中心以及節能的服務部門進行節能減排信息化軟件的交互平臺。管理的系統會根據不同的對象進行設計,所設計出的功能也是不同的,因此可以滿足主管的部門在宏觀的層面上對能源進行分析、統計以及決策,以微觀的方面來看,可以對用能進行有效的控制與監管;可以對各個技能的服務機構、行業的協會對能源所消費的結構、終端的消耗、節能的潛力等一系列的能源信息的所有需求進行滿足;同時對于重點的用能企業與單位對于本身的能源消費的審計監管和對比以及分析進行滿足;是非常利于國建電網企業能效服務的網絡、節能指標的管理以及節能的指標與考核方面的建設。
二.建設用電能效管理系統的意義
建立一個有效的用電能效的管理系統
對于供電的企業與用電的企業以及整個國家都有著十分重大的意義,通過有效的管理解決的放完,供電的企業能夠:
對目前的負荷進行監測力度的加強,對高負荷特性的預測水平和分析進行能效的提高,對供電的企業制定不同的預案與措施提供技術方面的支持。
對電力的市場進行調查,了解發展的空間以及沒有使用電能的企業與單位,將其他的能源使用用戶積極性調動起來。
掌握企業用電和能效信息管理的方式方法,使企業的能源耗損量和能源流向等清楚的體現出來。
調查清楚企業節能的內在潛力有多大,對于多余能源的回收數量、回收能源性質、回收期間的具體參數以及回收能源的品種等都有明確的記載。
能夠有效核算出企業的節能效果怎么樣,比方說:制定技術改進的措施和方案、技能產品的改造、節能工藝的改造措施等等。
能夠實現企業信息的可視化和信息化,從我國目前的情況來看,國內大部分的企業都是在靠人工定時的方式來進行抄表工作,這種工作方式存在著時效性差和數據滯后性嚴重以及數據較為單一等情況,不能夠及時的掌握企業內部的最新數據情況,用電及能效管理信息系統在線監測整個企業的生產能耗動態信息,并且將這些數據信息與對應的班組、車間以及設備進行統一結合,更有力與企業對能源的管理以及對于設備實時運行情況的監測,使企業的管理方式更加簡便等特點。
總結
節能工作并不僅僅是對一個工藝或者是一個設備的改造而言的,而是對于企業全系統用能過程的優化來講的,企業用電和能效信息管理系統能夠幫助企業提高自身管理水平,幫助企業更好更全面的評估、分析和監測能耗過程,并通過對問題的分析找出解決問題的措施,通過科學合理的制定計劃來實現節能的目標,并且通過以上過程達到使企業實現經濟可持續發展的終極戰略目標,因此,對于本文題目的研究具有非常重要的作用,希望有關專家學者對該問題認真研究,爭取盡快為我國企業帶來更好的用電和能效信息管理系統,幫助我國企業更好的發展。
參考文獻:
[1] 會議論文 智能電網中用戶側能效評估與監控系統的研究 中國高等學校電力系統及其自動化專業第二十五屆學術年會 – 2009.
[2] 趙丙鎮.范鵬展.鄭學明.廖勤武 居民用戶能效管理技術應用 [期刊論文] -電力信息化2011(10).
【關鍵詞】能源審計工作;節能改進;建議;方法
按照《企業能源審計技術通則》國家標準(GB/T17166—1997),能源審計是指能源審計單位依據國家有關的節能法規和標準,對用能單位能源利用的物理過程和財務過程進行的檢驗、核查和分析評價。從國家標準對能源審計的定義可以看出,能源審計不僅可以使企業優化管理,而且也是促進企業發現問題、正確評價、提高與改進的重要手段。
一、企業能源審計存在的不足之處
(一)企業對能源審計的認識尚淺
能源審計的目的是使能耗企業通過能源審計工作的開展,及時了解本企業當前的能源管理水平,掌握企業實際的能耗指標,找到存在的問題,查明問題的根源,提出節能技術改造的合理化建議,找到節能技術改造的突破口,進行能耗節約挖潛,從而從深層次上提高能源企業的經濟效益與社會效益,增強用能企業的市場競爭力。而很多企業的領導對此不是很清楚,甚至有的企業的能源管理負責人對此也概念模糊,造成了為審計而審計的局面,這是和能源審計的初衷背道而馳的,這就要求審計人員細致耐心地做講解工作。
(二)企業配合人員素質參差不齊
很多企業的能源管理人員沒有參加過上級主管部門的節能培訓,對能源統計工作比較陌生,還有的企業沒有專職的能源管理人員,這就要求審計人員做好前期的動員工作,要手把手地教會企業的配合人員如何填報各種表格,這對能否做好能源審計工作非常關鍵。
(三)個別企業能源審計的基礎性資料尚不完善
