第十六届中博会|广州埃尔里德蔡增冠:基于人工智能的智慧节能空压站
2019年6月25日,第十六届中博会节能技术改造与服务供需对接会在中国进出口商品交易会展馆拉开帷幕。大会包括了五个分会。在分会场二“动力机械节能技术改造供需对接会”上,广州埃尔里德自动化科技有限公司战略发展部总监蔡增冠发表了《基于人工智能的智慧节能空压站》的主题分享。
以下是发言原文:
蔡增冠:各位嘉宾,大家下午好!我姓蔡,是广州埃尔里德战略发展部的一名员工,负责企业战略发展、市场规划。今天很荣幸代表广州埃尔里德介绍《基于人工智能的智慧节能空压站》的主题分享,今天分享分四个部分,第一部分是企业的节能简介,企业愿景;第二部分是谈谈压缩空气的现状,以及国家在过去两年提出的新标准;第三部分是基于行业现状和国家提出的新标准,我们提出的打造智慧节能空压站解决方案是怎样的;第四聊一聊我们的合作方式和案例。
一、广州埃尔里德自动化科技有限公司是一家国家高新技术企业,同时也是广州市人工智能企业,我们主要服务内容是为企业打造智慧节能空压站。目前 我们跟华南理工大学是产学研合作单位,技术顾问是博士生导师黄教授,创业团队40%人员都是研发人员,超过20个专利及软著都是集中在智慧节能空压站,我们很荣幸成为广东省工信委上云上平台首批入户企业之一。
作为一家综合系统、行业应用的新模式以及低噪新工业的践行者,我们企业的愿景是让企业用户用气无忧,目标是未来五年时间打造1000个智慧节能型空压站,让1000个压缩空气系统节内节能15%。我们打造的空压站是基于人工智能+大数据分析的基础上,涵盖以下三个方面:第一方面是智能化的运行,它包括整个系统可以自主学习,系统的不同设备和仪器仪表之间可以进行系统联动。系统本身可以根据实际情况进行优势选择,选择变频机、效率高的机组,最终我们的目标是实现整个压缩空间系统的无人值守。
第二块是安全管理,我们需要实现在线的远程监控,随时随地的可视化管理,不管在哪个地方,只要可以通上互联网,不管是用手机还是ipad,都可以进行可视化实时管理。同时各种预警、报警信息可以时时推送给用混,一旦系统出现错误,或者是有问题,我们有历史数据可以追溯。
第三部分是节能高效,接下来会重点展开研究。
二、压缩空气系统行业现状与国家标准
工业生产会有三大要素:水、电、气,任何一个系统出现任何一个环节的异常,都会给企业带来直接、巨大的损失。水和电,我们都比较明确,气在这里就是压缩空气。为什么压缩空气会影响这么大?首先压缩空气在工业领域是仅次于电力的第二大能源系统。在工业领域,不是天然气,而是压缩空气,因为它直接控制着很多关键生产工艺,以及很多通用的仪器仪表。举一个简单例子,没有压缩空气,气动发动机开不了;没有压缩空气,很多物料输送没办法输送;没有压缩空气,很多仪器仪表没办法使用,甚至连最简单的,气动门都开不了,压缩空气是一个企业的关键因素。同时,据国家统计结果,压缩空气基本上会占整场耗电的20%-25%,当然有一部分企业会更高,超过30%,有个别企业占比会在20%以下,在10%左右,用电很多,比如说一个企业一个月的用电是1000万人民币,200-250万左右是压缩空气产生的。用了这么多的电,它不是一个高效的系统,80%以上的电都是被浪费掉的。1千瓦左右的压缩空气系统,每年浪费的电费会超过400万元,这就是压缩空气系统本身的状况。
对于企业用户来说,在用气的过程中,也会遇到很多的困扰,首先它是一个设备,是设备就会有故障,有故障就会影响受益。之前我们去广州一家汽车公司,由于压缩空气系统停产一天,产值损失接近1亿,停产三天就损失3亿。按一个企业年产值10亿来算,停产三天,损失也有一千万。第二个是压力波动,它会直接影响产品品质。年产值10亿,次品率能不能降低1%。第三是今天我们所提到的能源的浪费,压缩空气系统本身80%以上的电都是浪费掉的,接下来我们会重点展开来讲。第四个是管理不便,现在大多数企业再压缩空气方面还是采取人工巡检方式,导致系统运行状况、健康状况没法实时评估,也没法实时接收整个系统预警关键信息,只能等出故障了再解决。检修的时候,因为没有历史数据,所以也是费时费力。随着国家2025年规划的实施和工业物联网技术的普及,未来的用气发展趋势会往以下四个方面发展:首先这个系统是节能高效,能够为企业降低成本,对安全管理是便利的,对生产保障提供支持。有部分朋友可能知道,在2003年,针对空压机,国家提出单个设备的能耗等级标准。据去年行业统计结果,一级能效是最好的,占比已经超过50%。空压机机子单个设备的能效等级太高了,并不意味着整个压缩空气系统能耗等级就是好,因为它仍然存在着很多加卸载,仍然存在着压力波动,存在着很多能源无法回收。2018年10月1日国家新发布团结标准《压缩空气站能耗等级标准》,并于2019年1月1日实施。对企业用户而言,真正有意义的能效就是整个压缩空气系统的能效,这是国家的一个新的标准。
三、节能方案
