一、前言

在我国，化工行业在整个国民经济中的地位是极其重要的，在工业增加值、销售收入、利润及利税总额等多个指标均居全国工业首位。但反观化工行业的信息化现状，总体上还处于起步阶段，不论是大型集团企业还是中小型化工企业，虽然部分企业内部的信息化建设有了不小的进展，但主要是实现了财务电算化或是生产过程的自动控制。很少有企业真正实现了企业能源管理的信息化和精细化，而能够做到对企业能耗进行全方位的管控更是凤毛麟角。

国家“十三五”发展规划中明确全面推动能源节约，通过节能减排推进生态环境建设，打造绿色、宜居、环保的生态环境，是国家各级政府长期的工作目标和方向。国家发改委第15号令《重点用能单位节能管理办法》中更是明确规定重点用能单位应当建立完善的能源管理体系并使之正常运行。因此构建企业能源管理中心系统，全面提升企业能源管理水平已经刻不容缓。

二、项目背景

山西某化工厂合成氨设计产能为45万吨/年，近几年实际年产合成氨基本达到设计产能，合成氨煤耗：1.23t/t，合成氨综合能耗：1.69tce/t，在合成氨行业而言处于较好水平。该企业生产及能源管理自动化、信息化程度较高，企业自建有大数据中心，已将企业的信息化资源（DCS/PLC/ERP等）进行集中整合。与生产相关的工艺参数、能耗参数、设备运行参数均已采集进入大数据中心，并发挥一定的监测价值。但是企业在能源管理方面还存在以下问题：

1、虽然全厂花了很多的时间与精力建立了大数据中心，但是仅仅是将全厂各个系统的数据进行了采集和储存并未进行数据的分析与利用。

2、能源管理存在车间与能源科多头管理的局面，作为能源管理的重要部门能源科在管理上与车间能源管理人员存在重叠。

3、目前全厂报表除了部分车间可以自动生成报表外，其它基本靠人手工制作，效率低且周期长，能源管理方面很难做到实时与有效。

4、设备管理比较粗放，并建立预知性和自主性的设备维修管理体系，对重点能耗设备进行经济运行与安全运行分析。

5、考核方式较单一且仅仅考核到车间一级，对于班组和个人尚未建立核实的考核办法。

三、项目建设情况

企业管理者经多方考察和实地调研，最终决定选用一套万洲的WEMS能管中心系统上线运行，2017年3月施工完成，2017年4月至今系统一直运行正常。

    该厂已于2016年年底建立了大数据中心，该系统涵盖了供水、供电、蒸汽、氨生产/加工、环保等系统的所有数据。数据采集总量约60000个点。

我方WEMS系统通过API、Socket接口与大数据中心进行数据交互。企业大数据中心以HTTP、HTTPS、TCP、UDP协议，XML、JSON的数据传输格式将数据传输到我方数据库。数据传输至能管中心数据库后，数据库采用MSsql 2012 分库分表多文件模式存储数据，有效解决了数据过大，查询效率低下问题。

通过此种方式，既避免了企业在硬件方面的重复投资，又提高了我方现场项目实施的速度，降低了我方项目实施的难度。实现了我方与与用户的双赢。

四、系统建成后带来的好处

    系统运行近一年来给企业在能源管理方面带来了翻天覆地的变化，具体表在如下几个方面：

实时的监测功能，提高全流程的能耗管理水平

通过安装在企业各工段能耗设备结点的监测终端，将企业生产用能，包括电、煤、汽、水等各种能源的详细数据实时的传输至系统数据服务器，各工段的生产过程以流程图的形式展现出来。

实现自动化抄表，减少人员劳动强度和人员配置，提高了能源管理的效率，将能源科的报表分析由每周缩短到了每日，从而及早的发现问题并进行纠偏。

丰富的运行参数分析功能，助力企业节能降耗

通过监测企业各配电室变压器的运行电流、谐波、功率曲线，全面了解变压器和线路运行工况。同时通过WEMS系统分析诊断功能来判断变压器是否处于最佳济运行状态、线路负荷是否存在裕量等，根据系统分析结果可及时准确的调整线路负荷，让用户及时准确了解能耗强度、平衡与效率，及时调整线路负荷、优化电网的运行效率。

