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(1)严格按GB/T17166—1997《企业能源审计技术通则》规定的程序和内容对所属单位进行能源审计
通过对所属单位能源购入、支出的财务账目和反映企业内部能源消费状况的台帐、报表、凭证、运行记录及有关内部管理制度为基础,以《节约能源法》和总公司《铁路实施<节约能源法>细则》为评价依据,极大地提高了所属单位节能管理的科学性,使被审计单位认识到开展能源审计的过程是企业改进能源管理的有力措施之一。
(2)开展能源审计
主要是帮助被审计单位梳理能源消耗流向,分析能源消耗指标、摸清能源计量现状、完善能源管理体系、分析挖掘节能潜力。企业自主能源审计,审计单位与被审计单位不存在经济利益关系,所以审计报告体现的内容更加客观、公正,查找的问题更加准确、务实,受到了被审计单位的广泛认同。能源审计相当于为被审计单位找到了下一步节能管理的工作方向。
(3)开展能源审计工作
可以查清企业主要耗能设备的运行状况(包括能源利用效率以及淘汰设备的使用情况),对淘汰期限已到或能源利用达不到国家最低要求的设备制定限期整改计划,并针对浪费能源的工艺流程和管理环节提出整改意见和建议。能源审计组对被审计的10家所属单位总共提出能源管理建议80条,主要涉及能源定额管理、国家明令淘汰设备、计量设施配备及“三定双卡”制度执行落实等。提出技术措施建议70条,主要涉及建筑物外墙保温、节能设施设备保养维护、供热管网保温、推广集中供热提高锅炉效率、老旧管网维护、节能产品推广应用等。出检测报告20份,主要对锅炉热效率、炉渣含碳量超标、螺杆空压机功率因数低、负载过高、运输作业现场照度不够等问题进行分析并提出整改建议。有效地促进了被审计单位的节能管理工作。
(4)通过能源审计可以使用能单位的生产组织者、管理者、使用者及时分析
掌握用能单位能源管理水平及用能状况,排查问题和薄弱环节,挖掘节能潜力,降低能源消耗和生产成本,提高经济效益。
(5)随着能源审计工作范围的不断扩大
可以积累铁路企业大量用能产品的能源消耗数据,为制定铁路各系统主要产品能耗限额提供科学依据,有利于对所属企业的能源使用状况进行有效的监督和合理的考核。
(6)探索出了适合于铁路各专业交流的评价指标
总公司对各个铁路局按百万换算吨公里的单耗进行考核,但是局属各运输站段主要工作性质不同,不便于用某个单一标准进行评价,所以评价的重点放在了能耗总量的考核。通过能源审计我们发现,单纯能耗总量的增减不能反映单位能源利用效率的变化情况,考核评价并不科学。例如:我们在审核张家口车务段时就发现,该段能耗总量在逐年增加,但是装车每千列的单耗在逐年下降,应该说该段的能源利用效率在逐步提高。所以我们现在评价某单位能源管理水平时,是以该段主要工作量的单耗作为评价依据,如果该段连续三年单耗逐年下降,说明该段能源管理水平在逐年提高,反之就要分析查找原因。
二对铁路企业开展能源审计工作的建议
为更好地落实节能减排工作,使铁路企业的自主能源审计工作得到进一步的发展,提出几点建议。
(1)加强领导,规范管理
建立能源审计评价考核制度。开展能源审计政策框架研究,制定适合于铁路企业的能源审计方法,使能源审计工作更加规范、合理。
(2)积极宣传贯彻能源审计的相关标准、规定
建立配套的能源管理体系标准,针对铁路企业特点,制订相应能源审计评价标准,不断提高铁路企业的能源管理水平。
(3)加强能源审计的能力建设
作为企业能源内部审计,应建立一支能源审计专业化队伍,对那些懂技术、会管理,懂财务、会统计,了解铁路各专业工作特点的人员进行能源审计业务培训,提高能源审计人员整体素质,是开展好企业能源审计的重要保证。
(4)对审计发现的问题
从而提出的节能措施,要有计划、有针对性的实施节能技术改造,并确保投资使用科学、合理,收到经济效益。
(5)应定期对被审计单位进行回访
确保能源审计发现的问题得以解决,体现能源审计工作的严肃性。
1.2能源审计技术仍不成熟能源审计是研究能源系统管理与节能技术的一门科学。它有一套科学、系统和操作性很强的程序。它包括三个层次(能源浪费在那里、为什么会产生能源浪费、如何减少能源浪费和改进能耗效率低)、八个方面(能源、技术工艺、设备、过程控制、产品、管理、员工、废弃能)、四个环节(购入储存、加工转换、输送分配、最终使用),其运用的原理有物质和能量守恒原理、能源成本分析等原理。能源审计属能源管理范畴,因此要提高工作水平,必须采用PDCA循环。目前,能源审计技术不成熟表现为在能源审计过程中,相当一部分企业并没有一个完整符合国家标准要求的能源计量器具的配备与管理体系;缺少高效可行的检测方法。因此,难获得生产过程中的能耗完整、确切数据。如缺少针对生产工艺技术所需的能源加工转换设备,供电和供热管网及设备的运行状况。主要耗能通用设备、工艺设备运行状况、企业能源的阶梯利用状况、企业资源综合利用状况、余热余能利用状况、保温等方面的能量平衡及热效率的节能检测。能源审计机构如果再没有节能检测能力与技术,缺少能量平衡与能效水平较一致性的分析。能源审计只能停留在能源使用量调查。能源审计技术不提高,也限制了能源审计的发展。
1.3能源审计与当前节能工作脱节目前,天津市各级节能主管部门要考核重点用能企业节能目标责任制完成情况。对执行能耗限额制度的单位产品产量综合能耗进行考核。对节能技改项目节能量核查。合同能源管理项目执行情况审核。还要对固定资产投资节能评估完工项目等进行节能验收。企业除了所涉及上述的考核审查以外,还有需要对企业所确定的节能目标,如单位产值能耗、单位工业增加值能耗、单位产品产量能耗、节能技改项目节能量等进行审定。但目前能源审计与这些考核和验收工作脱节,有的能源审计报告对这些相关问题只字不提。不能为企业提出适用、可行的节能管理与节能技改建议。影响能源审计发挥应有的作用。没有发挥好能源审计成果的原因:一是行业管理职能的下降。有些标准或者指标没有考虑到行业内部的不同情况,使产品能耗指标的可比性受到削弱;许多行业缺乏耗能指标的评价体系,单位产值能耗指标与单位工业增加值能耗指标的比较存在的不可比因素太多。二是能源审计机构素质低,满足不了审计要求。审计机构不能深入企业,不了解企业节能目标责任制建立与执行的情况。缺乏对企业产品工艺技术、节能技术与节能技改项目的了解。也忽略了这些应该审计的内容。
1.4能源审计服务机构的市场准入条件和能源审计人员素质需提高天津市能源审计机构准入条件低,有实力的能源审计服务机构经常因审计成本高,在市场竞争中不敌由三、两人组成的能源审计机构。由于相关审计人员缺乏企业管理经验,缺乏能源管理与节能技术理论与实践,部分机构参加审计的工作人员的业务素质较低,企业给什么写什么,造成审计报告质量较差。
2对能源审计工作提出以下建议
2.1明确审计类别与审计内容,加大能源审计资金的投入与政策支持建议国家修订《企业能源审计技术通则》GB/T17166-1997,明确审计分类与不同类型的审计内容要求,更好指导能源审计工作。继续抓好重点用能单位的能源审计工作,加大政府能源审计资金的投入和能源审计单位节能技改项目政策与资金的支持力度。将滨海新区补贴50%审计费用的政策扩大到全市,对能源审计企业提出的重点节能技改项目给予专项资金支持。鼓励企业借助能源管理公司的技术,实现合同能源管理,帮助企业开展能源审计。
2.2提高能源审计机构准入条件与能源审计人员素质建议提高能源审计机构准入条件,能源审计机构应具备节能检测能力、节能项目设计能力、合同能源管理能力。能源审计人员要有全心全意为企业服务的精神,不断地学习和掌握能源管理与节能技术知识。提高整合企业信息,综合分析和审计能力。当好企业领导改善管理的参谋,提出合理化的意见和建议,发挥能源审计的诊断作用。能源审计人员也要在工作中,不断提高自己。
PDCA循环中第一个阶段称为计划阶段(P阶段)。通过节能调查和统计分析,找到节能管理的瓶颈和症结所在,并提出合理对策,结合上级管理部门的要求,制定本部门的节能指标、节能措施和管理方案。整个过程要贯穿能源审计方法中八个方面的分析方法、三个层次的基本思路,也就是说对往年用能情况从能源、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工、产品、废弃能等八个可能涉及到的方面,按照判明能源浪费和效率低的部位、分析产生能源浪费和效率低的原因、提出节能降耗整改措施,通过对三个层次的调查分析做出决策,同时在整个分析过程中,会应用到物质和能量守恒原理、分层嵌入原理、反复迭代原理、穷尽枚举原理,特别是穷尽枚举原理将对发现问题、寻求对策提供较好的思路。
