我國企業的設備節能從某種意義上講,多以設備的技術改造為主,往往忽略了管理的作用。其實,設備節能亟待走向管理節能,而設備管理者則成為提高節能成效的決定性因素。應用基于大數據的可視化技術對用能設備的能耗進行系統深入地分析,準確地找出設備耗能的問題點,從而有效地對設備能耗進行運行改善、合理配置,是完善管理節能的重要技術手段。
在北京市琉璃河水泥有限公司,許多設備都配有小巧精密的儀器,通過這些儀器對設備相關數據進行采集、歸納,可以得出精準的設備能耗分析結果,從而找到設備能耗異常的原因,有針對性地對設備進行檢修維護。由此,通過僅僅1年的時間,北京市琉璃河水泥有限公司過億元的年用電費用就減少了1000余萬元。2013年6月,北京市琉璃河水泥有限公司能源管理中心項目也因此榮獲北京市發改委節能減排教育示范基地稱號。
北京市琉璃河水泥有限公司使用的這些儀器,就是在我國信息產業不斷發展的潮流下應運而生的可視化節能裝置。這個可視化節能項目由北京可視化節能科技股份有限公司組織實施。
北京可視化節能科技股份有限公司(簡稱“可視化公司”),作為國家發改委評定備案的合同能源管理服務公司,其可視化能源管理系統在能源精細化管理及節約能源方面,自有其獨到之處,擁有著國家鼓勵優先發展的節能技術。
可視化(Visualization)在我國尚屬未被廣泛普及的概念。它是利用計算機圖形學和圖像處理技術,將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來,并進行交互處理的理論、方法和技術。而從事可視化節能專項技術研究,在我國更是鳳毛麟角。
“我們公司就是要做中國可視化節能的NO.1。”作為北京可視化節能科技股份有限公司董事長、總經理,擁有法學、環保雙學士學位的80后女企業家——高維嘉對自己公司的前景充滿自信,“我在日本留學期間,受大學教授和節能專家發起成立的NPO法人《環境保護網絡》組織的影響,對節能環保事業有了深刻的認識和感情,當時就立志要把中國節能環保事業當做自己終生的事業,決心要把國際先進水平的節能技術帶回國,為我國的節能事業服務。自2010年5月公司成立,引進可視化節能技術至今,短短5年,不僅出色地完成了這一先進技術的本土化進程,而且完成了國內用能企業從認識可視化節能技術、認同可視化節能理念,到認可可視化公司的過程。現在的可視化公司,已經成為國內可視化節能領域的領軍企業”。
據可視化公司創始人之一,公司元老劉前光副總經理介紹,以往的企業節能,一般以設備節能為主,這種節能方法多以圍繞某個或某些設備進行節能改造為主要手段,如針對高能耗設備安裝節能裝置節能,包括發展大容量工業鍋爐,提升熱效率;對風機、水泵進行變頻器控制,增加效率;使用高效電機等。設備節能實施起來效果顯著,但這種節能方式僅僅是淺層次節能,略顯粗放,做不到徹底節能,更做不到精細化和可持續節能,效果不夠理想。
“我國企業的設備節能從某種意義上講,仍以設備的技術改造為主,往往忽略了管理的功能,其實,設備節能亟待走向管理節能,而設備管理者是提高節能成效的決定性因素。”劉前光說,現今國內的所謂可視化管理,其目的是為了了解國內用能企業能耗總體水平及其用能總量增減趨勢,是數據統計的可視化,而可視化公司的可視化節能管理,除總量統計之外,重點是進行能耗數據的分析,旨在查找能源浪費點,使設備合理用能趨于最佳。應用基于大數據的可視化管理對設備能耗進行系統分析,準確地找到設備耗能的問題點,進行運行改善,有效地完善生產工藝,加強設備的操作管理,通過循環驗證,達到精細化節能的目的,從而做到管理節能。
