ممیزی انرژی صنایع
مروری بر
ممیزی انرژی در صنایع
-
ممیزی انرژی صنایع
ممیزی انرژی ابزاری برای تعیین عملکرد انرژی صنایع و توسعه برنامه مدیریت انرژی می باشد. مراحل متداول در ممیزی انرژی عبارتند از:
- تدارک ممیزی انرژی
- اجرای ممیزی انرژی (جمع آوری داده ها و بازنگری، بررسی ماشین آلات و اندازه گیری، مشاهده و بررسی فعالیتهای عملی، ثبت داده ها و تجزیه وتحلیل آنها)
- گزارش ممیزی انرژی (با استفاده از نتایج به دست آمده و ارائه پیشنهادات)
روند کلی ممیزی انرژی صنایع در شکل 1 نشان داده شده است. ممیزی مقدماتی شامل برخی از مراحل مشابه با آنچه که در شکل نشان داده شده می باشد، ولی جزئیات جمع آوری داده ها و تجزیه وتحلیل آنها ممکن است منوط به اهداف ممیزی، متفاوت باشد. یه طور کلی، سه مرحله اصلی وجود دارد که هرکدام از آنها شامل زیرمجموعه هایی هستند. این سه مرحله اصلی شامل، تدارک ممیزی انرژی، اجرا و تهیه گزارش می باشند.
شکل1-روند کلی ممیزی انرژی صنایع
-
تدارک ممیزی انرژی
تدارک ممیزی انرژی شامل مراحل زیر می شود:
1-معیارهای ممیزی
قبل از شروع ممیزی انرژی، معیارهای انجام ممیزی باید تعریف شوند. معیارهای زیر باید در نظر گرفته شوند:
- هدف ممیزی
- نوع ممیزی
- روش ممیزی و استانداردها
- پرسنل درگیر در ممیزی
- مرزهای سایت یا صنعت
- برنامه زمانی
- الزامات گزارش نویسی
- حوزه ممیزی
- زمان ممیزی برای هر مرحله از روند ممیزی
- المان هایی از ممیزی که دارای حق تقدم بیشتری هستند
- مسئولیت ها و وظایف هر عضو از تیم ممیزی
- فرمت گزارش ممیزی
- مراحلی که در طول ممیزی انرژی انجام می شوند
- داده ها و اطلاعاتی که باید جمع آوری شوند
- وجود ابزارهای اندازه گیری و ثبت داده
- اندازه گیری های مورد نیاز در طول ممیزی انرژی و لیستی از پارامترهایی که باید اندازه گیری شوند
- تجهیزاتی که باید با جزئیات بیشتر تعیین شوند
- لیستی از اجزای اصلی در بخش نتایج گزارش ممیزی
- قبوض انرژی برای مدت 2 تا 3 سال گذشته
- داده های آب و هوایی برای دوره ای که ممیزی انجام می شود
- داده های اندازه گیری شده توسط دستگاه های اندازه گیری موجود
- نقشه های معماری و مهندسی مجموعه و تجهیزات آن
- داده های کلی در مورد کارخانه (عمر ساختمان، وضعیت مالکیت، تعمیرات، انواع محصولات، ساعات کار و غیره)
2-حوزه ممیزی
حوزه ممیزی نیاز به در نظر گرفتن منابع در دسترس مانند کارکنان، زمان، مرزهای ممیزی، سطح تجزیه و تحلیل ها، نتایج مورد انتظار، سطح جزئیات و بودجه برای انجام ممیزی انرژی دارد. حوزه ممیزی انرژی به هدف ممیزی بستگی داشته و ممکن است توسط دولت یا برنامه ممیزی شرکت تعریف شود.
