徐霜
安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 201801
1概述
目前,我國石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬臺(tái)以上,電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?/span>3500MW,每年耗電逾100億千瓦時(shí)。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低,在我國平均效率為25.96%,而國外平均水平為30.05%,年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時(shí);注水泵也是油田生產(chǎn)的重要設(shè)備,節(jié)能潛力十分巨大,它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作效率同樣關(guān)系到整個(gè)油田的經(jīng)濟(jì)效益。
基于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的用電現(xiàn)狀,利用能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行用電精細(xì)化管理,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的能效管理系統(tǒng)將是油田生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造、節(jié)能評(píng)測(cè)、優(yōu)化管理、能源審計(jì)的實(shí)施基礎(chǔ),本文介紹了我國勝利油田改造項(xiàng)目中利用的一套安科瑞能耗管理系統(tǒng),實(shí)施證明能耗分析管理系統(tǒng)的開發(fā)利用將長期對(duì)油田生產(chǎn)設(shè)備用電質(zhì)量、能源消耗、設(shè)備安全運(yùn)行等核心用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),動(dòng)態(tài)分析決策,zui終實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理,可持續(xù)生產(chǎn)的目的
2油田生產(chǎn)系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料:油田企業(yè)每年10%以上能源損耗源于沒有能源監(jiān)測(cè)及維護(hù)計(jì)劃,每年12%的能源損耗源于沒有能源管理及控制系統(tǒng)。歐美發(fā)達(dá)國家企業(yè)除了生產(chǎn)過程中廣泛采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、控制系統(tǒng)(DCS,SCADA)外,能源數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化系統(tǒng)占有重要的位置。通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和分布式控制技術(shù),建立完善的能耗監(jiān)測(cè)、管理體系,實(shí)現(xiàn)能源消耗動(dòng)態(tài)過程的信息化、可視化、可控化,對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗的結(jié)構(gòu)、過程及要素進(jìn)行管理、控制和優(yōu)化,提高能源使用效率。
油田生產(chǎn)單位的主要能耗集中在機(jī)采、注水、集輸三大用能系統(tǒng),包括油、氣、水、電四大類耗能。本能耗分析管理系統(tǒng)主要圍繞電量計(jì)量和能耗設(shè)備(注水泵、輸油泵、熱洗泵、摻水泵)這兩部分展開。其中電量計(jì)量主要包括對(duì)各單位主變電量、注水電量、注氣電量、機(jī)采電量以及各變電所計(jì)量設(shè)備電量、線路電量數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
3能耗管理分析系統(tǒng)在在勝利油田改造項(xiàng)目中的應(yīng)用
3.1項(xiàng)目概況:
勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn),已安全運(yùn)行16年,配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分,高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進(jìn)線,有6臺(tái)1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負(fù)荷用戶,主要包括網(wǎng)絡(luò)二樓處理機(jī)房機(jī)群及其配套用電設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)三樓解釋機(jī)房、局域網(wǎng)服務(wù)器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機(jī)房計(jì)算機(jī)及其配套用電設(shè)備;綜合樓處理和解釋機(jī)房用電設(shè)備;制冷機(jī)組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn),生活用電。
高、低壓一次設(shè)備是十四年前安裝的,原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng),所用備件多,通訊線接點(diǎn)多,易出故障,操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0,應(yīng)用、維護(hù)起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負(fù)荷的增加和SP2機(jī)群的擴(kuò)容,變壓器容量和配電回路開關(guān)的容量和數(shù)量已不能滿足當(dāng)前用電負(fù)荷的需求,并且設(shè)備嚴(yán)重老化,斷路器分?jǐn)嗄芰Σ?;另外,供電公司正在進(jìn)行油田線路升壓,原6KV進(jìn)線已升為10KV,原低壓母線和變壓器出線開關(guān)容量不夠,電容補(bǔ)償柜也已老化,起不到無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩榱吮WC全院科研、生產(chǎn)的正常運(yùn)行,我們對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的能耗管理分析系統(tǒng)改造。
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、能效管理系統(tǒng)軟件三部分組成。