1.1.1针对生产过程中的突出问题开展专项调查机采系统耗电量占全厂总耗电量60%以上,随着老油田开发中后期地层能量递减,耗电比重将持续加大,而且机采系统使用的设备数量多,装机容量大,在存在较多问题的同时,也有一定节能潜力。目前抽油机系统效率的提高受到设备因素的制约比较突出,从设备因素展开三个层次的分析确定重点问题,“大马拉小车”现象作为一个技术难题,随着节能拖动装置的普遍运用已有所改观,但在前期更换节能电动机、开展优化设计和群众性挖潜活动所产生的系统效率小幅度提升后,就一直徘徊在20%左右,设备的因素成为机采系统节能发展的瓶颈。近年来采油厂主要注水泵已经基本完成更新改造,并且采用了变频技术,地下注水压力在一定范围内波动较小,注水效率相对比较稳定。从设备、管理、员工三个方面开展三个层次的分析以确定重点问题。采油厂把注水工作的重点放在加强注水泵设备使用管理、注水生产管理以及员工设备管理技能培训上,从管理要效率,特别是强化岗位人员管理。对加热炉采取高效的节能措施,提高其运行效率及综合节能效益。同时,由于开发早、时间长,使用20年以上的联合站、采油站的加热炉占40%。从设备因素开展三个层次的分析确定重点问题,通过测试显示,大部分加热炉具有一高、一低、两大的特点,即排烟温度高、燃烧热效率低,过剩空气系数大、耗气量大。影响加热炉运行效率的主要因素是加热炉运行参数和加热炉的结构,二者是相互制约,相互联系的,单独调节某一环节,只能调节某一部分的运行效率。
1.1.2通过科学调查分析确定节能管理的重点方向实践验证了突出重点、以点带面的节能管理思路的有效性,采油厂更换了部分重点联合站的加热炉,今后开始向采油站普及;机采系统要在继续制度化、规范化生产管理基础上加大更换现有节能拖动装置的力度,持续增加其覆盖率,油井优化设计工作日常化、动态化、规模化可以有效提升机采系统效率。在兴古潜山百万吨产能建设工程中,在考虑几年内输油量的变化趋势和经济运行的情况下,及时做出有效的工艺调整和改造是保证输油系统效率稳中有升的关键。能源消耗监测频率与力度逐步增大,为科学优化设备运行效果提供保障。把对员工开展有针对性的节能宣传与培训作为群众性挖潜活动的新动力,使员工节能意识由被动完成指标转变到主动研究和参与节能措施的实施,强化解决生产与节能关系的能力。加强设备使用管理、生产管理以及员工设备管理技能培训,保证设备设施的完好率,确保系统运行达到最佳状态,从管理要效率。通过强化节能达标考核,进一步深入开展节能基础管理工作。强化群众性节能挖潜措施的管理和规范;大力开展停炉冷输,执行和落实《外输油管线末点温度控制管理规定》。
1.1.3制定节能管理工作计划在运用质量管理和能源审计方法开展调查分析的基础上,依据上级部门下达的年度能耗指标明确节能节水年度、中长期的发展目标及年度能耗指标,制定《采油厂年度节能节水工作计划》,对各项能耗指标进行分解,并制定详细的实施方案、考核指标、考核办法及奖惩措施。实施方案把工作重点放在节能基础管理、完善计量管理、群众性节能挖潜、节能项目管理、优化注水系统几个方面,在生产过程中严格实施计划管理,及时跟踪并合理调整。
1.2执行阶段
PDCA循环的第二个阶段是执行阶段(D阶段)。这个阶段是实施P阶段所规定的内容。在每个具体实施步骤中对可能涉及的八个方面分析方法中的因素开展三个层次的分析;要在物质和能量守恒原理基础上,运用反复迭代原理在每个步骤的细节中开展三个层次的分析;要按照PDCA质量管理的原则,在大环的基础上,在每个步骤里,条件符合时运行PDCA小循环。按照判明能源浪费和效率低的部位、分析产生能源浪费和效率低的原因、提出节能降耗整改措施这三个层次,在实施中及时验证计划的可行性并善于创新工作内容,准确修正存在的问题,实现节能管理的持续改进,深挖节能潜力。实际上,分层嵌入原理、穷尽枚举原理也在运行中的局部细节得到体现和运用。
1.2.1加强组织领导,完善节能管理网络建立覆盖面较好的节能管理网络,并将每年据实调整作为一项常规工作,厂节能节水管理办公室有专职的节能节水管理人员和监测人员,建立厂、作业区(大队)、中心站三级能源管理网络,逐级配备相应的专(兼)职管理、监测人员和监测设备,有针对性地进行专业培训。对监测人员力量进行充实,在培训方面进行强化,节能节水管理办公室新增节能监测人员,配合生产科对作业区监测人员开展专业培训。
1.2.2加强节能节水基础工作,提高节能管理水平节能节水基础工作是节能管理体系的核心,主要内容是从组织和制度建设、规划计划管理、统计管理、监测管理、定额管理、能源计量管理、项目管理、技措管理、合理用能用水、考核奖惩、节能节水等指标管理入手,形成以创新管理为目标的系统化节能管理体系。这项实施步骤里面运用了PDCA循环质量管理方法,属于大循环里面的小循环,并应用穷尽枚举原理,对基础管理的不同部分开展可能涉及的八个方面的三个层次分析。具体做法就是以节能达标考核作为这项实施步骤的方向标,节能达标考核体系是依据上级部门的节能达标考核结合实际建立的,因此具备较强的科学性和完备性,体系按照PDCA循环把节能基础管理的全部内容进行分类,每个类别又逐一提出了详细具体的要求,整个体系就是一个PDCA闭环管理的模式。这个步骤涉及三个小循环:1)年初计划里提出每个季度开展一次节能达标考核的计划,每季度按照计划实施,年底对实施情况进行总结,按照总结出来的问题对下一年度工作提出处理要求。2)进行每个季度的节能达标考核,制定考核具体时间表和确定考核对象,按照厂达标考核体系对各个内容逐一考核,考核结束后对被考核单位下发问题整改通知单,并验证整改情况,完成问题的PDCA循环闭环整改,实际上这里再次形成一个小循环中的小循环,最后总结本次考核,提出处理意见,指导下一季度考核。3)节能达标考核体系本身也是一个PDCA循环。每次达标考核都由节能节水办公室先开展自查,然后对各三级耗能单位开展检查。日常工作中,节能节水办公室和各三级耗能单位按照达标考核体系完善各项基础工作,每项基础工作通过穷尽枚举原理对基础管理的不同部分开展可能涉及的八个方面的三个层次分析,从而实现计划的验证和工作内容的创新,实现节能基础管理的持续改进。
1.2.3开展群众性挖潜工作,节能降耗成果显著这项工作实施的关键点是每季度在节能统计的基础上开展节能分析,在节能分析的指导下开展下一步群众性挖潜工作。季度节能分析分为两个部分:主要能源消耗情况与上一季度对比变化原因分析;主要能源单耗与上一季度对比变化原因分析。对比分析采用的就是针对八个方面分析法的可能涉及因素开展三个层次分析,目的就是找出能耗和单耗变化的原因,采取改进措施,分析要遵守能量守恒原理和反复迭代原理。每季度开展的以查找能耗和单耗变化原因为目的的节能分析、针对原因采取的对策、具体实施的群众性挖潜和总结性处理意见形成PDCA小循环。群众性挖潜工作以其成本低、潜力大的优势成为节能措施比重较大的部分,群众性挖潜活动持续开展,节能管理措施的强化取得了较好的节能效果。2010年全厂实施节电措施6项227井次,累计节电196.117×104kWh,折合241t标煤。2.2.4加强节能项目管理,大力引进节能新技术节能技术改造方面,以科学调查整体论证为依据,优先解决工作量较大以及在生产节点上担任主要工作任务的耗能设备,解决了节能资金紧张和节能改造工作量偏大的矛盾。运用有限节能资金重点解决外输比重较大的转油站的加热炉更新改造,在重点联合站已经全部安装了节能炉,把节能加热炉技术向采油站普及。优选工作任务较重、安全隐患较大的10个采油站,安装了10台高效节能加热炉。根据节能监测部门的监测,取得了较好的节能效果,实现了整体提高厂外输系统效率的节能目的。此外,通过安装节能拖动装置和节能控制装置,持续增加节能设备的覆盖率,开展采油区块能效对标节能示范工程,拓宽创新节能项目新渠道,节能效果显著。制订了《生产技术指标考核及评比办法》、《油井优化设计方案审核审批管理规定》等制度,围绕躺井率、系统效率、吨液耗电、合理区比例等16项技术指标,切实强化老井日常管理,使优化设计工作进一步日常化、制度化和动态化。为适应150×104t油气当量的外输规模,兴三联改建扩建工程将在当年开工并于当年完成投入使用,这对彻底扭转油品性质和比例变化造成的输油管理矛盾起到了决定性作用。通过计算,全年完成节能量591t标煤。节能项目管理中前期论证和技术经济分析是关键,八个方面分析方法和三个层次分析方法在项目选择和实施部位的选择上发挥了不可或缺的作用
1.3检查阶段
PDCA循环的第三个阶段是检查阶段(C阶段)。主要是在计划执行过程中或执行之后检查执行情况是否符合计划的预期结果。该阶段的能源审计报告本身就是能源审计系列方法的直接应用。能耗监测的重点是机采系统、集输系统、注水系统及节能技措项目(参数调整)的监测。为了加强能耗管理,主要耗能设备都安装了计量装置,对重点设备做好日常的耗能监测,监测结果及时下发到设备管理部门,对初测不合格的设备,限期整改,整改后进行复测。对复测仍不合格者,由节能节水主管部门确认,对确认不能达到合格的设备,由节能节水办会同有关部门制定整改方案,报节能节水管理委员会,并做出处理决定。通过监测,及时掌握能耗情况,认真分析耗能设备和各生产系统的能耗状况,查找能源管理的薄弱环节,确定工作重点,提出设备和系统的更新改造方案。通过能源审计中对能源消费状况、管理水平、利用效率、消耗指标、综合利用等方面进行严格的检查、诊断,同时科学评价、排查节能障碍和浪费原因,查找节能潜力,在此基础上提出整改措施,制定下一步节能规划,为企业节能降耗目标的实现指明了方向。
