CN116976569B - 压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备和存储介质，包括：响应于输送部件无泄漏问题，统计不同用气量下压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量；计算各用气量下压缩空气能源供应系统的能效损耗值，并确定目标能效损耗值、目标能效损耗值对应的目标用气量；根据每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机；获取改造预算额，基于改造预算额生成可视化改造方案，可视化改造方案包括推荐用气量区间下目标空气压缩机的改造方案、以及改造后的节约费用。本发明准确定位了待改造的目标空气压缩机，提供了有效改造方案，降低了压缩空气能效供应系统的成本。

Description

压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及压缩空气能源供应管理技术领域，尤其涉及一种压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备和存储介质。

背景技术

压缩空气作为工业生产上的动力源，广泛用于钢铁及装备制造、锂电、电子、汽车、医药、食品等行业，基本上每家制造业工厂都会配备专用压缩空气能源供应系统。

发明人在实现本发明的过程中发现，由于空气压缩机存在无可避免的老化、管道泄漏、工况不匹配等后期问题，都会加大工厂在用气成本上的大幅增加，而这部分成本往往无法测算和管理，从而导致压缩空气能效供应系统存在成本高且难以确定改造方案的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备和存储介质，能够准确定位待改造的目标空气压缩机，结合改造预算额生成不同的改造方案以及每种改造方案的节约费用，并通过可视化改造方案的形式直观对比展现不同改造方案，不仅精准定位问题、提供改造方案，也进一步降低了压缩空气能效供应系统的成本。

本发明实施例提供了一种压缩空气能源供应数据管理方法，所述方法基于压缩空气能源供应系统，该压缩空气能源供应系统包括压缩空气生产系统和压缩空气输送系统，所述方法包括：

响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题，统计不同用气量下所述压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量；根据所述第一基础产气量和所述第一耗电量，计算各所述用气量下所述压缩空气能源供应系统的能效损耗值，并确定所述能效损耗值满足预设条件的目标能效损耗值、以及所述目标能效损耗值对应的目标用气量；针对所述目标用气量，根据所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机；获取改造预算额，基于所述改造预算额生成可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间下所述目标空气压缩机的改造方案、以及改造后的节约费用。

进一步地，所述根据所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机，包括：根据各用气量下所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第三基础产气量和第三耗电量，计算每个所述空气压缩机在不同所述用气量下的能效等级；针对任一所述空气压缩机，若能效等级低于预设等级对应的用气量小于或等于所述目标用气量，将该所述空气压缩机确定为目标空气压缩机；若能效等级低于预设等级对应的用气量大于所述目标用气量，将该空气压缩机的所述能效等级与所述用气量关联存储，生成该空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图。

进一步地，所述预设条件包括：所述能效损耗值大于第一预设阈值，或，相邻用气量的能效损耗差值与用气量差值之比大于第二预设阈值。

进一步地，所述改造方案包括修理方案、部分修理部分更新方案、更新方案；所述基于所述改造预算额生成可视化改造方案，包括：根据所述关联图统计不同所述目标空气压缩机数量对应的用气量区间，获得多个所述推荐用气量区间；其中，每个所述推荐用气量区间对应一个目标空气压缩机数量；获取修理不同能效能级的目标空气压缩机的第一成本、修理后的能效等级，以及更新所述目标空气压缩机的第二成本、更新后的能效等级；根据所述改造预算额、各所述推荐用气量区间的所述目标空气压缩机的数量和能效等级、所述第一成本、所述修理后的能效等级、所述第二成本、以及所述更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

进一步地，所述基于所述改造预算额生成可视化改造方案包括：对历史用气量进行分析，确定未来用气量区间；根据每个所述空气压缩机的所述关联图和所述未来用气量区间，按照改造优先级对所述空气压缩机进行排序；根据所述改造预算额、更新所述目标空气压缩机的第二成本，所述排序后的所述空气压缩机，确定待更新的所述目标空气压缩机、以及更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

