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减碳第一步|通过“设施评估”降低能源成本?

来源:控制工程网2023.01.13阅读 761


图片来源 :Steinkamp Photography

  设施评估可以快速确定设施系统性能的改进领域,并制定满足企业当前设施要求的计划,从而节约资源并减少对环境的影响。
  全面的设施评估有助于确定高风险资产和策略,以帮助企业利用具有成本效益的投资来实现最大潜力。
  理想情况下,所有设备都应是高性能、可靠、易于维护和高效的。然而,实现这些目标是一项具有挑战性的任务。高性能设施在很大程度上依赖于有效的团队和具有最佳性能的设备。一旦实现CONTROL ENGINEERING China版权所有,它将对企业利润、能源节约和环境保护等产生直接的积极影响。
  另一方面,性能不佳的设备通常运行时间更长,更难达到预期效果,这导致公用事业费用增加,设备使用寿命缩短,对环境的负面影响越来越大。不可靠和低效的设备,也可能会导致停机、生产率下降和经济损失。
  企业应考虑进行全面的设施评估,了解风险以获得助其实现目标的策略。如果执行得当,评估是一种低成本、客观的审查,可以提供基于优先级的建议。
  风险管理
  当设备出现故障时,会带来生产运营和成本损失。那么,如何有效地进行投资,以缓解与设备故障相关的问题?这就是风险管理的用武之地。风险无处不在,在制造业环境中,风险往往与财务损失息息相关。如果没有风险管理计划及其顺利的执行,就会丧失对风险的控制并会打开失败之门。
  积极主动的风险管理工作可以减轻对设施运营的危害和其它威胁。通过积极主动的方法,业主和运营商可以预见潜在的威胁,并尽早进行修正控制工程网版权所有,以减少对 成本和生产进度的任何影响。
  企业应首先从设备的风险评估开始,以确定工作重点。该评估可以确定所有资产及其相关风险。接下来,分析每种风险发生的概率及影响,以了解任何资产无法执行预期任务时,对运营和 财务的影响。
  风险概率是一个随时间变化的变量,取决于是否存在主动性维护。然而,如果运营性质保持不变,风险影响通常是固定不变的。有许多策略可以来缓解已识别风险的影响,每种策略都应逐个考虑。
  风险管理评估完成后,应为每项资产制定“风险管理计划”和相关策略,首先解决对运营构成最大风险的资产。常见的策略包括升级、避免、转移、减轻和接受。根据每个资产在其生命周期中所处位置的不同,这些风险缓解策略也有所不同。

