浅谈啤酒厂能源管理系统的构建
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【摘 要】在啤酒企业中不仅仅只有设备节能、工艺节能，更有管理节能，能源管理系统通过对啤酒生产过程用能进行全面、动态分析和优化，为能源的节约做出了更进一步的贡献。本文根据啤酒厂能源使用现状，简要介绍了啤酒厂能源管理系统及系统的构建构成。
【关键词】啤酒厂;能源管理系统;构建
0.引言
随着世界各行各业对节能工作的更进一步推进，大多数啤酒企业也逐渐意识到，能源数据可以为企业和社会带来非比寻常的效益，都开始对能源数据进行采集。由于传统做法有手工操作效率低，一致性差，分析效果差等缺点，因此，当务之急是建立一套有效的企业能源管理系统，它不仅为实现能源自动化调控打下坚实的数据基础，也为企业能源统计分析、能源预测及成本核算奠定了可靠地基础，更是对提升企业管理、强化企业正常运营有着无法取代的影响。
1.啤酒厂能源现有使用情况
啤酒厂主要的能源消耗为煤、水、电、CO2等。据统计，2010年全国啤酒产量4483万t，按照平均每吨酒的成本为1500元计算，全国每年生产啤酒的成本为672亿元。假设按照啤酒使用能源占成本的17％，则每年生产啤酒使用能源大概是114亿元。全国啤酒厂大多没有有效的计量分析手段，导致能源浪费现象十分严重。本文主要以某啤酒厂能源使用情况为例，简要介绍啤酒厂能源计量管理系统。
2.啤酒厂能源管理系统简介
2.1能源管理系统的目标
（1）对啤酒厂能源设备的运行状态以及使用的安全性、合理性进行实时监控及科学化的管理。
（2）围绕啤酒厂的能源进行统计、分析、决策，进行啤酒厂能源降耗管理。
2.2能源管理系统原理
能源管理系统总体结构基于管控一体化思想，将分散的能源控制系统、生产用能系统有机地集成起来，提供分散控制、集中管理的开放式体系结构，借助OPC技术，实现监测数据传输与集中管理，方便连接第三方软件数据，有效地进行实时界面操作，强调对历史数据的存储管理与统计分析，形成时/日/周/月/年报表。系统提供系统数据备份、系统日志和用户权限管理等功能。
2.3能源管理系统的特点
整个系统具有操作方便、易于使用的特点，且可以显著降低用户维护费用。系统采用模块化设计开发，使系统具有很强的稳定性、可扩充性等特点，体现了当前生产管理计算机系统开发技术的发展趋势。
3.啤酒厂能源管理系统的构建
啤酒厂的能源系统构架分为三层：现场仪表、数据采集、存储分析。
3.1现场仪表的选用
应该根据能源的类型进行现场仪表的选用，啤酒厂使用的能源主要是水、电、蒸汽、CO2和压缩空气。水一般使用电磁流量计进行计量，电一般使用电量表进行计量，气体一般使用涡街流量计加压力(温度)补偿的方法进行计量。
3.2蒸汽的计量方法
在现场仪表的应用中，水、电的计量设备技术成熟、采集的数据准确性高，在设备的安装使用方面被广泛的认可。但是，气体形态具有可压缩性、不易计量性的特点，导致了气体测量的难度很大。尤其是蒸汽计量，在管道传输过程中会出现部分降温变为液态的情况，计量的难度系数大大增加。
以下以饱和蒸汽计量的方法为例进行简要说明。饱和蒸汽的质量流量计算公式为：
M—K*ρ*G
M——质量流量；
K——系数；
ρ——蒸汽密度；
G——体积流量。
可以看出，整个公式的难点是蒸汽密度ρ的计算方法。
现在国际流行的蒸汽密度计算方法都是根据蒸汽特性的通用国际公式IAPWS-IF97得来的，主要有表格法与简化公式法。由于查表法对计算内存与计算速度有较高的要求，所以在一定压力范围内尽量使用简化公式法，大大的简化计算公式，控制误差在一定的范围内。
例如：在0．1MPa～0．32MPa压力时使用简化公式ρ—5．2353P+0．0816；在0．32MPa～0．7MPa压力时使用简化公式ρ—5．0221P+0．1517，在0．7MPa～1．0MPa压力时使用简化公式ρ—4．9283P+0．2173(ρ：蒸汽密度；P：蒸汽压力)。经过测算，在上述压力范围内，使用以上简化公式密度误差在±0．2％以内，完全可以满足啤酒厂对于蒸汽计量的精度要求。
由于在实际使用过程中，管道内传输的可能不是完全是饱和蒸汽，会有部分蒸汽降温变为水，即蒸汽有一定的湿度，使得真实密度会比计算得到的密度略大，所以计算根据传输管道的长度进行系数K的修正。
3.3现场仪表的数据采集
现场仪表将各种质量流量、体积流量、压力、温度等信号转换为标准电信号，通过仪表总线将数据传输到数据采集系统，仪表总线的类型一般为PROFIBUS总线协议、串口总线Rs232／RS485协议、HART总线协议、4-20mA信号等。在数据采集系统中，进行能源数据的中间计算过程，得到最终需要的能源数据类型。
3.4能源管理软件的功能
在计算机上编制软件实现能源管理的目的，记录、储存现场仪表采集到的数据，进行各种分析，进行分类、整理、对比，按照车间、工段、设备、能源类型生成报表及曲线，方便查询，实现工厂的以下实际需求：
3.4.1操作流程规范化
对于许多手动操作的工段，能够尽可能的避免由于人为操作不当原因造成的能源浪费。
3.4.2制定能源消耗计划
根据以前同期、同生产量的能源消耗情况制定出未来的能源消耗计划，方便工厂进行本计划安排。
3.4.3故障的回溯
对出现故障的位置，认真查询能源消耗记录，回溯当时的操作、运行情况。
3.4.4能源消耗报警
对于每个车间、工段、设备的能源使用情况进行实时监测，一旦有故障泄露等情况发生，可以立即报警并做好相应的记录。
4.结束语
综上所述，针对啤酒企业研发的能源管理系统，应该充分利用企业能源计量的真实数据进行统计、分析，以提高企业能源管理效率和质量，建立有效能源管理体系,节能减排,提高效率,缓解能源压力为目的。
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