能源管理产生的收益概括

一、 生产制造环节节能活动

1.1 节能理念

为了实现节能，测量并根据测量结果开展改善活动是必需的！

1.2 节能推广方法

• 分析现状，发现浪费： 通过精细化测量与数据采集，建立能源使用基准，识别能源浪费环节。
• 基于改善浪费进行效果评估： 设定节能目标，制定并实施技术和管理上的改进措施。
• 对策措施实施前后的数据比较： 量化节能效果，验证改善措施的有效性。
• 活动成果的横向推广： 标准化成功经验，并在更多区域或设备上推广。

为了更准确地把握生产效率，我们需要一个判断基准：“原单位”，即生产1个产品所消耗的电能(电能/生产数量)。通过对原单位的管理，您可直观地了解设备稳定运转时的生产效率，并对同一设备/生产线的不同时间段、或不同设备/生产线间的生产效率进行对比与分析。

针对原单位较差的地点或时间段，首先要究其原因(设备的运行损耗、故障、工序不合理、人为操作问题等等)，进而对症下药进行改善，最终达到降低原单位、提高生产效率的目标。

通过对各电力要素(如电压、电流、功率、功率因数)设置上下限并实时监测，还可即时发现设备异常，灵活实现设备的预防保全。

通过在短周期(1分钟等)内测量、收集所用电能，可以掌握在生产过程中各负荷是如何变化的。基于这些数据，即可判断生产过程中是否存在无用的待机时间，待机时间中是否有不必要的负荷电流流动等。

1.3 节能改善的六个步骤

二、 制造业厂务能源系统节能潜力与案例

结合行业普遍的实践数据，一个系统性的能源改善项目通常可以带来 10% – 30% 的整体能耗降低。以下将针对几个关键的用能系统，结合具体案例数据，展示其节能潜力。

2.1 空压机系统

节能方向： 优化启停策略，降低供给压力，进行变频改造，余热回收，以及管道漏点检测。

案例数据：

• 泄漏治理： 某纺织厂通过对空压机系统进行泄漏治理，泄漏率下降了 85% 以上，大幅降低了能耗。
• 节能改造： 另一纺织厂对空压机系统进行节能改造后，能耗降低了25%，每年节省电费 72万元，投资回报期仅约 5个月，投资回报率高达 240%。

详细案例：

纺织厂空压机泄漏治理案例

• 背景： 台湾中部某纺织厂，拥有数十台螺杆式空压机，每日运转20小时以上，存在严重的泄漏问题。
• 措施：
  1. 全面检测： 使用声学和超声波检测仪检测出数十个泄漏点。
  2. 泄漏点分类与修复： 根据泄漏点大小和位置进行分类，逐步修复，优先修复泄漏量大的点位。
  3. 额外措施： 定期保养、员工培训、管路优化。
• 效果：
  • 泄漏率下降 85% 以上。
  • 大幅降低空压机能耗，减少压缩空气浪费。
  • 提升空压机系统稳定性和可靠性，减少设备故障。

纺织厂空压机节能改造数据

• 改造前： 平均每月耗电量为80,000度，每度电价格为3元，每月电费为240,000元。
• 改造后： 平均每月耗电量降低至60,000度，每月电费降低至180,000元。
• 计算结果：
  • 能耗降低率： (80,000 – 60,000) / 80,000 = 25%
  • 每月电费节省： 240,000 – 180,000 = 60,000元
  • 年度电费节省： 60,000元/月 * 12月/年 = 720,000元
  • 投资回报期： 假设节能改造投资成本为300,000元，则投资回报期为 300,000 / 720,000 ≈ 0.42年 (约5个月)
  • 投资回报率 (ROI)： (720,000元/年) / (300,000元) * 100% = 240% /年

2.2 冷冻机/空调系统

节能方向： 优化温湿度设定值，分时分区控制，改造冷水机组，优化群控，以及免费冷却。

案例数据：

• 数据中心制冷系统： 改造后PUE值可从1.8-2.0降低到1.3-1.5，制冷系统整体节电率可达到 20% – 40%，投资回报期通常在 2-4年 之间。
• 商业建筑空调系统： 某大型商场改造后年节电量达到 140.56万kWh，每年节省电费约 160.24万元。

详细案例：

数据中心制冷系统节能改造案例

• 背景: 某中型数据中心，拥有多台传统风冷空调机组，全年不间断运行，制冷系统能耗占数据中心总能耗的30-40%。
• 改造措施:
  1. 采用更高效的制冷技术: 将部分老旧风冷空调更换为磁悬浮离心式冷水机组或采用热管背板、液体冷却等更先进的冷却方案。
  2. 利用自然冷源: 在气候适宜的地区，建设利用自然冷源的系统，例如在冬季引入外部冷空气进行冷却，或者利用冷却塔在过渡季节提供部分或全部的制冷量。
  3. 气流组织优化: 通过设置冷热通道、盲板等方式，避免冷热空气混合，提高制冷效率。
  4. 智能群控: 引入AI智能控制系统，根据IT负载、室外温湿度等参数，动态调整冷水机组、水泵、冷却塔风扇的运行状态，实现系统级的节能。
• 效果：
  • PUE (Power Usage Effectiveness) 降低: 改造后，数据中心的PUE值可以从1.8-2.0降低到1.3-1.5的水平。
  • 节电率: 制冷系统的整体节电率可达到 20% – 40%。
  • 投资回报期： 根据改造规模和节电效果，投资回报期通常在 2-4年 之间。

