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能源计量标准化管理在水厂应用实例

2015年, M水厂通过对前阶段的能源计量工作的梳理, 提出了能源计量标准化管理的思路, 总结出了一套实施方案。下面将从能源计量标准化管理的实施背景、实施步骤及实际应用三方面进行阐述, 着重介绍能源计量标准化管理在M水厂的应用。

一、能源计量标准化管理的实施背景

1. 外在要求

能源审计及能源管理体系的实施细则 (如GB17167-2006《能源计量器具配备和管理通则》、JJF1356-2012《重点用能单位能源计量审查规范》、《能源计量器具配备与能源计量统计分析控制程序》) 中都对能源计量器具的配备和管理等有明确的要求。满足法律法规的要求 (法制性) , 既是外在要求, 也是能源计量标准化管理的依据。

2. 内在要求

内在对能源计量数据的准确性及数据统计分析应用有所要求, 要求数据的准确性、一致性、溯源性。

二、能源计量标准化管理的实施步骤

能源计量标准化管理的实施步骤主要归结为:制定计划、法规识别、编写制度、器具配备、器具管理、数据应用共6个步骤。

1. 编订实施计划

明确工作任务、进度安排及相关责任人。

2. 法律法规识别

查找并解读能源计量相关的法制要求条款。

3. 编写管理制度

通过管理制度来规范能源计量管理部门和相关人员的能源计量行为。可从以下7个方面进行编写:

(1) 总则:制定依据, 依据相关的法规和公司管理制度来制定。

(2) 实施细则:界定了该管理制度的使用范围和实施要求。

(3) 计量工作任务:

(1) 宣传:向员工介绍计量标准化工作实施的具体内容和意义, 达成共识; (2) 推行:指导相关部门开展计量标准化工作, 并监督实施进度和效果; (3) 管理:对计量标准化工作的维系和计量器具的管理, 以及计量数据统计分析的应用等。

(4) 管理机构:建立有效的能源计量管理组织机构, 是加强企业节能工作的保证。

(5) 管理人员的职责:负责计量器具的配备、检定/校准和维修等工作;负责能源计量数据的采集;对能源计量数据进行有效的统计、分析。

表1 计量器具的分类

(6) 计量器具的分类和管理:分为A、B、C类, 如表1所示。

(7) 计量数据的管理:对数据采集、上报, 以及数据统计分析做明确的规定。

4. 计量器具配备

合理配备能源计量工具, 满足能源计量相关法律法规要求;满足用能单位能源管理和节能工作要求。

(1) 配备原则:配备的能源计量器具应满足能源分类、分级、分项考核的要求。

(2) 满足法律法规要求、满足厂内计量分析要求。

满足法规要求, 保障配备率和准确度等级;满足厂内计量分析要求, 除按要求配备外, 具体的器具配备需求要结合厂内计量分析要求配备, 防止过度计量, 如表2所示。

(3) 配备的一般过程

(1) 梳理用能结构:确定能源品种, 绘制能源流向图;确定主要次级用能单位;确定主要用能设备。

(2) 确定计量点, 绘制采集点网络图:能源流向及采集点网络图;用能结构;计量点。

(3) 制定计量器具配备方案:选择计量器具、准确度等级、测量范围、生产厂家、投资费用等。

(4) 配置能源计量器具:按配备方案配置能源计量器具, 统计能源计量器具的配备率, 安装验收后, 生成计量器具台账。

5. 计量器具管理

保证用能单位能源计量管理的科学性和规范性, 避免随意性和人为性。

(1) 能源计量维护管理

主要有技术管理、维修管理、现场巡检、数据核对、外委校验等。

(2) 能源计量数据保障

通过统计员、电气主管每天对数据进行审核, 运行人员、电修人员定期对电量监测仪进行巡检, 电修人员每季度对电量监测仪进行校核, 确保计量数据的完整、准确。以统计员所统计报表数据为计量数据的唯一性。

6. 数据分析应用

根据用能单位特点, 运用数理统计方法对能耗有关数据进行处理、设计和绘制各种图表, 用于对能耗状况进行经常性分析。

(1) 统计分析的方法

(1) 节点分析法

将生产过程中的各个环节, 依次细化为多个节点;对各个节点的用能合理性进行分析和计算, 找出节点中的突出问题和低效点;有针对性地制定相应的改进措施, 进而有的放矢地各个“击破”。

(2) 调查分析法

按时间分:定期调查分析法 (月报表、季度报表、半年报表、年度报表) 、不定期调查分析法 (节能潜力调查、低效高耗能设备统计分析、重点用能设备效率统计) 。

表2 电能计量器具配备要求
表2 电能计量器具配备要求

按对象分:节能专项调查分析、全面系统调查分析。

(3) 对比分析法

能耗统计对比分析法是在前期开展各项统计数据的基础上, 采用图表、数据对比等手段, 对统计结果进行定量和定性分析。如:实际与计划的对比、同一指标在不同时间上的对比、对标等。

(2) 统计分析的目的

(1) 掌握耗能状况, 了解用能水平:掌握能源消耗的数量与构成、分布与流向等;了解能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗等。

(2) 发现能耗问题, 寻找节能潜力:发现管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题;评估设备技术参数与使用环境是否匹配。