1.4处理阶段
PDCA循环的第四阶段是处理阶段(A阶段)。主要是根据检查结果采取相应的措施。四个阶段循环往复,没有终点,只有起点。这一阶段要对全年节能工作,对以上三个步骤进行总结分析,这是八个方面分析法和三个层次分析法的全面综合运用。具体而言,就是对计划、实施、总结的三个过程,以科学方法站在年度总结的高度上重新审视和梳理,及时总结和发现问题,对下一年度工作提出处理建议。在强化节能管理基础工作方面,重点抓好“八化”,即:基础管理中心化、计划管理长期化、落实制度规范化、统计管理准确化、监督管理制度化、科技进步先导化、考核奖惩管理典型化、计量管理精细化。理顺五方面的关系:油气生产与节能节水的关系,新、改、扩建项目管理与节能节水“三同时”的关系,节能节水型企业建设与大力开展群众性挖潜工作的关系,节能主管部门与相关科室的关系,以及节能节水业绩考核与奖励惩罚的关系。加强重点工作的薄弱环节:强制推行抽油机系统效率优化设计与测试工作;做好节能新技术、新工艺的推广与后期管理相适应;加强节能监测和参数优化调整工作,查找节能节水工作漏点,制订合理措施;以点带面,推动创建节能节水型企业活动的全面开展。
一、能源审计的空间范畴:审计对象与范围
能源审计对象包括审计主体与审计客体,审计主体是国家审计机关,这是由宏观能源效益审计所体现的审计关系所决定的。根据上述客观基础的分析,审计的授权人是国家、政府或社会公众,而被审计对象是政府或公共机构,这就要求审计主体有一定的管理层次和权威性,由社会审计或内部审计来承担宏观能源审计是不适当的。审计客体理论上应该包括能源技术系统(ETS)的各项组成内容,但由于受到法律授权、审计手段等各种审计环境因素的制约,目前实践中一般只对与能源有关的财政收支以及对宏观能源效益有直接影响的经济活动进行审计,如重要自然资源的开发利用计划及利用效果的审计。
企业能源审计以企业资源消耗为对象,以企业经济活动全过程为范围,但必须以节能降耗、降低企业生产成本为最终目的。我们知道企业在产品的生产过程中,除了直接消耗燃料动力和耗能工质等能源外,还必须使用人力资源和消耗原材料、辅助材料、包装物、备品备件以及使用各种设备和厂房。而原材料、设备和厂房等也都是需要能源才能生产出来的,所以对它们的使用也是在间接地消耗能源,因此,一个企业的全部能源消耗既包括能源的直接消耗,也包括能源的间接消耗,将之称为全能耗(或资源)。
一般来说。对一个企业进行能源审计需要对该企业的能源管理状况(即管理机构、管理人员素质、管理制度以及制度落实情况等)、生产投入产出过程和设备运行状况等进行全面的审查。对各种能源的购入和使用情况进行详细的审计。这就要求对企业的能源计量、监测系统和统计状况进行必要的审查;要对主要耗能设备的效率和系统的能源利用状况进行必要的测试分析,同时要对企业的照明、采暖通风、工艺流程、厂房建筑结构、以及设备的使用和操作人员的素质予以专门的审查;要利用历年统计数据、现场调查了解结果及测试所得的数据,按照相应的标准和方法计算出一些评价企业能源利用水平的技术经济指标(如产品能源单耗、综合能耗、主要设备的能源利用效率或耗能指标等)。最后对各种调查、统计、测试和计算结果进行综合分析、评价、查找出节能潜力。提出切实可行的改进措施和节能技术改造项目,并做出财务和经济评价。利用能源审计的方法,对企业固定资产投资工程项目(包括节能技术改造项目)进行节能篇的论证,保证基建和技改投资项目节能效益。对热电联产企业和综合利用企业的主要经济技术指标进行审计核查,可以确保国家资源综合利用税收优惠政策,真正落实到实处。
二、能源审计的核心程序:审计准备、分析与报告
依据年度能源审计监测计划或企业委托,通常先与企业联系沟通。根据企业的生产经营安排。商定进厂时间,明确工作内容,制订工作方案,并提前通知企业,做好审计的准备工作。企业能源审计工作方案一般包括:(1)审计人员,一般6~8人,其中审计3~4人,测试3~4人;(2)审计期,一般以一个年度为基期,对比期可选1~3个年度。具体工作中也有以半年为基期的,根据企业实际情况而定;(3)审计时间,一般情况下,10~20天,根据企业的规模和要求而定;(4)审计范围及内容,根据政府部门要求和企业的需求而定;(5)企业主要配合人员,企业法人或委托主管负责人,统计、企管、会计等各1人。主管设备人员1人I(6)审计资料准备以及审计工作的依据和有关标准。
审计监测人员进入企业后。首先召开有关科室、车间人员座谈会,了解和熟悉企业生产、管理及经营情况,使企业法人及有关部门负责人明确审计工作的目的、内容及方案,提出对有关科室和部门如何配合好审计工作的具体要求。然后深入车间、科室,按审计工作要求了解企业各方面的基本情况,如设备状况、能耗与物耗水平、管理状况,调取各种资料,对相关数据进行验证,进行仓库物资抽样盘存。门卫对物资进出的记录,确定审计监测的重点等。与此同时,企业应按要求如实提供审计资料。资料收取完整以后。审计组对企业购进的能源、资源在生产经营环节的流向,按有关标准和计算方法,进行数据处理,特别重要的是产品产量,是一切分析计算的基础,从多渠道、多方法计算准确无误。然后进行封闭式审计分析、核算、评价。
在我国的内部审计工作中,我们一定要认识到内部审计信息化建设的重要性,一方面是由于我国信息化逐步带动经济的跨越式发展是我国现代化企业的客观需求,尤其是在近些年以来,我国能源企业会计信息核算和财务管理以及业务系统管理的系统化和网络化,只有通过建设数据高度密集性管理系统,逐步开发更多的会计核算和财务管理等各项功能,才能进一步实现能源企业内部审计工作的信息化建设。在另外一方面,就是要求能源企业管理者必须要能够从企业自身的情况出发,逐步推进内部审计的信息化,在内部审计的信息化建设方面,可以结合自身地区的发展特点,开发一些具有行业特色和地方特点的网络信息系统,从而提升内部审计工作的效率。
(2)加强内部审计部门的独立性
在我国的内部审计机构中,必须要改变我国内部审计机构地位低下的局面,就必须要加强内部审计部门的独立性,使其能够成为一门独立的企业管理部门。同时,审计的根本特征就是独立性,如果能源企业内部审计部门缺少独立性,那么,这就很有可能会成为无本之木,也就没有办法达到相应的审计目标。而想要提升内部审计的实施效果,这就必须要使内部审计部门的独立性增强。同时,能源企业还应该要对审计人员的权利义务和内部审计做出明确的解释,使其必须与区别于企业一般管理部门,在内部审计的过程中必须要保持职业道德和适当的独立性,从而能够确保公司的经济利润,还应该要能兼顾国家和集体间的利益。
(3)更好地完善能源企业内部审计机构设置
从我国能源企业的内部审计中,内部审计机构一般是对董事会负责的审计安排,这样就能够有效控制内部控制现象和董事会弱化的局面出现,这是因为在能源企业的治理实践过程中,一般的决策机构是董事会,而董事会是肩负着保证公司治理行为可信性和合法性的职责。
(4)进一步转变能源企业内部审计职能,扩大内部审计范围
一方面,要能够进一步转变能源企业内部审计职能,同时扩大内部审计职能的范围,有效提升能源企业内部审计控制效率。在对能源企业的控制框架中,内部审计职能要进一步拓展,并对内部控制的有效性进行客观评价,提供和完善能源企业的内部控制建议。而在另外一方面,内部审计人员要能够不断给自己大脑“充电”掌握更多更加广泛的管理知识,积极地参与到能源企业的经营管理活动中,另外,计算机网络技术发展也对我国能源企业的内部控制提出了更加严格的要求,内部审计人员还要学会利用计算机技术跟踪审计外,还要切实保证能源企业信息的可靠性和安全性,这样才能提升内部审计在能源市场经济中的竞争力。而在内部审计职能范围的扩大上,还要对各个方面的职能权利范围进行不断探索,所以说,能源企业内部审计是对企业进行全方位的控制,切实改变传统内部审计监督范围仅仅限于财务管理,要能够根据能源企业自身的发展特点,在原有的基础上开发和拓展内部审计的各种功能,尤其是要使得内部审计控制节点和对风险分析评价功能有效地融入到能源企业整体信息化的系统中去,这样就能二次开发能源企业的管理潜力。
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平衡18万吨合成氨综合节能项目节能测算
依靠管理和技术创新推进企业节能减排工作
中图分类号:F206文献标识码: A
一、集中计费系统的现状、原理及问题反思
1. 现在计量主要技术形式
1.1. 时间当量
时间当量计费原理如图1。将风机盘管的温控器、电动二通阀的控制信号线接入采集器,当采集器监测到电动二通阀的启动信号及风机盘管档位信号后,上位计算机系统开始计费。数据采集器以一定的周期轮采集数据,计算机系统将采集到的数据进行分析处理,将各档位状态时间累计,能过给定系数转换成基准时间,汇总统计为独立用户使用时间,按照事先核定的价格进行计费。
1.2 热能当量
