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安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：石化企业开展能耗在线监测系统建设既是国家节能法律法规政策基本要求，也是企业降本增效走可持续发展的必由之路。本文介绍了石化企业能耗在线监测系统国内外进展情况，提出应该从集团公司、工厂层级和设备层级考虑系统建设的问题，针对石化企业系统建设的定位模糊问题，提出了综合考虑建用结合、内外监管和持续改进的原则，建设一个支撑企业可持续发展的有用的能源管理系统。
关键词：能耗在线监测；能源管理；节能
1 引言
建设用能单位能耗在线监测系统是贯彻落实党的精神、推进生态文明建设的具体体现，是部门加强节能管理、用能单位实现节约增效的需要。2017年9月25日国家发展改革委等2部门印发了《重要用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》，为加快用能单位能耗在线监测系统建设，要求到“十三五”末期，基本建成连接各省(区、市)、相关部门和行业数据共享的监测系统。2018年5月1日正式颁布实施的《用能单位节能管理办法》规定“不按要求开展能耗在线监测系统建设和能耗在线监测工作的，责令限期整改，逾期不整改或没有达到整改要求的，由管理节能工作的部门处一万元以上三万元以下的罚款”。2019年4月4日国家发展改革委等2部门印发的《关于加快推进用能单位能耗在线监测系统建设的通知》发改办环资[2019]424号文，鼓励企业建设覆盖全部资源消耗的综合监测管控系统建设，很大程度整合已有信息化管理系统或控制系统，为本单位节能挖潜、降本增效提供支撑。石油化工企业作为我国六大高耗能行业之一，开展能耗在线监测系统建设既是国家节能法律法规政策基本要求，也是企业降本增效走可持续发展的必由之路。随着全国用能单位能耗在线监测系统正式上线运行，石化企业建设能耗在线监测系统并实现与国家平台的对接已经刻不容缓。
2 在线监测系统现状
国内外大型的石油化工企业通过能源管理信息化工具，提高了企业能源效率，支撑了自身能源管理业务的开展，实现了绿色可持续性发展。大型炼化一体化企业埃克森美孚公司，借助PDCA方法搭建了能源管理模型，通过建设实施能源管理系统(能耗在线监测系统)发现了200多个节能佳实践和15%的节能提升潜力。瓦莱罗能源公司采用先进控制技术对公用工程系统进行优化处理，建立了公用工程优化模型，注重能源计量和能效管理对比，实施的ASPEN能量优化解决方案产生了270万美元的经济效益。阿克苏诺贝尔公司注重能源管理，集成了现有系统中EMS、ERP 能源计量和统计数据建立了能源管理平台，向内外综合展示能源绩效取得了不错的节能减排效果。2017年中国石化在系统内的7家公司完成了能源管理系统推广项目，建设了能源计划、能源运行、能源统计、能源优化、评价分析等五大功能模块的，实现了对能源产、存、转、输、耗的全流程协同管理，取得了良好的应用效果和经济效益。
现阶段国内石化企业开展在线监测系统建设存在的问题，一是对建设能源信息系统认识不清，管理人员不认为能够带来经济效益，对能源的系统化管理缺乏足够信心；二是系统建设基础条件尚需完善，主要包括能源计量统计方面、部分能源流向方面不清；统计较多人为因素影响等等；三是重视系统建设，轻视系统应用；在能效对标、能源绩效指标考核、能源预警预测等功能模块的设计开放方面明显不足；妨碍了系统的整体应用；四是决策者和使用者对在线监测系统在企业系统中的定位和作用不清楚，系统建设的目标和内容尚需进一步探讨，集团层面、企业层面能源系统如何协调优化等。因此，正确认识在线监测系统在企业的定位，借助信息化手段开展能源管理工作，为企业高质量可持续发展注入活力带来效益是一件非常有意义的事情。
3 在线监测系统的定位和功能
能源在线监测是原有信息系统的融合和升华。能源在线监测系统不是一个独立于企业的单独建立运行的系统，而是企业信息系统中的一个分系统，是企业生产计划、制造和运营系统中的一个管理环节。如唐钢能源管理中心定位为公司的三级能源管理系统，依托于现有的信息化系统，充分利用现有的资源，实现能源管理中心(EMS)、ERP 系统、PI系统的无缝连接。以能源管理中心系统的实时数据为基础，同时提取 ERP、MES/DSS 系统的生产实绩、生产计划、财务数据等信息，经过系统的分析和处理，提供给能源管理人员、真实的数据，改善公司的信息化水平和能源管理水平。
能源在线监测系统数据来源于：能源计划、能源计量数据、能源管理数据、公用工程数据、设备管理数据、能源质量管理数据、能源绩效考核数据等等。数据来源途径广、跨部门和单元。因此需要整体考虑系统适应型和匹配性。
某化工企业能源在线监测系统建设也考虑了与原有系统的对接。重新考虑建设在线监测系统对二级统计、核算单元影响，尽量不对公司组织结构做大的调整，同时与公司财务核算单元尽可能保持一致，尽可能满足化工行业生产实际及习惯要求。
石化企业在线监测系统大致包括：
数据采集、能源数据应用、营运管理3方面，包括能源计划、能源运行、能源优化、能源统计、能源评价与能源绩效等具体功能模块。
集团公司：生产计划、能源统计分析、能源调度指挥、能源考核等；
工厂企业：计划执行、能源计量和统计、能源平衡、蒸汽动力系统优化等
图 1 集团和企业在线监测系统整体功能架构图
4 明晰系统定位的措施
4.1 建用结合的系统定位