进一步地，所述压缩空气生产系统还包括压缩空气循环水系统，所述改造方案还包括：基于更新和/或修理的所述目标空气压缩机确定所述压缩空气循环水系统中相关的目标部件，对所述目标部件进行改造升级。

进一步地，所述响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题之前，所述方法还包括：获取所述压缩空气生产系统的基础产气量和现场设备的用气量；若所述基础产气量和所述用气量的差值小于预设阈值，说明所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题。

进一步地，所述方法还包括：展示所述可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间的标识；响应于对所述标识的触发操作，展示所述目标空气压缩机的不同改造方案的对比以及改造后的节约费用的对比。

本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的压缩空气能源供应数据管理方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的压缩空气能源供应数据管理方法。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现如上所述的压缩空气能源供应数据管理方法。

本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：本发明实施例提供的压缩空气能源供应数据管理方法、电子设备及存储介质，能够准确定位待改造的目标空气压缩机，结合改造预算额生成不同的改造方案以及每种改造方案的节约费用，并通过可视化改造方案的形式直观对比展现不同改造方案，不仅精准定位问题、提供改造方案，也进一步降低了压缩空气能效供应系统的成本。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。

图1为本发明实施例中的一种压缩空气能源供应数据管理方法的流程图；

图2为本发明又一实施例中的一种压缩空气能源供应数据管理方法的信号传递流程图；

图3本发明实施例中的一种压缩空气能源供应系统的工艺流程图；

图4本发明实施例中的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

参考图1所示，本发明实施例提供了一种压缩空气能源供应数据管理方法的流程图。

步骤S101，响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题，统计不同用气量下所述压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量。

压缩空气能源供应系统包括压缩空气生产系统和压缩空气输送系统，为了能够精准确定需要改造的目标压缩机，需要排除其他可能影响目标压缩机确定的因素。

可选地，通过泄漏检测仪对压缩空气输送系统的管道、气罐、阀门等进行扫描检测，确定所述压缩空气输送系统中的输送部件是否存在泄漏问题。可选地，还可以通过压缩空气生产系统的基础产气量和现场设备用气量之间的差值来确定所述压缩空气输送系统中的输送部件是否存在泄漏问题。

具体地，本方法还包括：获取所述压缩空气生产系统的基础产气量和现场设备的用气量；若所述基础产气量和所述用气量的差值小于预设阈值，说明所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题。其中，所述预设阈值可以根据实际经验确定，本发明在此不做限定。

在本步骤中，确定压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题之后，统计不同用气量下所述压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量。

发明人在实现本发明的过程中发现，现场设备不同用气量下，压缩空气能源供应系统整体能耗情况、压损降、每生产一立方标准工况的压缩空气所需的电能、用气流量波动情况、用气压力波动情况都不同，因此在本步骤中，首先对历史用气数量进行统计分析，确定压缩空气能源供应系统需要供应的不同用气量；再统计每种用气量下压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量。其中，压缩空气生产系统包括多个空气压缩机，第一基础产气量为多个空气压缩机的第二基础产气量之和，第一耗电量为多个空气压缩机的第二耗电量之和。

具体地，可以在每个空气压缩机的出口端安装流量采集模块，用于采集产气量；在每个空气压缩机的三相电进线端安装电量采集模块，用于采集耗电量。可选地，每1s采样一次数据，每次采样周期为1小时，总共采样3600组数据。根据当前采样数据样本进行每个空气压缩机的第二基础产气量计算和第二耗电量计算；基础产气量的计算过程为，当数据开始采集时，采集一个起始值F1，采集结束时，采集一个终止值F2，根据两者之间的差计算产气量，公式为：

F=F2-F1

将电流采集模块采集的电流数据进行计算，每60个采集的电流数据为一组，求和再除以60，求出每分钟的电流计算平均值，公式为：

其中，为每分钟的电流计算平均值，/>、/>…/>为第1秒钟、第2秒钟直至第60秒钟的电流实际值；将得到的各组每分钟的电流计算平均值的数值中去掉一个最大值，去掉一个最小值，然后计算最终电流平均值：

