安科瑞 繆凱倫

前言

能源是推動人類經濟發(fā)展的重要物質資料，生物制藥工廠的水電氣等能耗比較高，對這些能源進行科學合理的測量和監(jiān)控對于企業(yè)的生產效益的提升有重要的作用。該類型企業(yè)要求設備不間斷工作，基于此提升能源數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控能力、優(yōu)化能源分配、能源異常報警，降低能源消耗，提升企業(yè)的經濟效益。

關鍵字：生物制藥、能源計量、碳排放、雙碳

1.耗能情況

目前，碳達峰、碳中和是國家發(fā)展戰(zhàn)略，綠色發(fā)展是我國經濟建設新時期的重大理念。制藥化工廠是高能耗、高污染企業(yè)，積極開展節(jié)能降耗，是制藥工程技術人員自覺踐行綠色發(fā)展理念，推動制藥企業(yè)綠色轉型的使命擔當。

生物制藥產業(yè)是一個技術含量高、投資高、收入高、風險高的高科技產業(yè)。其高科技不僅體現(xiàn)在產品質量的高標準和嚴格要求上，還體現(xiàn)在對生產設備和生產環(huán)境的高要求上。較長的研發(fā)周期，高昂的前期成本使其須投入大量資金建造符介GMP要求和生物產品安全標準的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設施。根據(jù)調查、分析，能源系統(tǒng)全年帶負荷運行，能源消耗量隨季節(jié)、時間出現(xiàn)周期性變化，夏季、冬季電能消耗大，春季、秋季電能消耗量較?。蛔蕴炷茉聪拇?，夜晚能源消耗較小，能源運行存在小平衡的特點。

該類型的企業(yè)水、電、氣、汽等能耗比較高，需要進行優(yōu)化能源的管理及監(jiān)控，以減少能源的浪費，達到精益生產的目標。通過對能耗及能源成本等大數(shù)據(jù)進行分析，自動進行負荷預測，調節(jié)負荷開關，達到整體能耗的較低化。能源監(jiān)控系統(tǒng)與智能化機房相結合，并具備看板管理和多重終端查看功能。

2.AcrelEMS-BP能效管理云平臺助力企業(yè)節(jié)能降耗

安科瑞企業(yè)能效管理云平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對生物制藥的生產、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。

（1）系統(tǒng)組織架構

該云平臺系統(tǒng)采用現(xiàn)場設備層、網絡通訊層和平臺管理層的三層組織架構，系統(tǒng)實時采集各分區(qū)能耗、分項能耗、各重要用能設備能耗。

現(xiàn)場設備層：主要是連接于網絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監(jiān)測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。

網絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據(jù)服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。

（2）三級能源計量

能源計量是企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本的關鍵。該平臺能源測量的對象為一次能源（外購）、二次能源（自產）和載能工質。能源計量是節(jié)能減排量化數(shù)據(jù)的體現(xiàn)，起著舉足輕重的作用。生物制藥企業(yè)在生產管理過程中，需消耗很多的一次、二次能源，如何做好這些能源的監(jiān)視及管理，對企業(yè)提高能效、降低成本、減少碳排放起到關鍵性作用。能源計量的結構如下圖所示：

三級能源計量體系：

第一級：廠級總表計量，主要計量企業(yè)的外購能源；

第二級：車間級計量，計量各車間及區(qū)域的公用能源（水、電、氣、汽）使用情況；

第三級：針對各著重用能設備的能耗監(jiān)測，采集各生產車間和其它區(qū)域的外外購能源和自產能源的使用情況，包括產線、特殊工藝段、關重設備的能源介質消耗數(shù)據(jù)及質量數(shù)據(jù)。

（3）平臺功能

? 大圖顯示

平臺實時展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產值等相關信息。

? 用能統(tǒng)計

能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

? 能源平衡分析

根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)能量在使用過程中的“跑冒滴漏"和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。

? 閥值預警

各車間或者區(qū)域內各個能源分區(qū)和重要設備的計量，設置報警閥值，超出范圍報警，及時排查分析能源超標的原因；

? 同比環(huán)比分析

能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

? 主要設備能耗計量

采集廠內冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)（冷卻水）、MAU 系統(tǒng)（空調）、空壓機系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)（風機過濾）、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、照明辦公系統(tǒng)、工藝機臺等，展示畫面形式包括餅圖、折線圖、柱狀圖等，可對歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、累計電量、功率、分時段（年、月、周、日）電量及功率進行展示對比分析。

1）MAU 系統(tǒng)

空調監(jiān)測

2）空壓機系統(tǒng)

空壓機運行監(jiān)測

3）PCW冷卻水系統(tǒng)

工藝冷卻水系統(tǒng)監(jiān)測

3.結語

通過各節(jié)點設置計量表計，搭建完整的計量體系，AcrelEMS-BP能效管理云平臺對各用能單位進行實時的監(jiān)控，減少“跑、冒、滴、漏"和計量誤差。

平臺實時監(jiān)視現(xiàn)場儀表的回傳數(shù)據(jù)，對能耗進行合理的管控和預警，及時發(fā)現(xiàn)并改正運行中存在的能耗異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。對各項用能數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，形成可視化的趨勢圖；同比、環(huán)比發(fā)現(xiàn)異常高耗能設備及區(qū)域，形成用能診斷分析報告，為企業(yè)節(jié)能管理、減排提效提供數(shù)據(jù)支撐。