通过能耗在线监测，开展数据挖掘、潜力分析和日常设备管理，在节能管理和运行方面发挥出系统建设的功效。开展用能优化，通过建立能源需求计划优化模型，优化装置用能计划，提高用能计划准确性，促进产耗平衡，减少能源备份冗余，降低用能成本。同时对管网进行在线监控，实时监测管网运行工况;辅助管网优化调度，增强管网安全优化运行。动力优化方面，利用热动力模型和优化工具，优化公用工程生产计划;与现场控制系统连接，按照离线的优动力生产计划进行在线闭环控制；在线进行原料优化、设备负荷优化、产出优化。通过建用结合的定位，向建成的能源在线监测系统要效益。
4.2 内外兼顾的定位
按需建设。结合石化企业实际现况，如电力监控系统建设、蒸汽动力系统等自身生产和能源管理，有针对性监控用能区域的能有绩效关键指标，而非仅监控到一、二级计量满足上传数据要求即可。监控结合。仅在线收集电、煤和天然气等相关能源数据，顶多也就实现了简单的抄表功能，还不是意义上的在线监测系统，系统需要和生产排班、企业ERP系统等结合起来使用，实现能源监控和反馈，让企业整体能源管理不再收到冷落。企业在线监测系统需要基于企业能源管理、业务需求等内动力开展建设，同时兼顾外部对在线监测系统的基本要求。石化企业可基于企业现有平台，充分发挥原基础管理平台作用，开放部分数据接口，数据按时与平台对接，实现对企业日常监管要求，不需要另起炉灶重新建立新的系统或者平台。
4.3 持续改进的定位
在线监测系统作为一个信息系统，需要不断维护和升级以满足工作需要，才能持续发挥作用和效益。系统持续改进可考虑新增业务实际需要，如现阶段环保在线监测要求较多，可考虑同步完善在线环境监控系统。系统升级和维护可完善原有系统存在的能源计量的问题。对前期建设部分能源计量方面的不足，一方面定期对各工序的计量设备进行校准、鉴定，保证计量设备的准确性；另一方面按照相关能源计量标准要求分批次补齐计量短板。完善的能源在线监测平台需要培养多层次的信息化管理人才，重视运维体系建设，建立完备的信息化运维体系，构建完备的基础支撑，同时坚持持续改进 ，建立完善的能源管控体系。
5 安科瑞重要用能单位能耗在线监测系统
5.1系统概述
工业能耗在线监测系统是一个集成Intranet/Internet网络技术、GPRS无线传输技术、Web Service软件技术、数据库技术等于一体的大型数据综合管理系统。系统为管理者、各级能耗内部用户、浏览者提供了一个访问的网络通道，搭建了一个合理、信息传输平台和管理平台。工业能耗在线监测系统的开发应用为管理部门、企业生产管理、计量管理、节能管理提高到一个新的高度，是我们对节能减排、节能降耗实现的一种行之有效的解决方案。
能源组成及监测内容：
图2 能源组成
图3 监测内容
用电类：采集采暖、锅炉、空调、制冷、照明、办公、电梯、水泵、风机、通风机等耗电设备的用电信息。主要监测其用电量，对于大耗电设备监测其电流、电压及功率因数等信息。
配电类：采集6kv/10kv配电开关设备、变压器，状态信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能质量、电能量等。
用水：自来水和蒸汽；采集具有485通讯功能的智能热量表、蒸汽流量计、水表等；
用气：煤气、天然气；采集具有485通讯功能燃气表；
环境参数：采集具有485通讯功能的温度/湿度计；采暖空调供回水温度；
5.2系统框架
图4 系统框架
(1)能源消费管理系统：该系统可以对重要用能企业煤、电、油、气、热、水等能源和耗能工质进行定期录入和实时采集，并将收集到的能耗数据进行整理存储，为汇总分析和上报作数据支持。
(2)能源利用状况信息报送系统
重要用能企业可通过该系统将企业本年度的《能源利用状况报告》，报送至市节能监察中心，经初审核后，上传至省节能监察总队审核，而后上报国家有关部门。
(3)单位能耗水平识别评价系统
利用重要用能单位能耗数据，对企业用能状况进行分析评价，查找问题。为节能管理部门掌握、分析信息和研究节能改造并制定相关政策措施提供科学的依据和平台。
(4)决策服务和专家咨询服务系统
系统提供直观、简明、快捷的数据信息查询和决策支持服务。对重要用能企业的能耗进行科学、合理的咨询指导，帮助重要用能企业做出及时、正确、可行、有效的解决方案。
(5)能耗预测、能源安全预警系统
通过系统掌握重要用能企业能源购置、使用、消耗及生产情况，对企业的用能情况进行综合的评判和分析，对比同期值和限定值，对能耗超标情况予以预警提示。
在获取能源使用的基础上，进行数据挖掘分析，实现能耗的预测分析功能，为相关部门的宏观决策提供支撑体系。
(6)节能监察及信息发布、法律法规知识培训系统：
通过该系统平台，可对省重要耗能企业做节能监察工作；发布节能法律法规标准以及能源基础知识、能源统计知识、节能监测方法等资料；处理日常节能管理工作相关的公文、通知、公告等。
5.3系统网络结构
系统把数据信息从各个企业的能源监控中心采集到后台的数据库系统，经分析与处理，提供分析预测和预警功能。同时通过门户网站、无线终端等手段为省、市领导以及相关委办局提供了多方位、可视化的便捷服务。
图5 系统结构
5.4能耗监测系统产品选型
【参考文献】
[1]中国石化能源管理系统(一期)可行性研究报告．
[2]李爱军.石化企业能耗在线监测系统的定位[J].广东化工，2019，46(14)：108-109)
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.