現今國內的可視化管理,其目的大多是為了了解國內用能企業能耗總體水平及其用能總量增減趨勢,是數據統計的可視化
能源戰略,首重節約
2014年11月,國務院辦公廳發布《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》,提出了堅持“節約、清潔、安全”的能源戰略方針。這篇近萬字、規劃時間跨度6年的行動計劃將“節約優先戰略”列在四大重點實施戰略的首要位置,提出把節約優先貫穿于經濟社會及能源發展的全過程,集約高效開發能源,科學合理使用能源,大力提高能源效率,加快調整和優化經濟結構,推進重點領域和關鍵環節節能,合理控制能源消費總量,以較少的能源消費支撐經濟社會較快發展。行動計劃明確指出,到2020年,一次能源消費總量控制在48億噸標準煤左右,煤炭消費總量控制在42億噸左右。
“這是既務實,又必須實現的目標。”中國工業經濟聯合會會長李毅中指出,我國能源消費占全球總量的21.5%,創造了全球GDP的12.3%,但單位GDP能耗非常高。按照到2020年不超過48億噸標準煤的目標,今后幾年必須把一次能源消耗總量的年增幅控制在3.5%以下。
設備節能,立竿見影
中國能源開發和利用技術已具備一定的基礎,并形成相當規模的產業,設備節能技術手段繁多,時至今日,各種節能理念、節能方法、節能系統日漸完善,可謂八仙過海,各顯神通,一旦實施,有立竿見影之效。僅以空調節能為例,蓄冷技術、大溫差技術、變頻技術、熱回收技術、自然冷源利用技術、新風系統熱回收技術等,不一而足。
蓄冷技術:中央空調系統的冷水機組,在低谷電時段蓄水或冰,其他時段根據負荷需求由蓄冷系統供冷,實現用電的移峰填谷,為用戶節省運行費用。
大溫差技術:在中央空調冷水機組的正常工作范圍內,當輸出冷量不變和室外環境滿足冷卻塔散熱條件時,冷凍水和冷卻水系統采用大溫差小流量更加節能。
變頻技術:當中央空調的冷機系統“大馬拉小車”或冷負荷需求波動時,冷凍水和冷卻水循環泵采用自動變頻調速控制,實現節能運行。
熱回收技術:當同時有供熱和制冷需求時,采用帶有熱回收功能的制冷機組,實現節能。
自然冷源利用技術:當全年都有用冷需求時,空調系統應考慮當環境溫度較低時,直接利用自然冷源供冷,實現節能。
新風系統熱回收技術:當具備安裝條件時,均應采用新風熱回收機組,通過排出的低溫廢氣和進入的新鮮空氣做熱交換,實現節能。
如此眾多的技術,該如何選擇,如何應用? 這并不是一件簡單的加減法,而是一道嚴謹的方程式,需要以大量監測數據為依據,運用科學的分析方法,進行精細的管理規劃,才能成功解答。
科學管理,對癥下藥
據高維嘉介紹,目前,國內大多數用能企業在能源管理方面重視不夠,缺乏先進有效的技術和管理意識。主要存在以下問題:
一是設備運行管理方面存在設備、系統設計余量大、設備匹配不合理、不系統,設備效率低且老化、缺乏負載追蹤等控制方法等問題。
二是能源統計方面存在基礎信息不準確、不全面,分類、分項、分級監測計量體系不完善,欠缺可用于能源管理的連續性歷史數據等問題。
三是能源數據分析方面存在傳統數據匯總工作復雜、龐大,而且極易出錯,對海量數據進行分析更困難、企業數據資源尚未充分利用等問題。
四是企業管理方面能源管理粗放,對控制系統的理解與應用存在局限性,企業管理人員水平參差不齊,節能措施不到位,主動探索節能的意識不強等問題。
