夏 晶，孫瀟瀟，蕭 謙，李華清

（1.南京大學(xué)金陵學(xué)院，江蘇 南京 210000；2.南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210000；3.南京大學(xué)污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210000）

0 引言

清潔生產(chǎn)是近年出現(xiàn)的，為解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源利用、環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)問題的新思想，是關(guān)于產(chǎn)品和產(chǎn)品制造過程中預(yù)防污染的一種創(chuàng)造性的思維方法，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段之一，是一種全新的工業(yè)生產(chǎn)和企業(yè)發(fā)展模式［1］。清潔生產(chǎn)要求在工業(yè)生產(chǎn)全過程中減少污染物的產(chǎn)生量，使污染物最大限度資源化，從而實(shí)現(xiàn)資源的合理化配置和有效利用，它考慮工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、原料和能源替代、生產(chǎn)運(yùn)營和現(xiàn)場管理、技術(shù)操作、產(chǎn)品消耗、產(chǎn)品報(bào)廢后的資源循環(huán)等。實(shí)施清潔生產(chǎn)的企業(yè)不僅可以有效控制環(huán)境污染，而且可以增加市場競爭力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展［2］。

《清潔生產(chǎn)暫行辦法》中明確指出，清潔生產(chǎn)審核，是指按照一定程序，對生產(chǎn)和服務(wù)過程進(jìn)行調(diào)查和診斷，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出減 少有毒有害物料的使用、產(chǎn)生，降低能耗、物耗及廢物產(chǎn)生的方案，進(jìn)而選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可行的清潔生產(chǎn)方案的過程。清潔生產(chǎn)審核是企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的重要前提，通過系統(tǒng)地實(shí)施清潔生產(chǎn)審核，企業(yè)可以達(dá)到“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目的［3］。清潔生產(chǎn)審核工作是企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略最成熟、最有效的手段，也是應(yīng)用最為廣泛的手段［4］。

企業(yè)在實(shí)施清潔生產(chǎn)審核的過程中通過產(chǎn)生、篩選和實(shí)施了大量低費(fèi)和中/高費(fèi)方案，能夠有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在所有清潔生產(chǎn)方案中，中/高費(fèi)方案無論是投資，還是效益都舉足輕重，因此為了找出最可行的中/高費(fèi)方案，在技術(shù)評(píng)估、環(huán)境評(píng)估的同時(shí)，又對各備選的中/高費(fèi)方案進(jìn)行了全面的經(jīng)濟(jì)評(píng)估［5］。

本文結(jié)合溧陽市某水泥廠清潔生產(chǎn)審核實(shí)際工作，針對清潔生產(chǎn)審核無/低費(fèi)方案和中/高費(fèi)方案的產(chǎn)生與實(shí)施，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境方面分析企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)審核所取得的成效。

1 企業(yè)概況及生產(chǎn)現(xiàn)狀

溧陽市某水泥廠最早為中外合資企業(yè)，后幾經(jīng)股權(quán)變更，現(xiàn)為國有大型企業(yè)，企業(yè)已發(fā)展成為年熟料生產(chǎn)能力160 多萬噸，水泥60 多萬噸，總產(chǎn)值5 億多元的特種水泥生產(chǎn)企業(yè)。企業(yè)的水泥生產(chǎn)工藝主要包括：石灰石卸車、破碎及預(yù)均化；原料粉磨及回轉(zhuǎn)窯廢氣處理；生料均化庫、生料入窯及輸送；燒成窯尾、窯中及窯頭；原煤儲(chǔ)存、煤粉制備和輸送。生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

2 中/高費(fèi)方案的產(chǎn)生及基本情況

2.1 中/高費(fèi)方案的產(chǎn)生

清潔生產(chǎn)方案的數(shù)量、質(zhì)量和可實(shí)施性直接關(guān)系到企業(yè)清潔生產(chǎn)審核的成效，是審核過程的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)［6］。清潔生產(chǎn)審核小組通過清潔生產(chǎn)的宣貫，取得領(lǐng)導(dǎo)支持，動(dòng)員全廠職工的參與，大量征集清潔生產(chǎn)合理化建議。