根据电机铭牌上的额定功率和额定电流，计算出电阻值：

其中Pe为额定功率，单位为Kw，Ie为额定电流；

根据以下公式计算空气压缩机的第二耗电量：

其中为电阻，/>为计算电流，/>为功率因数，功率因数与空气压缩机的型号及功率情况相关，一般可以在空气压缩机的铭牌上获取，功率因数对空气压缩机的电动机来说，可以理解为定子电流中的有功电流分量与定子总电流之比。功率因数越高，说明有功电流分量占总电流比重愈大，电动机做的有用功越多，电动机的利用率也越高，功率因数高，电源的利用率就高，同时能提高电力变压器和输电线路的供电能力。

计算得到每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，求和之后即得到压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量。

步骤S102，根据所述第一基础产气量和所述第一耗电量，计算各所述用气量下所述压缩空气能源供应系统的能效损耗值，并确定所述能效损耗值满足预设条件的目标能效损耗值、以及所述目标能效损耗值对应的目标用气量。

在本步骤中，能效损耗值通过比功率进行表征。具体地，根据求出的第一基础产气量、第一耗电量计算得出比功率P，比功率为功率和产气量的比值，单位为（kw/m³/min），计算公式如下：

P=E/F*60

其中E为第一耗电量，F为第一基础产气量。

进一步地，所述预设条件包括：所述能效损耗值大于第一预设阈值，或，相邻用气量的能效损耗差值与用气量差值之比大于第二预设阈值。具体地，第一预设阈值可以对照压缩能效标准得出，当能效损耗值大于第一预设阈值，说明该用气量下空气生产系统中存在有问题的空气压缩机。此外，对于空气压缩机来讲，可能在高于某用气量下，由于超负荷工作从而出现能效损耗问题。因此，可以根据用气量与能效损耗值作图，得到用气量---能效损耗图，横坐标为用气量，纵坐标为该用气量下的能效损耗值；对用气量---能效损耗图进行分析，若图中横坐标相邻用气量下的能效损耗值出现激增，即相邻用气量的能效损耗差值与用气量差值之比大于第二预设阈值，说明激增的能效损耗值对应的用气量、以及高于该用气量下，空气生产系统中存在有问题的空气压缩机。这里，第二预设阈值可以根据实际经验或者历史数据分析统计确定。

通过以上两种方式确定了目标能效损耗值之后，即可确定该目标能效损耗值对应的目标用气量。需要说明的是，如果采用以上第二预设阈值的方式确定目标能效损耗值，则高于该目标能效损耗值的其他能效损耗值对应的用气量，均为目标用气量。

步骤S103，针对所述目标用气量，根据所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机。

在确定了目标用气量之后，可以根据该目标用气量下每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量计算能效损耗值，将能效损耗值大于上述第一预设阈值的空气压缩机确定为目标空气压缩机，及压缩空气能源供应系统中的缺陷点。这里，对于目标用气量包括多种的情况，可以分别确定每个目标用气量下的目标压缩机，再对各目标用气量下的目标压缩机进行对比，按照目标压缩机的重合度对个目标用气量进行聚类，得到多个目标用气量区间，每个目标用气量区间对应的目标压缩机集合包括该目标用气量区间中每个目标用气量下的所有目标压缩机。

作为本发明实施例的一些可选实施方式，所述根据所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机，包括：

根据各用气量下所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第三基础产气量和第三耗电量，计算每个所述空气压缩机在不同所述用气量下的能效等级；针对任一所述空气压缩机，若能效等级低于预设等级对应的用气量小于或等于所述目标用气量，将该所述空气压缩机确定为目标空气压缩机；若能效等级低于预设等级对应的用气量大于所述目标用气量，将该空气压缩机的所述能效等级与所述用气量关联存储，生成该空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图。