高維嘉說:“傳統的能源管理略顯粗放,設備節能手段大都缺乏長遠規劃,很多節能項目開始時效果顯著,但時間一久,因項目執行者(多為設備管理者、設備維護和操作員工)缺少直觀上的清晰認知,對節能的關注度逐漸降低,自律性下降,虎頭蛇尾,執行不力、后勁不足的現象并不鮮見。”
相對于傳統的設備節能,現代節能則是更為系統化的節能,能夠對用能設備零負荷、半負荷、滿負荷、超負荷等多種工況下的能耗進行系統的管理,將管理節能與設備節能有機的結合起來,將能源管理從粗放式向精細化轉變。特別是導入可視化節能體系后,從很大程度上避免了傳統設備節能方式后勁不足的弊端。
就我國制造業而言,空調、照明、機器設備都是耗能大戶,應用能源互聯網技術,用能設備的各種能耗數據可以被傳感器采集并通過工業通信網關存儲到數據中心;應用不同層級的顯示終端、監控平臺和管控中心可以實現設備能耗的可視化監測和自動控制,并通過數據分析和不斷挖潛,幫助企業最終形成節能決策建議,制定節能策略提高能源管理水平。業內人士表示,在水泥、石化、鋼鐵、發電等高能耗行業,能源數據的收集顯得尤為重要,通過對能源信息的科學分析和有效管理,可以有效地降低成本、提高能源利用效率并達到節能環保的目的。一旦能源轉化為可視化信息流在互聯網上流動起來,那么浪費將不復存在。工廠的生產效率、企業內部運營和管理效率都會因此大大提升。
4W能效分析準確“診療”設備耗能狀況
可視化公司作為國家級高新技術企業、中關村高新技術企業、“雙軟”企業、國家發改委評定備案的合同能源管理服務公司和北京市發改委備案的能源審計咨詢機構,擁有著獨到的4W可視化能效分析系統,是國內唯一能幫助企業找到“Who-誰、Where-在哪、When-什么時間、What-浪費了多少能源”的新型節能系統。可視化能效分析系統是根據采集和讀取用能設備在正常工作以及待機、輕載、空載時的電量參數,DCS參數和其他系統參數,實時動態計算用能設備或系統在運行過程中偏離標準值時的能耗數據,對功率、效率和負載等參數進行綜合分析,結合環境條件、運行方法和操作行為,通過能耗K線圖對發現的問題進行追溯、核實,顯示多種能耗分析圖形、圖表等尋找和挖掘節能空間,通過分析、計算得出設備最佳運行數據,指導操作人員調整設備運行和工藝生產參數,優化設備控制系統的運行方法,通過運行改善的方式提高設備能效和設備利用率。
據高維嘉介紹,這種依托于大數據下的可視化能效分析系統,可以讓每一個設備從業者清晰直觀地認識到能源的浪費點、浪費時間、浪費程度,不斷加強員工的節能意識;可以通過長時間的觀察—分析—改善—再觀察—再分析—再改善的循環驗證、不斷挖掘節能潛力的方式,幫助企業達到趨近于最佳、最合理的能耗狀態,完善企業能源管理制度,打造專業節能執行團隊,確保企業節能措施和理念可以持續下去。
“我們公司的4W能效分析系統,作為體現公司核心優勢的‘秘密武器’,如同籠罩戰場的監視雷達,在一場場節約能源的戰爭中,起到了精準定位、鎖定目標的作用,使目標企業的每一個能源浪費點都能夠盡收眼底、無所遁形。秉承著‘杜絕浪費的唯一出路,就是找到浪費的根源’這一理念,公司依靠4W能效分析系統優異精準的定位功能,憑借著科學系統的節能手段,有的放矢、對癥下藥,無數次快捷高效地完成了目標企業的能源節約任務、高揚起了可視化節能的鮮明旗幟。”高維嘉如是說。
大數據分析設備節能的“全科醫生”
高維嘉介紹說,可視化節能系統可以全面監測用能企業用能設備的各種能耗數據,通過大數據分析,科學地規劃能源計量體系,確保管理、計量無漏洞。包含用能單位管理狀況、用能單位能源計量及統計狀況、主要用能設備運行狀態分析、用能單位能源消耗分析、用能單位能耗指標分析、用能單位節能效果與節能潛力分析、用能單位重要設備節能項目分析等功能模塊。