3-انتخاب تیم ممیزی انرژی
انتخاب تیم ممیزی انرژی یک تصمیم کلیدی برای مدیران صنایع می باشد. مدیریت ارشد کارخانجات، بعد از مشورت با مدیران بخش های مختلف کارخانه، باید در مورد اینکه آیا ممیزی باید توسط کارکنان داخلی کارخانه انجام شود و یا باید از بیرون از کارخانه مشاوره صورت گیرد، تصمیم گیری کنند.
4-برنامه ممیزی
یک برنامه ممیزی، استراتژی و روند ممیزی را طرح ریزی می کند. برنامه به مهندسین ممیزی انرژی برای بررسی سازگاری و تمامیت روند ممیزی کمک کرده و این اطمینان را می دهد که هیچ چیز مهمی نادیده گرفته نشده است. برنامه ممیزی باید موارد زیر را فراهم کند:
- حوزه ممیزی
- زمان ممیزی برای هر مرحله از روند ممیزی
- المان هایی از ممیزی که دارای حق تقدم بیشتری هستند
- مسئولیت ها و وظایف هر عضو از تیم ممیزی
- فرمت گزارش ممیزی
5-آماده سازی چک لیست
چک لیست ممیزی به مهندسین ممیزی کمک میکند که کارها به صورت سیستماتیک و در مسیر درست انجام شود. چک لیست باید شامل موارد زیر باشد:
- مراحلی که در طول ممیزی انرژی انجام می شوند
- داده ها و اطلاعاتی که باید جمع آوری شوند
- وجود ابزارهای اندازه گیری و ثبت داده
- اندازه گیری های مورد نیاز در طول ممیزی انرژی و لیستی از پارامترهایی که باید اندازه گیری شوند.
- تجهیزاتی که باید با جزئیات بیشتر تعیین شوند
- لیستی از اجزای اصلی در بخش نتایج گزارش ممیزی
6-اقدامات اولیه
هدف از این مرحله آشنایی تیم ممیزی انرژی با مجموعه ایست که باید ممیزی شود. مهندسین ممیزی می توانند وارد بخش های مورد ممیزی شوند. تیم ممیزی انرژی می توانند ابزار اندازه گیری موجود بر روی تجهیزات را بررسی کنند. آنها می توانند اندازه گیری ها و داده های مضاعف موردنیاز برای ممیزی را تعیین کنند. این فاز از ممیزی به خصوص اگر اعضای ممیزی از پرسنل داخلی کارخانه نباشند، بسیار مفید خواهد بود. همچنین تیم ممیزی می توانند با مدیران بخش هایی که ممیزی می شوند برای ایجاد یک درک کلی از ممیزی ملاقات کنند.
7- جمع آوری قبوض انرژی و داده های در دسترس
قبوض انرژی و داده های مرتبط با تولید باید در آغاز روند ممیزی جمع آوری شوند. بیشتر بودن داده های در دسترس موجب می شود تا تیم ممیزی انرژی درک بهتری از عملکرد ماشین آلات در اوقات مختلف یک روز، فصول متفاوت و تحت شرایط مختلف تولید داشته باشند. داده هایی که می توانند در آغاز ممیزی انرژی جمع آوری شوند شامل موارد زیر می باشند:
- قبوض انرژی برای مدت 2 تا 3 سال گذشته
- داده های آب و هوایی برای دوره ای که ممیزی انجام می شود
- داده های اندازه گیری شده توسط دستگاه های اندازه گیری موجود
- نقشه های معماری و مهندسی مجموعه و تجهیزات آن
- داده های کلی در مورد کارخانه (عمر ساختمان، وضعیت مالکیت، تعمیرات، انواع محصولات، ساعات کار و غیره)
8- تجزیه و تحلیل های اولیه
تجزیه و تحلیل های اولیه به تیم ممیزی برای درک بهتر از کارخانه با فراهم کردن یک تصویر کلی از مصرف انرژی کارخانه، عملکرد و تلفات انرژی کمک می کند. در تجزیه و تحلیل اولیه، فلوچارتی که جریانهای انرژی سیستم مورد ممیزی را نشان دهد را می توان فراهم کرد. یک دید کلی از عملکرد واحد، مراحل مهم فرآیند، مصرف مواد و انرژی و اتلاف انرژی باید در این فلوچارت نشان داده شوند. تیم ممیزی باید ورودی ها و خروجی های مختلف را در هر مرحله مشخص کند. فلوچارت اولیه ساده است، ولی داده ها و اطلاعات جزئی از جریانهای ورودی و خروجی می توانند بعدا پس از ممیزی انرژی جزئی تر اضافه شوند.
