可视化化工流程运行能效委托管理系统的信息处理方法

专利名称：可视化化工流程运行能效委托管理系统的信息处理方法
技术领域：
本发明涉及一种信息处理方法，尤其涉及一种可视化化工流程运行能效委托管理
系统的信息处理方法。
背景技术：
化学工业是国家发展的重要支柱行业之一，在作为原料生产者的同时，大量消耗 一、二次能源，并大量排放出各种污染物(气、水、声、渣)，如何持续实现化工流程的节能减 排，对于我国化学工业的发展至关重要，但实现这一目标却是非常复杂的过程。造成这种 复杂性的原因主要集中在如在几个方面1)化工工艺多为多设备多因素强烈耦合的链式 流程系统；2)生产过程伴随剧烈的传热、传质、传动现象和化学反应，对应的过程往往具有 高温、高热、高毒性和高腐蚀性等复杂的特性；3)对环境条件(温度、压力等)影响具有较 高的敏感性；4)整个工艺过程对生产设备和装置本身有强烈的依赖性；5)市场的需求的变 化，将直接决定系统荷载特性，这一点与环境温度的影响一起造成设计状态和运行工况的 随机性差异，这种差异即使对于给定的系统，也会导致节能减排和运行优化的困难。
通过对化工领域内不同企业大量的现场调研发现，企业在实际的运行中存在如下 具有普遍特征的问题或者难题由于无法客观了解复杂流程系统在不同运行工况及荷载条 件下的整体运行特征，运行过程中即使企业发现了某些问题(如排放和产品质量在一定范 围内发生了问题)，只要在不影响连续生产的前提下，企业的选择往往是不对流程进行任何 调整和控制；同时，即便企业员工运行经验丰富，对系统运行有相当的把握，可以进行相应 的调节，但由于缺乏对系统运行特性变化的整体了解，也往往无法从系统良态运行角度出 发进行整体调整，只能进行局部的调节，这种局部调节对人为经验具有强烈的依赖性，调整 不好会造成系统运行的恶性循环，甚至停机。不调节或局部调节直接导致系统运行过程中 排放状况的恶化、产品质量下降以及系统运行能耗较高的问题，这些问题直接制约企业的 可持续发展，甚至会威胁企业的生存，那么直观和客观地为企业提供不同工况和载荷条件 下整个流程运行状态，将是解决这一行业难题的根本依据。在能源紧缺、环保形式日益严峻 的大环境下，即便对于那些运行相对良好的企业而言，如何从流程系统特性出发，在连续变 化的工况下，更加高效地将运行过程中所产生的余热余压"吃干轧净"，用于推动系统本身 的运行实现系统能量自平衡，在有机降低系统对一、二次能源依赖性(甚至可向外界系统 提供电力或动力)的同时，持续实现系统的节能减排，不断强化企业自身的核心竞争力，承 担企业的社会责任，是亟待解决的重大问题。目前从整体运行状态出发，对流程进行系统管 理的研究可以说是处于空白状态。

发明内容
本发明是针对国内在化工流程运行能效监测、分析和管理方面所存在的严重不足 而展开的，通过本系统及方法的应用，可以促进标准运行能效管理措施在不同化工领域及 各相应企业中的应用，在为企业本身运行优化以及清洁生产开展提供数据支持的基础上，可以为企业从提高自身核心竞争力角度出发进行流程工艺系统运行优化控制，以及为各地 方、各级行政管理机构对辖区内化工企业的统筹管理，提供客观清晰的依据，以期实现本企 业和本地区的各项可持续性发展指标，达到发展和环境保护的双赢。 针对以上问题，本发明提出如下的基于全流程运行能效分析的标准管理方法和模 式1)流程系统能效单元的划分。首先，本发明指出对于再复杂的化工系统，都是由一系列 具有相应功能的单元和管道，在指定的方式下组合而成的，虽然流程对应的反应过程千差 万别，但是其一个共同的特征就是，由于各单元在反应过程中对应不同品位能量的迁移和 转换，在物质守恒和能量守恒的大原则下，这些能量的迁移和转换的效率对应与相应物理 化学反应所进行的效率，可以根据反应介质的流动特征和单元所完成的能量交互特征，将 复杂的流程划分为一系列的能效单元；2)各能效单元运行工艺参数和条件差的实时监测。 对于不同的化工流程，相应能效单元在不同工况和荷载条件下，其各项工艺参数必然与设 计工况有差异，这种差异会在具有链式耦合特征的系统中传播、积累，会造成系统运行特性 的漂移(如进出口参数、运行效率等等)，本发明不仅在相应的测点对单元的运行参数进行 常规监测，同时会将其与设计参数之间的差异用运行条件差的概念和图标表示出来，当然 这一步中要涉及到监测节点及仪器的选择和设定，这在不同的流程中会有所不同(如有些 需要成分的离线或在线监测，而有的流程不需要或无法进行)；3)各能效单元运行能效的 计算。