能源管理系统(EMS)在企业节能的应用

一、能源管理系统（EMS)简介

能源管理系统(Energy Management System)，是对企业的电能、天然气、蒸汽、冷（热）量、和用水等能源数据进行自动监测、记录、分析，进而完成能源的优化调度和管理。总目标是建立一个全局性的能源管理系统，构成覆盖能源信息采集及能源信息管理两个功能层次的计算机网络系统，实现安全、优良供能、提高工作效率、降低能耗，从而达到降低产品成本的目的。

能源管理系统（EMS)包括三大部分内容：能源数据采集、能源数据实时监控以及能源数据统计、分析和管理。

能源管理系统（EMS)实时监控企业各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观科学的依据，为企业查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低。使能源使用合理，控制浪费，达到节能减排，节能降耗，再创造效益的目的。通过数据分析，可以帮助企业对每条生产线、每个工作班组以及主要耗能设备进行实时考核，杜绝浪费，并可以帮助企业进一步优化工艺，以降低单位能耗成本。

二、能源管理系统（EMS)在重要用能设施的应用

针对企业主要能耗系统提供完善的用能设施信息管理功能，能让用户查询到系统设施的用能信息并提供节能优化运行策略，从而达到节能的目的。具体应用如下：

（一）中央空调系统（制冷系统）

空调（制冷）系统广泛应用于楼宇、商业及企业，是最大的能源消耗源之一。

能源管理系统（EMS)针对空调（制冷）系统进行冷量计量及效率追踪，让用户能够准确了解企业冷量消耗的变化，实时的效率监测让用户对制冷机的运行效率有直观的把握，能源管理为用户提供了ARI(美国制冷学会）效率标准，作为参考。

1、动态更新制冷机性能曲线

能源管理系统为用户的运行人员提供了空调系统运行管理优化功能，系统能自动分析出在一定工况下，运行人员开启哪些制冷机和空调水泵效率最高，并将各种方案的效率进行排名。能源管理制冷机动态性能曲线更新功能为系统运行方案的选择提供了有效的保障。

2、冷冻水供水水温优化设置

制冷机冷冻水温优化设置，能源管理根据室内负荷和室外气候参数自动分析出效率较高的冷冻水出水水温，降低能耗。据权威机构统计，冷冻水温度每提高1℃制冷机能耗将降低1.5%-2%，系统将定时计算出优化的冷冻水供水温度，系统管理人员只需要在制冷机上调整一下水温设定即可，简单而方便。

3、空调水泵节能潜力分析

能源管理系统还为用户提供了水泵潜力分析，系统将根据采集的数据，分析出水泵的节能潜力。为用户以后的节能改造提供理论依据。

能源管理系统的运行方案排名功能让管理者知道如何进一步的降低制冷系统的能耗。

（二）电力系统：

1、电能质量管理

电力的传输和使用过程中， 容易受到污染和干扰，无功增加、谐波、三相不平衡等因素会导致电力使用效率降低、设备损坏等后果。

能源管理 系统通过对电能质量参数的监测、分析，结合工艺改造、自动化控制的应用，达到企业综合电力节能的目的，并且保证企业对高电能质量的需求，确保各种电子设备、精密仪器安全可靠运行，提高企业生产率和产品的成品率。

2、变压器管理

能源管理系统通过对变压器各项电力参数监测，采用以下方法，实现对变压器的综合节能管理：

1） 通过回路总零线上电流变化了解电流谐波及线路损耗和变压器温升原因，并制定相应对策及解决方案；

2） 根据负载变化优化变压器使用，为提高变压器效率提供依据；

3） 根据电压、电流变化量有助于分析判断设备状态及浪涌电压、电流产生变化等情况。

（三）压缩空气系统：

压缩空气系统广泛应用于工业企业，是企业的重要电能消耗系统。

能源管理系统（EMS)监测空压机电耗、压缩空气的供气压力、流量等参数，自动生成供气量（空压机）曲线图、管网末端压力变化曲线图、用气量状况曲线图，空压机电能消耗曲线图日负荷表，通过对上述参数同生产使用情况分析，了解空压机电能、气量变化与用气合理性。

