產(chǎn)品中心
食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案
任運(yùn)業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文對某小型食品加工廠能源消耗進(jìn)行了評價(jià)，分析了該工廠節(jié)能減排的潛力空間。有關(guān)節(jié)能減排效率的因素包括工廠的技術(shù)水準(zhǔn)、管理方法和發(fā)展規(guī)模。依據(jù)研究提出對節(jié)能減排制度建設(shè)等方面的創(chuàng)新建議。
關(guān)鍵詞：能源消耗；節(jié)能
1.背景介紹
我國小型工廠數(shù)量巨大，是能耗總量上升和排污不斷增加的重要原因。同時(shí)由于小型工廠管理落后，技術(shù)較低，節(jié)能減排效率低于大型企業(yè)。所以該工廠的資源利用和能源耗用的情況分析尤為重要，科學(xué)評價(jià)與分析是必要的。運(yùn)行中使用與產(chǎn)品相對應(yīng)的技術(shù)、設(shè)備并且進(jìn)行有效管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo)，在生產(chǎn)中堅(jiān)持提高能源利用率，使各種能源得到綜合利用，同時(shí)選擇供應(yīng)充足的具有環(huán)保節(jié)能的能源品種為的原則，減少線路的鋪設(shè)和能源浪費(fèi)。。
2.運(yùn)營期能耗分析
2.1用電量、用水水量分析
項(xiàng)目運(yùn)營中用電包括建筑照明用電、設(shè)備用電，年用電約為199.46萬kW/h。（詳見表1）項(xiàng)目運(yùn)營期用水包括職工生產(chǎn)生活用水、未預(yù)見及漏損用水等，預(yù)計(jì)年用水量約為0.25萬m（3詳見表2）。
表1
建筑物 | 面積（m2） | 用電指標(biāo) （W/m2） | 安裝功率 （kW） | KX | 計(jì)算功率 （kW） | 負(fù)荷 等級 | 備注 |
加工車間 | 7074 | 120 | 848.9 | 0.6 | 509.3 | 三級 | |
冷庫用地 | 586 | 700 | 410.2 | 0.6 | 246.1 | ||
辦公用房 | 670 | 120 | 80.4 | 0.6 | 48.2 | ||
總計(jì)算負(fù)荷 | ∑PJS=803.6kW | ||||||
變壓器型 | 選S-13型1000kVA變壓器1臺 | ||||||
表2
序號 | 名稱 | 用水量標(biāo)準(zhǔn) | 備注 | |
日用量（m3/d） | ||||
1 | 生產(chǎn)用水 | 3.65 | ||
2 | 職工生活用水 | 60L/人·d | 3.6 | 60人 |
3 | 未預(yù)見及漏損 | 0.72 | 取上述水量10% | |
合計(jì) | 6.97 | 采用新鮮水 | ||
4 | 室內(nèi)消防用水 | 30L/s | 216 | 火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h |
5 | 室外消防用水 | 30L/s | 216 | 火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2h |
2.2天然氣用量分析
食堂做飯主要燃料為天然氣，就餐人數(shù)為60人，就餐率按90%計(jì)算，人均消耗天然氣按0.1m3計(jì)算，食堂做飯每年用天然氣1.16t。
2.3用油量分析
項(xiàng)目運(yùn)營期每年消耗柴油30t。發(fā)電機(jī)柴油用量5t/年；耗用柴油車輛為5輛，消耗柴油量為5t/年·輛，車輛柴油用量為25t/年。
3.節(jié)能措施
根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》，工廠在建設(shè)、經(jīng)營兩個(gè)階段都要采用各種辦法進(jìn)行節(jié)能，使規(guī)劃建設(shè)和生產(chǎn)加工符合國家政策并有效降低成本。
3.1建筑節(jié)能措施
在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)方面：科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑形狀、距離、高度、方向，選擇節(jié)能材料、確保建筑結(jié)構(gòu)的透光通風(fēng)等性能，并利于施工和后期維護(hù)，盡量縮減建筑能耗量，達(dá)到預(yù)期節(jié)能效果；在加強(qiáng)建筑保溫隔熱性能方面：建筑設(shè)計(jì)上的中心和配電所之間的距離，使用能耗干式變壓器，減少電量在線路中的損失。
3.2給排水節(jié)能措施
使用高能效供水設(shè)備，按照《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》要求采用變頻水泵，供水管道使用聚丙烯尼龍材料，有效節(jié)水并提高防腐效果，將水表加設(shè)在用水終端，計(jì)量水的消耗量，通過制定規(guī)章制度，嚴(yán)格控制用水指標(biāo)，同時(shí)減少生產(chǎn)過程中跑冒滴漏，達(dá)到節(jié)約用水目的。
3.3自然通風(fēng)
當(dāng)室外氣溫符合工人工作時(shí)進(jìn)行自然通風(fēng)，可以顯著改善室內(nèi)舒適程度并減少能源使用。在夏季夜間通過室內(nèi)外空氣循環(huán)流通，進(jìn)行室內(nèi)降溫并減少了圍護(hù)結(jié)構(gòu)中儲存的熱量。
3.4日常節(jié)能
在節(jié)水方面：生產(chǎn)加工時(shí)水資源循環(huán)利用，各用水區(qū)域定期進(jìn)行管道檢查，杜絕漏水的現(xiàn)象。在節(jié)電方面：降低室內(nèi)溫度標(biāo)準(zhǔn)，減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，在所有照明設(shè)備中提高節(jié)能燈的使用比例，生產(chǎn)加工設(shè)備做到生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行，停產(chǎn)時(shí)關(guān)閉，避免設(shè)備空轉(zhuǎn)。另外增加宣傳培訓(xùn)工作，要求人走燈滅，耗電設(shè)備關(guān)閉；同時(shí)加強(qiáng)重要耗能設(shè)備的員工操作培訓(xùn)，保證設(shè)備良好運(yùn)作。此外，將管理人員的節(jié)能責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，對工作現(xiàn)場節(jié)能情況進(jìn)行檢查。
4.安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
4.1概述
Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。
4.2應(yīng)用場所
適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
4.3系統(tǒng)功能
4.3.1系統(tǒng)概況
平臺運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。
4.3.2用能概況