在系统进行能效单元划分的基础上，本发明提出绝对能效分析和相对能效分析的概 念，并在此基础上，对所划分的各能效单元构建标准的运行能效分析数学模型，相应的计算 结果会以数据报表、柱状图、趋势图等动态可视化分析的形式提供给客户；4)流程运行能 效分析的计算。将整个流程系统作为一个整体，并从能效分析的角度构建不同工况及荷载 条件下，流程整体的能效，并形成相应的可视化分析指标提供给客户；5)化工流程能效分 析标准对象库的建立。化工行业所涉及的反应流程千差万别，但是对于同样的行业及企业， 他们采用的流程从整体上而言，变化的往往只是设计参数，流程却从整体上保持高度的一 致性，这种一致性将直接体现为功能模块、监测控制方法、分析方法完全相同，这是由于流 程的设计往往基于相似性理论。为了提高本系统对各行业进行服务的效率，在分析过程中， 本发明的一个重要特性在于对所服务过的行业进行标准化对象库的建立，上述四个子过程 都可以针对不同的流程建立标准的能效分析模块。对于同样企业为不同用户服务的过程 中，本系统所构建的标准能效分析模块可以快速组合成对应的流程，从而可大幅度提高企 业服务于同类型用户的效率；6)流程离散运行能效场的动态显示。在流程整体运行能效分 析展开的同时，为了对整体运行特性有更为直观的显现，本发明设定在同一个图形界面上， 按照流程布置，同时显示对应各单元及整体能效的动态变化过程，实客户能够从该图中直 观看到同一时刻，全局能效的分布，即形成全局离散能效场的视图；7)各单元与流程运行 能效分析中，存在问题的文档记录方案的建立。对于给定的系统，由于环境条件和市场需求 的变化，流程通常均不在设计工况下运作，由此在运行中各单元乃至整个系统由于工艺参 数的该表造成运行特性的漂移，以及生产过程中对应的各类问题，除去突发时间外，其余均 与流程系统本身的特征及运行管理措施相关，要求每个一定的有效时段，需将运行过程中 各单元及流程出现的问题用文档的形式记录下来，从而与流程运行能效分析过程相匹配， 为系统运行优化的开展奠定数据基础。在上述标准的化工流程运行能效分析知道原则基础 上，本发明所提及的可视化化工运行能效管理系统将有如下几个具有独立功能的子系统组
6成，可直接适用于不同的化工流程工艺系统流程运行能效的管理。
1.前台预处理交互系统 前台预处理交互系统的主要功能在于与如下几个方面 1)企业信息确定本系统将直接应用于化学工业各类行业企业的流程运行能效 的动态管理，所以在开展之初，要对用户的基本信息进行归类存档，涉及到如用户名、地址、 联系人、联系方式和付款方式等； 2)企业分类化工流程特性的千差万别，是对应企业的特征也各自不同，有鉴于 此为了整理出可高效分析的数据，本发明在对企业分类时，根类对应企业的产品，如硝酸生 产厂家，可分为稀硝酸生产厂家和浓硝酸生产厂家；子类为企业生产过程中所采用的工艺 类型，以稀硝酸的生产厂家为代表可分为采用低压、高压或者双加压生产工艺等三种类 型，其它依次类推； 3)企业工艺流程备案在企业类型划分之后，为了方便标准能效分析程序的展 开，必须按照用户分类状况必须对相应企业的工艺流程图、设计参数、设备制造厂商、流程 设计方的信息进行备案，以便对各种相应的参数和标准设计合理的接口，同时方便对运行 中存在问题向有关各方进行反馈和信息的交互； 4)用户需求分类化工流程是多设备按照一定次序相互连接的复杂链式系统，每 种设备均需在制定的工艺条件下实现自己所承担的功能，每个设备由于生产工艺不同，以 及对整个系统影响程度的差异，会受到用户不同程度的关注，可能在整体运行能效分析的 过程中，用户会在某一方面提出指定的要求，这种要求即便对于同一流程，当运行环境不同 的时候，也会有所差异，从而在整体分析的基础上，需要对用户个性特征的要求进行分类， 方便管理； 5)用户运行数据接入为对用户工艺流程系统的运行能效状态进行实时监测和 分析，需要与用户达成运行数据实时接入的协议，并在前台预处理交互系统中将从现场采 集的运行数据传递给运行能效分析系统和信息汇总系统进行分析； 6)阶段进展显示化工流程运行能效分析是一个全新的过程，同时不同用户对所 分析问题存在不同阶段的要求，作为时时监测、分析和管理的系统，必须做到可以根据用户 的需求开展、停止或进行相应的升级服务，每个阶段的要求动态显示给分析人员和用户，对 于分析过程中存在的问题，通过该功能进行及时交流，减少管理和运行之间的歧义；