压缩空气系统能源管理方法如下：

1）实时监测空压机效率，根据负荷情况，尽量开启高效机组；对低效机组进行及时检修，提高压缩空气系统效率；

2）结合生产情况分析用气量不规律或突变情况的原因；

3）掌握设备工况及合理用气，优化空压机利用和设备管理；

4）杜绝人为用气不合理的浪费；

5）发现供气管道泄漏情况；

6）分析和找出空压机潜在的节能潜力，为技术节能措施提供依据。

（四）蒸汽系统：

类似压缩空气系统，能源管理系统（EMS)通过对锅炉供汽及蒸汽末端的流量、温度及压力监测，及时发现管路系统泄漏，避免不合理用汽浪费，提高蒸汽利用效率。

（五）锅炉系统：

能源管理系统（EMS)通过对锅炉主要数据采集监测（或从DCS系统读取数据），分析在不同的蒸汽压力、流量、排烟温度及过度空气量等条件下的锅炉效率，从而提出最优锅炉运行参数标准，优化运行控制模式，有效降低锅炉系统能耗。

（六）窑炉：

能源管理系统（EMS)，通过监测窑炉温度、燃气流量（或用电、煤量）、风机电耗及风压或流量的监测，根据相同时间段能源消耗与窑炉温度变化曲线对照，分析窑炉容积（容量）温度变化（上升、温度层）与能耗成本的关系，确定最佳窑炉产品量、温度及过度空气量，帮助企业制定更优化的产品及能耗基准线。

三、能源管理系统（EMS)的实施方法

（一）节能验证及分析：

针对企业目前已有的中央空调、空压机、水泵等主要用能系统进行节能效果的验证和监测；根据系统数据统计生成相关动态图表进行设备运行状态掌握和进行节能空间潜在能力分析，通过分析结果指导设备节能控制系统调整。

（二）能源评估：

为设备管理人员提供依据，首先排除人为因素的盲目性和经验误判。根据设备管理侧重点不同，在设备运行效力评估方面及设备状态和维护方面提供可分析的参数，便于即时有效的掌控，避免人工测试方法的局限性和可能产生不安全因素。能源管理系统对运行设备功耗、电压、电流或设备温度等要求采集和通过生成各曲线图表描述，有助于旋转机械状态进行监测，曲线图表包含了设备运行状态的多种信息，帮助设备人员及时取得信息进行处理和综合分析，根据其数值及变化趋势，可对设备可靠性作出积极判断，在设备管理领域减少预防性提升预知性，即状态维修起到一定的作用。

（三）能源信息化管理：

能源管理系统可以在线监测整个企业的生产能耗动态过程，收集生产过程中大量分散的用电、用水、用气等能耗数据，提供实时及历史数据分析、对比功能，以发现能源消耗过程和结构中存在的问题，通过优化运行方式和用能结构以及建立企业能耗评估、管理体系，提高企业现有供能设备的效率，实现节能增效、高效生产。

系统为用户提供以下能耗数据和节能信息：

1）掌握企业耗能状况：能源消耗的数量与构成、分布与流向；

2）了解企业用能水平：能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗；

3）找出企业能耗问题：管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题；

4）查清企业节能潜力：余能回收的数量、品种、参数、性质；

5）核算企业节能效果：技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量；

6）明确企业节能方向：工艺节能改造、产品节能改造、制定技改方案、措施等。

能源管理系统（EMS)以全厂能耗为对象，实现能耗计量实时化，问题处理实时化。并在一定历史数据的积累下，为进一步能源数据的挖掘提供基础。

能源管理系统（EMS)提供适用于简单系统与复杂系统的综合能源管理的解决方案。通过用户化的软件，管理者可以采用易于理解的方式快速得到所需要的能量数据。从图形到数据库，综合能源管理解决方案提供了对能源使用的可视化与跟踪。在海量的能耗数据中迅速发现能耗薄弱环节和问题。

四、综述

数据的充分利用能给企业带来无穷的动力，为企业的管理和功能决策提供依据。无效数据的堆集只会对企业的资源带来浪费，有效地利用数据意味着把数据放到你的指尖上。我们意识到将数据传送到在工厂中需要的地方是与测量是一样重要的。能源管理系统（EMS)就是把所有的能耗信息集成起来，统计分析并通过以下的方式来节约企业成本：重新评估企业能耗费用；防止昂贵的能源质量问题；意识并纠正能源问题；发现能效薄弱环节；完成需求侧管理，控制需求量以避免不利的结果。

面对“十二五”能源规划及节能目标，如何进行持续的节约与技改效果评估，需要采取有效的实现能源成本检测管理以及即时掌握企业能源资源利用，掌握各层次能耗动态状态，通过对各方面能耗数据提供分析，进行设备运行结构及对设备功耗状态的掌控，通过系统化能源管理，将能源管理与信息化融合；实现能源高水平的管理为用能单位能源规化和持续节能目标实现提供保证。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。