通过采集计量单元的供热温差和回水流量,经热量计积算仪计算用户耗热量。最终采用耗能热量和时间乘积为计量依据(部分厂商采用流体质量流量和比焓值差的算法)。
2现行计量方式的问题反思
常见的集中空调冷(热)能计量收费方式大致可以分为按面积均摊、电量计量、流量计量以及时间计量。现行集中计费系统中采用了许多现代先进技术,如计算机技术、数据处理、和自动化控制技术等,使得系统本身具备了所谓的高科技含量,但其系统设计还有多许值得改进的空间。
a简单利用,系统设立目的的错位
业内专业认为,分户计量的意义主要在于促进建筑节能、降低建筑采暖能耗,但是目前有些地方过多地把计量作为提高收费的一种手段[2]。计费系统仅以供冷(热)商品化导向,针对的目标是收费,考虑的是对终端用户实施收费和管理和约束,供冷(热)服务商不必为运行能耗负责,无论消耗多少能量都可以由用户均摊,用户没有知情况权和话语权,热能计量成为某些利益团体获利的一种手段,这是目前国内绝大多数计费系统共有的弊端。
b系统性差,设计思维的残缺
现行集中计费系统仅着眼于系统末端后部,而非系统全局;仅统计系统输出的用户耗能量,而不计量系统输入的能量消耗。所以缺乏对集中空调系统基本特性的整体把握和系统思维的理念。
C 没有定额,收费单价的混乱
计费行业层上,无论采用何种计量方式,最终都要以货币体现收费。但是涉及到单位能量单价取值问题时,系统提供商都异口同声地认为那是用户与供冷(热)服务商之间的事,与计量计费系统无关。
二、集中空调能源管理系统的现状、原理及问题反思
2.1 现空调能源管理系统主要技术形式
2.1.1采用变频系统
空调系统的能耗是由风系统和水系统的能耗组成的。在风系统中,风机的能耗占相当大的比例;而水系统中,降低水泵与冷水机组的能耗是节能中最关键的部分。通常空调设备只能按照设计的额定工况运行,当系统的负荷降低时,设备仍然按照额定功率全负荷运行。所以采用变频系统,会达到节能效果。
2.1.2 变风量系统(VAV)节能
在空调系统中风机能耗占相当大比例,因变风量系统能随时跟踪建筑负荷的变化,及时调节送风量,从而减少风机能耗,达到节能目的。
2.1.3变水量空调系统
在空调系统中,一般来说冷水机组的能耗最大,因此降低冷水机组的能耗便能成为空调系统节能降耗的最大问题。然而,一年之中,由于空调系统在部分负荷下运行的时间比较多,所以如果能根据负荷的大小相应地改变系统的水量,就可以实现空调系统的节能。变水量系统就是通过水量控制的方法来调节温度的,所以它比定流量系统要节电、节能。
2.1.4 空调群控系统
该能源管理系统是前三种方法的集成,即将建筑物有关的空气处理设备(空调机组AHU、新风机组PAU)、空调冷源设备(冷水机组及设备)等集中监视、控制和管理,实现整个HVAC系统的智能化运行与管理。
2.2 现行空调能源管理系统的应用现状及问题反思
能源管理系统节能做法都是基于以下两种思路。
一个是摆出一堆技术,写得清清楚楚这个配置了哪些可再生资源;变频设备怎么先进;用了多厚的保温;热回收系统回收效率多高;有LEED节能认证等等。好像说法越多,就越是节能。
另一种思路是能源消耗数据。因为节能最根本的目标是把实际的能源消耗降下来,与其说节能量倒不如说实际耗能量,一个楼一年耗了多少能源这是最清楚明白的。后者应该是检验建筑是否实现节能的唯一标准,这叫用能源消耗的数据来说话。
三、联合应用模式的探索
3.1 联合应用模式原理
笔者建议将集中空调能源管理系统和计费管理系统为依托,将设备监控、系统集成等多种控制手段整合纳入能源管理系统系统,将节能管理系统和设备监控系统集成在一个平台上,使用同一套系统。
该模式设计的能源管理系统系统框架图如下图3。
图3
通过将集中空调计费管理系统嵌套入能源管理系统,这样便可以实现能源审计,以此来检验节能管理系统是否有效。
3.2 三种系统模式的比较
3.3联合应用模式的阻力
从上表表3-2可以分析出,联合应用模式与单独的系统相对具有巨大的优势,但为什么现今市场上联合应用模式并没有太多的成功案例呢?笔者认为主要有以下几方面原因。
3.3.1 资金及细分市场的问题
(1)开发商出于对成本的考虑,对系统的投入目的很强:为节能可能会只采用传统的能耗管理系统,而不注重能源审计;为收费而只设立集中空调计费系统,而不考虑合理性。
(2)目前,无论是计费系统还是能源管理系统都是由中小企业主力开发市场。所以,往往人为将集中空调收费系统与传统的能源管理系统区分开。
3.3.2技术成熟度:集中空调能量平衡有异与水电平衡
供水、供电的平衡,可以通过总、分表数据比对,只要在充许的合理线损率以内就能达到成效。但集空调的能量计量,却很复杂:一、能量计量技术科学有待提高,如上述所提到时间型、能量型计费、计量表的缺陷[4];二、一个项目的系统是否能耗平衡、能效是否达到最佳,其涉汲的因素太多,影响的因素如系统的自动化程度、管理者的水平、季节影响,甚至物业的出租率等,这都导致空调能源平衡不能简单的计算。
3.3.3 数据开放度:管理单位不愿深入控制数据、公开数据,影响到即得收益。
水电收费一般都由当地国有企业经营,属垄断经营,有先行市场的供水、供电等已收费成功地实行分户核算[5]。有异与水电收费,集中空调的收费主体一般都是该物业的经营管理者,属个体分散经营、自负盈亏,实际操作中大家认为分户热计量下供冷的费用不超过按建筑面积供冷收取的费用这一对比尺度,用户就能接纳。以这种思路方式计费,数据就显得无关重要了。
4结论
随着我国经济的快速发展和城市化水平的不断提高,集中空调计费系统及能源管理系统联合应用模式将被越来越多地应用到建筑节能中。本论文通过对集中空调计费系统及能源管理系统联合应用的探索分析,希望进一步深入对建筑节能的理解和把握。但是,在总结研究成果的同时,笔者也清楚的认识到本课题研究还存在一些不足之处,还有一些问题有待于进一步深入,主要有以下两点是急需深入的:
在联合应用系统中,集中空调计费管理系统与能源管理系统是如何具休融合,目前还没有成熟的案例来支撑;
在政府没有建立起国家定额体系前,行业或企业如何制定自身的企业定额标准。
参考文献
[1] 刘风华,计量管理与企业节能降耗的关系.北京:现代农业科技,2010(32)11:35~36
[2] 李志浩.2008年第16届全国暖通空调制冷学术会综述.暖通空调,2009(39)1:1~8
1.1.1办公建筑节能的必要性
美国能源部能源信息管理局和国际能源署,在2009年对全球能源消耗进行了统计,结果显示全球共消耗一次能源约合175.3亿We,其中公共建筑能耗20.1亿。的数额占据了11.5%的比重。在公共建筑能耗中,办公建筑能耗所占的比重随着办公建筑的不断增加逐渐上升到了20%。
在我国,目前建筑能耗已经在全国总能耗中占据了举足轻重的地位。根据中国统计年鉴显示,建筑能耗从90年开始就在不断的增大。据统计,我国建筑能耗从2000年2010年,建筑总能耗从2.89亿We上涨到6.77亿We(不含生物质能),同时在全国总能耗中所占比重上升到20.9 %。随着城镇化进程的加快,现阶段城镇建筑能耗己经占全国商品能源的23%至26%,这一比例仅仅是建筑在投入运行之后所消耗的能源,并没有将在建筑建设时期所消耗的钢材等材料计算在内,专家预测,在未来的时间内,随着城镇化建设的发展,这一比例将逐步提升到现阶段发达国家的建筑能耗比例,即33%。
随着社会和经济的发展,我国公共建筑面积大大增加,公共建筑占据了相当大比例的建筑能耗。截止2012年底,全国公共建筑面积达到83.3亿m2公共建筑能耗(不包含北方采暖)由2006年的0.27亿上升到1.82亿.占全社会建筑总能耗的26.4%,其中电耗为4900亿kWh。相关部门负责人指出,在我国,虽然公共建筑的建筑面积只占到城镇建筑面积总和的4%,但是对应的公共建筑能耗却占到全国城镇建筑总能耗的22%。据统计,大型公共建筑单位面积年耗电量达到70一300 kWh,为普通居民住宅的10一2 0r倍,不仅如此,相比于农村和住宅用电来说,公共建筑的能耗非常集中,节能改造相对容易,因此具有很大的节能空间。办公建筑作为公共建筑的一部分,是指供机关、团体和企事业单位办理行政事务和从事业务活动的建筑物,存在能耗大、能效低的特点,因此一直是我国建筑节能工作的研究重点。
1.1.2建筑能耗模拟的必要性
建筑能耗模拟是通过使用能耗模拟软件来进行能耗预测的一项技术,它是新建建筑节能设计和既有建筑节能改造的有力分析工具,其准确度是建筑节能工作的基础。将建筑能耗模拟方法使用到新建建筑上面,可以对设计方案进行比较优化以及经济性分析,使其符合相关国家标准;将建筑能耗模拟方法应用到既有建筑上,可以计算基准能耗,并进一步算出在节能改造方案下节省的能耗和费用。在我国节能减排的号召下,建设绿色建筑和改造既有建筑已经成为一种趋势。通过计算机进行建筑能耗模拟不仅可以帮助我们进行绿色建筑设计和既有建筑改造的实施,而且这种方式己经成为建筑设计和能耗评价过程中必不可少的一部分。