7)流程能效分析显示界面； 将从能效分析系统传来的数据，针对不同的环节形成多层次立体动态可视的能效 分析标准界面及功能模块，同时这些界面功能可以根据现场的条件和用户的需求，进行个 性化调整，整体要求是界面美观、容易操作、可视化功能强、层次清楚； 8)报表系统这些信息将采用数据库技术，详细记录需求、工艺差别，所存在的问 题，系统记录所服务对象的信息，形成相应的报表，并方便进行二次统计，如可以产寻某地 区本管理系统所服务的采用双加压工艺的稀硝酸生产企业的整体统计数据，为在相关用户 间构建系统性联系奠定基础。在报表形成后，仍需按照制定的关键词对相关信息形成记录 的文字档案进行备案。
2.可视化流程运行能效分析系统
1)流程能效单元划分；
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从对应化工流程的工艺特征出发，应用流体力学原理，按照各单元独立功能的特 征，将所分析的链式流程系统划分为相应的能效单元，本发明所提到的能效单元并不是对 原流程中对应设备的简单重复，需要根据流程反应和能量交换基本特征，须将对应的管段 也包括在内，并按照对应的次序进行标号，标明对应编号单元的设计工艺参数(几何、物理 及化学参数)，形成离散能效场对应单元的初步位图，本阶段结束后应形成如下文件写明 能效单元标号的能效单元流程图，流程图具有动态可显示功能，当点击对应编号的能效单 元时，应能直接局部放大显示出该单元的各项设计参数及功能。同时还形成基于数据库技 术的流程能效单元报表； 2)运行工艺参数条件差时时监测； 化工反应系统都具有运行工艺参数实时监测的功能，常规的监测主要涉及流动 介质的温度、压力和流量这三个方面，特殊场合会有成分的监测(该项检测以离线监测为 主)，这三个参数的变化从能量守恒、质量守恒和反应平衡的角度出发是强烈耦合变化的， 单一是某项参数靠近设计工艺参数并不一定能够提高系统的运行效率，或者说在不同的荷 载及环境条件下，对于给定的系统，相应单元也都应该具有相应的高效点，整体流程也应该 具有相应的高效运行策略，而不能以简单观测某项工艺参数的取值为标准，实际的运行标 准应该是从排放、产品质量和运行能耗反推估算的，但是整体而言各项工艺参数必然均与 设计工况有差异，这种综合差异对应的能效状态必然不同，必须同时显示运行工况与设计 工况之间的总体差异，所以本发明在原有工艺参数监测的基础功能上，以设计工艺参数为 基准，开发对应参数运行条件差的时时显示功能，并进行记录形成对应的条件差报表。
3)能效分析模型的建立； 能效分析模型构建依赖于本发明所提出的绝对能效、相对能效，对于任意的能效 单元而言，从能量守恒的角度出发，运行过程中对应能效单元所对应的各路能量输出及损 失与输入总能量的比值作为绝对能效分析的依据，而该部分能效取值与相应流程在设计工 况下的绝对能效的比值作为相对能效分析的依据，各项计算均按照对应化工流程的标注开 展； 4)通用能效单元标准对象库； 对于已经按照工艺流程特征分好类并对相应工艺流程备过案的用户，按照分类的
标准，总结相应工艺流程的共同特征，首先忽略其个性，举例来说明，不同的硝酸双加压工
艺流程可能根据企业的地理特征以及设计荷载的差异，具体的工艺参数会有较大差异，但
对于本发明所进行的能效分析，这些流程是有基本的标准模块构成的，变化的只是对应编
号能效单元的相应条件，而对应的能效分析模型和过程以及相应的控制策略完全相同，以
此根据相似性原理构建对应流程的标准通用模块，形成相应的能效分析标准对象库，本阶
段工作完成，相应标准模块的能效分析模型、监测节点布置和对应控制技术基本环节都应
到位，可以根据前述两个子项功能，快速拼装对应的能效分析流程。
5)专用流程能效单元对象库； 用户在标准工艺流程的基础上，根据自身运行的需求以及相应的运行经验可能会 对标准流程做某些特定的改进研究，所以本发明在通用标准对象库构建的基础上，根据特 定流程进行相应特定能效单元的特征建立对应的运行能效分析标准模块，并记录在案，以 方便同类型生产的多次调用
6)运行能效分析及显示； 对于相应的用户依托通用和专用能效单元对象库的功能和相应的能效分析模型， 在相应的控制平台上开发对应的流程能效分析计算模块，通过各下位机参数的采集，在上 位机进行基于运行条件差分析的各单元及流程整体运行能效的计算，提供各能效单元的运 行条件差分析柱状图、运行能效分析柱状图和流程离散能效场图，并给出对应流程运行能 效记录报表，与前台预处理交互系统动态连接，从对应单元功能模块的点击，可以看到权限 范围内的可视化图表； 7)流程运行能效历史数据记录及分析； 通常工业流程所选用的上位机是容量有限的服务器，其数据记录有相应的时效 性，本发明的另一项特征在于根据相应时段内所记录的连续时间范围内各能效单元和流程 的运行能效数据，将其进行有效的离散，如对于每个工作日，系统本身可能每10分钟完成 