基于数据驱动的能源管理
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完成单位:江西中烟工业有限责任公司赣州卷烟厂
登记编号:ZSCX-D4-G-2-140
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
一、创新事由
解决挖掘能源数据价值对能源管理模式的挑战,解决供给侧改革要求对能源管理模式的挑战。
二、创新意义
通过课题开展可以提高能源利用率,降低能源消耗同时加强数据驱动管理决策的效应。
三、成果内涵
(一)能源数据价值理论
能源数据价值环是构建基于数据驱动的能源管理的理念和核心。能源数据价值环强调能源数据的价值最大化理念,从资产的高度去认识、管理和应用能源数据。能源数据的辨识要从能源管理业务需求出发,能源数据管理贯彻数据全过程的管理,能源数据应用要以智能为方向,为能源管理提供科学决策依据,通过不断优化能源管理业务流程,实现企业的协同制造。
(二)数据驱动能源管理框架
赣州卷烟厂基于数据驱动的能源管理是设备生产、管理中的各类数据经过采集、加工及分析,形成可用的知识、模型,用于对各设备业务进行评价、监控、预测、控制以及决策优化。总体框架是以设备管理的各项业务为基础,通过对数据的分类,明确数据可用的研究方向。在设备数据管理方面,依据设备数据全生命周期方法进行采集、应用、归档、处理;依据CRISP-DM流程实现设备数据挖掘,将挖掘结果应用于设备管理决策,并借助可视化的形式进行展现和人机交互。依托新研究、新技术、新应用,构建基于数据驱动的设备管理新模式,迈向企业“智能制造?智慧管理”的发展目标。
四、主要做法及创新点
(一)数据管理平台的搭建
1、通过基于互联网技术的实时数据采集。赣州卷烟厂能源管理系统是在信息技术和自动化技术基础上,以能源管理中心职能相匹配信息系统,包括基础能源管理、故障处理、综合管理基础业务逻辑。以综合能源数据为依据,实现企业能源消耗的监控、分析与调度。
2、通过基于MES系统的能源数据实时共享。实现能源测控与管理系统遍布厂区的能源测控站全面控制和管理能源管网和设备,为生产调度提供准确和实时的数据,保证生产的正常运行。对全厂的水、电、蒸汽、压缩空气等能源站出口总管进行计量与监测;是对有关重大设备或重要工艺设备的水、电、气和汽用量与质量指标进行计量与监测,为设备能正常运行和车间运作提供了必要的保障。同时,基于计算机网络和数据库技术的应用,实现了网上并行工程处理和数据共享以及同其它应用程序的动态数据交换,并提供虚拟测试功能。
(二)数据分析模型的设计及优化
1、利用能耗指标设计分析模型。基于节能降耗目标建立了数据分析模型,通过信息化手段,根据动力能源系统运行工况的复杂性和多变性,以及卷烟厂用能的特殊性,对能效各项指标数据运算进行设计。
2、数据分析结果可视化设计。对分析结果、设备管理功能拓展、过程参数优化等功能图形化展示。
(三)数据管理及应用
1、数据能耗分析推进能耗指标考核。建立起以能源管控大数据为客观依据,服务于能耗指标管理的系统,基于能源管控系统大数据,形成能源管理日报表、月报表、年报表,结合历史数据进行能源分项统计分析和用能对标分析,形成能耗分析报告,通过能源对标分析会和绩效分析会,将数据分析结果运用于部门、班组、岗位考核,同时根据不同季节、产量历史能耗数据分析,动态优化和调整各阶层能耗考核指标,实现能源管控系统大数据不断服务优化能源考核管理的良性循环。
2、数据能耗分析推进系统、单机运行策略优化。通过利用能源管控大数据对设备单机运行效率进行分析,通过对比不同单机间的运行效率,优先选择高效率设备运行,减少设备运行能耗;同时单机自身与历史累计数据进行比较,当设备出现效率下降或者效率突变时,可作为指导维修或预防性维修的提示。
3、数据宏观分析推进节能规划、节能改善。通过能管系统对各部门源消耗情况分析,可以得出各部门节能的关键节点,根据关键节点和可制定供给侧”和“需求侧”两部分相应的改善清单,从而进行节能规划,进而开展节能改善。例如:2019年对供给侧动力车间锅炉系统的节能改进:通过数据分析,识别出锅炉系统效能具有提升空间,运用六西格玛的方法对影响锅炉气汽比的4个参数,进行参数优化,实现降低锅炉系统的气汽比。
4、数据平衡分析推进异常用能监控。在实际能耗管理管理过程中,一次能源计量数据总值之间和二次能源计量产量和消耗量之间总是会存在偏差,偏差主要产生于三个方面:泄漏等无效能源浪费、生产工艺损耗以及系统计量误差。通过能管系统大数据平衡分析,对总值、各分值、产量、消耗量进行同比、环比、日常误差率比对可以比较直观的找出计量数据偏差产生的原因,针对不同的偏差产生原因,可指导能源管理运行维护工作,服务于异常用能的监控。
五、创新成果及效果
(一)知识成果
成果研究实施过程中形成了多个成效显著的技术成果,具体成果如下:
1.技术成果:《降低锅炉气汽比》获得全国“优秀质量管理成果”奖,江西省第三十八次质量管理小组代表大会成果发布一等奖。
2.技术成果:《能源管理驱动设备管理》获得中国设备管理大赛设备管理金点子二等奖。
3.技术成果:《降低中央空调内耗》获得第五次全国精益管理项目发表赛二等奖
4.技术成果:《降低空调除湿工况下能耗》获得江西省第三十七次质量管理小组代表大会成果发布二等奖;
5.技术成果:《提高制冷机组单位耗电制冷量》获得江西省第三十九次质量管理小组代表大会二等技术成果;
6.实用新型专利:一种节能的冷凝水回收装置,专利申请号:201820363087.2;
7.实用新型专利:一种便于移动的冷凝水回收装置,专利申请号:
201820363101.9;
8.技术论文:《浅谈卷烟厂中央空调系统节能运行策略》,国家期刊《工程技术》2016.4期;
9.技术论文:《降低锅炉气汽比的对策分析与研究》,国家级期刊《城镇建设》,2020.3期;
10.技术论文:《能源管理系统的运用实践》,国家级期刊《中国新通信》2019.10期
(二)应用效果
1、能耗指标持续提升:单箱耗水、单箱耗电、单箱耗气以及单箱综合能耗持续从2017年至2019年持续减低,下降率分别达到37%、10%、10%、13%。
2、成本持续节约:按照2019年50万大箱产量计算,同比2017年资金节约情况如下:
(1)用水资金节约:(0.54-0.34)×50万×3.44元/吨=34.4万元;
(2)用电资金节约:(49.04-43.9)×50万×0.78元/度=200.46万元;
(3)用天然气资金节约:(4.81-4.32)×50万×1.78元/立方米=43.61万元;
(4)总节约资金:34.4万元+200.46万元+43.61万元=278.47万元