这里，空气压缩机的第三基础产气量、第三耗电量可以分别与上述第二基础产气量、第二耗电量相同，能效损耗值的计算方式也在步骤S101中公开，在此不再赘述。参照压缩空气能效分级指南，根据能效损耗值将每个空气压缩机分为一级能效等级、二级能效等级、三级能效等级以及淘汰级。预设等级可以为淘汰级、三级能效等级、二级能效等级中的任一个，具体可以根据改造预算额、改造计划等确定，

具体地，针对每个空气压缩机，计算得到每种用气量下该空气压缩机的能效损耗值，并确定该能效损耗值对应的能效等级。这样，即可得到不同用气量对应的能效等级。若该空气压缩机存在低于预设等级的能效等级、且该能效等级对应的用气量小于或等于所述目标用气量，说明该空气压缩机在目标用气量以下工作时，即有能效损耗问题，因此将该空气压缩机确定为目标空气压缩机；若该空气压缩机存在低于预设等级、但该能效等级对应的用气量大于所述目标用气量，说明在目标用气量工作，该空气压缩机不存在能效损耗问题，此时，将该空气压缩机的该能效等级与该用气量关联存储，生成该空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图。

对于非目标空气压缩机，通过各空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图，即可得到每种用气量下不同能效等级的空气压缩机的数量，便于后续进行改造方案的生成。

步骤S104，获取改造预算额，基于所述改造预算额生成可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间下所述目标空气压缩机的改造方案、以及改造后的节约费用。

具体地，可以根据历史用气量、确定压缩空气能源供应系统服务的目标公司的用气量范围，将用气量范围作为推荐用气量区间；若用气量范围跨度较大，可以拆分成多个推荐用气量区间。每种推荐用气量区间下可以包括多个改造方案，每种改造方案需要的改造预算额不同，且改造后节约的费用也不同。在改造方案的生成过程中，首先确定针对目标空气压缩机的改造需要投资的成本金额，其中改造方式包括部分修理部分更新、全部修理、全部更新，不同改造方式所需的成本金额不同、改造后目标空气压缩机的能源等级提升也不同；然后，需要评估通过对目标空气压缩机的改造，能够实现能效等级的提升率是多少，依此判断节能率；最后，基于节能率确定改造后的节约费用，其中，压缩空气是通过空气压缩机把空气压缩为高压气体，电量、气量都分别安装一个仪表，每个月会根据气费和电费的差额进行结算。因可以根据推荐用气量区间、以及改造后的节能率（例如原来生产1立方米的压缩空气，需要1度电，通过技术改造，生产1立方米的压缩空气只需要0.8度电），确定改造后的节约费用。

可选地，展示可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间的标识；响应于对所述标识的触发操作，展示所述目标空气压缩机的不同改造方案的对比以及改造后的节约费用的对比。

这里，可以直接通过可视化改造方案，直观了解每种改造方案的改造过程，以及每种改造方案需要的成本和节约的费用。

具体地，压缩空气能源供应系统包括以下改造过程：

分别对需要更新的第一目标空气压缩机（如果有）、需要修理的第二目标空气压缩机（如果有）进行编号，对第一目标空气压缩机进行检修后作为备用设备，并针对第一目标空气压缩机腾退出的位置，结合企业生产情况及总用气量的上下限，增加新的空气压缩机；在增加新设备时，通常要考虑10%--20%的余量备用，确保在出现意外的情况下仍能满足需求。在每台第二目标空气压缩机对应的位置进行该第二目标空气压缩机的唯一标识，以便完成所有第二目标空气压缩机的修理后能够快速定位其位置。

设置后处理设备，根据现场用气品质露点要求，配备冷冻式干燥机、吸附式干燥机、或者两者的组合，以针对压缩空气进行干燥、除油；为了降低压缩空气的损耗，采用零气耗余热再生式干燥机，通常在后处理设备气量安排时，需要留有10%的余量；

设置循环水系统设备，包括对冷却塔和水泵的配置及选型，以便于为空气压缩机进行冷却使用。在选型时，需要考虑空气压缩机整体产气量、功率，以及当地气候条件、最低温度、最高温度，以及最高温度持续天数等，循环水主要设备包括冷却塔，水泵等。由于循环水对压缩空气系统影响比较大，在配置时，要考虑水泵备机情况，比如开二备一，开三备二等。冷却塔选型，需要考虑压缩空气系统整体自由排气量，排气压力，计算出在压缩空气过程中产生的热量，根据热量，温降换算出循环水流量，然后选型。