一次采用分析，这样每个单元乃至整个流程对应的运行能效数据就会较多，对于分析而言， 多组离散的数据对于相应能效单元乃至整个流程运行能效的宏观分析不具有直观性，有鉴 于既定化工流程对环境条件的敏感性，本发明提出对于所采集的系列数据进行典型能效分 析数据图可视化的概念，如对于每个小时的6个能效数据，按照排序算法选用，以小时为单 位找出对应的最大及最小值，每个工作日给出基于环境温度条件下，对应单元及整个流程 最低及最高能效的趋势分析图；而对于本系统的服务器存储能力，比方说没三个月刻一次 数据盘备份，本发明为了从宏观角度清晰了解运行能效的变化趋势时，则以天为单位，绘制 不同工作日最高及最低运行能效随环境条件变化趋势的分析数据图(柱状图和曲线图同 时存在)，用户可以根据需求点击不同的功能模块，动态直观查询相应时间单位运行能效随 环境温度的变化。每三个月所刻录的数据盘中，应包括这些分析图表。
8)流程运行能效评估和预测； 在流程运行能效历史记录和分析的基础上，本发明还采用K线图(720分钟K线 图、24小时K线图、每个季节K线图)的概念对相临时刻的能效变化进行，当然这种变化会 考虑到市场因素的影响，并形成报表。整个运行能效评估的开展将采用设计工况对应的设 计运行能效为基准，用相对能效分析的概念实现，并形成相应的分析图标和K线图，进行预 测分析。当然对于所给定的流程系统而言，相邻各年的宏观变化趋势是分析本年度流程运 行整体能效的重要参考依据，其中包括了环境条件和市场需求季节性的影响，这也是长期 运行能效检测的又一项子功能，用户可以根据能效预测进行生产策略的宏观规划和调整。
9)基于排放监测和能效分析的二次评估系统； 对于化工流程工艺系统而言，排放物质的状态和成分可以用于反推或者评价系统
的能效，而不应该仅仅被用作一项指标，需要从排放状态和能效分析的双重角度考虑系统
运行存在的问题，物质和能量的守恒，排放不达标则产品不达标或者运行能耗过高，可根据
前述各设备乃至系统的连续运行能效趋势与设计工况的偏差，定性定量分析系统所存在的
问题，由而强化对相应设备的控制，最终原则是在有机能量被充分应用的前提下，排放达
标，则系统运行会相应趋于良性循环。 3.远程可视化流程运行能效分析系统 作为委托管理方，所服务的用户分布可以很广，并不一定与管理方处于同一地域， 那么基于网络技术和上述各项子功能模块的化工远程运行能效监测、分析和评估系统的开发具有非常重要的意义，一方面可以即时分析用户的流程运行存在的问题，减少因时差引 起的运行问题"二次恶化"现象；另一方面，可以减少管理一方不必要的差旅费用。
1)运行数据的远程监测； 化工流程运行能效数据通过互联网，在用户许可以及数据安全传输的前提下，可 从用户现场运行设备中进行相应的数据采集，经过能效模型的分析建立对应用户专属的远 程能效监测系统，对设备的运行条件差、各能效单元运行能效、整体运行能效和排放状态进 行时时的监测。 2)远程运行能效分析； 根据上述能效监测数据，进行各项流程运行能效分析的服务，建立时时离散的运 行能效场，对每个能效单元的连续运行能效趋势和特征进行分析，结合排放的二次反评系 统，有利于管理方对运行中的用户流程进行评估和分析；
3)远程运行能效预测； 从能效长期监测数据出发，采用相应时段K线图分析的方法，对流程运行的能效
趋势进行判断，同时从不同年份同期运行能效可以对本年度相应时间段内的市场需求、运
行荷载、运行的环境状态及运行能效进行预测，对特殊的问题可以采用提前安排生产的方
法进一步提高流程的运行效率，从而持续实现系统的连续高效运行。 4.信息汇总系统 1)企业信息查询； 对于管理方而言，所服务的用户可以是运行厂方也可以是设备制造商和系统集成
商，对于运行厂方相应的企业信息查询主要会针对运行的能效历史、现状和趋势进行查询，
这在下一项子功能中会有详细的描述。而对于设备制造商和系统集成商，其设备和系统会
反复的在不同企业中得到应用，为了客观掌握相应设备和系统为不同用户服务时的运行状
态，并进行比较改进，需要大量的信息和报表。在本发明之前，这些数据最多只能停留在运
行数据监测的层面上，而没有类比的方法，本发明在为用户进行当地及远程能效监测、分
析、评估和预测的同时，将用户所展开的工作按照其客户类型进行分类和整合，通过对相应
流程的标准能效分析，建立对应的能效记录档案，并形成相应的流程运行能效分析报表，方
便用户从流程和设备应用类比的角度，结合自身的运行经验出发，对流程和设备进行合理
的运行优化，当然管理方也可以利用自身的技术优势，为相应的企业提供流程运行优化控