-
اجرای ممیزی انرژی
اجرای ممیزی انرژی مشتمل بر مراحل زیر می باشد.
1-تهیه فهرست داده ها و اندازه گیری ها
جمع آوری داده از طریق اندازه گیری، یکی از فعالیت های اصلی تیم ممیزی انرژی می باشد. بدون داده های کافی و دقیق، ممیزی انرژی نمی تواند با موفقیت انجام شود. برخی از داده ها به صورت آماده در دسترس هستند و می توانند از بخش های مختلف کارخانه مورد ممیزی جمع آوری شوند. سایر داده ها می توانند از طریق اندازه گیری، جمع آوری و ثبت شوند. تیم ممیزی انرژی باید به تمامی ابزارهای اندازه گیری موردنیاز مجهز باشد. این ابزارها می توانند به صورت پرتابل بوده و یا بر روی تجهیزات نصب شوند. متداولترین داده های اندازه گیری شده طی ممیزی عبارتند از:
- جریان های سوخت مایع و گاز
- اندازه گیری های الکتریکی، مانند ولتاژ، شدت جریان و توان
- دمای سطوح جامد و مایع
- فشار سیالات داخل لوله ها، کوره ها یا مخازن
- گازهای خروجی (CO، CO2، O2 و دود)
- رطوبت نسبی
- سطوح روشنایی
2-تجزیه و تحلیل الگوهای مصرف انرژی
بارهای الکتریکی می توانند بر اساس تغییر در دیماند مصرف در طی زمان تغییر کنند. گرافی که شکل بار یک وسیله یا تجهیز را در طی زمان نشان می دهد به عنوان پروفایل یا دیاگرام بار/دیماند شناخته می شود. اگر چنین دیاگرامی برای بار موردنیاز تمامی تجهیزات الکتریکی در یک کارخانه ترسیم شود، می تواند برای تعیین مشخصات الزامات توان مفید باشد. یک دیاگرام بار روزانه در شکل 1 نشان داده شده است. شکل دیاگرام بار به طبیعت فرایندها و سیستم های انرژی در کارخانه بستگی دارد. دیاگرام بار می تواند به صورت ماهانه، روزانه، ساعتی و یا در صورت امکان جزئی تر باشد. فواصل زمانی یک دیاگرام بار به هدف تجزیه و تحلیل نهایی که از یک دیاگرام بار انتظار می رود بستگی دارد. بیشتر قبوض برق اطلاعات لازم و کافی را برای رسم یک دیاگرام بار ماهانه فراهم می کنند.
شکل 1- نمونه ای از یک دیاگرام بار روزانه
3-تعیین معیار و آنالیزهای مقایسه ایتعیین معیار و مقایسه بازده انرژی می تواند برای ارزیابی عملکرد یک شرکت در مقایسه با رقبای آن شرکت یا عملکرد خود آن شرکت در گذشته استفاده شود. همچنین، تعیین معیار می تواند برای ارزیابی بهبود عملکرد انرژی بکارگرفته شود. تعیین معیار عملکرد انرژی یک کارخانه، تیم ممیزی انرژی و مدیران را قادر می سازد که بهترین کاری را که می توان به منظور ممیزی کارخانه انجام داد تعیین کنند.