1、數(shù)據(jù)采集層:通過安裝在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中的帶數(shù)字接口的智能電力儀表,實(shí)施對(duì)負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括:電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功無功電能、諧波、環(huán)境與開關(guān)狀態(tài)、事件記錄等用電參數(shù)。監(jiān)測(cè)對(duì)象包括:電力需求側(cè)中低壓饋線回路、主要耗能機(jī)電設(shè)備、廠房(生活區(qū))其他耗能設(shè)施。同時(shí)也可以對(duì)用水量、用氣量、熱量、投料量、產(chǎn)量等,通過電子式流量表、電子式熱量表、電子皮帶秤、地秤等現(xiàn)場(chǎng)智能數(shù)據(jù)采集,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和系統(tǒng)應(yīng)用的要求,采集的數(shù)據(jù)也可以取自用戶的其他智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。
2、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò):通過在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱(柜)中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān),實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量儀表的數(shù)據(jù),并且通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無需遠(yuǎn)距離布線,施工簡(jiǎn)單可靠。瑞申智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式,目前支持RS-485/RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無線、GSM/GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。
3、用電及能效管理系統(tǒng)軟件:完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制等;并可將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。
3.3 設(shè)備參數(shù)列表
名稱 | 型號(hào)、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層 | ||||
電力儀表等 |
| 只 | 407 |
|
站控管理層 | ||||
工作站主機(jī) | RPC-610 Core2 2.8G/2G/500G +鍵鼠 | 臺(tái) | 1 | 華北工控 |
顯示器 | 19W"液晶顯示器 | 臺(tái) | 1 | AOC |
UPS電源 | MT1000 | 臺(tái) | 1 | SANTAK |
打印機(jī) | A4幅面 | 臺(tái) | 1 |
|
操作臺(tái) | 鋼木結(jié)構(gòu)含一椅 | 套 | 1 | 上海祥明 |
能耗分析軟件 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-5000 | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件Acrel-dbSQL | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 電能管理軟件Acrel-EnerSys | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件Acrel-Driver | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 報(bào)表分析軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 |
能耗分析軟件 | 環(huán)境監(jiān)控軟件 | 套 | 1 | 安科瑞 |
網(wǎng)絡(luò)通訊層 | ||||
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | D-LINK 8口 | 臺(tái) | 1 | D-LINK |
工業(yè)串口服務(wù)器 | NPORT5630-16 RS485接口×16 | 套 | 2 | MOXA |
3.4系統(tǒng)功能
3.4.1系統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)由能源監(jiān)控平臺(tái)、交換機(jī)、多功能電表、通訊轉(zhuǎn)換器、遠(yuǎn)程水表等設(shè)備組成,本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能為水,電耗的集抄。
3.4.2支持統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的電力、水等能源數(shù)據(jù)的采集和管理,能耗數(shù)據(jù)采集無需在多個(gè)不同系統(tǒng)中集成,能量監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)包含豐富的功能,能夠?qū)ㄖ锘蚪ㄖ褐懈黝惸茉?/span>(電、水)進(jìn)行分別統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)一管理并提供能耗數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、分析和挖掘、持續(xù)優(yōu)化。
3.4.3系統(tǒng)采集來自智能測(cè)控單元裝置送來的參數(shù),包括每個(gè)用電回路的實(shí)時(shí)電能值和各種告警信息,各水表的用水量等,并實(shí)時(shí)顯示采集上來的各個(gè)參數(shù)。
3.4.4各能源管理組逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值報(bào)告,幫助用戶掌握自己的能源消耗情況,找出能源消耗異常值。
3.4.5系統(tǒng)支持基于Internet的遠(yuǎn)程瀏覽,不同的能源管理部門可在不同的地點(diǎn)同時(shí)查看所需能源的消耗情況。
3.5 系統(tǒng)功能及軟件界面
