淺談啤酒廠能源管理系統的構建

2012-12-31 00:00:00劉勛

科技致富向導 2012年20期

【摘要】在啤酒企業中不僅僅只有設備節能、工藝節能，更有管理節能，能源管理系統通過對啤酒生產過程用能進行全面、動態分析和優化，為能源的節約做出了更進一步的貢獻。本文根據啤酒廠能源使用現狀，簡要介紹了啤酒廠能源管理系統及系統的構建構成。

【關鍵詞】啤酒廠;能源管理系統;構建

0.引言

隨著世界各行各業對節能工作的更進一步推進，大多數啤酒企業也逐漸意識到，能源數據可以為企業和社會帶來非比尋常的效益，都開始對能源數據進行采集。由于傳統做法有手工操作效率低，一致性差，分析效果差等缺點，因此，當務之急是建立一套有效的企業能源管理系統，它不僅為實現能源自動化調控打下堅實的數據基礎，也為企業能源統計分析、能源預測及成本核算奠定了可靠地基礎，更是對提升企業管理、強化企業正常運營有著無法取代的影響。

1.啤酒廠能源現有使用情況

啤酒廠主要的能源消耗為煤、水、電、CO2等。據統計，2010年全國啤酒產量4483萬t，按照平均每噸酒的成本為1500元計算，全國每年生產啤酒的成本為672億元。假設按照啤酒使用能源占成本的17％，則每年生產啤酒使用能源大概是114億元。全國啤酒廠大多沒有有效的計量分析手段，導致能源浪費現象十分嚴重。本文主要以某啤酒廠能源使用情況為例，簡要介紹啤酒廠能源計量管理系統。

2.啤酒廠能源管理系統簡介

2.1能源管理系統的目標

（1）對啤酒廠能源設備的運行狀態以及使用的安全性、合理性進行實時監控及科學化的管理。

（2）圍繞啤酒廠的能源進行統計、分析、決策，進行啤酒廠能源降耗管理。

2.2能源管理系統原理

能源管理系統總體結構基于管控一體化思想，將分散的能源控制系統、生產用能系統有機地集成起來，提供分散控制、集中管理的開放式體系結構，借助OPC技術，實現監測數據傳輸與集中管理，方便連接第三方軟件數據，有效地進行實時界面操作，強調對歷史數據的存儲管理與統計分析，形成時/日/周/月/年報表。系統提供系統數據備份、系統日志和用戶權限管理等功能。

2.3能源管理系統的特點

整個系統具有操作方便、易于使用的特點，且可以顯著降低用戶維護費用。系統采用模塊化設計開發，使系統具有很強的穩定性、可擴充性等特點，體現了當前生產管理計算機系統開發技術的發展趨勢。

3.啤酒廠能源管理系統的構建

啤酒廠的能源系統構架分為三層：現場儀表、數據采集、存儲分析。

3.1現場儀表的選用

應該根據能源的類型進行現場儀表的選用，啤酒廠使用的能源主要是水、電、蒸汽、CO2和壓縮空氣。水一般使用電磁流量計進行計量，電一般使用電量表進行計量，氣體一般使用渦街流量計加壓力(溫度)補償的方法進行計量。

3.2蒸汽的計量方法

在現場儀表的應用中，水、電的計量設備技術成熟、采集的數據準確性高，在設備的安裝使用方面被廣泛的認可。但是，氣體形態具有可壓縮性、不易計量性的特點，導致了氣體測量的難度很大。尤其是蒸汽計量，在管道傳輸過程中會出現部分降溫變為液態的情況，計量的難度系數大大增加。

以下以飽和蒸汽計量的方法為例進行簡要說明。飽和蒸汽的質量流量計算公式為：

M—K*ρ*G

M——質量流量；

K——系數；

ρ——蒸汽密度；

G——體積流量。

可以看出，整個公式的難點是蒸汽密度ρ的計算方法。

現在國際流行的蒸汽密度計算方法都是根據蒸汽特性的通用國際公式IAPWS-IF97得來的，主要有表格法與簡化公式法。由于查表法對計算內存與計算速度有較高的要求，所以在一定壓力范圍內盡量使用簡化公式法，大大的簡化計算公式，控制誤差在一定的范圍內。

例如：在0．1MPa～0．32MPa壓力時使用簡化公式ρ—5．2353P+0．0816；在0．32MPa～0．7MPa壓力時使用簡化公式ρ—5．0221P+0．1517，在0．7MPa～1．0MPa壓力時使用簡化公式ρ—4．9283P+0．2173(ρ：蒸汽密度；P：蒸汽壓力)。經過測算，在上述壓力范圍內，使用以上簡化公式密度誤差在±0．2％以內，完全可以滿足啤酒廠對于蒸汽計量的精度要求。

由于在實際使用過程中，管道內傳輸的可能不是完全是飽和蒸汽，會有部分蒸汽降溫變為水，即蒸汽有一定的濕度，使得真實密度會比計算得到的密度略大，所以計算根據傳輸管道的長度進行系數K的修正。

3.3現場儀表的數據采集

現場儀表將各種質量流量、體積流量、壓力、溫度等信號轉換為標準電信號，通過儀表總線將數據傳輸到數據采集系統，儀表總線的類型一般為PROFIBUS總線協議、串口總線Rs232／RS485協議、HART總線協議、4-20mA信號等。在數據采集系統中，進行能源數據的中間計算過程，得到最終需要的能源數據類型。

3.4能源管理軟件的功能

在計算機上編制軟件實現能源管理的目的，記錄、儲存現場儀表采集到的數據，進行各種分析，進行分類、整理、對比，按照車間、工段、設備、能源類型生成報表及曲線，方便查詢，實現工廠的以下實際需求：

3.4.1操作流程規范化

對于許多手動操作的工段，能夠盡可能的避免由于人為操作不當原因造成的能源浪費。

3.4.2制定能源消耗計劃

根據以前同期、同生產量的能源消耗情況制定出未來的能源消耗計劃，方便工廠進行本計劃安排。

3.4.3故障的回溯

對出現故障的位置，認真查詢能源消耗記錄，回溯當時的操作、運行情況。

3.4.4能源消耗報警

對于每個車間、工段、設備的能源使用情況進行實時監測，一旦有故障泄露等情況發生，可以立即報警并做好相應的記錄。

4.結束語

綜上所述，針對啤酒企業研發的能源管理系統，應該充分利用企業能源計量的真實數據進行統計、分析，以提高企業能源管理效率和質量，建立有效能源管理體系，節能減排，提高效率，緩解能源壓力為目的。