在能耗模拟的过程中,即使所建立的建筑模型同实际的建筑系统具有非常高的匹配度,通常情况下模拟出来的能耗数据同实际的能耗数据相比总有一定的差距,这时分析人员经常将模型模拟输出的能耗数据同实际测量的能耗数据进行比较,在反复试验的基础上,通过手动或者自动调整使最终模拟结果和侧量结果趋于统一,这个调整的过程就是模型校正。
在大多数情况下,影响建筑物能耗的因素成千上万,需要输入的参数也非常多,在模拟过程中经常会进行一定程度的简化和假设,因此在模拟后进行校正,对于其能够更加准确地预测建筑物的能耗而言非常重要,同时这也能够为以后的建筑节能工作打下良好的基础。
1.2能耗模拟和校正研究现状
1.2.1建筑能耗模拟研究现状
建筑能耗模拟的建模方法通常可以分为正演模拟方法和逆向模拟方法(数据驱动方法)。正演模拟方法是建立在建筑物自身物理几何特性上,通过输入变量和系统结构特性来预测系统输出变量,也就是建筑物能耗。逆向模拟方法可以大致分为黑箱法、灰箱法和校正模拟法。校正模拟法建立在正演模拟方法的基础上,通过输入参数的调整来使模拟数据和实测数据趋于一致,从而达到模型校正的目的,获得更准确的建筑能耗模型。
自上世纪60年代以来,计算机技术得到了极大的普及与发展,计算机开始作为一个辅助工具帮助工程师实施工程项目和模拟仿真。对于建筑能耗分析工作,在建筑设计和运营阶段,由于天气条件的动态变化和其他变量的存在,这一工作通常十分复杂,因此通常需要使用计算机的帮助才能完成这项工作。在这样的需求下,诞生了许多建筑能耗模拟软件,例如EnergyPlus, BLAST,Ecotect, DOE-2, ESP-r, TRNSYS等。
在EnergyPlus诞生之前,DOE-2和BLAST一直被美国国防部和美国能源部资助长达二十多年。当时这两款软件都有各自的优缺点,他们的主要区别在于负荷计算方法,DOE一采用传递函数法,而BLAST采用热平衡法。在1996年,美国能源部决定开发一个全新的软件,也就是EnergyPlus。作为新一代建筑能耗分析工具,同之前的能耗分析工具相比,它具有很多优势,同时它非常适用于分析大型办公建筑。EnergyPlus能够模拟一个建筑中多个系统的合,并且它允许分析人员定义时间表。国内外也有很多研究学者利用EnergyPlus来开展建筑能耗模拟工作。Griffith等采用EnergyPlus来研究一些先进的建筑技术对建筑性能表现的影响。Ellis和Torcellini通过研究,证明了EnergyFlus模拟高层建筑物的精确度和可靠性。沈肠等借助EnergyPlus模拟我国三种典型气候区域的办公建筑,计算常见节能改造技术的投资回报期,为不同节能改造技术的推广应用提供了理论数据支持。金琦等利用EnergyPlus对上海办公建筑负荷进行模拟,分析了办公建筑采用不同机型时的经济效益,为冷热电三联供选型提供参考。
1.2.2模型校正研究现状
许多研究表明,建筑能耗初始模拟结果同实际测量的建筑能耗数据之间有着明显差距。为了让建筑能耗模型能够在实际生活中得到广泛应用,我们必须要保证能耗模拟的准确性,因此模型校正是十分必要的。
一般来说,根据测量数据对仿真模型进行调整的方法可以更广泛地分成手动和自动调整方法。两种方法都可以使用特定的分析工具或技术来帮助整个模型校正过程的实现,不同的是,自动校正方法采用数学或者统计技术来达到最后的模误差目标。
1)手动校正方法
下面介绍的技术可以认为是人为驱动的技术,这些技术也可以作为自动校正过程的一部分。
(1)特性描述技术
Waltz称,影响既有建筑计算模型发展的一个重要因素是对建筑模拟中物理特性的认知程度。现阶段有很多方法能够帮助我们对一栋特定建筑进行深入的了解,包括能源审计、短期能耗监测、人工干预测试和采集逐时能耗数据。
从19世纪80年代开始,英美等国家为了对既有建筑开展建筑节能改造的工作,开始普遍地对建筑能耗进行详细的调查和统计。这种通过能耗调查来分析建筑能源消耗和节能潜力的过程叫做能源审计。 Lyberg提供了一个能源审计程序的综合手册,并把审计过程定义为“通过将系统分割为小的组件,量化能源消耗,并对节能措施进行可行性和成本收益的分析,然后推荐合适的节能措施的一系列动作”。到现阶段为止,对不同行业和应用场合,己经提出了很多审计标准和能源评估规程,例如AudltAC. IEA Annex l 1, AS/NZS 3598:2000和ASHRAE商业建筑能源审计程序。
短期能耗监测是通过专业的软件或硬件工具,系统地收集分析短时间(通常是两周)内的能耗数据来对建筑能源系统,如空调系统、设备系统和照明系统,进行性能评估的过程。TRC在1984年对一栋办公建筑进行的校正模拟是距今可查的第一个通过短期能耗监测来提高模型输入准确性的研究。在此之后,Lunneberg等人的研究发现对建筑系统进行短期监测可以获得更加可靠的运行时间表和输入参数。同时人工干预测试和采集逐时能耗数据的方也都被研究学者证明能够有效提高模型模拟的准确性。
(2)图形化方法
图形化方法采用图形的形式表现能耗模拟数据和实测数据的差异。在过去,图形化方法仅限于简单的时间序列的情形。随着测量数据的可用性增强以及对这些测量数据的易理解程度要求的提高,研究人员在图形数据表示方面实施了大量的工作。可视化数据分析Visual Data Analysis)方法使分析人员能够迅速审查模拟结果并对模型进行迭代修改,有很多研究集中在发展这一方法上。
目前有很多图表种类,如3-D时间序列图,2-D(BWM)散点图和时间序列图,最常用的就是典型日24 h图示法、Bin图示法和三维表面图示法。Bou-Saada和Haberl提出了使用三维表面图示法和统计指标来对实测数据和模拟数据之间的差值提供全局的展示,用来分析时变模式下实测和模拟数据之间的差异。ASHRAE-14中对三种图表技术进行对比分析,并对每种图表的适用环境进行了分析说明。
虽然图示法可以直观地感受到模拟数据和实测数据之间的差异,但是图示法在校正结果判定中通常被当作一种辅助方法,不能作为校正结果是否满足标准的最终判断方法。
(3)对比分析
为了提高校正的精准度,一些对比分析方法也被引入到建筑能耗模型校正领域中,如宏观参数估计法、特征签名分析法等。
特征签名分析法是通过将某些主要输入参数,例如建筑面积、新风量、室内设定温度等,按照典型值输入,建立基准模型;然后,以一个小步长为变化幅度,将这些参数逐个进行变化,通过模拟结果计算能耗随室外温度及各输入参数变化的百分比,并绘制成图表,得到能耗特征签名。校正过程可分为两步进行,第一步校正模型的天气依赖性,即将模拟能耗的残差随室外温度的变化绘制成图,再与能耗特征签名比较,以确定造成主要差别的输入参数,进行适当调整;第二步,将某一天的测试数据与模拟能耗进行逐时比较,再依据经验进行参数调整。宏观参数估计法利用非介入式监测数据推算出集总参数,如墙体总传热系数U值等。
2)自动校正方法
以下这些技术是在自动校正过程有的,只要涉及到以下技术的校正过程,均称为自动校正过程。
(1)最优化技术
优化技术主要包括目标/罚函数和贝叶斯方法。其中贝叶斯模型校准是一种统计校准方法。对于使用复杂数学模型的系统来说,不确定性分析是很重要的一部分工作,而贝叶斯方法可以很自然的将校准过程同不确定性分析结合起来替代建模技术(人工神经网络技术)
神经网络是由一组相互关联的神经元组成的计算模型。神经网络主要是用来对输入和输出的复杂关系来建立模型,这种方法己经被提出用来作为建筑能耗的预测手段。Neto和Fiorelli分别使用人工神经网络替代建模技术和EnergyPlus仿真软件来对巴西圣保罗大学的行政大楼进行能耗模拟,并对结果进行了比较。通过对54天的测试结果进行对比,EnergyPlus的直接模拟结果误差范围在士13。而人工神经网络的预测值和实际值的平均误差为士10%。虽然人工神经网络需要的手工输入更少,但是这种方法存在一个很大的问题是,它只能预测基于过去表现的能耗,并且这种模型的建立需要大量的历史数据来做支撑。因此,对建筑的任何改进节能措施都会造成需要新的数据集进行重新训练的情况。即使这样,作者依然认为人工神经网络在对空调系统进行能耗评估方面有着进一步的研讨价值。
3)辅助手段
除此之外,还有一些手段能够在手动自动校正过程中显著提高校正准确性,如灵敏度分析和不确定性分析。
(1)灵敏度分析
灵敏度分析在各种研究中得到了广泛应用。典型的灵敏度分析方法可以总结为以下几个步骤:确定输入变量并创建建筑模型;运行模型并收集模拟数据;在此基础上进行灵敏度分析并展示灵敏度分析结果。不同领域之间灵敏度分析的实现方法和操作步骤相似度很高,其主要区别在于其输入参数的多样性和应用环境的不同。