商业建筑空调系统节能改造案例

• 背景： 某大型商场，中央空调系统运行时间长，能耗巨大。
• 改造措施：
  1. 设备升级： 将老旧、低效的冷水机组更换为高效节能型机组。
  2. 系统优化： 对水泵、风机等进行变频改造，根据实际负荷调节输出。
  3. 智能控制： 安装智能控制系统，实现分时分区控制，根据人流量、室内外温度等因素自动调节空调运行。
• 效果：
  • 年节电量： 某案例中，年节电量达到 140.56万kWh。
  • 年节省电费： 约 160.24万元。
  • 节能效果与经济效益显著。

2.3 照明系统

节能方向： 制定人走灯灭制度，清洁计划，更换高效LED，安装智能感应传感器。

案例数据：

• 工业制造工厂： 某机械制造工厂通过智能照明改造，照明能耗降低 52%，每年节省电费超 70万元，设备维护成本降低 35%，员工工作效率提升 8%。
• 智能照明控制系统： 在建筑中应用智能照明控制系统，照明部分平均节能效果可达到 49%，其中仓储型建筑节能效果可达 68%，办公类型建筑可达 49%。
• 公共区域照明： 某案例中，公共区域照明灯具改造节电率达到 86.96%

详细案例：

工业制造工厂照明节能案例

• 背景： 传统工业制造企业的照明系统多使用高能耗的钠灯、荧光灯，缺乏智能化管理，存在能源浪费。
• 措施：
  1. 智能硬件升级： 替换传统高能耗灯具为LED智能照明灯具，LED灯具具有高光效、长寿命、低能耗等优势，能耗可降低40% – 60%。每盏LED灯具配备智能控制器，实现独立控制与调光功能。
  2. 工业互联平台： 搭建工业互联平台，实时采集每盏灯具的运行数据（开关状态、亮度调节、能耗数值、故障信息等），并利用大数据分析与人工智能算法进行深度挖掘与分析，生成能耗报告与节能优化策略。
  3. 智能控制策略： 制定多样化的智能控制策略，包括时间控制（根据生产计划和作息时间自动开关和调光）和感应控制（在人员流动不规律区域安装人体感应、环境光感应传感器，自动开启或调亮灯具）。
• 效果：
  • 能耗降低： 某华北地区机械制造工厂应用案例中，照明能耗降低 52%。
  • 电费节省： 每年节省电费超 70万元。
  • 维护成本降低： 设备维护成本降低 35%。
  • 工作效率提升： 照明环境优化，员工工作效率提升 8%。

2.4 水泵/风机系统

节能方向： 调整阀门开度，清理过滤器，使用高效水泵/风机，加装变频器。

案例数据：

• 水泵节能改造： 某钢铁集团对炼钢循环水系统进行改造后，系统效率提升 31%，每年节电 960万kWh，每年减少CO₂排放 5980吨。
• 工业风机节能改造： 通过优化设计，风机系统可实现 10%~40% 的节能效果，某案例中节电率达 29%。

详细案例：

钢铁集团水泵节能改造案例

• 背景： 某钢铁集团炼钢循环水系统总装机功率6800kW，年耗电量达4900万kWh，系统效率仅58%。
• 改造方案：
  1. 拆除冗余阀门： 拆除36组冗余阀门。
  2. 更换高效水泵机组： 更换高效水泵机组，效率提升至82%。
  3. 部署智能群控系统： 引入智能群控系统。
  4. 加装管道整流装置： 优化管道系统。
• 效果：
  • 系统效率提升： 从58%提升至89%，提升幅度达 31%。
  • 单耗电功率降低： 从42kW降低至28kW，降低幅度达 33%。
  • 年节电量： 每年节电 960万kWh。
  • CO₂减排量： 每年减少CO₂排放 5980吨。

工业风机节能改造

• 背景： 工业风机在工业生产中能耗巨大，存在较大的节能潜力。
• 措施：
  1. 变频改造： 对风机进行变频改造，根据实际需求调节风机转速，避免不必要的能耗。
  2. 高效风机替换： 将传统低效风机替换为高效节能风机，例如EC风机。
  3. 优化风机选型： 根据实际工况选择最合适的风机型号，避免“大马拉小车”现象。
  4. 系统优化： 优化风机运行参数，减少系统阻力，提高运行效率。
• 效果：
  • 节能效果显著： 通过优化设计，风机系统可实现 10%~40% 的节能效果。
  • 节电率： 某案例中，风机改造节电率达 29%。
  • 降低能耗和运行成本： 显著降低风机的能耗和运行成本，提高企业竞争力。