3.5.1分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)具備歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警信息等的存儲(chǔ)功能,存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)保存時(shí)間大于三年。系統(tǒng)同時(shí)具備將分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)按“需要發(fā)送至上級(jí)數(shù)據(jù)中心的能源數(shù)據(jù)”的要求發(fā)送至上級(jí)數(shù)據(jù)中心的功能。界面如圖1。
3.5.2能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)具備良好的開放性,可對(duì)用戶需求進(jìn)行功能擴(kuò)展,在基本分析功能的基礎(chǔ)上為用戶定制個(gè)性化報(bào)表和分析模板;系統(tǒng)具有報(bào)警管理功能,負(fù)責(zé)報(bào)警及事件的傳送、報(bào)警確認(rèn)及報(bào)警記錄功能以便告知用戶或供用戶查詢;系統(tǒng)具備權(quán)限管理、系統(tǒng)日志及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置等功能。界面如圖2。
3.5.3用能情況的同、環(huán)比分析
對(duì)各分類、分項(xiàng)能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))和單位面積能耗(標(biāo)準(zhǔn)煤量或千瓦時(shí))進(jìn)行按月、年同比或環(huán)比分析??深A(yù)置、顯示、查詢和打印常用建筑能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表。界面如圖3。
3.5.4建筑能耗數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)對(duì)分類、分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總后,可生成各種數(shù)據(jù)圖表、餅圖、柱狀圖等,實(shí)時(shí)反映和對(duì)比各項(xiàng)采集數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)值、趨勢(shì)和分布情況。系統(tǒng)可按總能耗和單位面積能耗進(jìn)行逐日、逐月、逐年匯總,并以坐標(biāo)曲線等各形式顯示、查詢和打印。界面如圖4。
3.6.5 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問功能
系統(tǒng)以Web發(fā)布后可進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問?;?Net平臺(tái),使用ASP.Net、JQuery技術(shù)開發(fā),可通過Internet訪問,具有跨平臺(tái)的特性,用戶可通過各種移動(dòng)終端(筆記本、平板電腦、手機(jī)等)訪問。界面如圖5。
圖5 跨平臺(tái)跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問
4結(jié)語
該系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了對(duì)油田生產(chǎn)系統(tǒng)電量能耗數(shù)據(jù)及應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容的能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),并設(shè)置了專門的節(jié)能信息管理網(wǎng)頁。通過本系統(tǒng)的研制開發(fā)有以下的結(jié)論和認(rèn)識(shí):
通過能耗監(jiān)測(cè)軟件的投入使用使得油田系統(tǒng)用電的實(shí)際情況和變化趨勢(shì)變得一目了然,大大節(jié)省了工作人員的人力負(fù)擔(dān),可以及時(shí)地反映電力等各方面負(fù)荷變化情況。
綜上所述,本系統(tǒng)是一套靈活、的集采集、傳輸、加工、存儲(chǔ)和使用等一體化的電力能耗管理平臺(tái)。系統(tǒng)對(duì)耗電及能耗設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤,使節(jié)能管理人員能夠方便實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)耗能的變化情況,對(duì)于數(shù)據(jù)反映出的問題及時(shí)做出判斷,提出科學(xué)合理的節(jié)能解決方案,實(shí)現(xiàn)實(shí)效節(jié)能。
作者簡(jiǎn)介:
徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電,: acrelxs :
【參考文獻(xiàn)】
[1] 龍惟定.建筑節(jié)能與建筑能效管理.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005
[2] 上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2013.01.版
《建筑能耗監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用圖集》(圖集號(hào):ACR12CDX301)由安科瑞電氣股份有限公司及山東省建筑電氣技術(shù)情報(bào)網(wǎng)主編,本圖集結(jié)合安科瑞Acrel-5000能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng),依據(jù)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范,滿足國家機(jī)關(guān)辦公建筑和公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)的要求,達(dá)到綠色建筑用能管理科學(xué)化、數(shù)據(jù)化,實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能降耗的目的。圖集適用于新建或改擴(kuò)建的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和公共建筑的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。凡需要圖集的請(qǐng)?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、、、、等信息,傳真、郵件acrelxs或:至安科瑞徐霜工程師收,安科瑞電氣免費(fèi)贈(zèng)送。