通過對企業(yè)生產(chǎn)狀況的評(píng)估，制定了審核重點(diǎn)的清潔生產(chǎn)方案，在對方案進(jìn)行分類匯總基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)論證，初步篩選產(chǎn)生了3 個(gè)清潔生產(chǎn)中/高費(fèi)方案，并對其從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度進(jìn)行分析和評(píng)估。通過方案的分析比較，選擇技術(shù)上可行又能獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境最佳效益的可實(shí)施的清潔生產(chǎn)方案。

2.2 中/高費(fèi)方案的基本情況

方案1 低溫余熱發(fā)電方案：企業(yè)結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)條件，并綜合考慮現(xiàn)有4500t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線所產(chǎn)生的余熱及場地布置等因素，在保證水泥生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行的情況下，決定利用水泥生產(chǎn)線窯頭、窯尾的余熱資源，建設(shè)一套低溫余熱電站，從而達(dá)到充分利用熟料生產(chǎn)線排放的廢熱資源，減少二氧化硫產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境；降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

方案2 高壓節(jié)電器節(jié)電方案：企業(yè)用電主要集中在高壓用電設(shè)備上，用電量占公司總用電的70%以上。高壓用電設(shè)備在負(fù)荷變化時(shí)，產(chǎn)生奇次諧波、瞬流、浪涌。諧波與瞬流是影響電網(wǎng)的最大污染源，它們的存在直接導(dǎo)致了電能的額外損耗。采用高壓節(jié)電器能有效地對用電污染進(jìn)行治理，能改善用電質(zhì)量，提高用電設(shè)備的使用壽命和電網(wǎng)安全，又能節(jié)能給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

方案3 低電壓風(fēng)機(jī)系列變頻調(diào)速節(jié)電方案：企業(yè)在平時(shí)的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有的冷卻機(jī)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，風(fēng)門開度比較小，但是電機(jī)還是在全速運(yùn)轉(zhuǎn)，造成了電機(jī)效率低，電能浪費(fèi)大。為此，公司決定對生產(chǎn)線上大功率、低效率、風(fēng)門開度低于50%的風(fēng)機(jī)添置變頻設(shè)備，進(jìn)行改造。

3 中/高費(fèi)方案的經(jīng)濟(jì)分析

3.1 低溫余熱發(fā)電方案

本項(xiàng)方案的投資費(fèi)用范圍包括廠內(nèi)生產(chǎn)方案費(fèi)用、基本預(yù)備費(fèi)用、建設(shè)期利息、鋪底流動(dòng)資金、其他費(fèi)用等等。計(jì)劃總投資為5552.36 萬元，單位投資為6169.28 元/kW。投資構(gòu)成如表1 所示。

表1 低溫余熱發(fā)電方案投資構(gòu)成表 （單位：萬元）

本項(xiàng)裝機(jī)容量9MW，年發(fā)電量5925.6 萬kWh，年供電量5475 萬kWh。將方案實(shí)施后為企業(yè)節(jié)省的外購電費(fèi)、因外購電減少而節(jié)省的線路損耗攤派費(fèi)用作為本方案的銷售收入。減少外購電：5475 萬kWh/a，0.427 元/kWh（無稅）；減少外購電損：163.8 萬kWh/a，0.427 元/kWh（無稅）。

財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的計(jì)算期為建設(shè)期1 年，生產(chǎn)期20 年，計(jì)21 年，方案投產(chǎn)后第1 年達(dá)到設(shè)計(jì)能力的90%。第2 年開始可以滿負(fù)荷生產(chǎn)。方案的損益情況如表2 所示。

