近期不少工业企业运维负责人、工信部门相关工作人员都在咨询两类核心问题:一是工业企业怎么通过完善工业企业能耗管理体系,真正实现可量化的节能降耗效果?二是搭建能源管理系统、开展电能质量监测的过程中,怎么同时满足企业降本需求和政策端的能效管理考核要求?
实际上,过去很多工业企业的能耗管理还停留在“按月抄总表”的粗放阶段,既看不到不同车间、不同设备的具体能耗差异,也察觉不到电能质量问题带来的隐性损耗,导致节能降耗找不到精准切入点,而监管端也难以获取真实有效的企业能耗数据,能效管理考核的推进效率偏低。
对于B端工业企业来说,近年来用电、用气成本持续上涨,部分高耗能企业的能源成本已经占到总生产成本的30%以上,很多企业试过更换节能灯具、调整生产排班等零散措施,但没有体系化的工业企业能耗管理方案,*终节能效果不足5%,远达不到预期。除此之外,电能质量问题带来的隐性损耗更是容易被忽略,比如谐波超标会导致电机、变压器等设备的损耗增加10%-20%,还会缩短设备使用寿命,增加运维成本【1】。
不少企业还曾遇到过这类问题:明明生产规模没有扩大,每个月的电费却莫名上涨了10%以上,排查了很久都找不到原因,实际上大多是电能质量异常、设备空载损耗过高导致的,这类问题只有通过精准的监测才能定位。
对于G端政府及监管机构来说,按照双碳目标相关要求,各地都在推进工业领域能效提升行动,需要辖区内工业企业提交真实、准确的能耗数据,同时核查企业的节能降耗措施是否符合相关规范,部分区域还会对能效达标企业给予补贴,对超限额企业实施阶梯电价,因此合规的能效管理数据采集是双方都关注的核心。还有部分园区需要统筹管理入驻企业的能耗情况,避免整体能耗超出核定指标,也需要统一的工业企业能耗管理体系作为支撑。
体系化的工业企业能耗管理,离不开“前端采集+中端传输+后台管理”的完整架构,其中能源管理系统是后台核心,负责汇总、分析全品类能耗数据,生成能耗报表、优化建议,而前端的电能质量监测设备则是数据准确的基础,没有精准的前端数据,能源管理系统的分析结果*没有参考价值。
很多企业在搭建能源管理系统时踩过坑:花了几十万元上线系统,却因为前端采集设备精度不足,数据误差超过10%,*终生成的优化建议完全不符合实际情况,系统也沦为了“面子工程”。因此选择符合标准的电能质量监测设备,是工业企业能耗管理落地的第一步。
目前不少工业企业在选择前端监测设备时,会优先考虑康高特提供的全套电能质量监测仪器,其中PQM-710电能质量分析仪符合A级测量精度要求,可实时采集谐波、闪变、三相不平衡、电压暂降、功率因数等20余项电能质量参数,数据误差小于0.2%,能够精准捕捉到毫秒级的电能质量异常,帮助企业快速定位隐性能耗点;而HT WSP电能质量分析仪支持LoRa、4G等多种无线传输方式,无需重新布设通讯线路,可直接对接企业现有能源管理系统,大幅降低部署成本,适配不同规模、不同行业的工业企业能耗管理与节能降耗需求。
珠三角某电子元器件生产企业2023年之前,一直存在力调电费偏高的问题,每个月仅力调惩罚性电费*超过2万元,企业排查了半年都没找到原因,后来部署了3台康高特PQM-710电能质量分析仪,分别安装在总进线、SMT车间、注塑车间的配电箱处,仅用3天*排查出问题根源:注塑车间的伺服电机运行时产生大量3次、5次谐波,导致无功补偿装置频繁投切失效,功率因数长期低于0.8。企业针对性加装了有源滤波装置后,功率因数稳定在0.95以上,每个月不仅不用交惩罚性电费,还能拿到力调奖励,加上谐波损耗降低带来的电费节省,单月电费支出减少了4.2万元,不到5个月*收回了所有改造成本。
根据《电能质量 公用电网谐波》相关要求,工业企业接入公用电网的谐波电流需要符合相应限值,开展电能质量监测不仅能帮助企业降本,也能避免谐波超标影响公用电网稳定,符合监管要求【2】。
很多企业以为装了能源管理系统或者监测设备*能实现节能降耗,实际上需要完整的实施流程才能把数据价值落地,真正发挥工业企业能耗管理的作用。
第一步是全面摸排诊断:首先要对企业所有能耗节点进行梳理,针对用电、用水、用气、用热等不同能耗类型,在核心节点安装对应的监测设备,其中用电侧要重点部署电能质量监测设备,排查是否存在谐波、三相不平衡、无功补偿不足等问题,这一步的核心是数据采集的全面性和准确性,康高特的全系列电能质量监测仪器都支持自定义采集频率,可根据企业需求调整数据上报间隔,满足不同场景的诊断需求。
第二步是搭建适配的能源管理系统:根据企业的规模、行业特性,搭建对应功能的能源管理系统,比如高耗能企业可以增加能耗预测、峰谷电智能排班功能,电子制造、精密加工等对电能质量要求高的企业,可以增加电能质量异常告*功能,一旦出现电压暂降、谐波超标等问题,系统会自动给运维人员发送告*信息,避免出现产品报废、设备损坏等损失。如果企业已经有在用的能源管理系统,也可以直接接入康高特的电能质量监测仪器,无需更换原有系统,减少重复投入。
第三步是持续优化迭代:工业企业能耗管理不是一次性工程,需要根据生产工艺调整、设备更新等情况持续优化,比如企业新增生产线之后,要及时新增对应的监测设备,调整能源管理系统的分析模型,确保节能降耗效果持续稳定。除此之外,系统采集的所有能耗数据都可以直接导出符合国标要求的报表,用于能效管理考核申报、节能补贴申请等场景,不用企业再单独整理数据,大幅减少行政工作量【3】。
对于B端工业企业来说,选择工业企业能耗管理方案时,不要盲目追求大而全的系统,要结合自身的预算、生产特性选择适配的产品,比如年产值5000万以下的中小制造企业,可以先在总进线、高耗能车间部署核心监测设备,后续再逐步扩展,康高特的电能质量监测仪器支持模块化接入,后续扩容时无需更换现有设备,可有效降低初期投入成本。同时要注意选择符合*相关标准的监测设备,确保采集的数据具备合规性,避免后续政策核查时出现数据无效的问题。
对于G端政府及监管机构来说,推进辖区内工业企业能效管理提升时,要明确数据采集的标准要求,引导企业使用具备相关认证的电能质量监测设备和能源管理系统,确保不同企业上报的数据口径一致、真实有效,降低后续核查、统计的工作量。同时可以联合第三方服务机构,为企业提供能耗诊断、优化建议等配套服务,帮助企业真正实现节能降耗,达成区域能效提升目标。
参考文献
【1】 工业能效提升行动计划(2023-2025年)
【2】 电能质量 公用电网谐波GB/T 14549-1993
【3】 工业企业能源管理体系 要求GB/T 23331-2020