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工业节能诊断现状——以甘肃某耗能企业为例

学术期刊发表网 位置:理工论文 时间:2022-03-16 09:31 (12)

摘要:[摘要]工业节能诊断是对企业的生产工艺、用能设备、技术方案、能源管理等情况进行诊断,有利于提升工业能效水平、推动工业绿色发展。文章首先对节能诊断进行释义,阐述了节能诊断的基

  [摘要]工业节能诊断是对企业的生产工艺、用能设备、技术方案、能源管理等情况进行诊断,有利于提升工业能效水平、推动工业绿色发展。文章首先对节能诊断进行释义,阐述了节能诊断的基本方法,通过实际案例阐述了节能诊断的服务过程,结合企业生产经营及能源消费基本情况对企业能源利用效果进行评价,分析企业节能潜力并提出节能改造建议;其次,分享节能诊断工作的有关经验,介绍节能诊断已取得的成效,同时指出节能诊断实施过程中存在的主要困难;最后笔者据此提出个人对节能诊断的一些想法和建议,旨在加深理解工业节能诊断服务标准和要求,以提升诊断工作的服务质量。

  [关键词]节能诊断; 绿色发展; 能效水平

工业节能诊断现状——以甘肃某耗能企业为例

  为了加快工业绿色发展,提升工业能效水平,实现企业开源节流,工业和信息化部早在2019年5月就印发了《工业节能诊断服务行动计划》,主要针对高耗能行业以及能源管理基础薄弱的企业进行节能诊断服务。经过近两年的推进,节能诊断服务取得一定的成效[1]。本文从节能诊断的方法、案例、经验、效果、困难、建议等方面谈一谈自己的认识。

  1节能诊断的方法

  1.1对节能诊断的释义

  跟医生给患者把脉问诊、对症下药的意思相似,节能诊断是一种由多位用能专家对用能企业进行义诊治疗的技术服务,通过分析评价企业的能源消耗状况、能源利用率等,让企业明白自己在用能过程中是否存在不合理情况,是否还有改造的空间[2]。简单来说,工业节能诊断就是由专业第三方节能诊断服务机构对企业的工艺技术装备、能源利用效率、能源管理体系等开展全面诊断,挖掘企业节能潜力并提出节能改造建议的过程[3]。

  1.2节能诊断基本方法

  在诊断工作中,从分析某一范围如工段、车间、生产线、全厂实际耗能情况直至提出有效的节能改造措施,这一节能诊断过程的方法是很重要的。常用的诊断方法有标准对照、类比分析、专家判断等。具体诊断时应根据企业特点进行选择使用,可以选一种也可以多种方法并用,一般采用现场诊断,必要时辅以测试的诊断方法[4]。针对不同的企业,配备相应的专家到企业进行现场诊断,通过查看生产工艺、用能设备、技术方案、能源管理等情况,专家更容易判断企业所采用的工艺、设备、技术、材料等是否满足节能需要。经过对企业进行现场诊断,并结合相关生产运行数据,分析发现存在的节能潜力,从而提出节能降耗的有效途径[5]。节能诊断结论是否正确,对改造建议能否见效起着至关重要的作用,因此必须得高度重视。

  2节能诊断的案例

  2.1服务过程概述

  本文结合笔者从事2020年工业节能诊断服务的实际工作,谈谈节能诊断的具体案例。首先,在接到诊断服务任务后组建节能诊断团队,确定项目负责人与工作分工,及时与接收节能诊断的企业逐个联系,向企业说明节能诊断的意义及需要准备的资料,并约定去企业现场诊断的时间;接下来,笔者历时约一个月的时间共实地考察了分布在甘肃省五市、七县的十家企业,以挖掘企业节能潜力、提高能源利用率、降低企业用能成本为目标,选取适合企业的诊断方法开展工业节能诊断服务,提出操作性较强的节能改造提升具体建议,编制节能诊断报告初稿;最后,进行节能诊断报告的审核、修改、装订及网上填报,完成节能诊断服务工作。