在建筑能耗模型的校正研究中,灵敏度分析常用于研究模型输入参数对模拟输出结果影响力的大小。通过灵敏度分析,找出对能耗模拟输出结果影响较大的关键输入参数,以此作为校正过程中的重点,可以提高模型校正工作的效率。根据不同的需求,Saltelli对灵敏度分析普遍会用到的几种工技术进”行了详细的描述和分析。使用两种灵敏度分析技术来确定同ESP一预测相关的不确定性。微分灵敏度分析归SA)用来确定总体不确定性,也就是每个输入参数单项不确定度的根均方总和。蒙特卡洛灵敏度分析((MCSA)用来确定同时扰动所有输入参数时带来的不确定性。为了实现不确定性分析,这些灵敏度分析方法都纳入了ESP-r仿真软件中灵敏度概念可以分为两类,一类是个体灵敏度,是描述某一个输入参数变化对模拟结果的影响,另一类是全局灵敏度,是描述所有输入参数变化对模拟结果的影响。在Westphal和1.amberts对建筑面积达26264平方米的办公大楼的模型校正研究中,结合建筑能源审计,借助参数灵敏度分析技术,对影响力较大的关键参数进行手动的调整,其研究结果显示办公大楼用电量的预测值同实际测量值的误差范围达到1%左右。其他学者的研究结果也表明灵敏度分析对建筑能耗模拟准确度有很大的提升。
不止如此,国内外学者还对办公建筑能耗模拟输入参数中的主要影响因素做过详细的研究,正交试验法和方差分析法经常被用于分析影响因素之间的主次关系。根据之前的研究,建筑能耗影响因素可以大致分为围护结构、内部得热和空调系统三大部分。在本文的灵敏度分析工作中,将使用这种分类方山东大学硕士学位论文法,对模型输入参数进行分类。
(2)不确定性分析
Reddy指出,在建筑能耗模拟中,模型的不确定性主要有四个来源,分别是:
不正确的输入参数;
不恰当的模型假设;
缺乏准确高效的数值算法;
编写仿真代码时的错误。
分析人员通过不确定分析来进行误差诊断并分析误差来源,可以帮助提高
建筑能耗模拟的准确性。在总结比较各种校正方法的基础上,提出了一套系统的模型校正方法,步骤如下所示。
1)收集数据和检查能耗数据,需要收集的数据包括建筑围护结构特性参数、几何尺寸、实际能耗数据、空调系统和其他系统的铭牌数据、运行时间表、天气参数等,并构建输入参数集;
2)对输入参数集中的参数进行盲粗网格搜索;
3)进行精细网格搜索,模拟计算,确定满足误差范围的基准模型;
4)将节能改造措施ECM应用于基准模型,模拟计算,对ECM进行不确定性分析。
已经有研究学者运用此方法对实际办公建筑进行了模型校正工作,验证了该方法的可行性和有效性。
1.3存在问题
虽然最初建筑能耗模拟的主要关注点是建筑的设计阶段,但是现在模拟仿真同建筑的整个生命周期都息息相关。由于正演模拟方法是立足于建筑的物理结构特性而不是随意的数学或统计学公式,因此正演模拟方法允许分析人员在对建筑进行设计或者改造时,模拟监视这些改造对系统行为和性能的影响。而校正模拟不仅有正演模拟方法的优势,还可以通过很多的技术和工具来提高模型准确度,因此具有良好的发展空间和研究价值。现阶段,建筑能耗模拟仍然存在利用率不足的问题,主要原因可以分为以下两类:从建模方面,建立建筑物理结构以及HVAC系统所对应的模型,需要耗费很长的时间和大量的人力物力,而且也缺乏标准化方法的使用;从校正方面,校正过程不仅缺乏明确的校正标准,而且没有考虑到输入的不确定性和区域环境的差异等问题带来的影响,同时缺乏集成的工具能够自动实现校正过程。
经过以上分析,可以发现,虽然分析人员拥有比较健全的建筑能耗分析软件作为建筑能耗模拟的工具,但是人机界面不友好以及建模本身的复杂性,都可能导致模型本身不够精确。现阶段通常采用耗时耗力的手动校正方法,在这种情况下,自动实现模型校正就显得尤为重要。
1.4本文主要工作
针对建筑模拟存在的模型校正问题,本文将建立一套针对办公建筑的能耗模型自动校正方法,并利用EnergyPlus建模仿真软件,开发EnergyPlus-IDF模型自动校正软件,该方法可以有效提高模型的准确性和校正的效率。本文主要解决以下几个问题。
1)建筑能耗模型参数灵敏度分析
2)基于自适应粒子群优化算法的建筑能耗模型自动校正
3)实际案例分析
本文的章节内容分布如图1-2所示,具体细节如下。
第一章为绪论,首先介绍建筑能耗模拟以及模型校正的重要意义和国内外研究现状,并总结出模型校正当前存在的问题,最后确定本文的研究内容和技术路线。
第二章为建筑能耗模型可校正参数及灵敏度分析,首先介绍EnergyPlus的整体结构、理论基础和特点,然后在EnergyPlus中建立标准办公建筑的IM模型,并选择了13个参数进行灵敏度分析,为以后的自动寻优参数选择打下基础。
第三章为基于自适应粒子群优化算法的模型校正方法研究,主要简单介绍标准粒子群算法,引出了自适应粒子群算法的优势,在此基础上分析模型校正参数的选择和目标函数的选取,最终确定模型自动校正方法。
《中国节能服务导刊》2006年8月刊报道,2001年到2004年,全国能源消费年均增长率为10.1%,工业部门能源消费年均增长率为12.8%。工业部门的能源消费由2000年占全国能源消费的66.58%上升到2004年占68.41%。其中冶金、化工、建材、石化等4个高耗能行业的能源消费增长量占工业部门能源消费总增长量的52.2%。这样的能源消费很难维持经济的高速持续发展。
一、镇江市工业能耗现状
多年来,镇江市主要致力于发展重化工产业和处于产业链低端的基础产业以及高耗能、低附加值的传统产业。以工业增加值来衡量,规模以上轻重工业增加值之比在2000年时为42.7:57.3,2005年上升为30.1:69.9。其中,重工业中,化工行业所占比重已上升到24.0%,成为镇江目前贡献最大的行业。轻工业中,又以造纸及纸制品业作为支柱,占有三成以上份额。“十五”时期,镇江规模以上工业企业的能源消耗系数高达0.87,这意味着规模以上工业增加值每增长1%,能源消耗总量要增长0.87%。2000年,镇江规模以上工业企业能源消费总量为730.8万吨标准煤,2005年上升到1446.3万吨标准煤,全年上升了604.1万吨标准煤,平均年递增17.2%。
二、镇江市工业能耗利用存在的问题
1.能源消费弹性仍较高
能源消费弹性系数是指能源消费总量增长率与国民经济增长率的比值,它从总体上反映能源消费总量增长与国民经济增长之间的相互关系。目前我市工业化进程总体上处于中期阶段,重化工业特征明显,经济增长对能源需求仍呈较强的刚性。2002年~2006年,我市全社会能源消费平均弹性系数为0.79,其中2006年能源消费弹性系数为0.74,即地区生产总值每增加1%,能源消费总量需增加0.74个百分点,仍处于较高水平。
2.地区间能源利用水平差异悬殊,居全省位次靠后
2006年,丹阳、扬中、句容和新区的能源利用效率相对较高,万元地区生产总值能源消费量分别为0.792、0.461、0.849、0.652吨标准煤;而京口、润州和丹徒区的能源利用效率比较低,万元地区生产总值能源消费量分别达到了1.295、1.286、1.192吨标准煤。 从规模以上工业看,丹徒、新区和京口的能源消费已超过了百万吨标准煤大关,分别达到240.4、122.9和102.4万吨标准煤,合计占全市规模以上工业企业能源消费的50%,而其工业增加值仅占全市的37.5%。
2006年万元地区生产总值能源消费量为0.988吨标准煤,高于全省平均水平10.9%,居全省第7位,比2005年下降3.47%,略低于全省平均降幅。 从规模以上工业能耗看,2006年单位工业增加值能源消费量为2.10吨标准煤,高于全省平均水平33.8%;综合能源消费量933.4万吨标准煤,占全省的比重为6.2%,高于同期工业增加值比重1.3%。
3.高能耗行业能耗增长较快,企业能源成本增加
化工、建材、造纸、电力是我市的支柱产业,又是高能耗行业。2006年,全市这四大行业的能源消费总量达1168.3万吨标准煤,占规模以上工业的86.9%;综合能源消费量456.0万吨标准煤,比2005年增长12.6%,高于全市平均增幅4.2%;万元工业增加值能源消费量超过3吨标准煤,是全市平均水平的2倍多,其他行业平均水平4.5倍。这是导致我市工业能源消费大幅增长、能源利用效益不高的主要原因。
2006年,我市规模以上工业企业能源平均购进价格为890元吨标准煤,比2005年增长5.4%,多增加支出6亿多元。目前,我市规模以上工业企业能源消费占生产成本的比重约为9%,每降低1%将增加效益15亿元。我市煤炭、成品油等主要能源品种价格持续上扬,既增加了企业成本,又挤压了企业盈利空间。
三、 关于镇江市工业能耗的几点建议
1.抓住重点行业和企业开展节能降耗
着力围绕冶金、建材、化工、电力、纺织等五大行业,开展节能降耗。如:化工行业要积极发展化工新材料、新型高档涂料、功能高分子材料等精细和专用化学品,提高精细化工率。同时,要大力开展化工整治,确保完成阶段性任务;建材行业要加快发展新型建材、非金属矿深加工制品和无机非金属新材料,整体提高建材产品附加值;电力行业要以大型、高效、环保的发电机组淘汰煤耗高、技术水平低的小机组,以高效输变电设备改造落后低效的设施。
继续大力推进金东纸业、谏壁电厂、京阳水泥、索普集团“千家企业节能行动”,各企业要进一步完善能源统计、计量和能源管理等各项管理制度,加大节能技改投入,抓紧节能技改项目的实施进度,确保完成“十一五”节能降耗目标。大亚、镇江发电公司、天工等17家省重点耗能企业,各辖市(区)要加强分类指导,逐一编制能源审计和节能规划,进一步明确目标,落实责任,不断提高节能降耗水平。