公司的4W能效分析技術利用能耗歷史數據,通過對標管理、設備額定運行功率分析、設備運行能耗趨勢分析、相關設備運行關聯分析、同類設備對比、設備停機待機運行對比、能耗異常分析等手段,精準定位能源浪費點,通過可視化能效分析方法,利用能耗K線圖發現能源使用中的問題,找出節能空間,挖掘節能潛力,制定運行改善方案,在不需要增加設備投資的前提下,實現較好的節能效果。
該技術可實時、直觀地監測設備運行狀況,計算出生產過程中使用多少能源才科學合理,并根據具體情況,制定出科學合理的運行改善方案,使設備運行在最佳能耗狀態。
該技術在國內市場具有技術的前瞻性、理念的先進性和經濟上的可行性。根據目前掌握的同行業資訊來看,相同技術在國內尚未出現,可視化能源管理中心系統處于領先水平,隨著公司科研成果的不斷轉化,可視化能效分析技術不斷升級,將持續保持技術的先進性。在我國必將擁有越來越大的市場,逐步會成為國內節能減排的重要手段,為我國的節能減排提供重要支撐。
通過軟件升級可以實現對企業用能設備能耗狀況的自動分析,自動識別設備運行過程中的節能點,挖掘節能空間。該系統將可視化公司的十種能效分析方法完全植入軟件編程中,可以自動識別設備運行過程中存在的能耗問題點。
通過4W能效分析系統,可以深度挖掘企業節能潛力,幫助企業快速建立符合國家標準的能源管理體系;全面實現能源管理工作信息化,讓能源管理體系制度輕松執行到位;能源管理體系云平臺簡單、易操作,讓運維工作不再壓力山大;利用信息化手段、云端技術,建立可視化的系統工具,實現智能化的運行,加強信息化的管理。
前景可期可視化節能風頭正勁
我國作為世界第一大能源消費國,伴隨能源生產和消費的快速增長,環境污染和能源安全問題日益凸顯。如何管好能源、節約能源,已經成為企業戰略決策所關注的重要因素。用可視化對設備進行能耗監測,正引起政府和企業的重視。
高維嘉積極主導,在技術引進的基礎上要進一步創新。她一方面組織公司研發部門進行新的技術開發;另一方面采取吸收引進的辦法,以保持技術的先進性,保證公司的可持續發展。今年公司自主研發了符合國家標準的能源管理體系云平臺和能耗在線監測系統。引進研發了機械抗磨自修復技術系統。到目前為止申請了自主知識產權近20項。公司與德國國際合作機構(GIZ)合作,作為合作項目的落地單位,為引進國外先進的技術、設備、管理模式而多方協調。
高維嘉很重視深化服務,“以高品質的服務為客戶解決問題、創造價值是我們一貫堅持的服務宗旨,只有不斷完善客戶服務,為客戶創造財富,才能提高用戶粘合度”。
市場營銷決定著公司發展的速度,高維嘉以她敏銳的思想提出了互聯網營銷模式替代傳統營銷模式,這是公司市場營銷的重大突破。今年初互聯網營銷正式上線運行,效果十分明顯。大大提高了公司在社會上的認知度。
為增強公司發展的動力,高維嘉提出公司要進入資本市場,2014年經過認真準備,公司在股份制改造的基礎上進行了全面整頓和規范,2014年10月在新三板掛牌上市(證券代碼:831183)。公司掛牌后在社會上提高了知名度,贏得了良好的口碑;為公司招聘高層次的人才創造了基礎,同時為融資開拓了新的渠道。
對于公司這個年輕的一把手,共同創業的劉前光很是推崇,“高總是有眼光、有理想、有抱負、有拼勁、肯吃苦,具有卓越領導能力和創新精神的年輕創業者。夯實技術基礎、深度服務客戶、深化網絡經銷、資本市場運作,四箭齊發的正確發展模式使可視化公司得以跳躍式的快速成長,幾年的時間,就從當初幾個人的小團隊成長為業內領軍企業”。