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大数据“问诊”设备耗能: 传统节能理念受挑战

更新时间:2015-08-18



文/刘雷



北京市琉璃河水泥有限公司实施可视化节能管理后,年节约电费1000余万元


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”。


管理节能颠覆设备节能:传统节能理念该变了(上篇)


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。


现今国内的可视化管理,其目的大多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


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。


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。


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。


互联网+管理:精准定位设备耗能点(下篇)



就我国制造业而言,空调、照明、机器设备都是耗能大户,应用能源互联网技术,用能设备的各种能耗数据可以被传感器采集并通过工业通信网关存储到数据中心;应用不同层级的显示终端、监控平台和管控中心可以实现设备能耗的可视化监测和自动控制,并通过数据分析和不断挖潜,帮助企业最终形成节能决策建议,制定节能策略提高能源管理水平。业内人士表示,在水泥、石化、钢铁、发电等高能耗行业,能源数据的收集显得尤为重要,通过对能源信息的科学分析和有效管理,可以有效地降低成本、提高能源利用效率并达到节能环保的目的。一旦能源转化为可视化信息流在互联网上流动起来,那么浪费将不复存在。工厂的生产效率、企业内部运营和管理效率都会因此大大提升。


4W能效分析:准确“诊疗”设备耗能状况

可视化公司作为国家级高新技术企业、中关村高新技术企业、“双软”企业、国家发改委评定备案的合同能源管理服务公司和北京市发改委备案的能源审计咨询机构,拥有着独到的4W可视化能效分析系统,是国内唯一能帮助企业找到“Who-谁、Where-在哪、When-什么时间、What-浪费了多少能源”的新型节能系统。可视化能效分析系统是根据采集和读取用能设备在正常工作以及待机、轻载、空载时的电量参数,DCS参数和其他系统参数,实时动态计算用能设备或系统在运行过程中偏离标准值时的能耗数据,对功率、效率和负载等参数进行综合分析,结合环境条件、运行方法和操作行为,通过能耗K线图对发现的问题进行追溯、核实,显示多种能耗分析图形、图表等寻找和挖掘节能空间,通过分析、计算得出设备最佳运行数据,指导操作人员调整设备运行和工艺生产参数,优化设备控制系统的运行方法,通过运行改善的方式提高设备能效和设备利用率。

据高维嘉介绍,这种依托于大数据下的可视化能效分析系统,可以让每一个设备从业者清晰直观地认识到能源的浪费点、浪费时间、浪费程度,不断加强员工的节能意识;可以通过长时间的观察—分析—改善—再观察—再分析—再改善的循环验证、不断挖掘节能潜力的方式,帮助企业达到趋近于最佳、最合理的能耗状态,完善企业能源管理制度,打造专业节能执行团队,确保企业节能措施和理念可以持续下去。

“我们公司的4W能效分析系统,作为体现公司核心优势的‘秘密武器’,如同笼罩战场的监视雷达,在一场场节约能源的战争中,起到了精准定位、锁定目标的作用,使目标企业的每一个能源浪费点都能够尽收眼底、无所遁形。秉承着‘杜绝浪费的唯一出路,就是找到浪费的根源’这一理念,公司依靠4W能效分析系统优异精准的定位功能,凭借着科学系统的节能手段,有的放矢、对症下药,无数次快捷高效地完成了目标企业的能源节约任务、高扬起了可视化节能的鲜明旗帜。”高维嘉如是说。



高维嘉为客户讲解可视化系统


大数据分析:设备节能的“全科医生”

高维嘉介绍说,可视化节能系统可以全面监测用能企业用能设备的各种能耗数据,通过大数据分析,科学地规划能源计量体系,确保管理、计量无漏洞。包含用能单位管理状况、用能单位能源计量及统计状况、主要用能设备运行状态分析、用能单位能源消耗分析、用能单位能耗指标分析、用能单位节能效果与节能潜力分析、用能单位重要设备节能项目分析等功能模块。

