安科瑞 繆凱倫

前言

能源是推動人類經濟發展的重要物質資料，生物制藥工廠的水電氣等能耗比較高，對這些能源進行科學合理的測量和監控對于企業的生產效益的提升有重要的作用。該類型企業要求設備不間斷工作，基于此提升能源數據的實時監控能力、優化能源分配、能源異常報警，降低能源消耗，提升企業的經濟效益。

關鍵字：生物制藥、能源計量、碳排放、雙碳

1.耗能情況

目前，碳達峰、碳中和是國家發展戰略，綠色發展是我國經濟建設新時期的重大理念。制藥化工廠是高能耗、高污染企業，積極開展節能降耗，是制藥工程技術人員自覺踐行綠色發展理念，推動制藥企業綠色轉型的使命擔當。

生物制藥產業是一個技術含量高、投資高、收入高、風險高的高科技產業。其高科技不僅體現在產品質量的高標準和嚴格要求上，還體現在對生產設備和生產環境的高要求上。較長的研發周期，高昂的前期成本使其須投入大量資金建造符介GMP要求和生物產品安全標準的清潔工廠和其他公共能源系統設施。根據調查、分析，能源系統全年帶負荷運行，能源消耗量隨季節、時間出現周期性變化，夏季、冬季電能消耗大，春季、秋季電能消耗量較小；自天能源消耗大，夜晚能源消耗較小，能源運行存在小平衡的特點。

該類型的企業水、電、氣、汽等能耗比較高，需要進行優化能源的管理及監控，以減少能源的浪費，達到精益生產的目標。通過對能耗及能源成本等大數據進行分析，自動進行負荷預測，調節負荷開關，達到整體能耗的較低化。能源監控系統與智能化機房相結合，并具備看板管理和多重終端查看功能。

2.AcrelEMS-BP能效管理云平臺助力企業節能降耗

安科瑞企業能效管理云平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對生物制藥的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。

（1）系統組織架構

該云平臺系統采用現場設備層、網絡通訊層和平臺管理層的三層組織架構，系統實時采集各分區能耗、分項能耗、各重要用能設備能耗。

現場設備層：主要是連接于網絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電、耗水、耗氣系統必要的基本組成元素。肩負著采集數據的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。

（2）三級能源計量

能源計量是企業節能降耗，降低成本的關鍵。該平臺能源測量的對象為一次能源（外購）、二次能源（自產）和載能工質。能源計量是節能減排量化數據的體現，起著舉足輕重的作用。生物制藥企業在生產管理過程中，需消耗很多的一次、二次能源，如何做好這些能源的監視及管理，對企業提高能效、降低成本、減少碳排放起到關鍵性作用。能源計量的結構如下圖所示：

三級能源計量體系：

第一級：廠級總表計量，主要計量企業的外購能源；

第二級：車間級計量，計量各車間及區域的公用能源（水、電、氣、汽）使用情況；

第三級：針對各著重用能設備的能耗監測，采集各生產車間和其它區域的外外購能源和自產能源的使用情況，包括產線、特殊工藝段、關重設備的能源介質消耗數據及質量數據。

（3）平臺功能

? 大圖顯示

平臺實時展示企業及各區域的能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區域展示該區域的分類能耗、產值等相關信息。

? 用能統計

能源實時監控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監測，確保用能環節的安全持續穩定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

? 能源平衡分析

根據節點、能源分類，查詢各個節點線路上的能源損耗數據，及時發現能量在使用過程中的“跑冒滴漏"和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。

? 閥值預警

各車間或者區域內各個能源分區和重要設備的計量，設置報警閥值，超出范圍報警，及時排查分析能源超標的原因；

? 同比環比分析

能源實時監控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監測，確保用能環節的安全持續穩定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。

? 主要設備能耗計量

采集廠內冷卻塔系統、熱水系統、PCW 系統（冷卻水）、MAU 系統（空調）、空壓機系統、FFU 系統（風機過濾）、純水系統、廢水系統、照明辦公系統、工藝機臺等，展示畫面形式包括餅圖、折線圖、柱狀圖等，可對歷史數據、實時數據、累計電量、功率、分時段（年、月、周、日）電量及功率進行展示對比分析。

1）MAU 系統

空調監測

2）空壓機系統

空壓機運行監測

3）PCW冷卻水系統

工藝冷卻水系統監測

3.結語

通過各節點設置計量表計，搭建完整的計量體系，AcrelEMS-BP能效管理云平臺對各用能單位進行實時的監控，減少“跑、冒、滴、漏"和計量誤差。

平臺實時監視現場儀表的回傳數據，對能耗進行合理的管控和預警，及時發現并改正運行中存在的能耗異常，隨時處理。按需設置重要設備的超標預警值，超標時醒目提醒并主動記錄。對各項用能數據進行數據分析，形成可視化的趨勢圖；同比、環比發現異常高耗能設備及區域，形成用能診斷分析報告，為企業節能管理、減排提效提供數據支撐。