制的建议。 2)用能及排放状态历史数据查询 用户可能会对某个特定时期内流程及设备的运行状态非常关心，需要从海量的运 行数据中高效截取相应时间区段内系统的运行参数，并进行总结和归纳，由于本系统采用 有效时间数据及信息存盘制，通过对相应时间的归档处理，可以方便用户进行相应的查询。
5.长效服务系统
1)用户能效进展回馈 由于本发明所针对的是具有复杂特征的化工流程体系，不同的流程和设备会在实 际的运行荷载及工况下表现出截然不同的特征，尽管可以对这些设备进行归类，但由于化 工系统的高温、高压和高腐蚀的特征，运行过程会收到各种因素的影响，产生各种问题，这 些都会作为本发明中技术应用调整的动力来源，通过同样流程、设备在不同条件下的运行
10能效分析和用户的反馈信息，建立标准对象库的同时可有针对的建立对应设备在实际运行 中可存在的问题库和解决问题的经验库，达成隐性知识的显性化，并形成标准的处理手段 和运行手册，可以强化管理方及运行方的运行效率，减少系统运行对人为经验的依赖性，将 人员流动造成的损失降低到最低的程度，是具有一定素质的人员可以快速熟悉流程及操 作。这一项功能要求运行方员工对实际运行中存在的问题和调节的过程进行有效的记录， 管理方人员需要根据所接触的客户的反馈以及自身的经验，进行标准化的运行记录，然后 由管理方整理并统计成册，共同推进流程的高效低耗运行。
2)能效数据库升级 运行之初所涉及的基本数据库，对这运行过程的展开会表现出各种不足，应及时 在每一个环节对相应的数据库进行调整，当在一定数量流程上得到矫正后，需要进行流程 运行能效数据库的升级，总体来说系统运行能效数据库应具有合理的层次和结构，能够及 时的根据用户的反馈和自身的经验进行合理的调整。
3)行业交流平台 管理方应用Wiki以及博客等途径，建设各化工行业的流程运行能效分析交流平 台，用户可以在该平台发表自身的运行博客、运行经验和对系统以及设备问题的认识，可以 采用设定企业标准和奖金的方式，广泛征集流程问题的解决方案；也可搭建对某些疑难问 题的擂台，请各方人士攻擂，找寻最优的解决方案，当然这些都要在管理方的监督下运作， 随着解决问题的深入，可以进行企业的快速配对，建立长期的合作伙伴关系，共同推进化工 流程的清洁化生产。


图1为可视化化工流程能效委托管理系统示意图；
图2为前台预处理交互系统示意图；
图3为可视化运行能效分析系统示意图；
图4为远程可视化运行能效分析系统示意图；
图5为长效服务系统示意图。
具体实施例方式
下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明
实施例1 : 本发明所开发的可视化化工运行能效委托管理系统可以应用于化工领域的各行 业企业，整体分析流程完全一致，变化的只是用户的特征，由此产生具体分析过程的一些差 异，以及对应的运行能效分析标准对象库中的对象有所不同，其它分析的流程是不会改变 的。该管理系统的具体实施方式
，可采用硝酸双加压工艺流程的运行能效委托管理为实例 进行展开。 委托管理方接到硝酸生产用户进行流程能效管理的申请后，通过前台预处理系统 对用户的信息进行验证并确认后，依据该用户的特征首先将其归入硝酸生产行业的大类， 然后根据其所采用的工艺系统特征，将其归入双加压流程子类，在根据其产量将其具体归 入如10万吨/年的类型，并明确其地域和联系方式，便于对同一地区的同类型用户进行同
11一托管。在确定了用户类型后，对用户的需求进行明确，如用户是要针对某些典型设备还是 整个流程进行能效分析，当然本管理系统一般建议用户选择全流程分析(链式流程，各局 部相互耦合，任一点的变化会引起其它设备运行特性的漂移)。此后管理方在用户许可的前 提下，对其生产流程进行备案，作为后续分析的基础。 在预处理环节中，管理方会通过与用户的沟通，达成就地或远程流程运行数据监 测的协议，当然这是在保密级别和数据安全的前提下开展的工作。为快速展开对应类型用 户的运行能效管理，系统根据用户的需求和对应的流程特征，将具体的包括设计参数、控制 方式和监测节点信息传递给下信息汇总系统，在该系统查找是否有同类型流程运行能效分 析的标准对象库，如果有，则其余的任务是将对应的对象的分类编号信息传递给可视化能 效分析系统，该系统自动根据编号提取对应流程的能效分析流程，保存为该用户能效分析 流程的专有模块，并将对应数据接入。