风险概率是一个随时间变化的变量,取决于是否存在主动性维护。图片来源 :AEI

  利用现有基础设施
  许多企业使用某种控制和管理系统来监控他们的设施。能源管理控制系统(EMCS) 通过使用来自传感器的输入和具有预定义设定值的逻辑操作序列来控制设备和装置。大多数系统除了利用正常的运行模式外,还有一套报警条件、故障模式和相关响应策略。
  控制系统通常包含大量数据,下载和分析这些数据可以帮助识别与工厂设施相关的趋势。一些设施包含监测和计量系统,以跟踪和预测电力、天然气、蒸汽和水的能源使用情况。对能源管理控制系统监测和计量数据的全面评估,可以确定可能对设施生产和公司利润产生负面影响的运行状况。
  维护管理系统也常见于设施中。计算机化维护管理系统(CMMS)通常包含设施的大量历史信息,如预防性维护的频率和结果、设备故障和原因、设备系统和运行时间、启动次数、颗粒物和尺寸、花费在资产上的总维护时间以及维护所使用的耗材。对计算机化维护管理系统信息的分析,有助于识别重复出现的维护障碍。它还有助于确定资产的可靠性和故障率,并有助于确定要实施的风险管理策略。
  数据驱动策略
  现代设施是由数字和模拟信号系统控制的,该系统在设备和中央计算机系统之间来回传输信号,并与可编程操作顺序耦合,例如楼宇自动化系统、能源管理控制系统或直接数字控制系统。无论企业使用哪一种系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,策略都是相似的:计算机程序根据操作顺序向设备(电机、驱动器、阀门等)发出指令。
  设备传感器(流量、压力、温度、位置等)提供实时反馈,用于驱动设备。其结果是实现设备的自动化,根据需要进行不断的变更和调整,以实现预期的结果。
  如果按上述方式运行,企业很可能已经具备实施智能建筑解决方案所需的基础设施。设置和实施软件包,然后进行配置可能是您开始做出更好决策所需的全部内容。基于可量化的数据进行决策,可节约成本和能源。这些智能建筑将受益于设备可靠性和正常运行时间的提高、报警和故障呼叫的减少、运行效率的提高和维护次数的减少。
  设备和系统的生命周期 
  每个设备和设施系统都有一个生命周期,从概念和设计到施工、调试、维护和更换。生命周期的每个阶段都提供了缓解故障和性能不足的机会,留意每个环节将有助于企业保持利润。
  风险管理策略在概念和设计阶段考虑时最容易实施。例如,将设备问题通知设施运行人员的传感器控制工程网版权所有,可以是初始设计的一部分。虽然安装这些传感器可能会增加前期成本,但这些主动措施通常会在设备的整个生命周期内带来显著的收益。经验丰富的调试机构, 可以提供设计审查,以确定可能妨碍设计按预期运行的任何问题。
  在设计阶段,很多设备信息中的代表性数据是在理想条件下测量的。不可避免地,这在现场条件下将有所不同。设备应具有足够的结构基础,对齐、静态和动态平衡控制工程网版权所有,并与外力隔离,以实现最大潜力。项目规范应 要求使用精密安装、激光对准、振动分析、管道应变、压力测试和红外热像仪,以便于生命周期中施工和安装工作的开展。
  设备启动通常由两方之一完成:安装承包商或制造商代表。有效的设备启动,包括验证润滑剂和皮带,以及从机柜中移除运输锁和工具等步骤。设备通常逐步联机,并在其整个控制范围内运行。安装操作和维护手 册,应提供关于启动程序的具体说明。
  第三方调试机构通常会见证启动,并应获取额外或确认读数,获取基线,并验证关键性能指标是否得到满足。启动结论应证明所有设备和系统均正常有效运行。
  调试和维护计划 
  调试是一个系统过程,涉及验证和记录系统和设备,这些系统和设备经过规划、设计、安装、测试、运行和维护,可以实现项目的要求。调试的目标是使移交的设施达到或超过其设计所承诺的性能和节能水平。调试机构遇到无法按设计工作的系统并不罕见。经 验丰富的机构可以提供解决方案以实现预期结果。如果执行得当,调试后可以交付可靠、可重复、可维护和高效的系统。
  建筑调试是业主可以采用的一种方法,有助于企业节约能源和成本。调试是确保建筑系统和设备已经正确安装并有效工作的过程。它还提供了识别和纠正任何次优运营工况的机会。业主和运营商通常也会主动进行 建筑调试,以提高系统性能、热舒适性和室 内空气质量。
  根据美国能源部的报告,未调试的建筑物的运营成本通常比调试过的建筑物高出8-20%。因此,调试的成本相对较快,仅通过节能一项,通常在不到 5 年的时间内,就可以收回试运行的成本。
  如果没有合适的运营和维护策略,设施不会自动提高性能,也不会保持当前性能水平。维护计划的质量,也可能是主动成本和 被动成本之间的差异。主动维护计划通常包括预防性维护、预测性维护、以可靠性为中 心的维护、机油分析、振动分析和持续调试等。一般维护和关键备件应随时可用,以保持设备运行。
  设备更换和设施评估 
  现在,业主和运营商可以使用越来越多的技术支持主动设备更换。由于能够在设备出现故障前识别出需要更换的设备,设施可以最大限度地减少停机时间并保持平稳运行,而不是在设备使用寿命结束时导致停机。
  投资于设施评估,通过为每件设备或系统确定正确的方法,可以帮助企业了解实现高性能的复杂性。设施评估的结果,为实现高性能设施提供了量身定制的方法。典型的评估从审查可用的设计文档、来自控制和管理系统的数据、维护记录和风险评估开始。然后进行现场考察,以调查设施内的设备和系统。最后,利用这些信息为每个资产创建报告和推荐计划。
  如果涉及有限的设备,那么对单个设备或系统进行状态评估,是一种更合乎逻辑的方法。对现有预防性维护计划的审查也将有助于确定维护计划的有效性以及为提高设备可靠性而可以进行的更改。
  每个设施的需求,与在其中工作的专业人员一样独特。设施评估可以快速确定设施系统性能的改进领域,优先考虑高风险资产,并制定满足企业当前设施要求的计划,从而在未来实现成本节约。制造企业应寻求与对设施评估有深入了解、并清楚如何将调查结果转化为可操作和节省成本方法的团队合作。(作者 | Dave Camden)

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