进一步优化能耗

作者:Rudolf Traxler,Carst 文章来源:西门子(奥地利)有限公司工业自动化软件事业部 西门子股份公司 发布时间:2012-08-20


图1 木质素纤维生产非常耗能,因此在能源生产过程中,企业对流程工艺过程的效率给予了高度的关注

Lenzing公司是一家国际知名的纤维素生产厂,为了进一步提高能效,该公司投资购买了一套能源管理软件。这一系统能够系统地采集不同能源流的众多数据,提高各个生产过程的能源利用率。

奥地利Linzing公司是一家以纤维素为原材料生产纤维的企业,年销售收入高达12亿欧元,90%以上的产品都销往国外,这两个数字使之成为纤维素领域的创新者和技术领先者。纤维素行业是一个能耗非常大的生产行业,企业需要独立承担能源供应的艰巨任务。在过去的几十年中,Linzing公司不断对能源利用情况进行优化改进。集团公司的能源事业部(LAG)负责为企业提供生产所需的电力和蒸汽,消耗的总功率折合为电力大约为3600GWh/a,其中纯电能为648GWh/a左右。但是,生产这些电力所需不可再生能源占总能源的百分比从1995年的35%减少到2009年的13.5%。取代这些古生物能源的是生物质基、树皮、锯末、生物污泥和生物碱。

挖掘节能潜力

能源事业部的副总经理Gottfried Rosenauer先生说道:“经过几十年的能源利用优化改造,我们几乎把所有的节能潜力都挖掘了出来。我们对整个生产过程进行了系统的能源利用分析,详细地了解了整个生产过程中的能源利用情况,希望能够把最后的潜力也挖掘出来。”

Lenzing公司安装使用了西门子公司的能源管理系统,这一系统是以B.Data为基础研发生产的。这一软件系统既有配备了西门子WinCC可视化系统的版本,也有标准的单机版,用户可以根据自己的实际需要选择。

利用这一软件系统可以按照生产过程、生产设备的用量对电力、蒸汽、冷/热水、压缩空气、制冷、保护气体和真空等能量流的数据进行采集。这样可以把长期采集到的能源消耗总量数据细分、落实到每一个生产环节当中。在Linzing生产厂中,标准化的能源变量多达2200个。“大约95%的数据都经我们的实时数据采集系统自动输入到B.Data能源管理系统中;只有5%的数据需要人工采集。”Lenzing公司能源生产厂的能源结算和能源优化部负责人Karl Eder先生说道。

过去,每月核算能源利用率时使用的是以表格、明细表为基础的能源管理方法;现在,所有的能源利用检测值都可以(间隔15min)实时汇总到一起,显示在屏幕上供能源管理人员阅读和分析。“这种实时在线监控对我们非常有益,因为时间对于节能优化是一个重要的因素。”能源优化和质量管理部的能源专家Wolfgang Hemetsberger先生说道。


图2 西门子的B.Data能源管理系统可当作监控系统使用,它能够提供大量有价值的当前生产状况数据和信息。同时这一系统还能进行简单的数据维护和分析

开放式的系统

计数器、开关和设备数据是能源计算和特征值计算的基础。整个能源检测系统由西门子分散式I/O系统的智能型模板ET200为中间连接,经Profibus现场总线系统与Simatic PCS7主控系统联为一体,并从主控系统中传递到实时数据采集系统中去。“决定采用B.Data的一个重要原因是这一系统提供了相对开放的系统结构,建模简单,能够灵活地显示变量,并根据实际应用创建应用程序。”Karl Eder先生介绍说道。另外,B.Data能够在移动过程中采集数据,支持人工抄表。

B.Data服务器和客户端可以链接到办公室局域网中,换言之,这一解决方案能够在控制系统和可视化层次之上运行。Lenzing公司采用了B.Data的网络服务器模块,能够为Lenzing生产厂的设备操作者交流信息和全球化的应用经验提供平台。这样,操作人员可以用标准的互联网浏览器在企业的不同生产厂之间利用局域网使用B.Data系统。副总经理Gottfried Rosenauer先生说:“这是这一解决方案的突出特点,对我们成为全球性企业很有帮助。”

Lenzing公司利用B.Data还提高了整个企业的范围内的费用透明度。“因为在Lenzing生产厂中为了清楚地把能源消耗分门归类共要计算540个结算点。每一个结算点都有费用发生点——产生能源消耗的设备和能源类别两个参数。

其中,一个费用发生点又可能有多个能源类别。我们可以通过这种细化的观察和分析,很快发现新的优化节能潜力。”能源专家Wolfgang Hemetsberger先生补充说道。

准确反映能源消耗过程

这一项目提高了数据质量和数据的完整性。由于生产过程非常复杂,因此在能源使用过程中通常会出现很大的波动。在使用了能源管理系统之后发现,批次生产过程中的某些流程工艺环境需要的蒸汽流量波动高达30t/h,电力需求波动高达10MW。通过对细分能量流的分析考察,Lenzing公司的能源管理人员很快就能够对能源需求变化做出反应。Karl Eder先生说:“我们知道了更加详细的细节,知道什么时间,在具体的一个生产过程中需要多少蒸汽和电力,所以我们能够更好、更高效地控制能源生产。”

西门子公司在技术服务合同的框架内完成了能源管理系统的安装和调试。根据Lenzing公司的工程量清单,把现有的检查点集成到B.Data能源管理系统中。然后,企业就可以得到自动生成的能源使用检测报告,同时这一能源管理系统能够把检测结果直观地可视化显示出来。另外,系统每间隔15min显示一次电力需求的数字,这样可以绘制出详细的包络线,清楚地反应真实的能源需求。

“准确的能源需求情况能够突出能源需求的重点,使我们未来能够更好地节能。”Wolfgang Hemetsberger先生补充说道。同时他告诉我们,B.Data能源管理系统还包括其他方面的优点,例如多语言,简单集成在过程控制系统和可视化系统中等。西门子的这一能源管理软件是高标准化的能源管理解决方案。Karl Eder先生最后说道:“我们对很多系统进行了性能测试,包括我们自己IT部门开发的方案,但我们最终还是选择了西门子的软件。”

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