主要盈利能力指標(biāo)為：生產(chǎn)期平均投資利潤率為32.26%，生產(chǎn)期平均投資利稅率為39.92%，全投資內(nèi)部收益率（所得稅后）為26.46%，全投資內(nèi)部收益率（所得稅前）為37.26%，全投資投資回收期（所得稅后）為4.72 年，全投資投資回收期（所得稅前）為3.71 年，按照設(shè)定的籌資條件，借款總額為3609 萬元，償還期為3.98 年，即自方案投產(chǎn)年起2.98 年還清，說明本方案的清償能力較強(qiáng)，債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)不大，本方案建成后，平均供電成本為0.103 元/kWh，經(jīng)濟(jì)效益較好。盈利能力指標(biāo)顯示出方案的投資回報(bào)較好。

表2 低溫余熱發(fā)電方案損益情況表 （單位：萬元）

3.2 高壓節(jié)電器節(jié)電方案

本方案直接經(jīng)濟(jì)效益：4500t/d 生產(chǎn)線每月用電約950 萬kWh，高壓設(shè)備用電占70%，約為665 萬kWh，高壓設(shè)備年用電約為7980 萬kWh，按照電費(fèi)價(jià)格為0.587 元/kWh，高壓設(shè)備年用電費(fèi)用為4684.26 萬元，高壓節(jié)電器安裝以后，綜合節(jié)電率為4%，改造后年節(jié)電費(fèi)用187.37 萬元。

該方案需要購買HS-10 型，規(guī)格為10KV 的高壓保護(hù)節(jié)電器22 臺(tái)，總價(jià)值184.58 萬元。投資回收周期0.985 年。因此一年左右的時(shí)間就可以收回投資，以后可以產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

本方案間接經(jīng)濟(jì)效益：節(jié)電器使用壽命長達(dá)10 年，一次投資長期受益，同時(shí)過濾瞬流，奇次，諧波，降低設(shè)備溫度，減少電量消耗保護(hù)設(shè)備，同時(shí)延長元器件的使用壽命。

3.3 低電壓風(fēng)機(jī)系列變頻調(diào)速節(jié)電方案

企業(yè)通過對兩臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻試驗(yàn)，其中一臺(tái)變頻改造前每小時(shí)用電量為44.03kWh，變頻改造后每小時(shí)用電量為22.13 kWh，改造后的用電量為改造前的50.26%，節(jié)省用電量49.74%。另一臺(tái)變頻改造前每小時(shí)用電量為52.99 kWh，改造后用電量為16.12 kWh，改造后用電量為改造前的30.42%，節(jié)省用電量69.58%。根據(jù)數(shù)據(jù)得知，變頻器的節(jié)能效果顯著，平均節(jié)電效率為59.66%。沒投入變頻器年用電量為754427 kWh，投入變頻器后全年可節(jié)省電量為456995 kWh。這兩臺(tái)設(shè)備累計(jì)投入150 千瓦容量變頻器，平均每kW 容量每年可節(jié)省電量456995÷150=3046 kWh，即投入每千瓦容量變頻器，全年可節(jié)省電費(fèi)3046×0.578=1760.58 元。企業(yè)一共簽訂購買變頻器17 臺(tái)，總投資70 萬元，總?cè)萘窟_(dá)到1260kW，則全年可節(jié)省電費(fèi)1260×1760.58=2218330.80 元，當(dāng)前電費(fèi)價(jià)格為0.587 元/kWh，相當(dāng)于節(jié)約電量377.9×104kWh。預(yù)計(jì)半年左右可全部收回投資，此后將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

