食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案

發布時間：2023-8-9 18:06 發布者：Acreltang

摘要：本文對某小型食品加工廠能源消耗進行了評價，分析了該工廠節能減排的潛力空間。有關節能減排效率的因素包括工廠的技術水準、管理方法和發展規模。依據研究提出對節能減排制度建設等方面的創新建議。

關鍵詞：能源消耗；能耗分析系統；節能；電力監測；電能統計

1、背景介紹
我國小型工廠數量巨大，是能耗總量上升和排污不斷增加的重要原因。同時由于小型工廠管理落后，技術較低，節能減排效率低于大型企業。所以該工廠的資源利用和能源耗用的情況分析尤為重要，科學評價與分析是必要的[1]。運行中使用與產品相對應的技術、設備并且進行有效管理，實現節約能源的目標，在生產中堅持提高能源利用率，使各種能源得到綜合利用，同時選擇供應充足的具有環保節能的能源品種為的原則，減少線路的鋪設和能源浪費。
2、運營期能耗分析
2.1用電量、用水水量分析
項目運營中用電包括建筑照明用電、設備用電，年用電約為 199.46萬kW/h。（詳見表 1）項目運營期用水包括職工生產生活用水、未預見及漏損用水等，預計年用水量約為 0.25 萬 m（3詳見表 2）。

表 1

建筑物	面積（m2）	用電指標（W/m2）	安裝功率（kW）	KX	計算功率（kW）	負荷等級	備注
加工車間	7074	120	848.9	0.6	509.3	三級
冷庫用地	586	700	410.2	0.6	246.1
辦公用房	670	120	80.4	0.6	48.2
總計算負荷	∑PJS=803.6kW
變壓器型	選 S-13 型 1000kVA 變壓器 1 臺

表 2

序號	名稱	用水量標準	備注
序號	名稱	用水量標準	日用量（m3/d）
1	生產用水		3.65
2	職工生活用水	60L/人·d	3.6	60 人
3	未預見及漏損		0.72	取上述水量 10%
	合計		6.97	采用新鮮水
4	室內消防用水	30L/s	216	火災延續時間 2h
5	室外消防用水	30L/s	216	火災延續時間 2h

2.2天然氣用量分析
食堂做飯主要燃料為天然氣，就餐人數為 60 人，就餐率按 90%計算，人均消耗天然氣按 0.1m3 計算，食堂做飯每年用天然氣 1.16t。
2.3用油量分析
項目運營期每年消耗柴油 30t。發電機柴油用量 5t/年；耗用柴油車輛為 5 輛，消耗柴油量為 5t/年·輛，車輛柴油用量為 25t/年。

3、節能措施根據《中華人民共和國節約能源法》，工廠在建設、經營兩個階段都要采用各種辦法進行節能，使規劃建設和生產加工符合國家政策并有效降低成本。3.1建筑節能措施在建筑規劃設計方面：科學規劃設計建筑形狀、距離、高度、方向，選擇節能材料、確保建筑結構的透光通風等性能，并利于施工和后期維護，盡量縮減建筑能耗量，達到預期節能效果[2]；在加強建筑保溫隔熱性能方面：建筑設計上的第一個節能方案是增加外圍護結構的保溫隔熱性能，把節能型材料（厚度 60 擠塑聚苯板）應用到外維護墻，降低從圍護結構中傳出的熱量[3]；在門窗的節能技術措施方面：保證采光通風正常，減少外門窗面積。門窗需保證密閉性優良，減少空氣對流傳熱；合理控制窗墻比：保證室內采光通風正常，北向不大于 25%；南向不大于 35%；東西向不大于 30%；在選用設備和材料方面：依據國家節能設計規范，工廠采用先進可靠的節能型材料、設備，其中：主要生產加工設備選擇高效節能產品，節省電量使用；生產加工使用加氣水龍頭、限制流出水龍頭，節約用水；采用高新型環保建筑材料，降低成本、保護環境；縮短生產加工中心和配電所之間的距離，使用能耗干式變壓器，減少電量在線路中的損失。3.2給排水節能措施使用高能效供水設備，按照《中國節能技術政策大綱》要求采用變頻水泵，供水管道使用聚丙烯尼龍材料，有效節水并提高防腐效果，將水表加設在用水終端，計量水的消耗量，通過制定規章制度，嚴格控制用水指標，同時減少生產過程中跑冒滴漏，達到節約用水目的。3.3自然通風當室外氣溫符合工人工作時進行自然通風，可以顯著改善室內舒適程度并減少能源使用。在夏季夜間通過室內外空氣循環流通，進行室內降溫并減少了圍護結構中儲存的熱量。3.4日常節能在節水方面：生產加工時水資源循環利用，各用水區域定期進行管道檢查，杜絕漏水的現象。在節電方面：降低室內溫度標準，減少空調運行時間，在所有照明設備中提高節能燈的使用比例，生產加工設備做到生產時運行，停產時關閉，避免設備空轉。另外增加宣傳培訓工作，要求人走燈滅，耗電設備關閉；同時加強重要耗能設備的員工操作培訓，保證設備良好運作。此外，將管理人員的節能責任落實到個人，對工作現場節能情況進行檢查。