2.改善企业运营水平
我们要鼓励企业加大节能技术改造投入,跟踪储备一批节能效果明显的重点项目;要以电机系统节能、能量系统优化等为重点,实施一批节能技术改造项目,继续推进能效电厂建设,提高电能使用效率。同时,要进一步加快节能环保关键技术、公共技术的研究、运用和推广,积极开展资源节约和综合利用,不断提高资源利用效率。
参考文献:
中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)22-0021-03
能源计量信息管理系统,是把分布在不同地点的多台计量仪表进行联网,实现计量仪表的在线实时数据采集和管理[1]。系统的组成通常由计量检测设备、数据集中器(分站)、用户终端、管理服务器(主站)、管理软件和网络器件等构成,具有能源数据采集、数据传输、数据处理、数据存储等能源计量功能,其输出数据可用于能源统计与能源审计。
一、能源计量信息管理系统的现状分析
目前,中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件,企业按照自行需求进行设计和开发,能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示,现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范,使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范,很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表),误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况,使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点,对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。
二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则
1.系统的软硬件环境设计要求
在设计能源计量信息管理系统时,对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力,逐步完善。同时,配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面,给予必要的完善及升级的空间。
2.确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求
(1)现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统,应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据,指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源 [2]。
能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点,并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求 [3]。具体数据采集范围包括:
a)输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b)输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c)用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;d)用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e)用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。
(2)计量器具配备率要求。根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息系统数据采集点的能源计量器具配备率不低于表1的规定(见下页表1)。
3.合理选用现场能源计量器具
根据GB/T 17167―2006标准要求,能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具,要依据不同用能设备所耗的能源类型不同,而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求,也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求,进行选择相适应的计量器具。
能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定(见下页表2)。
4.能源管理信息系统主要功能模块设计原则
(1)计量器具系统模块。计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网,实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差,并将所采集计量数据形成对比图,出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控,并有报警提示和报警记录。
(2)能源数据采集系统模块。能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量,采集周期在1分钟~24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。
(3)采集数据传输、存储、查询系统模块。采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求,考虑到数据传送速度,有线传输200米以内可采用双绞线串口传送,超过200米宜采用光纤以太网传送,也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要,可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。
(4)数据汇总和计算分析系统模块。数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总,并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析,并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示,企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况,及时进行纠正与改进,及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析,并自动形成对比分析图表,用能成本超过预定费用,系统立即报警提示。
(5)报表统计系统模块。报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要,自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等),能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。
(6)企业、车间、设备能源管理系统模块。企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量,监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因,及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控,确保设备的高效、经济运行,减少设备的空载时间和能源浪费的地方。
5.能源管理信息系统的安全设计和维护原则
信息系统应做好防电磁干扰,采集信号线应采用屏蔽线,并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查,发现问题应及时通知系统维护人员。
三、能源计量信息管理系统规范化工作成效