安装计量系统设备，主要是对压缩空气生产系统的现场设备进行电度表安装、流量计量设备安装、水量计量设备安装；并针对管网设备进行优化，根据现场情况对管网分段管理，每个生产区间段安装压力传感器和稳流单元，在主管网安装露点传感器、温度传感器、湿度传感器。

作为本发明实施例的一些可选实施方式，所述改造方案包括修理方案、部分修理部分更新方案、更新方案；所述基于所述改造预算额生成可视化改造方案，包括：

根据所述关联图统计不同所述目标空气压缩机数量对应的用气量区间，获得多个所述推荐用气量区间；其中，每个所述推荐用气量区间对应一个目标空气压缩机数量；获取修理不同能效能级的目标空气压缩机的第一成本、修理后的能效等级，以及更新所述目标空气压缩机的第二成本、更新后的能效等级；根据所述改造预算额、各所述推荐用气量区间的所述目标空气压缩机的数量和能效等级、所述第一成本、所述修理后的能效等级、所述第二成本、以及所述更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

如上所述，通过各空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图，得到了每种用气量下不同能效等级的空气压缩机的数量，将能效等级低于预设等级的空气压缩机作为目标空气压缩机，统计得到每种用气量下的目标空气压缩机数量。之后，即可统计得到相同目标空气压缩数量对应的多个用气量，根据多个用气量确定推荐用气量区间，所述多个用气量均分布在用气量区间内。

进一步地，获取修理不同能效能级的目标空气压缩机的第一成本、修理后能达到的能效等级，以及获取更新目标空气压缩机的第二成本、更新后的能效等级；然后，针对每个推荐用气量区间，根据其对应的目标空气压缩机的数量、每台目标空气压缩机的能效等级，确定每种改造方案的开销，即全部修理的第一开销、全部更新的第二开销、以及分比例进行修理、更新的第三开销，其中，比例可以包括多个，比如1:1，2:1，1:2，因此第三开销也可以包括多个。

确定第一开销、第二开销和第三开销是否都小于改造预算额。若均小于改造预算额，则确定每种改造方案下各目标空气压缩机改造后的能效等级以及对应的节能率，据此生成改造后的节约费用；若全部修理的第二开销和/或部分修理部分更新的某些第三开销大于改造预算额，则需要舍弃全部修理的改造方案，并对这些第三开销大于改造预算额的部分修理部分更新的改造方案中更新和修理/更新的比例进行修改，直至小于或等于改造预算额，从而最终确定小于改造预算额的第二开销和第三开销，再生成每种改造方案下的节约费用。

最后，聚合用气量区间下的改造方案，以及各改造方案下的节约费用，生成可视化改造方案。

作为本发明实施例的一些可选实施方式，若改造方案只包括更新方案，所述基于所述改造预算额生成可视化改造方案包括：

对历史用气量进行分析，确定未来用气量区间；根据每个所述空气压缩机的所述关联图和所述未来用气量区间，按照改造优先级对所述空气压缩机进行排序；根据所述改造预算额、更新所述目标空气压缩机的第二成本，所述排序后的所述空气压缩机，确定待更新的目标空气压缩机、以及更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