公司的4W能效分析技术利用能耗历史数据,通过对标管理、设备额定运行功率分析、设备运行能耗趋势分析、相关设备运行关联分析、同类设备对比、设备停机待机运行对比、能耗异常分析等手段,精准定位能源浪费点,通过可视化能效分析方法,利用能耗K线图发现能源使用中的问题,找出节能空间,挖掘节能潜力,制定运行改善方案,在不需要增加设备投资的前提下,实现较好的节能效果。

该技术可实时、直观地监测设备运行状况,计算出生产过程中使用多少能源才科学合理,并根据具体情况,制定出科学合理的运行改善方案,使设备运行在最佳能耗状态。

该技术在国内市场具有技术的前瞻性、理念的先进性和经济上的可行性。根据目前掌握的同行业资讯来看,相同技术在国内尚未出现,可视化能源管理中心系统处于领先水平,随着公司科研成果的不断转化,可视化能效分析技术不断升级,将持续保持技术的先进性。在我国必将拥有越来越大的市场,逐步会成为国内节能减排的重要手段,为我国的节能减排提供重要支撑。

通过软件升级可以实现对企业用能设备能耗状况的自动分析,自动识别设备运行过程中的节能点,挖掘节能空间。该系统将可视化公司的十种能效分析方法完全植入软件编程中,可以自动识别设备运行过程中存在的能耗问题点。

通过4W能效分析系统,可以深度挖掘企业节能潜力,帮助企业快速建立符合国家标准的能源管理体系;全面实现能源管理工作信息化,让能源管理体系制度轻松执行到位;能源管理体系云平台简单、易操作,让运维工作不再压力山大;利用信息化手段、云端技术,建立可视化的系统工具,实现智能化的运行,加强信息化的管理。


前景可期:可视化节能风头正劲

我国作为世界第一大能源消费国,伴随能源生产和消费的快速增长,环境污染和能源安全问题日益凸显。如何管好能源、节约能源,已经成为企业战略决策所关注的重要因素。用可视化对设备进行能耗监测,正引起政府和企业的重视。

高维嘉积极主导,在技术引进的基础上要进一步创新。她一方面组织公司研发部门进行新的技术开发;另一方面采取吸收引进的办法,以保持技术的先进性,保证公司的可持续发展。今年公司自主研发了符合国家标准的能源管理体系云平台和能耗在线监测系统。引进研发了机械抗磨自修复技术系统。到目前为止申请了自主知识产权近20项。公司与德国国际合作机构(GIZ)合作,作为合作项目的落地单位,为引进国外先进的技术、设备、管理模式而多方协调。

高维嘉很重视深化服务,“以高品质的服务为客户解决问题、创造价值是我们一贯坚持的服务宗旨,只有不断完善客户服务,为客户创造财富,才能提高用户粘合度”。

市场营销决定着公司发展的速度,高维嘉以她敏锐的思想提出了互联网营销模式替代传统营销模式,这是公司市场营销的重大突破。今年初互联网营销正式上线运行,效果十分明显。大大提高了公司在社会上的认知度。

为增强公司发展的动力,高维嘉提出公司要进入资本市场,2014年经过认真准备,公司在股份制改造的基础上进行了全面整顿和规范,2014年10月在新三板挂牌上市(证券代码:831183)。公司挂牌后在社会上提高了知名度,赢得了良好的口碑;为公司招聘高层次的人才创造了基础,同时为融资开拓了新的渠道。

对于公司这个年轻的一把手,共同创业的刘前光很是推崇,“高总是有眼光、有理想、有抱负、有拼劲、肯吃苦,具有卓越领导能力和创新精神的年轻创业者。夯实技术基础、深度服务客户、深化网络经销、资本市场运作,四箭齐发的正确发展模式使可视化公司得以跳跃式的快速成长,几年的时间,就从当初几个人的小团队成长为业内领军企业”。





 

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