4 中/高費(fèi)方案的環(huán)境分析

4.1 低溫余熱發(fā)電方案

本項(xiàng)方案的實(shí)施，能夠起到一定的減排作用，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)，具體表現(xiàn)為：（1）由于余熱鍋爐的設(shè)置，對原水泥生產(chǎn)工藝系統(tǒng)廢氣的含塵有一定的降塵作用，降低了進(jìn)入窯尾除塵器的廢氣含塵濃度，改善了除塵器的工作條件，提高了除塵器的除塵效率，減少了粉塵的對外排放。（2）由于本余熱電站為純余熱回收電站，不用燃燒燃料就可以發(fā)電，因此相對于一般的燃煤電廠來說，就相當(dāng)該區(qū)域年節(jié)約用電量3168.08×104kWh，折合標(biāo)煤使用量7764t，折合原煤10861.9t/a，以原煤含硫率為1%計(jì)算，折SO2 約為188.81t/a。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人們認(rèn)識(shí)的不斷提高，人們對于環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用的認(rèn)識(shí)不斷提高，本方案正是采用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)裝備，從根本上實(shí)現(xiàn)了水泥工業(yè)余熱有效利用的目的，節(jié)約能源的同時(shí)，也使得水泥工業(yè)從“粗放型”向“集約型”轉(zhuǎn)變，有力的改善了水泥工業(yè)的高能耗及高污染的情況，從而為國民經(jīng)濟(jì)總體可持續(xù)發(fā)展作出了努力。

4.2 高壓節(jié)電器節(jié)電方案

高壓節(jié)電器（Hypersaver）引進(jìn)吸收選進(jìn)的高壓正弦波跟蹤技術(shù)（SWT 技術(shù)）采用納米超大容量自適應(yīng)多級(jí)抑制組件，有效清除高壓供電線路普遍存在的浪涌、瞬變、高次諧波干擾，減少脈動(dòng)電流，降低畸變功耗以及由于感性負(fù)載電流損失和溫度升高而造成的銅損、鐵損、大大降低線路損耗，降低集膚效應(yīng)（skin Effect）對用電效率的影響。同時(shí)可以有效地防止接觸電阻增大而帶來的能量損耗，減少了變壓器及電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生磁滯效應(yīng)和渦流現(xiàn)象，提高了變壓器及電機(jī)的有效容量，減少了設(shè)備發(fā)熱，降低了損耗，提升了電能利用效率。

方案投入運(yùn)行后，每年可節(jié)電319.2×104kWh，相當(dāng)于節(jié)約了標(biāo)煤1047.6 噸，根據(jù)標(biāo)煤的相關(guān)參數(shù)，相當(dāng)于每年能減少16.59 噸SO2的產(chǎn)生量。

4.3 低電壓風(fēng)機(jī)系列變頻調(diào)速節(jié)電方案

通過對現(xiàn)有風(fēng)機(jī)加裝低壓變頻器，達(dá)到節(jié)約用電，降低成本的目的。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的可操作性。方案投入運(yùn)行后，每年可節(jié)電377.9×104kWh，相當(dāng)于節(jié)約了標(biāo)煤1240.2 噸，根據(jù)標(biāo)煤的相關(guān)參數(shù)，相當(dāng)于每年能減少19.6 噸SO2的產(chǎn)生量。環(huán)境效益匯總表如表3 所示。

表3 環(huán)境效益匯總表

5 結(jié)論

溧陽市某水泥廠從開展清潔生產(chǎn)審核工作以來，領(lǐng)導(dǎo)重視、車間支持、環(huán)保員配合、廠職工踴躍參與，提出的各項(xiàng)方案實(shí)施后，節(jié)能降耗效果明顯。中高/費(fèi)方案實(shí)施后，污染物排放指標(biāo)比實(shí)施前明顯減少，同時(shí)企業(yè)也取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。通過清潔生產(chǎn)審核，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”的目標(biāo)。因此，實(shí)施清潔生產(chǎn)審核不僅可以提高廣大干部職工的思想意識(shí)和工作熱情，而且可以為企業(yè)注入新的活力，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展；同時(shí)，實(shí)施清潔生產(chǎn)可以使企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的“雙贏”。

［1］李芳.企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的效益分析［J］.污染紡織技術(shù)，2009（22）.

［2］劉志鵬，趙春麗.焦化企業(yè)清潔生產(chǎn)審核實(shí)踐和研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2009（4）.

［3］國家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司.鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)審核指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［4］孫大光.清潔生產(chǎn)審核工作職能定位探討［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2005（2）.

［5］熊文強(qiáng)，郭孝菊，洪衛(wèi).綠色環(huán)保與清潔生產(chǎn)概論［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［6］國家環(huán)境保護(hù)局.企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)手冊［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996.