مراحل کلیدی تعیین معیار عبارتند از:
- تعیین سطح معیار ( برای مثال تکنولوژی، خط فرایند، یا کارخانه)
- انتخاب واحدهای اندازه گیری که به صورت موثر و مناسب عملکرد انرژی یک کارخانه را بیان کنند.
- پیگیری عملکرد در طی زمان برای تعیین اینکه آیا عملکرد انرژی در طی زمان بهبود یافته و یا بدتر می شود، به منظور انتخاب فعالیت های مناسب
4-تعیین پتانسیل های بازدهی انرژی
سیستم های انرژی گوناگونی وجود دارند که می توان آنها را در تقریبا تمامی کارخانجات صنعتی یافت. مانند سیستم های بخار، سیستم های هوای فشرده و سیستم های فن و پمپ. بعلاوه، هر صنعت تکنولوژی و فرایند مخصوص به خود را دارد. فرصت های بهبود بازدهی انرژی در تمامی بخش های صنعت یافت شوند.
5-تجزیه و تحلیل سوددهی
بعد از تعیین فرصتهای بهبود بازدهی انرژی، تیم ممیزی انرژی می تواند تجزیه و تحلیل های ممکن اقتصادی را برای اجرا انجام دهد. تیم ممیزی انرژی توسط تجزیه و تحلیلهای رایج اقتصادی، بازدهی انرژی را از نظر سرمایه گذاری مورد بررسی قرار می دهد.
-
گزارش ممیزی انرژی
بعد از اتمام ممیزی انرژی، گام بعدی نوشتن گزارش ممیزی انرژی توسط تیم ممیزی انرژی می باشد. در گزارش، کار ممیزی و نتایج آن در یک فرمت مناسب شرح داده می شود. گزارش ممیزی انرژی باید مختصر و مفید بوده و به صورتی که در آن اهداف ممیزی به آسانی قابل درک باشد، جمع آوری گردد. نکات کلیدی زیر باید در هنگام نوشتن گزارش ممیزی انرژی رعایت شود:
- گزارش ممیزی انرژی باید حاوی اطلاعات مناسب برای خوانندگان گزارش از جمله مدیر کارخانه، ناظر مهندسی و تعمیر و نگهداری باشد.
- گزارش ممیزی باید مفید و مختصر بوده و به آسانی قابل درک باشد.
- بخش راهکارها باید مشخص، واضح و با جزئیات کافی همراه باشد.
- فرضیات استفاده شده در تجزیه و تحلیل ها باید به وضوح شرح داده شوند. چگونگی تاثیر تغییرات فرضیات بر نتایج باید شرح داده شوند.
- محاسبات استفاده شده در تجزیه و تحلیل باید به وضوح شرح داده شوند.
به طور کلی یک گزارش ممیزی حاوی مطالب موارد زیر می باشد:
1-چکیده مدیریتی: که شامل اطلاعات مختصری از نتایج ممیزی (مصرف و یا هزینه انرژی سالانه، شاخصهای عملکرد و غیره)؛ برآورد هزینه، صرفه جوییها و شاخصهای اقتصادی (مانند IRR، NPV، SPP) برای راهکارهای پیشنهادی؛ اطلاعات مفید دیگر مرتبط با بهبود کارایی انرژی می باشد.
2-اهداف، حوزه و روش ممیزی
3-بررسی کلی کارخانه: که شامل جرئیات و شرح کلی کارخانه، هزینه مولفه های تولید ( مواد اولیه، انرژی، نیروی کار و غیره) و استفاده بارز انرژی و مصرف کنندگان می باشد.
4-شرح فرآیند تولید: که شامل توضیح مختصری از فرآیند ساخت، دیاگرام جریان فرآیند و مواد اولیه ورودی، هزینه و مقادیر آنها می باشد.
5-شرح سیستم های انرژی و تجهیزات: که شامل ذکر لیستی از تجهیزات و شرح مختصری از هرکدام (مانند تجهیزات الکتریکی، بخار، آب، هوای فشرده، آب سرد، آب خنک کننده، گرمایش فرآیند) می باشد.