(3) 核算节能效果, 评价节能技术:对技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量进行计算, 评价节能技术所产生的效果。

(4) 改善运行管理, 明确节能方向:为工艺节能改造、设备节能改造提供依据, 制定技改方案、管理措施等。

(3) 统计分析的展现

(1) 日报表:可以及时发现问题, 便于马上调整与处理。另外, 出于经营管理、经济核算的需要, 每天可以把某些量统计汇总反馈给有关部门。

(2) 月 (季) 报表:有些计量检测数据变化比较缓慢, 从日报表中很难或根本就看不出它的变化趋势, 而月 (季) 报表具有一定周期, 可以积累量, 从而确定该量的变化情况, 进而采取对策。

(3) 专项报告:需要深入细致地掌握某一方面的情况时所开展的专项调查, 是统计报表的必要补充, 是对节能统计的必要完善, 对能源管理工作有着重要的指导作用。

三、能源计量标准化管理在M水厂的应用

1. 能源计量标准化管理建设

(1) 制度建设

编写《能源计量管理制度》, 设置能源计量管理机构, 明确能源计量工作的领导, 确立能源计量主管部门, 设置能源计量专职岗位, 如图1所示。

(2) 计量器具配备

计量器具可通过以下步骤配备:

(1) 梳理用能结构。

(2) 确定计量点, 绘制采集点网络图。

(3) 制定计量器具配备方案。

(4) 配置能源计量器具。

(3) 计量器具管理

(1) 建立计量器具档案:包含计量器具使用说明书、出厂合格证、最近两个连续周期的检定 (测试、校准) 证书、维修记录、其他相关信息等。

(2) 能源计量管理人员持证上岗。

(3) 能源计量维护管理:电气主管负责技术管理, 电修班负责维修管理, 生产技术部、设备部人员实施现场三级巡检, 统计员、电气主管每天对数据进行核对, 计量器具定期外委校验。

(4) 能源计量器具现场管理:现场张贴计量器具标示卡, 显示该计量器具的管理、技术参数等信息, 明确责任人;计量器具上张贴二维码, 不同颜色显示该计量器具当前使用状态, 通过扫描二维码可获取该计量器具的详细相关信息, 亦为今后扫描二维码可直接读取该计量器具后台采集的电量数据保留通道。

2. 能源计量数据应用

(1) 月用电分析报告

(1) 第一部分:生产成本对比分析, 实际生产和预算值作比较, 监督预算的实施进度;实际生产用电量厂内记录值与供电局记录值作比较, 是否在合理误差范围内;同比、环比发现耗电量问题。

图1 M水厂能源计量管理组织机构图

图1 M水厂能源计量管理组织机构图

 

(2) 第二部分:指标单耗趋势, 指标趋势发展, 为做好下一阶段用能合理调配进行准备;单耗同比, 将用电量、供水量、吸程 (包含了出厂水压力、吸水井水位) 、配水单耗等变量在图上展示, 便于分析单耗变化是由于哪些变量导致的。

(3) 第三部分:用能结构, 发现有无用能占比变化剧烈的用能单位或设备, 寻找用能异常点。

(4) 第四部分:用能管理分析, 与上一年的平均值进行对标, 发现能耗偏差, 再细分到每个用电单元和重要设备, 查找偏差原因。

(2) 生产能耗的监控

日常生产运行中, M水厂关注水厂用能综合单耗 (=总供水量/总用电量, 单位k W·h/m) 和送水泵房的配水单耗 (指供水企业在规定水泵扬程100m即供水压力1MPa的条件下, 水泵取水或供水1000m的耗能指标, 单位:k W·h/km·MPa, 反映的是泵的效率情况) 。

通过单耗指标日历, 评估水厂能源绩效等级。每天的单耗与目标值进行比较, 可以直观地显示出每日单耗水平, 分析其变化趋势, 便于找准方向, 查找分析原因。

(3) 发现能耗问题

通过M水厂年供水量、泵吸程散点图可看出, 实际供水扬程在 (24~32) m之间, 而定速泵的额定扬程为41m, 定速泵使用远远偏离其高效区。

(4) 寻找节能关键点

以能流图的形式显示用能走向, 帮助水厂寻找主要耗能路径, 确定节能整改工作的重点对象。计算能源在存储、传输和使用过程中的损耗量及百分比, 及时发现损失。

(5) 核算节能效果

M水厂2014年实施一台定速泵叶轮切削后, 送水泵房机组调度进行优化, 测算节能效果计算如下:

8#送水泵设计额定扬程为41m, 而实际供水扬程在 (23~32) m之间, 定速水泵运行效率偏离高效区。通过对8#水泵叶轮进行切削, 将955mm切削为869.66mm。切削后, 直接降低了水泵的扬程, 使得水泵的高效区发生了往下偏移, 最佳泵效下降4%, 泵的实际效率更加接近最佳泵效。测试表明, 8#定速泵完成叶轮切削后, 单机运行效率在M水厂实际供水扬程区内提高了4%~10%。

测定切削后的机组最优运行:M水厂根据不同时段, 5种区间供水量, 对送水机组进行10种供水组合方式的测试实验。通过机组综合能效的计算比对, 得到优化组合方案, 并运用于指导生产。

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