通过上述步骤已经确定了需要进行改造的目标空气压缩机、以及每种用气量下不同能效等级的空气压缩机的数量。基于此，首先可以根据历史用气量、确定压缩空气能源供应系统服务的目标公司的用气量范围，将该用气量范围确定为未来用气量区间；之后，根据每个空气压缩机的关联图，可得到每种用气量下不同能效等级的空气压缩机的数量，即确定了在未来用气量区间下不同能效等级的空气压缩机的数量（例如一级能效等级x台、二级能效等级y台、三级能效等级z台、淘汰a台）；然后，按照改造优先级对空气压缩机进行排序（z y x），根据改造预算额、更新每台不同能效等级的空气压缩机的第二成本、不同能效等级的空气压缩机的数量，确定可以更新的空气压缩机。这里需要说明的是，不同能效等级的空气压缩机的更新优先级不同，一级能效等级的更新优先级最低，淘汰等级的更新优先级最高，在确定可以更新同能效等级的空气压缩机的数量时，根据上述排序，依次确定可更新淘汰等级、三级能效等级、二级能效等级、一级能效等级的空气压缩机，得到目标空气压缩机；最后，根据改造预算额、上述未来用气量区间下待更新的各能效等级的目标空气压缩机的数量，确定更新后的节能率，生成所述可视化改造方案。

进一步地，所述压缩空气生产系统还包括压缩空气循环水系统，所述改造方案还包括：基于更新和/或修理的所述目标空气压缩机确定所述压缩空气循环水系统中相关的目标部件，对所述目标部件进行改造升级。

可选地，针对所述压缩空气循环水系统的冷却塔的选型过程如下：

首先，确定目标空气压缩机的自由排气量和排气压力，自由排气量的单位为m³/min压力的单位为pa；

其次，目标空气压缩机从机械能或电能转变为热量包括气体压缩和压缩后的空气散热过程，其中气体压缩的在压缩后的绝对温度的计算公式为：

其中为压缩后空气的绝对温度，单位为k，/>为压缩前空气的绝对温度，单位为k，为压缩后空气的压力，单位为pa，/>为压缩前空气的压力，单位为pa，/>为空气的绝热指数，数值为1.4。

压缩空气在排气过程的散热量为的计算公式为：

其中，Q为压缩空气冷却过程中的散热量，单位为KJ，为吸入空气的密度，取值1.237kg//>，/>为空气的定压比热，取值为/>=1.005KJ/（kg℃），/>为冷却后空气的温度，

最后，计算冷却塔的水流量，并根据冷却塔的水流量选择对应的型号，冷却塔的水流量的计算公式为：

其中，m为冷却塔的水流量，c为比热容，数值为4.2KJ/Kg，为冷却塔的水降温，一般为5℃。

例如，一台自由排气量为45/min，排气压力为7.5x/>pa的空气压缩机，环境温度为20℃，大气压强为9.8x/>pa，根据计算可以得出空气压缩后的绝对温度为265℃，每小时冷却散热量为788800KJ，根据冷却塔的水流量的计算公式计算得出m=788800/（4.2*5）=37562KJ，也就是相当于每小时38吨的冷却水就能够带走目标空气压缩机产生的热量。

可选地，对压缩空气生产系统中不能满足预期能效的相关现场设备及安装关系进行升级改造，包括整体布设环境改造，以及针对现场设备预设物联网模块和云服务器；针对升级改造后的压缩空气生产系统设置物联网模块，每个所述物联网模块均与云服务器通信连接，所述物联网模块将检测的所述现场设备的信息传递至所述云服务器，所述云服务针对接收的信息进行实时监控和分析；将升级改造后的压缩空气生产系统结合云服务器进行智能化运维和费用结算，实时监控现场设备运行状况以及跟踪能耗监测，并根据预设的时间进行费用结算。

本发明实施例提供的技术方案，能够准确定位待改造的目标空气压缩机，结合改造预算额生成不同的改造方案以及每种改造方案的节约费用，并通过可视化改造方案的形式直观对比展现不同改造方案，不仅精准定位问题、提供改造方案，也进一步降低了压缩空气能效供应系统的成本。