  2.2企业生产经营及能源消费基本情况

  以甘肃某水泥企业为例,该公司拥有2条4500t/d新型干法熟料水泥生产线,配套4台φ4.2×13m联合水泥粉磨系统和2套9MW纯低温余热发电系统。企业年生产水泥3013166t,工业总产值100974.74万元,利税总额47844.72万元。节能诊断专家成员和企业人员统计汇总数据,并对重点用能数据进行分析。企业主要用能为煤、电力,煤主要用于熟料烧成,电力主要用于粉磨、烧成等工序。节能诊断对熟料、水泥用电和烧成用煤数据进行核实分析。企业年消耗原煤419289t,电力20460.82万kW·h,柴油1470.78t,能耗工质水24.32万m3。经计算企业年综合能耗337002.21tce(当量值),其中原煤消耗占91.9%、电力消耗占7.46%,原煤、电力为企业主要消耗能源,企业能量利用率为55.88%。

  2.3能源利用效果评价

  依据《水泥单位产品能源消耗限额》(GB16780-2012),企业可比熟料综合煤耗84.26kgce/t、可比熟料综合电耗54.29kW·h/t、可比熟料综合能耗90.93kgce/t、可比水泥综合电耗73.92kW·h/t、可比水泥综合能耗79.16kgce/t,五项能耗指标均达到国内先进水平;依据《水泥制造能耗评价技术要求》(GB33650-2017),企业得分92.65分,评为B级能耗企业;依据《甘肃省行业用水定额》(DB62/T2987.2-2019),企业单位产品水耗为0.08t,达到甘肃省水泥企业水耗先进值。

  2.4企业节能潜力分析及节能改造建议

  经计算,企业总理论节能量5057tce/a,企业理论节能率1.51%。其中,设备升级改造的节能潜力为0.85%、信息化系统应用的节能潜力为0.52%、能源精细化管理的节能潜力为0.14%。2.4.1风机、电机节能改造(1)主要内容:将原料磨风机和煤磨风机进行变频改造,变频系统接入企业DCS系统,实现远程/就地控制;大中型电机更换为高效、节能电机。(2)预期节能效果:预计年节电400万kW·h,年节能492tce。(3)预期经济效益:预计总投资400万元,年节约电费120万元。2.4.2能源管理系统应用(1)主要内容:搭建由能源监测、能源分析、计划与对标管理、生产报表等组成的能源管理系统平台,通过网络系统实现生产线、DCS控制系统间的联系[6]。(2)预期节能效果:年可节煤2000t,年节电260万kW·h,年综合节能1748tce。(3)预期经济效益:预计总投资500万元,年综合经济效益160万元。2.4.3能源精细化管理(1)主要内容:建议企业完善绩效考核体系,将公司的KPI业绩考核指标分解到班组、分解到个人,利用能源管理系统实现在更低能耗的水平下获取运行优化和最大化生产力。加强第三方能效评估机构对生产线用能的检测和评估,提出有效的改进措施实现节能降耗,从精细化管理的角度提高企业的能效水平。(2)预期节能效果:年可节煤500t,年节电100万kW·h,年综合节能480tce。(3)预期经济效益:预计总投资150万元,年综合经济效益50.5万元。

  2.5案例总结

  此次节能诊断服务的十家企业中,甘肃该水泥企业为优秀案例,主要理由有五个方面:第一,该企业是第五批国家级绿色工厂,在节能降耗方面的工作做得比较扎实,在生产管理、能源管理方面可以说是甘肃省内水泥行业的佼佼者;第二,该企业在能源计量方面工作细致,计量器具配备完整,对生产各工序的能耗都有统计,为节能诊断提供了良好的数据支撑,同时为节能措施的制定提供有效判断依据;第三,该企业有效利用石灰石输送过程中的高差势能,采取变频回馈制动发电原理,将高差势能通过回馈单元转化为电能并回流至电网发电,该技术为其集团企业第一条采用皮带发电项目,在国内同行业中也属首创;第四,该企业采用生料立式磨、原煤立式磨、辊压机及水泥磨双闭路联合粉磨系统等水泥行业先进工艺,并通过生产线篦冷机改造、余热发电空冷岛增加凝汽器改造,不断提升企业能耗水平;第五,该企业仍有一定的节能潜力,可通过煤磨升级改造、风机节能改造、能源管理系统应用、能源精细化管理等措施,可使企业的能耗水平更上一个台阶,有望成为水泥行业的标杆。