針對目前各個企業的情況,個別企業缺少專職的能源管理部門,而且在企業內部沒有使用統一的信息管理系統,導致能源使用信息與管理信息分散,無法形成一個有效的統一體,而各自為戰的局面又導致很多數據收集困難。由于企業長期以來的節能意識較差,存在嚴重的重效益、輕節約的思想,因此在具體的工作中就存在工作落實不到位的情況,比如計量器具的完好率、配置率不達標、設備運轉效率低等,導致部分能源的消耗計量不準確或計量困難,從而也必然會影響能源審計報告的數據準確度。
上述提到的企業能源審計存在的不足之處,要得到有效解決,需要節能主管部門、企業及能源審計服務單位共同努力,根據各自具有的優勢與肩負的責任,制定各自能源節約的規劃與目標,落實可實行的節能措施及實現相應目標的對策,從而有效地推動企業的能源審計工作。
二、解決企業能源審計問題的措施
解決企業能源審計問題的措施主要體現在節能主管部門、企業以及能源審計服務單位的密切配合上。
(一)節能主管部門
節能主管部門作為政府主導推動能源審計的推動者,要清醒地認識到自己所肩負的社會責任,嚴格地執行國家的各項節能規范與規定,并借鑒國外(如日本、荷蘭、英國等)開展能源審計的有效經驗,積極宣傳并開展能源審計工作,從而探索并逐漸形成一套行之有效的能源審計制度與方法,以有效地指導能源企業日常的節能管理,從而提高能源企業的管理水平,促進企業節能降耗,產生較好的經濟效益。
首先,能源審計工作,不僅可以使節能主管部門從宏觀上對所有能源企業的能耗情況有一個全面而詳細的了解,而且可以使節能主管部門對能源消耗的定量配給更加合理、科學,使能源配給、利用達到最優化。其次,能源審計工作,可以使節能主管部門對能耗企業的使用情況進行有效的監督與考核,使能耗企業發現問題,制訂改進的節能規劃,從而形成一套有針對性的節能措施,指導能耗企業的節能工作全面提高。最后,能源審計工作,可以使節能主管部門更好地加強能耗企業對國家的能源方針、政策、法令、標準情況與實施效果的了解,加強對能耗企業節能活動的監管,使國家的節能法令在企業日常經營中得到落實。尤其是在我國加入WTO之后,能源企業的各項生產經營活動都要與國際接軌,企業的運作方式主要是市場化,能源審計工作可以更好地使能源企業節能工作法制化。
(二)企業
在具體的工作中,應該充分調動企業開展能源審計的積極性,并在全社會大力宣傳開展能源審計工作的意義,使企業充分認識到開展能源審計工作所帶來的積極效果:
(1)通過能源審計,可以全面促使能源企業整頓并提高原有的能源管理工作,使能源管理水平上一個臺階;(2)通過能源審計,可以促使企業制定更加合理的能源標準,如能源質量標準,能源消耗標準,節能技術標準,合理的用水、用電、用熱標準等;(3)通過能源審計,可以進一步促進能源企業重視管理信息系統建設,使分散在管理部門與生產部門的零散信息有效集結與共享,減少企業能源管理的工作量,提高工作效率;(4)通過能源審計,根據測算的耗能指標,可以促使能源企業更好地了解自身的狀況,明確節能技改的方向與重點,調動企業的積極性,使企業對能源的使用情況進行有效監管;(5)通過能源審計,可以促使能源企業更好地貫徹國家的能源政策、法令與標準,使企業發展更規范,更長久。
(三) 能源審計服務單位
作為能源審計服務單位,應在遵循國家的各項法規政策,以及上級主管部門對能源審計工作要求的前提下,對企業能耗狀況作出真實、客觀的評價,結合企業自身的發展現狀,把挖掘企業節能潛力、提高企業能源管理水平作為工作重點。舉例如下:
煙臺市清潔能源檢測中心于2012年7月至2013年1月份對煙臺市34家綜合能耗5000噸以上的企業進行了能源審計,并針對企業的實際情況提出了節能改進建議。改進建議是在充分與企業交換意見的基礎上提出的,改進建議從廢棄能的回收利用、能源和原輔材料的改進、技術工藝水平的提高、設備的先進性、改進過程控制、產品的性質等方面入手,通過運用專業知識、與同行業進行對比、咨詢行業專家等各種渠道全面地提出。
本次審計共發現節能潛力64061.96噸標準煤,提出的節能技改項目預計節能38113.56噸標準煤,全部技改完成將實現效益3995.98萬元,實現CO2減排量為95195.20噸。
節能潛力匯總表詳見表1。
因此,通過能源審計的方法挖掘節能潛力是非常必要和可行的。
三、結論
綜上所述,通過節能主管部門、企業、能源審計服務單位的通力合作,默契發展,能源審計工作一定能夠持續地開展下去,從而為企業帶來可觀的經濟效益,為人類創造更多的財富!
參考文獻