安科瑞 繆凱倫

前言

能源是推動(dòng)人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)資料，生物制藥工廠的水電氣等能耗比較高，對這些能源進(jìn)行科學(xué)合理的測量和監(jiān)控對于企業(yè)的生產(chǎn)效益的提升有重要的作用。該類型企業(yè)要求設(shè)備不間斷工作，基于此提升能源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力、優(yōu)化能源分配、能源異常報(bào)警，降低能源消耗，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵字：生物制藥、能源計(jì)量、碳排放、雙碳

1.耗能情況

目前，碳達(dá)峰、碳中和是國家發(fā)展戰(zhàn)略，綠色發(fā)展是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)新時(shí)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(shù)人員自覺踐行綠色發(fā)展理念，推動(dòng)制藥企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的使命擔(dān)當(dāng)。

生物制藥產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量高、投資高、收入高、風(fēng)險(xiǎn)高的高科技產(chǎn)業(yè)。其高科技不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格要求上，還體現(xiàn)在對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)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(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)的清潔工廠和其他公共能源系統(tǒng)設(shè)施。根據(jù)調(diào)查、分析，能源系統(tǒng)全年帶負(fù)荷運(yùn)行，能源消耗量隨季節(jié)、時(shí)間出現(xiàn)周期性變化，夏季、冬季電能消耗大，春季、秋季電能消耗量較小；自天能源消耗大，夜晚能源消耗較小，能源運(yùn)行存在小平衡的特點(diǎn)。

該類型的企業(yè)水、電、氣、汽等能耗比較高，需要進(jìn)行優(yōu)化能源的管理及監(jiān)控，以減少能源的浪費(fèi)，達(dá)到精益生產(chǎn)的目標(biāo)。通過對能耗及能源成本等大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，調(diào)節(jié)負(fù)荷開關(guān)，達(dá)到整體能耗的較低化。能源監(jiān)控系統(tǒng)與智能化機(jī)房相結(jié)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(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對生物制藥的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃?xì)狻⒄羝皦嚎s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(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)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(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

（1）系統(tǒng)組織架構(gòu)

該云平臺系統(tǒng)采用現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺管理層的三層組織架構(gòu)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各分區(qū)能耗、分項(xiàng)能耗、各重要用能設(shè)備能耗。

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

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

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

（2）三級能源計(jì)量

能源計(jì)量是企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本的關(guān)鍵。該平臺能源測量的對象為一次能源（外購）、二次能源（自產(chǎn)）和載能工質(zhì)。能源計(jì)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(chǎn)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(guān)鍵性作用。能源計(jì)量的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

三級能源計(jì)量體系：

第一級：廠級總表計(jì)量，主要計(jì)量企業(yè)的外購能源；

第二級：車間級計(jì)量，計(jì)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(shè)備的能耗監(jiān)測，采集各生產(chǎn)車間和其它區(qū)域的外外購能源和自產(chǎn)能源的使用情況，包括產(chǎn)線、特殊工藝段、關(guān)重設(shè)備的能源介質(zhì)消耗數(shù)據(jù)及質(zhì)量數(shù)據(jù)。

（3）平臺功能

? 大圖顯示

平臺實(shí)時(shí)展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

? 用能統(tǒng)計(jì)

能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

? 能源平衡分析

根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類，查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時(shí)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(fèi)的問題，提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

? 閥值預(yù)警

各車間或者區(qū)域內(nèi)各個(gè)能源分區(qū)和重要設(shè)備的計(jì)量，設(shè)置報(bào)警閥值，超出范圍報(bào)警，及時(shí)排查分析能源超標(biāo)的原因；

? 同比環(huán)比分析

能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的安全持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

? 主要設(shè)備能耗計(jì)量

采集廠內(nèi)冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)（冷卻水）、MAU 系統(tǒng)（空調(diào)）、空壓機(jī)系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)過濾）、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、照明辦公系統(tǒng)、工藝機(jī)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)電量、功率、分時(shí)段（年、月、周、日）電量及功率進(jìn)行展示對比分析。

1）MAU 系統(tǒng)

空調(diào)監(jiān)測

2）空壓機(jī)系統(tǒng)

空壓機(jī)運(yùn)行監(jiān)測

3）PCW冷卻水系統(tǒng)

工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)監(jiān)測

3.結(jié)語

通過各節(jié)點(diǎn)設(shè)置計(jì)量表計(jì)，搭建完整的計(jì)量體系，AcrelEMS-BP能效管理云平臺對各用能單位進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，減少“跑、冒、滴、漏"和計(jì)量誤差。

平臺實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場儀表的回傳數(shù)據(jù)，對能耗進(jìn)行合理的管控和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正運(yùn)行中存在的能耗異常，隨時(shí)處理。按需設(shè)置重要設(shè)備的超標(biāo)預(yù)警值，超標(biāo)時(shí)醒目提醒并主動(dòng)記錄。對各項(xiàng)用能數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備及區(qū)域，形成用能診斷分析報(bào)告，為企業(yè)節(jié)能管理、減排提效提供數(shù)據(jù)支撐。