如果未能从信息汇总系统中查询到对应的标准分析 流程，则首先在该系统中构建对应的分类编号，产生一个具有全新编号的对象库，并将对应 的工艺流程信息传递给(远程)可视化能效管理系统，有管理方人员按照相应的原则，对该 流程进行能效单元的划分，同时对具有典型特征的单元，在该编号库中对应为具有更详细 编号的对象，并对该对象进行标准的运行能效数学模型(绝对和相对能效分析模型)构建 工作，以此为基准如果将来有同类型对象或流程接入，则可高效完成相应单元和流程运行 能效分析的任务。能效模型建立后的一个问题是，该模型是在那种自动化平台上实现(如 ICS， Intouch等)，每种平台将对应不同的能效分析模块，依据用户的平台特征再次对标注 对象进行编号，该编号特性显示用户的自控平台类型。依据对应的自控平台，构建各能效单 元的能效分析模块，该模块既可以在各设备(下位机)上独立分析对应设备的运行能效，将 此流程作为同类单元的标准流程，形成相应的对象库(对应编号)。在用户允许的前提下， 购置专用流程运行能效管理服务器，在对应的运行能效分析模块的基础上，利用相应的软 件(如Exell、0rigin等)，设计可视化界面中分析图标的类型(饼状图、柱状图、曲线图)， 所有图标都应具有动态链接的功能。 当各单元运行能效分析模块构建完毕后，本发明提出应该使用户直观了解整个系 统对应荷载和工况条件下的运行能效状况，根据相应的流程，形成具有运行能效直观分析 显示的流程运行能效位图，该位图上显示同一时刻系统中所有单元的运行工艺运行参数、 条件差和运行能效，从而形成一个按照流程链接的离散能效场，直观对流程运行能效进行 监测。同时，将整个流程作为一个功能模块，分析其对应进出、生成、损失和利用的能效，进 一步分析整体的能效变化。 可视化化工流程运行能效管理系统的作用还体现在基于运行能效分析数据开展 的流程运行特征分析，具体方式如下，可进行如下类型的工作1)取出每个小时内最好和 最坏工况、条件差和运行能效数据，形成以小时为单位的24小时内设备和流程特性演化 图；2)以天为单位，去每天最好及最坏工况条件差和运行能效数据，完成每月设备和流程 特性演化图；3)如此以月或天的参数完成全年设备和流程的运行特性演化图。以上三种类 型的图配合实时分析，可以使用户非常直观地了解其流程的运行特性； 基于大量的实时监测分析数据，采用当量日K线图的方法，来分析在不同的市场 需求状况、环境状况和相应荷载条件下系统运行趋势分析，完成对流程生产特性的全面预 测，为用户从原料购买、生产进度安排、控制决策制定等长远角度规划和优化流程的运行提
12供依据。 对于化工行业，排放首先需要达到标注，这样企业才能在可持续性发展要求日益
严格的大环境下生存和发展，通过企业自身对排放的实时监测和相应的能效分析环节，在
质量守恒、能量守恒和化学反应平衡的前提下，根据流程的特征，从产品品质与排放特性出
发构建流程二次评估系统，对相应能效分析系统起到有效辅助和监督作用。 可视化能效管理系统将按照用户的服务需求及一定的权限原则在有用户提供的
运行能效服务器上安装和运行，便于管理方对用户流程运行能效的就地管理和分析。由于
化工流程多设备、多因素及变化复杂的特性，流程运行能效分析需要处理大量的数据并在
其中寻找潜在的规律，本发明对数据的处理按照流程、设备和排放，依托数据库技术，将海
量运行分析数据分类存储、分析并形成对应的直观报表，一旦运行能效管理只能开始实施，
用户即可得到系列所需的数据报表。 基于现代网络技术，在用户许可的条件下，通过互联网，管理方也可实现对不同用 户流程运行能效的远程监测。远程可视化能效管理系统的基本功能模块与上述过程完全一 致，只是加入了网络数据传输的功能，这一方式下，数据的安全性、准确性和及时性是要考 虑的问题。 为了是特定的用户能够只管快速了解其相应流程的特性，将在能效分析的基础 上，在前台预处理交换系统上构建系统运行特性的显示模块，类似于上位机的显示界面，但 又有不同，用户点击任一设备，则与该设备对应的运行特性将以分析数据、柱状图、饼状图、 曲线图及K线图等形式直观给出，同时可以链接全局离散能效场，通观流程整体特性。另 外，因为处理过程都需要时间，为了使用户及时了解对应模型分析工作开展的情况，交互系 统还设定进展阶段显示的只能，按照双方探讨的时间安排给出对应的时间节点报告，作为 双方进一步讨论工作计划的依据。 信息汇总系统的主要功能是将各种报表的标号、各种对象库及对象的编号以及各 种常见问题的类型及解决方案进行汇总，以提高该能效管理系统的整体运行效率，如对象 库和对象都存在标准模块时，能效单元划分、模型建立、监测节点布置和单元及整体能效位 图等工作都可以省去；当运行过程中出现某种问题时，该系统可以快速提供已有经验的解 决方案。 