既然智慧节能空压机突出来,我们先看看哪些方面有出路,对于整个压缩空气系统,它的无效功耗很多,比如空压机频繁启停、空载率偏偏。有些朋友可能不了解,空载的时候,空转空压机,它的功率是满载时的40%左右。比如说200kw的空压机,它空转的时候,它仍然有80kw的运行功率。这部分,现在的系统是无法避免的。第二块是供气压力与用气压力的不匹配,仪器仪表和生产线用的压缩空气不匹配。同时这个系统本身,因为存在的不合理,设计和实际生产应用不能完全匹配,导致整个系统压力波动比较厉害。后续有很多损耗,管网使用五年十年之后,泄露率会超过10%,当然还有人工操作导致的管理不及时,设备本身的散热也浪费很多。对这些方方面面,我们都有对应的技术。比如说可以提高空压机效率,变频调速技术,最近十几年、二十年常用的变频调速技术,这里可以省10%-25%。变频调速技术在空压机领域主要是两个方面,第一个是减少空压机的泄露,它会根据实际的用气进行调速,减少泄露;第二部分是让整个系统压力更稳定,波动更小。吸干机露点控制方面,我们可以根据实际做技术改造,这里有7%-15%的节省空间。前面十几、二十年也有很多余热回收的案例,管道改造也有查漏补漏的方式。这些都是压缩空气节能的方面。
埃尔里德在智慧空压机提供了整体解决方案,首先智能化运行这块,我们有本地智能联控系统,有本地智能集中控制加上智能远程管控系统,又结合互联网技术。安全管理这块,目前我们开发EcoMast平台,随时随地都可以进行远程监测管理。EcoBus是远程监控系统,把整个空压机系统的主体设备、仪器仪表都监控起来,一部分用户对流量、压力要求比较高的,我们还有Smart Alarm智能报警系统。节能高效这块,刚才提到节能空间里面有很多方面做节能,我们有对应的产品和系统,接下来会重点介绍EcoSave智慧无损节能系统。针对企业用气压力要求不一样,我们会有末端的恒压系统。针对空压机实际处理量不一样,我们有对应的露点控制系统。我们正在开发试用的EcoSMS压缩空气智能仿真系统。
通过这个解决方案,综合节能率,目前我们做了很多案子下来,大概会有15%-25%,也有一些少一点,大概是10%、12%,也有一些超过30%,综合节能率集中在10%-25%之间。刚才提到我们有一款产品叫EcoSave,这款产品叫智慧无损节能系统,它分三个层面,第一是根据客户的实际用压要求,进行降压稳压,刚才已经提到一点,现在压缩空气系统的压力波动是非常大的。比如说一个企业里面,最高用气压力是6公斤,为了让这个系统是安全的,所以压力要到6公斤以上。很多时候企业的压缩空气是怎样的波动?6.5公斤至7.5公斤之间,1公斤的压力波动会有7%的节能空间。我现在是6.5至7.5公斤,我可以降到6公斤,而且稳定在6公斤,这里就有1.5公斤的压差,每公斤的压差就是7%。第二个层面,我们整个系统是联动控制的,可以根据货端的实际用气情况,前面的空压机实时进行调整,减少它的卸载,优先选择能效高。第三个层面,所有的数据,不管是检测还是控制都是上云上平台。我们的设备和仪器仪表之间应用了EcoSave的无线物联网技术,本地为了适应快速调节,根据客户用气情况快速调节,也使用了物联网技术。
刚才提到这款节能系统,节能空间在哪些方面可以出来。第一是降压、稳压之后,每一公斤的压力可以节省7%;第二个是降压之后,自然的断路的现象也会减少3%;第三是通过前面的联动控制之后,减少空压机的卸载率,优先选择能效高的机组,空压机的卸载占了40%的满载功率,每降50%下来,就会节电15%-25%。
产品介绍Eco DPC,专门针对企业干燥机所开发的。目前企业大部分使用无热吸干机和微热吸干机。无热吸干机和微热吸干机都是固定按照国家标准,比如说无热吸干机是14%,一定会强制拿来再发行,微热是17%。在企业的实际应用中,很多应用点,它要求的压力露点不会到达吸干机核定的压力露点。比如说仪器仪表,按照自动化标准,它是当地温度的再降10的。广东气温,它要求压力露点只有-10度,大部分企业都是额定的-10度。
第二,我需要的是50立方每分钟,但额定触底量是100立方,它对应的供应时间就再生排气,实际上它远远没有到达切换的时候。额定是100立方,实际只有50立方,完全可以延长它的再生循环,减少耗气。EcoDPC智能露点控制系统有四个方面的功能:根据实际露点要求,实时监控露点数据进行智能恒露点控制;第二根据系统实际流量情况,智能进行再生耗气时间调整;第三实现产气系统与用气系统的真正联动控制;第四物联网实时监控与控制,实现系统互联互通智能进行再生耗气时间调整。简单来说,实现吸干机从工频到变频的智能转变,可以帮客户节省5%-10%。
我们的合作方式跟其他单位提到的一样,除了传统的收款模式,我们还提供EMC合同能源管理方式,我们提供整体改造方案,节省的效益分成。企业最终使用的压缩空气和电和水是一样的,对企业来说也可以把整个项目承包给我们,我们把气卖给你们就行了。基于已有的情况,我们也可以进行运营托管的方式,把整个站塔交给我们,你们只负责用气,用多少气给我们多少钱就可以。这些都是我们合作过的用户,蒙牛、华为、丰田、本田、欧派、美的、格力、vivo等等。如果企业用户对我们感兴趣的话,我们针对终端用户推出无免活动,我们免费提供服务,免费出技术方案,最关键的是所有气体可以免费进行试用,试用之后,如果你们达到预期的节能效果,我们可以回到前面那一步,商谈合作。如果没有效果,那我们免费复原。大家可以扫一下微信,左手边是我的个人微信号,右手边是企业公众号。
我的分享到这里,谢谢大家!