全厂各配电室共有5台变压器，其中中心低压配电室2台,合成低压配电室1台,脱碳低压配电室2台。通过WEMS变压器经济运行模块分析发现，5台变压器的负载率均不高，部分变压器还处于不经济运行的区间。其中中心2#变压器负载率大约为72%，中心1#变压器负载率大约为73%，合成变压器负载率大约为33%，脱碳1#变压器负载率大约为45%，脱碳2#变压器负载率大约56.55%。通过变压器经济运行分析模块给出的结论，我们对变压器的运行进行了调整优化，每年节省基本电费近8万元。

通过生产工序中的造气鼓风机、脱硫罗茨风机、脱碳泵、合成循环机、HN压缩机等重要能耗设备的电力参数曲线，发现了吹风气回收系统有2台55kW空气鼓风机不合理的情况。

吹风气回收系统有2台55kW空气鼓风机,1用1备，两台鼓风机均已配置软启动。通过WEMS风机运行诊断模块诊断发现，此鼓风机的运行不经济，存在较大的节能空间。后期对该台鼓风机使用我司电机节电器进行改造后，同时结合WEMS系统的分析诊断模块对改造后的运行情况进行分析，每年可节省电费5万多元。

行业特色的报警功能，减少生产过程中的生产故障，提高开机率

我们对合成氨生产的主要配电、用电设备如脱硫罗茨风机、HN压缩机、合成循环机的电流、功率等参数设置了上限报警，防止超负荷运行；同时对关键工段工艺参数进行了报警设置：我们对压缩机一进温度，压力设置上限、下限报警等。通过全面监测分析，定位和发现潜在的问题，稳定生产，提升生产效率。

压缩机是合成氨生产的重要动力设备，降低故障停机时间意义重大。WEMS系统的故障诊断案例库提供压缩机常见故障的原因，现象和处理方案，并根据企业的实际生产情况，不断更新故障案例，做到了故障提前发现和快速处理，从而达到增产增效的目的。

强大的用能统计分析功能，实时掌握用能情况，堵住用能的漏洞

针对合成氨造气、净化、压缩，合成工段班与班之间、同行业之间开展对标活动，帮助企业制定了科学，合理的节能目标。将企业的考核层级由目前的车间

一级细化到了班组一级，提高了管理的精细化程度。同时通过考核促进了员工的主动节能的意识。                                                                                                                                 

运用WEMS系统对标分析功能分析能耗数据发现，压缩工段排污操作上存在管控不合理情况。在未安装WEMS系统之前压缩机排污系统基本都是人工操作排污阀进行排污，每隔半小时或一小时排放一次，判断排空的主要依据是听声音，存在操作不准确，不可控，导致有效气体的排出，造成电耗浪费，产量减少。

系统运行后，通过对每个班组的压力超过0.4Mpa（若压力超过0.4Mpa，说明油污已排净，有部分有效气体已排出，超过0.4Mpa越大，有效气体的浪费越多）的总时间和偏离程度进行记录，并给出报警，对不按要求操作的班组进行处罚，有效的规范了排污阀的操作，达到节能降耗的目的。

多样的电子化、自动化措施，较少人员劳动强度，提高劳动效率

化工厂生产环境较为恶劣，很多机器设备的铭牌已经腐蚀看不清楚，WEMS系统为所监测的设备建立了电子档案，录入设备出厂参数、安装位置等信息，方便用户随时查询。在发生异常或故障抢修时可快速定位到设备的安装位置，指导现场人员进行处理。可导出打印和存档，避免纸质资料遗失带来的不便以及资料查阅的浪费时间，提高人员工作效率。

该厂厂区规模比较大，人员配置比较庞大，WEMS系统可实现无人值守与远程操控等模式，节省了大量底层操作人员，解决了企业人员臃肿等问题，在满足工艺需求的同时，降低了人力成本的同时也大大提高了生产效率与管理效率。市场上的在线监测系统有的具有我们这样的特色，但是没有我们这么全面和完整。

智能化的设备维护计划，确保设备的健康运行

WEMS系统的设备维护功能实现了全厂重要设备维护周期制定、提醒及维护记录功能，确保重要设备能够及时有效的得到维护，提高设备运转率、减少设备故障停机时间，提高生产效率及延长设备寿命。

通过制定设备维护计划，提醒近期维护计划，保留设备维护记录，使设备的能够及时得到维护，提高了自动化水平。在设备故障时，通过查看维护记录，较快定位故障原因，及时排出设备故障。

综上所述，该化工企业通过WEMS能管中心系统，结合现有的大数据平台，通过对大数据平台能源数据分析整理，提高了能源管理的精细化和信息化水平，会为企业带来5%-8%节能效益。企业在提高了自己能源管理水平的同时也定将会有更好的明天。