作为运行能效的管理方，应为企业用户提供长期、快速、便捷和有效的服务，而这 一过程不应该出自于管理方的主观臆想，而必须是通过在实际运行环节经验问题总结和与 用户全面交流的基础上实现，同时为了调动员工的积极性，采用Wiki、 Blog等形式展开与 用户之间的沟通，同时设定有奖征集方案的方式，为各方用户及相关人员提供一个交流的 平台，达成和用户的高效互动，同时通过信息交换平台可能发掘出新的商机与合作伙伴，这 也是长效服务系统的最终目的之一。 本发明的整体结构采用层次集中的扁状结构，用户和管理方的研发和运行等环节 可高效沟通交流，同时管理方也能快速从用户方发现系统中存在的问题，从而达成双方共 同发展的目的，为基于全流程能效分析的运行优化控制研究的开展奠定数据基础，推动相 应行业的发展。
权利要求
一种可视化化工流程运行能效委托管理系统的信息处理方法，其包括前台预处理交互系统、可视化流程运行能效分析系统、远程可视化流程运行能效分析系统、信息汇总系统、长效服务系统，前台预处理交互系统中将从现场采集的运行数据传递给可视化流程运行能效分析系统和信息汇总系统进行分析，远程可视化流程运行能效分析系统与信息汇总系统交互信息，实现远程控制。
2. 根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，所述的前台预处理交互系统包括a) 企业信息确定对用户的基本信息进行归类存档，b) 企业分类根类对应企业的产品，子类为企业生产过程中所采用的工艺类型，C)企业工艺流程备案按照用户分类状况对相应企业的工艺流程图、设计参数、设备 制造厂商、流程设计方的信息进行备案，d) 用户需求分类对用户个性特征的要求进行分类，要求包括工艺和设备，e) 用户运行数据接入将用户工艺流程系统的运行能效状态联入前台预处理交互系统f) 阶段进展显示根据用户的需求开展、停止或进行相应的升级服务，每个阶段的要 求动态显示给分析人员和用户，g) 流程能效分析显示界面将从能效分析系统传来的数据，针对不同的环节形成多层 次立体动态可视的能效分析标准界面及功能模块，同时这些界面功能可以根据现场的条件 和用户的需求，进行个性化调整，h) 报表系统信息采用数据库，详细记录需求、工艺差别，所存在的问题，系统记录所 服务对象的信息，形成相应的报表，并进行二次统计，在报表形成后，按照制定的关键词对 相关信息形成记录的文字档案进行备案；
3. 根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，所述的可视化流程运行能效分 析系统包括a) 流程能效单元划分对应化工流程的工艺特征，根据流体力学原理，按照各单元独立功能的特征，将所分析 的链式流程系统划分为相应的能效单元，能效单元根据流程反应和能量交换基本特征，将 对应的管段也包括在内，并按照对应的次序进行标号，标明对应编号单元的设计工艺参数， 形成离散能效场对应单元的初步位图，b) 运行工艺参数条件差时时监测在原有工艺参数监测的基础功能上，以设计工艺参 数为基准，对应参数运行条件差的时时显示功能，并进行记录形成对应的条件差报表，监测 包括流动介质的温度、压力、流量和成分的监测，C)能效分析模型的建立对于任意的能效单元而言，从能量守恒的角度出发，运行过 程中对应能效单元所对应的各路能量输出及损失与输入总能量的比值作为绝对能效分析 的依据，而该部分能效取值与相应流程在设计工况下的绝对能效的比值作为相对能效分析 的依据，各项计算均按照对应化工流程的标注开展，d)通用能效单元标准对象库对于已经按照工艺流程特征分好类并对相应工艺流程 备过案的用户，按照分类的标准，总结相应工艺流程的共同特征，首先忽略其个性，根据相 似性原理构建对应流程的标准通用模块，形成相应的能效分析标准对象库，上述步骤完成时，相应标准模块的能效分析模型、监测节点布置和对应控制技术基本环节都已建立，根据 子项功能，快速拼装对应的能效分析流程，e) 专用流程能效单元对象库用户在标准工艺流程的基础上，根据自身运行的需求以 及相应的运行经验对标准流程做某些特定的改进，然后在通用标准对象库构建的基础上， 根据特定流程进行相应特定能效单元的特征建立对应的运行能效分析标准模块，并记录在 案，以方便同类型生产的多次调用，f) 运行能效分析及显示对于相应的用户依托通用和专用能效单元对象库的功能和 相应的能效分析模型，在相应的控制平台上开发对应的流程能效分析计算模块，通过各下 位机参数的采集，在上位机进行基于运行条件差分析的各单元及流程整体运行能效的计 算，提供各能效单元的运行条件差分析柱状图、运行能效分析柱状图和流程离散能效场图， 并给出对应流程运行能效记录报表，与前台预处理交互系统动态连接，从对应单元功能模 