作为本发明实施例的一些可选实施方式，如图2所示，按照现场设备功能不同，对物联网模块进行分组数据采集，空气压缩机和干燥机组、进气过滤器一起采集到PLC（可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）控制器，这样方便集中控制和信号传递压缩空气循环水系统包括冷却塔、水泵、水箱、水池、纯水净化器等设备一起采集到PLC控制器；电量计量仪、水量计量仪、流量计量仪等计量设备一起采集到PLC控制器；压力传感器、温度传感器、露点传感器、湿度传感器等信号设备按照分布远近可一起采集到PLC控制器，或者通过网络传输模块DTU（无线终端设备，Data Transfer unit）单独进行采集。采集完的设备，通过光纤汇总到本地数据管控平台，在本地数据管控平台进行数据展示、设备集中控制调度、能源计量、报表展示等。在本地数据管控平台进行数据汇总处理后，需要对处理后的数据，上传到云服务器，云服务器对各个站点设备，按类型、按地区进行分类汇总，并动态进行对比分析，并把分析完的结果，反馈回本地数据管控平台。

所述PLC控制器针对接收的各个物联网模块传递来的信息进行实时监控和分析，具体包括：

信息整理，用于将从物联网模块传递来的检测信息进行收集和整理、归类；信息分析诊断，用于对用气波动情况进行统计，包括用气压力、用气流量，通过采集1,2，…N天的压力、流量波动情况，按照波动区间进行分类统计，并统计单个区间的持续时间；能耗精细分析，通过采集的能耗数据，计算出当前压缩空气能源供应系统每天的气电比，比功率等数据，分析当前压缩空气生产系统的能效级别，并按照国家通用标准，进行归类并划分级别。

上述技术方案的原理和技术效果为：通过设置物联网模块，并将物联网模块的信息与PLC控制器实时通信连接，再结合云服务器存储历史数据，能够方便对改造后的压缩空气能源供应系统进行智能化的监控和整体管理，而且在长期的应用过程中，能够对压缩空气系统的能效级别进行把握，对后面的针对性维修改造提供基础的数据支撑，也为后期管理提供智能化平台。

进一步地，压缩空气能源供应系统预先设置了空气压缩模块，空气压缩模块包括压缩空气的制备过程，压缩空气从进气端到末端用气，一共有四个环节，分别是生产、干燥、输送、冷却等。具体如下：

参见图3，所述空气压缩模块制备压缩空气包括以下流程：

压缩空气生产过程，待压缩空气通过进气端的进气过滤器过滤掉其中的粉尘、颗粒物，通过空气压缩机组对待压缩空气进行压缩处理；空气压缩机组主要包括离心机和螺杆机。

干燥过程，压缩后的空气由于含水量大、温度高、有油污等特点，根据客户生产末端用气要求，通过干燥机组对压缩空气进行去湿、去油污、降温，以达到目标用气要求，根据现场客户用气波动大的特点，在干燥机出口端安装气罐，以平恒用气波动，所述干燥机组包括吸附式干燥机、冷冻式干燥机。

输送过程，干燥处理后的压缩空气，通过用气管道输送到用气末端，所述用气管道上设置溢流单元和/或稳压单元和/或稳流单元；具体设置方式为：为了提高空气压缩机组效率，客户现场如果分高低压，需要增溢流单元，由于客户各个车间用气末端特点，增加稳压单元和稳流单元。

冷却过程，在压缩空气生产和干燥环节，设备运行会产生大量热量，需要通过循环水把热量带出去，通过水泵把水箱或者水池中的冷却水输送到空气压缩机组和干燥机组，通过热交换后，热水经过管道回流到冷却塔，进行降温处理，然后输送到水池或者水箱。

在智能化运维过程中，根据目标企业的用气特点，以及前期调研空气压缩机的性能数据，前期对空气压缩机进行分组排序，可以预先配置多个空气压缩机组，并在确定压缩空气需求量后，启动空气压缩机组，生成压缩空气。

在实际运行中，不断根据现场生产活动动态变化，通过云服务器的数据挖掘算法和自学习算法，动态监测压缩空气系统的能耗、产气量、加卸载时间变化，更新压缩空气系统性能序列，并作为压缩空气系统组调配参数，不断优化调整压缩空气系统组，以适应企业生产目标变化。

本发明实施例提供的方案，能够准确定位待改造的目标空气压缩机，结合改造预算额生成不同的改造方案以及每种改造方案的节约费用，并通过可视化改造方案的形式直观对比展现不同改造方案，不仅精准定位问题、提供改造方案，也进一步降低了压缩空气能效供应系统的成本。