在上述研究的基础上,2009年3月,浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局,联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准,建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式,实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明,统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性,为改进生产工艺,提高技改节能效益提供了科学的依据,真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法,结合计算机信息网络技术,通过精确计量,自动采集能源量值数据信息,对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价,控制能源消耗,节约了能源成本开支,提升企业能源管理水平。例如,浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析,将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒,使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理,优化了操作参数,耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时,循环水用量从910 吨/小时下降到450 吨/小时,使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核,公司万元增加值能耗同比下降14.6%。
为了扎实推进企业能源计量工作,将节能工作落到实处,我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理,也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。
参考文献:
引言[1]。其中,传统古典经济学家亚当·斯密、哈佛大学Adolf A.Bberle以及诺贝尔得主Milton Friedman等主流经济学家认为企业不应该承担社会责任或者企业的唯一社会责任就是尽可能高效率的使用资源,以增加利润为主要目的[2];Oliver Sheldon和E Merrick Dodd等人认为企业既有盈利功能,又要承担利润最大化以外的社会服务功能[3];在Freeman的利益相关者理论观点的影响下,企业社会责任应包括企业经济和社会公益二元企业目标[4];我国学者卢代富从法律角度认为,将企业社会责任简约化
1 基于可持续发展理念的企业社
20世纪70年代以来,随着可持续发展理念的推广,把可持续发展纳入企业社会责任领域已经成为一个共识[6]。1999年瑞士达沃斯世界经济论坛上,号召公司遵守的社会责任中,就包含了可持续发展的要求,主要包括:企业对环境挑战未雨绸缪;主动增加对环保所承担的责任;鼓励无害环境科技的发展与推广。基于可持续发展理念的企业社会责任主要是指企业把节约资源、保护环境、有益于消费者和公众身心健康的理念融入企业活动的全过程和各个方面,转变企业生产方式,实行清洁生
2 海尔集团概
海尔集团是世界白色家电第一品牌、中国最具价值品牌。截止2009年底,海尔在全球建立了29个制造基地企业文化论文,8个综合研发中心,19个海外贸易公司,全球员工总数超过6万人,已经发展为大规模的跨国集团企业。2005年底,海尔进入第四个战略阶段——全球化品牌战略阶段,全球市场占有率5.1%,海尔冰箱和洗衣机分别以10.4%和8.4%的全球市场占有率,在行业中排名第一。另外,海尔在智能家居集成、网络家电、数字化、大规模集成电路、新材料
3 海尔在推动可持续发展
3.1 加强生命周期全过程管理,
从物质流的角度分析,加强海尔家电生命周期的全过程管理,加大清洁生产力度,实现资源的节约、集约、再循环利用。家电生命周期全过程管理包括资源获取、生产领域、废旧产品的回收、再利用等,图1。通过物质流分析,对生产、经营活动的各个环节进行环境影响分析,把握物质消耗的状况,并在此基础上,对原材料及能源的采购、节约、循环利用等工作进行适当的调整,不断强化环境管理,降低各环
图1 海尔家电生命周期全
近年来,海尔集团一直致力于从产品的整个生命周期视角贯彻“绿色设计、绿色制造、绿色经营、绿色服务”的清洁生产思路,2008年国内40个事业部全部通过清洁生产审核,并向低碳模式转型,表1,海尔通过建立ISO14000清洁生产验收,环境管理体系提高了企业环境管理水平,
表1 近年来海尔清洁
时间
进展
2003-2004年
下属的能源动力公司和家用空调事业试点清洁生产
2005年
制定清洁生产工作方案,有质保公司牵头在全集团内全面推进清洁生产
2006年
海尔企业部29个事业部一次性通过清洁生产审核
2007年
海尔企业部34个事业部一次性通过清洁生产审核,通过优秀率达到90%
2008年
海尔国内40个事业部全部通过清洁生产审核
2009年
《环境信息公开办法(试行)》于 2008 年5 月1日正式实施。该办法鼓励企业自愿进行环境信息公开,并对公开内容、方式以及奖励方式等做了说明,为企业开展环境信息公开、接受公众监督提供了法律依据。海尔从2005年起连续五年《企业环境报告书》,从环境管理、环境目标、环境绩效、物质流分析等方面将相关的环境信息真实地传达给社会,同时也详细介绍了企业文化、产品质量管理等背景信息,环境报告的编
海尔主持或参与了152 项国家标准的编制修定企业文化论文,制定行业及其他标准 425 项。海尔是参与国际标准、国家标准、行业标准制定最多的家电企业中国。2008 年 12 月 31 日,《山东省企业环境报告书编制指南》由山东省环境保护局和质量技术监督局联合。2009 年 1月1 日实施,这是国内首次以地方标准的形式规范企业的环境信息公开行为。《指南》提出了编制企业
3.3不断加大自主创新力度,
企业技术创新能力是支持企业创新战略的一系列综合特征,包括企业的可利用资源及分配、对行业发展的理解能力、对技术发展的理解能力、战略管理能力结构和文化条件[11]。过去企业的高速发展,主要是靠技术引进、抓住市场机遇,自主创新所贡献的成分较小。现在,企业发展需要更多的是自主创新。没有自主创新,企业就不可能快速发展。目前海尔正在着手两个方面的自主创新:一是产品创新;二是管理创新。技术创新是环保、节能的重要手段,作为奥运史上唯一成套白电赞助商,海尔响应这一理念,在
3.4 逐年增加环保投资,优
环保资金的投入、使用、管理对于环境绩效的提高起着重要的作用[12],企业环保资金的投入对于企业提高可持续发展能力方面起到重要作用。2009年,海尔在环境管理方面投资 38 万元,在污染防治方面投资623 万元,在节能降耗方面投资 355万元,其中环保配套投资500万元,改善工艺设备资金350万元。环境管理投资主要是定期参加山东省和青岛市组织的各种环保培训,掌握最
综上所述,企业是工业污染的主要来源,同时也是节能减排、改善区域环境质量的微观主体。海尔集团向世界展示了其在节能减排、环境友好产品开发和降低产品全生命周期环境负荷等方面所做的努力,对于树立企业绿色形象,提升品牌价值和社会竞争力具有重要意义。强化企业环境责任,对企业不断加强环境管理,降低环境负荷有重要的意义。海尔在推进资源能源合理利用、污染物减排、环境友好产品开发和废旧家电回收利用等环境可持续发展方面起到了很好的示范作用。海尔集团是中国企业适应全球化浪潮的成功典范,其成功经验可为我国企业社会责任方面提供案例支撑。
新环保政策和环保动态;聘请专家对内部环保工作人员进行环保培训;督促员工学习政策法规和国际先进的环保技术,提高员工的环境意识和环境管理能力;污染防治主要包括大气污染防治、水污染防治、环保配套投资、日常监测费、废气排放费等。节能降耗方面投资主要是改善工艺设备,提高生产效率,减少能耗物耗、节能降耗宣传费用等。
化环保投资流向
产品设计、开发、生产等环节实现全流程“绿色”环保。在节能方面,南海意库项目的整体方案比同类建筑节能 70%,其中海尔磁悬浮中央空调为其贡献了40%的节能效果。与环境保护密切相关的管理创新主要是指环境管理创新,海尔较早的确立了提高环保意识,将环境保护理念贯穿于全体员工的环境管理方针企业文化论文,在积极推进 ISO14001 环境管理体系认证、清洁生产审核和能源审计、企业环境信息公开化基础上,开展绿色经营活动,全面打造绿色海尔,逐步推进环境保护制度化。
全面打造绿色海尔
环境报告书的原则、基本要点、工作流程、内容框架及指标等级,从企业概况、环境管理、企业环境保护活动等 6 个方面建立评价指标体系,全面反映了企业生产经营过程中的环境信息。海尔参与编制了山东省《企业环境报告书编制指南》,更好的推广企业环境报告制度,在企业环境报告制度方面起到了示范作用。