6-دیاگرام جریان فرآیند و موازنه جرم و انرژی: که شامل فلوچارتی است که نرخ جریان، دما و فشار تمامی جریان های ورودی-خروجی را نشان دهد.
7-تجزیه و تحلیل استفاده انرژی در سیستم های تجهیزات و فرآیند (مانند تخمین بازدهی بویلر، تجزیه و تحلیل بازدهی کوره، برآورد عملکرد سیستم آب خنک کننده، عملکرد سیستم مبرد، عملکرد سیستم هوای فشرده)
8-تجزیه و تحلیل استفاده انرژی و هزینه انرژی در کارخانه (شامل مصرف انرژی ویژه، چکیده ای از نتایج تجزیه و تحلیل قبوض انرژی، چکیده ای از نتایج تجزیه و تحلیل استفاده انرژی و الگوهای تولید و چکیده ای از فرضیات در نظر گرفته شده برای تمامی محاسبات مهم)
9-ارائه راهکارها و پیشنهاداتی برای بهبود بازدهی انرژی
10-نتیجه گیری و ارائه یک طرح کلی برای اجرای راهکارهای بهبود بازدهی انرژی
-
فعالیتهای بعد از ممیزی
هنگام اجرای ممیزی انرژی، اغلب مشکلاتی وجود دارد که مانع از اجرای موفق راهکارهای پیشنهادی می گردند. بنابراین، ایجاد یک روند واضح و مشخص به منظور درک بهتر راهکارهای بهبود بازدهی انرژی مفید می باشد. این برنامه اجرایی باید به صورت واضح و ساده اهداف، قوانین و مسئولیتهای اجرایی را شرح دهد. از آنجائیکه دامنه و مقیاس برنامه اجرایی اغلب به سازمان بستگی دارد، لازم است که اطلاعات بطور مناسب دسته بندی و ارائه گردد. مراحل زیر نقطه اصلی شروع ایجاد یک برنامه را نشان می دهند.
- تعیین مراحل و اهداف فنی
- تعیین قوانین و منابع
1-تعیین مراحل و اهداف فنی
نتایج ممیزی انرژی می تواند عملکرد فنی کارخانه و انحراف آن از عملکرد کارامد را نشان دهد. بر این اساس، فرصت های بهبود بازدهی انرژی می توانند تعریف و اولویت دهی شوند. سه گام کلیدی برای این منظور عبارتند از:
- ایجاد اهداف اجرایی برای هر مکان، مجموعه و عملکرد سازمان برای ادامه دادن روند پیشرفت تا حصول نتیجه
- ایجاد یک برنامه زمانی برای فعالیت ها از جمله جلسات منظم بین کارکنان کلیدی برای ارزیابی پیشرفت، اتمام مراحل مهم پروژه و نتایج مورد انتظار
- ایجاد یک سیستم پایش برای پیگیری و پایش پیشرفت فعالیت ها. این سیستم باید استفاده انرژی و فعالیت های پروژه را پیگیری و اندازه گیری کند.
2-تعیین قوانین و منابع
برنامه اجرایی باید تعیین کند که چه کسانی درگیر برنامه بازدهی انرژی بوده و وظایف آنها به چه صورت است. بسته به سازمان و برنامه اجرایی، این امر به عوامل مختلفی از جمله مدیریت سازمان، مدیریت مالی و بودجه، منابع انسانی، طراحی ساختمان و کارخانه بستگی دارد. همچنین برای هر پروژه، در برنامه اجرایی، میزان هزینه ها از نظر منابع انسانی و سرمایه اجرایی مشخص می گردد.
در نهایت براساس اهداف و برنامههایتعیین شده، نسبت به تهیه طرح توجیهی بمنظور اخذ اعتبارات و مجوزهای لازم تهیه و به مدیریت ارشد سازمان ارائه می گردد