图4为本发明实施例中的一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图4，其示出了适于用来实现本发明实施例中的电子设备400的结构示意图。本发明实施例中的电子设备400可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）、可穿戴电子设备等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机、智能家居设备等等的固定终端。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，电子设备400可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理以实现如本发明所述的实施例的方法。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。

通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码，从而实现如上所述的 方法。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者从ROM402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：

响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题，统计不同用气量下所述压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量；根据所述第一基础产气量和所述第一耗电量，计算各所述用气量下所述压缩空气能源供应系统的能效损耗值，并确定所述能效损耗值满足预设条件的目标能效损耗值、以及所述目标能效损耗值对应的目标用气量；针对所述目标用气量，根据所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第二基础产气量和第二耗电量，确定目标空气压缩机；获取改造预算额，基于所述改造预算额生成可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间下所述目标空气压缩机的改造方案、以及改造后的节约费用。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种压缩空气能源供应数据管理方法，其特征在于，所述方法基于压缩空气能源供应系统，该压缩空气能源供应系统包括压缩空气生产系统和压缩空气输送系统，所述方法包括：

响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题，统计不同用气量下所述压缩空气生产系统的第一基础产气量和第一耗电量；

根据所述第一基础产气量和所述第一耗电量，计算各所述用气量下所述压缩空气能源供应系统的能效损耗值，并确定所述能效损耗值满足预设条件的目标能效损耗值、以及所述目标能效损耗值对应的目标用气量；

根据各用气量下所述压缩空气生产系统中每个空气压缩机的第三基础产气量和第三耗电量，计算每个所述空气压缩机在不同所述用气量下的能效等级；针对任一所述空气压缩机，若能效等级低于预设等级对应的用气量小于或等于所述目标用气量，将该所述空气压缩机确定为目标空气压缩机；若能效等级低于预设等级对应的用气量大于所述目标用气量，将该空气压缩机的所述能效等级与所述用气量关联存储，生成该空气压缩机的能效等级与用气量变化的关联图；

获取改造预算额，基于所述改造预算额生成可视化改造方案，包括：根据所述关联图统计不同所述目标空气压缩机数量对应的用气量区间，获得多个推荐用气量区间；其中，每个所述推荐用气量区间对应一个目标空气压缩机数量；获取修理不同能效能级的目标空气压缩机的第一成本、修理后的能效等级、更新所述目标空气压缩机的第二成本和更新后的能效等级；根据所述改造预算额、各所述推荐用气量区间的所述目标空气压缩机的数量和能效等级、所述第一成本、所述修理后的能效等级、所述第二成本、以及所述更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述能效损耗值大于第一预设阈值，或，相邻用气量的能效损耗差值与用气量差值之比大于第二预设阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述改造预算额生成可视化改造方案还包括：

对历史用气量进行分析，确定未来用气量区间；

根据每个所述空气压缩机的所述关联图和所述未来用气量区间，按照改造优先级对所述空气压缩机进行排序；

根据所述改造预算额、更新所述目标空气压缩机的第二成本、所述排序后的所述空气压缩机、确定待更新的所述目标空气压缩机以及更新后的能效等级，生成所述可视化改造方案。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述压缩空气生产系统还包括压缩空气循环水系统，所述改造方案还包括：基于更新和/或修理的所述目标空气压缩机确定所述压缩空气循环水系统中相关的目标部件，对所述目标部件进行改造升级。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题之前，所述方法还包括：

获取所述压缩空气生产系统的基础产气量和现场设备的用气量；

若所述基础产气量和所述用气量的差值小于预设阈值，说明所述压缩空气输送系统中的输送部件无泄漏问题。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

展示所述可视化改造方案，所述可视化改造方案包括推荐用气量区间的标识；

响应于对所述标识的触发操作，展示所述目标空气压缩机的不同改造方案的对比以及改造后的节约费用的对比。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。