块的点击，可以看到权限范围内的可视化图表；g) 流程运行能效历史数据记录及分析根据相应时段内所记录的连续时间范围内各 能效单元和流程的运行能效数据，将其进行有效的离散，对于所采集的系列数据进行典型 能效分析数据图可视化，动态直观查询相应时间单位运行能效随环境温度的变化，h) 流程运行能效评估和预测在流程运行能效历史记录和分析的基础上，采用K线图 对相临时刻的能效变化进行表示，采用设计工况对应的设计运行能效为基准，用相对能效 分析的概念实现，并形成相应的分析图标和K线图，进行预测分析，i) 基于排放监测和能效分析的二次评估系统排放物质的状态和成分可以用于反推 或者评价系统的能效，根据前述各设备乃至系统的连续运行能效趋势与设计工况的偏差， 定性定量分析系统所存在的问题。
4. 根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，所述的远程可视化流程运行能 效分析系统包括a) 运行数据的远程监测化工流程运行能效数据通过互联网，在用户许可以及数据安 全传输的前提下，可从用户现场运行设备中进行相应的数据采集，经过能效模型的分析建 立对应用户专属的远程能效监测系统，对设备的运行条件差、各能效单元运行能效、整体运 行能效和排放状态进行时时的监测，b) 远程运行能效分析根据能效监测数据，进行各项流程运行能效分析的服务，建立 时时离散的运行能效场，对每个能效单元的连续运行能效趋势和特征进行分析，或结合排 放的二次反评系统进行分析，C)远程运行能效预测从能效长期监测数据出发，采用相应时段K线图分析的方法，对 流程运行的能效趋势进行判断，同时从不同年份同期运行能效可以对本年度相应时间段内 的市场需求、运行荷载、运行的环境状态及运行能效进行预测，采用提前安排生产的方法进 一步提高流程的运行效率。
5. 根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，所述的信息汇总系统包括a)企业信息查询为用户进行当地及远程能效监测、分析、评估和预测的同时，将用户 所展开的工作按照其客户类型进行分类和整合，通过对相应流程的标准能效分析，建立对 应的能效记录档案，并形成相应的流程运行能效分析报表，从流程和设备应用类比的角度， 对流程和设备进行合理的运行优化，b)用能及排放状态历史数据查询对某个特定时期内流程及设备的运行状态，从运行 数据中截取相应时间区段内系统的运行参数，并进行总结和归纳和相应时间的归档处理；
6. 根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，所述的长效服务系统包括a) 用户能效进展回馈通过同样流程、设备在不同条件下的运行能效分析和用户的反 馈信息，建立标准对象库的同时可有针对的建立对应设备在实际运行中可存在的问题库和 解决问题的经验库，达成隐性知识的显性化，并形成标准的处理手段和运行手册，b) 能效数据库升级对基本数据库在运行过程中表现出的各种不足，在每一个环节对 相应的数据库进行调整，当一定数量流程上得到矫正后，进行流程运行能效数据库的升级，C)行业交流平台以网络途径进行管理与交流。
7. 根据权利要求3所述的信息处理方法，其特征在于，所述的流程能效单元划分步骤 结束后应形成如下文件写明能效单元标号的能效单元流程图，流程图具有动态可显示功 能，当点击对应编号的能效单元时，应能直接局部放大显示出该单元的各项设计参数及功 能，同时还形成基于数据库技术的流程能效单元报表。
全文摘要
本发明涉及一种信息处理方法，尤其涉及一种可视化化工流程运行能效委托管理系统的信息处理方法。本发明是针对国内在化工流程运行能效监测、分析和管理方面所存在的严重不足而展开的，通过本系统及方法的应用，可以促进标准运行能效管理措施在不同化工领域及各相应企业中的应用。本发明主要包括前台预处理交互系统、可视化流程运行能效分析系统、远程可视化流程运行能效分析系统、信息汇总系统、长效服务系统，前台预处理交互系统中将从现场采集的运行数据传递给可视化流程运行能效分析系统和信息汇总系统进行分析，远程可视化流程运行能效分析系统与信息汇总系统交互信息，实现远程控制。
文档编号G06Q10/00GK101751613SQ20091015703
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者沈新荣, 王晓华, 王晓敏, 章威军, 胡鹏, 赵栋, 郁辉球, 陈智勇, 韩林娟, 麻剑锋 申请人:杭州哲达科技股份有限公司