對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗同環(huán)比對比。
4.3.3用能統(tǒng)計(jì)
對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。
4.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)
復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
4.3.5同比分析
對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。
4.3.6能源流向圖
能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。
4.3.7夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對比，支持導(dǎo)出報(bào)表。
4.3.8設(shè)備管理
設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。
4.3.9用戶報(bào)告
用戶報(bào)告針對選定的建筑自動統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。
5.系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
建筑能耗管理系統(tǒng) | Acrel-5000web |
| 采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù)，平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。 |
智能網(wǎng)關(guān) | ANet-1E2S1 |
| 采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺，具有多個(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò)接口，作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁，能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總，并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。 |
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜 | APM810 |
| 具有全電量測量，電能統(tǒng)計(jì)，電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網(wǎng)通訊時(shí)，只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。 |
APM520 |
| 三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費(fèi)率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。 | |
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜 | AEM96 |
| 三相多功能電能表，均集成三相電力參數(shù)測量及電能計(jì)量及考核管理，提供上24時(shí)、上31日以及上12月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信"和“遙控"功能，并具備告警輸出，可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。 |
動力柜 | ACR120EL |
| 測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實(shí)時(shí)電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 | |
AEW100 |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
照明箱 | DTSD1352 |
| DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進(jìn)行時(shí)鐘、費(fèi)率時(shí)段等參數(shù)設(shè)置，精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
DDSD1352 |
| DDSD1352單相電子式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能，同時(shí)可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。 | |
DDS1352 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計(jì)量，紅外及RS485通訊，電流規(guī)格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P | |
ADW300/4G |
| 計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量，統(tǒng)計(jì)和分析。 | |
ARCM300T-Z-4G |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費(fèi)率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 | |
給水管道 | 水表 |
| 計(jì)量流經(jīng)給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術(shù)，通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。 |
6.結(jié)語
工廠設(shè)計(jì)建設(shè)滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2015）等法規(guī)要求，主要生產(chǎn)設(shè)備、變壓器及用電線路、照明燈具、用水設(shè)備等都選擇了低能耗高效率的節(jié)能設(shè)備。對日常人為節(jié)能行為也做出管理要求，通過這些措施實(shí)施，節(jié)能效果將十分明顯。
參考文獻(xiàn)
劉勇.首鋼京唐鋼鐵公司能源消耗及影響因素分析.東北大學(xué)，2011：1-7.
[2]常崢，李賀，高盼盼.某食品加工廠能耗情況分析及節(jié)能建議
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2023.01版．
作者介紹：
任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)榻ㄖ芎南到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。
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