4、安科瑞建筑能耗分析系統4.1概述Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。4.2應用場所適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。4.3系統功能4.3.1系統概況平臺運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。4.3.2用能概況對建筑、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

4.3.3用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

4.3.4復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

4.3.5同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

4.3.6能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑指定時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

4.3.7夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指定時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

4.3.8設備管理

設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

4.3.9用戶報告

用戶報告針對選定的建筑自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，并提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

5、系統硬件配置

應用場景	型號	圖片	保護功能
建筑能耗管理系統	Acrel-5000web	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3021.png	采用泛在物聯、云計算、大數據、移動通訊、智能傳感等技術手段可為用戶提供能源數據采集、統計分析、能效分析、用能預警、設備管理等服務，平臺可以廣泛應用于多種領域。
智能網關	ANet-1E2S1	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3120.png	采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，作為信息采集系統中采集終端與平臺系統間的橋梁，能夠根據不同的采集規約進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據采集匯總，并使用相應的規約轉發現場設備的數據給平臺系統。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM810	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3266.png	具有全電量測量，電能統計，電能質量分析及網絡通訊等功能，主要用于對電網供電質量的綜合監控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設計，當客戶需要增加開關量輸入輸出，模擬量輸入輸出，SD卡記錄，以太網通訊時，只需在背部插入對應模塊即可。
高壓重要回路或低壓進線柜	APM520	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3394.png	三相全電量測量，2-63次諧波，不平衡度，支持付費率，越限告警，SOE,4-20mA輸出。
低壓聯絡柜、出線柜	AEM96	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3461.png	三相多功能電能表，均集成三相電力參數測量及電能計量及考核管理，提供上24時、上31日以及上12月的電能數據統計。具有63次分次諧波與總諧波含量檢測，帶有開關量輸入和繼電器輸出可實現“遙信”和“遙控”功能，并具備告警輸出，可廣泛應用于多種控制系統，SCADA系統和能源管理系統中。
動力柜	ACR120EL	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3624.png	測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯網功能，非常適合于實時電力監控系統。
	DTSD1352	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3702.png	DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。
	AEW100	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3874.png	三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。

照明箱	DTSD1352	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案3956.png	DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。
	DDSD1352	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案4130.png	DDSD1352單相電子式電能表主要用于計量低壓網絡的單相有功電能，同時可測量電壓、電流、功率等電量，具有紅外通訊功能，并可選配RS485通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。
	DDS1352	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案4271.png	單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，正反向電能計量，紅外及RS485通訊，電流規格10（60）A，有功電能精度1級。無功精度2級，尺寸:1P
	ADW300/4G	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案4360.png	計量低壓網絡的三相有功電能，具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能，方便用戶進行用電監測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內，實現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。
	ARCM300T-Z-4G	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案4470.png	三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。
給水管道	水表	食品加工廠能耗情況分析平臺解決方案4529.png	計量流經給水管道用水的體積總量，適用于單向水流，采用電子直讀技術，通過RS485總線直接輸出表盤數據。

6、結語

6.1能耗結論

工廠在運營期，用電量為 199.46 萬度/年、用水量為 0.25 萬 m3/年、天然氣 1.16t/年、柴油 30t/年，該廠能源消耗是合理的。

6.2節能結論

工廠設計建設滿足《公共建筑節能設計標準》（GB50189-2015）等法規要求，主要生產設備、變壓器及用電線路、照明燈具、用水設備等都選擇了低能耗高效率的節能設備。對日常人為節能行為也做出管理要求，通過這些措施實施，節能效果將十分明顯。7、參考文獻[1]劉勇.首鋼京唐鋼鐵公司能源消耗及影響因素分析.東北大學，2011：1~7.[2]金桂榮，張麗.中小企業節能減排效率及影響因素研究.中國軟科學，2014：132~133.[3]袁軍.房屋建筑工程節能施工技術研究.工程技術研究，2017：80~81.[4]袁芳．節約型公共機構示范單位的評價研究[D]．安徽醫科大學，2014．[5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2023.01版．

安科瑞唐曉娟13774431042

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