  3节能诊断的经验

  节能诊断服务力求“问题找准、方案对路、科学有据”,采取“节能诊断四步法”,即现场诊断、技术交流、专家判断和企业确认。节能诊断工作步步推进,每一步结束后进行小结,确保节能诊断工作做得扎实,节能改造方案趋于合理和完善。现场诊断前详细梳理被诊断企业名单,根据企业产品、规模、地域等因素,确定诊断小组名单,每个诊断小组配备工艺、热工、电气、水暖等方面工程师,小组成员具有长期从事节能诊断工作的经验。诊断小组成员到企业现场进行详细调查、数据采集、测试分析,根据标准对照法、类比分析法,判断企业所选用的工艺、技术、设备、材料是否满足节能要求。现场诊断后组织诊断成员进行技术交流,从国家推荐的重点节能技术,高效节能设备等方面出发,分析被诊断企业存在的节能潜力,提出节能降耗方案。邀请行业专家对节能降耗方案的科学性、合理性进行分析判断,诊断小组根据专家意见对节能方案进行修改完善。最后诊断小组与企业确认方案实施的推进计划,为有效实施节能改造方案打下良好基础。

  4节能诊断的效果

  经过近两年的推进实施,主管部门指导、诊断服务机构实施、工业企业积极参与的节能诊断服务机制日趋完善,并取得了一定的成效。根据工信部门统计,2019年全国范围内从事公益性节能诊断的服务机构已达200多家,总计为各地区、各行业的4400余家企业提供了节能诊断服务。这些自愿接收节能诊断服务的企业共涉及约4.65亿吨标准煤的能源消费总量,同时针对各个企业提出切实可行的节能改造措施建议,合计提出建议实施的改造项目共7930项。这些企业预期每年的节能总量约为1400万吨标准煤,企业平均理论节能率可达3.0%。

  5节能诊断面临的困境

  虽然工业节能诊断服务工作卓有成效,但其在推动工业企业绿色发展道路上也确实存在着各种困难,其中最突出的一点就是节能诊断的改造措施建议真正落到实处的比例低于预期。技术人才匮乏、技术力量不足、管理体系不健全等制约着企业的发展,有不少企业都是受限于这些因素,对节能诊断改造措施建议的实施心有余而力不足[5]。一些企业担心改造可能会给现已稳定安全的生产带来不利影响,还有一些企业由于没有充足的改造资金,改造项目迟迟无法落地。节能是为了降本增效,而节能改造又需要投入不菲的资金,无疑又会增加生产成本,尽管节能减排迫在眉睫,但节能改造能否实现投入产出的平衡也得有所兼顾。因此,节能诊断的改造措施建议必须针对企业能源利用的薄弱环节有的放矢,同时要充分考虑影响改造措施落地障碍,避免投资回收期过长。通俗来讲,只有能带来投资回报的节能诊断改造建议,才会被大多数企业欣然接受。

  6对节能诊断的建议

  目前,不同地区、不同行业间的工业能效水平差距还是比较大的,还需要政策引导拓展节能诊断服务的广度。从一定意义上讲,节能诊断服务恰好弥补了企业节能人才及技术的短缺,其公益性本身就为企业节省了节能咨询费用。企业在自愿接受节能诊断服务时最好能表明具体需求方向,以便针对突出问题、关键环节精准诊断,大大提高诊断质量。在开展节能诊断的过程中,要帮助企业意识到节能减排的功效不仅仅是降本增效,更要意识到持续节能改造也是有效提升企业市场竞争力的重要手段。如果将工业节能诊断升级为定期诊断,随着节能技术的不断完善和发展,可以帮助工业企业不断挖掘新的节能空间,从而更好地助力企业实现绿色发展。同时,工业和信息化部鼓励各地围绕节能诊断服务及后续改造项目安排配套支持政策和补助经费,此举无疑会积极调动相关企业的参与度,也为节能诊断改造建议的落地提供有力的支撑。

  7结束语

  为加快推进工业节能诊断服务工作,目前工信部门正在积极探索搭建节能技术装备推广、技术改造咨询服务等对接平台,努力形成咨询、诊断、改造、评估的节能服务闭环,以期推动企业落实节能技改项目,助力企业实现降本增效、科学发展。

  [参考文献]

  [1]信息动态[J].设备管理与维修,2019,(13):4.

  [2]雷政敏.380V低压配电网故障及其消除措施分析[J].通讯世界,2019,(9):259-260.

  [3]工业和信息化部发布多项工业节能政策[J].中国信息化,2019,(10):20-22.

  [4]王洪亮.太阳能光热企业引入合同能源管理模式研究[D].济南:山东财经大学,2018.

  [5]饶瑛.电能系统节能改造诊断案例分析[J].通讯世界,2019,(9):260-261.

  [6]曲玉洁.水泥企业能源管理系统研发[D].济南:济南大学,2019.

  作者:张建堂

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