薛 克
(中國長城鋁業(yè)有限公司,河南 鄭州 450041)
中國氧化鋁工業(yè)起始于20世紀50年代,進入新世紀后,氧化鋁工業(yè)飛速發(fā)展,2018年中國氧化鋁產能已達到8427萬噸,占全球產能的57.43%。目前,我國有40多家企業(yè)生產氧化鋁,各企業(yè)由于地理位置差異,使用的礦石、能源不同,能源成本差異較大,能源成本占氧化鋁制造成本的26%~60%,因此降低能源消耗不僅是氧化鋁成本控制、提高產品競爭力的主要手段,也是促進節(jié)能減排、倡導清潔生產的需要[1]。
合同能源管理是20世紀70年代從西方發(fā)達國家開始發(fā)展起來的,是基于市場化運作、以盈利為目的的一種節(jié)能項目模式,之后逐步發(fā)展完善,形成了節(jié)能服務公司為企業(yè)提供節(jié)能潛力診斷、可行性分析、項目融資、項目實施、節(jié)能監(jiān)測和運行維護等全方位服務,節(jié)能服務公司通過分享項目節(jié)能效益來回收項目投資、獲得項目利潤[2]。我國20世紀90年代末引入合同能源管理機制,近些年蓬勃發(fā)展,2018年我國合同能源管理項目投資額已經(jīng)達到1167億元。
首先,氧化鋁行業(yè)是高耗能行業(yè),能源消耗大,我國氧化鋁企業(yè)全部是與國家(或當?shù)卣┖炗喒?jié)能目標責任書的“萬家企業(yè)”重點用能單位,承擔著完成國家節(jié)能減排目標的責任;第二,一些企業(yè)還存在能源只是生產保障的傳統(tǒng)理念,能源生產、運輸、使用等環(huán)節(jié)管理粗放,能源利用效率不高;第三,氧化鋁能源成本占比較大,降低能源消耗是提高企業(yè)競爭力的重要手段[3]。氧化鋁生產企業(yè)需要提高能源效率,往往欠缺節(jié)能技術和項目資金,或對新技術信任不足,而節(jié)能服務公司掌握著大量節(jié)能技術,走在節(jié)能新技術應用的前沿。合同能源管理既可以提供先進的節(jié)能技術和項目資金,還打消了氧化鋁企業(yè)對新技術應用效果的疑慮,實現(xiàn)合作共贏。所以不管是社會效益,還是創(chuàng)造企業(yè)價值,氧化鋁工業(yè)實施合同能源管理進行節(jié)能改造是必要的。
氧化鋁工業(yè)使用泵浦較多,百萬噸以上氧化鋁企業(yè)的泵浦就有500臺以上,泵浦大多存在如下問題:①效率低。某氧化鋁廠使用量最多的雜質泵200ZJ-A60泵的效率僅40%左右。②過流部件使用壽命短。一般平均40天~60天。③盤根密封或機封大量用水,不僅浪費珍貴的水資源,且進入生產流程,增加了系統(tǒng)的能耗。④檢修頻繁,運轉周期短,個體笨重,檢修工時多,影響企業(yè)人均產值的提高。因此氧化鋁工業(yè)泵浦節(jié)能改造勢在必行。
某氧化鋁廠對56臺的泵浦實施了合同能源管理模式的改造,節(jié)能服務公司在泵體、葉輪構造、軸密封、聯(lián)軸器等方面獲得9項國家專利,擁有高效、節(jié)能、耐磨、壽命長、無泄漏的兩相流渣漿泵的核心技術。先進技術與生產實踐的結合,產生了巨大效益,每年節(jié)約能源折合標煤量4000噸以上。
氧化鋁工業(yè)使用焙燒爐脫除氫氧化鋁中的部分結晶水和附著水,焙燒爐排出的廢氣中水蒸汽比例高達50%以上,廢氣溫度在140℃~160℃,煙氣直接外排到大氣中,造成巨大熱量損失。最大限度回收廢氣中的顯熱和水蒸氣潛熱,節(jié)能減排效果將非常顯著。
某氧化鋁廠對日產2300噸氧化鋁焙燒爐實施合同能源管理對煙氣余熱進行回收。節(jié)能服務公司采用某設計院的專利技術,在焙燒爐排煙機附近安裝換熱塔,排煙機出口的煙氣從換熱塔下部進入,來自蒸發(fā)的循環(huán)下水從換熱塔上部進入,熱煙氣和冷水在換熱塔中直接接觸進行熱交換。
換熱后的冷煙氣從換熱塔頂部接入焙燒爐現(xiàn)有的煙囪排空,換熱后的熱水在換熱塔底部沉降分離。溢流熱水用泵送到溶出工序,底流用泵送去壓濾分離回收氧化鋁?;厥諢崃砍^20kgce/t-ao,同時還回收了煙氣中的氧化鋁,有很好的經(jīng)濟效益。
氧化鋁工業(yè)的電機、風機、空壓機等都是較大的耗電設備。一些企業(yè)存在效率較低的電機、風機、空壓機,設備更新改造需投入高額資金,對于一些企業(yè)投入大量資金更新設備不太現(xiàn)實,但是這些設備較低的能效又使氧化鋁成本居高不下,產品競爭力不強,形成了惡性循環(huán),合同能源管理有效解決了這個難題。
某水電廠承擔著向某氧化鋁廠的供水任務,節(jié)能服務公司應用成熟技術對供水系統(tǒng)進行節(jié)能改造,節(jié)電率達到30%以上;某電廠承擔著向某氧化鋁廠提供蒸汽和電力任務,鍋爐一次風機、二次風機、引風機采用耗電較大,節(jié)能服務公司對這6臺風機進行變頻改造,節(jié)電率超過35%;某氧化鋁廠部分空壓機設備落后,采用合同能源管理淘汰了效率較低的老式空壓機,借改造時機整合了廠區(qū)空壓布局,優(yōu)化了空壓機管網(wǎng)和人員配置,節(jié)電率超過30%,勞動生產率顯著提高。
國家為規(guī)范合同能源管理項目,國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會已經(jīng)發(fā)布并實施了《合同能源管理技術通則》(GB/T24915-2000)和《節(jié)能量測量和驗證技術通則》(GB/T28750-2012)國家標準。
雖然國家在規(guī)范和推廣合同能源管理模式上給予高度的支持和關注,但是隨著近年來合同能源管理的迅猛發(fā)展,產值和投資額快速增長,出現(xiàn)了諸多問題,影響合同能源管理的發(fā)展,如節(jié)能服務公司采用的技術不成熟,致使節(jié)能量少或不節(jié)能,造成投資失誤;節(jié)能服務公司對行業(yè)不了解,診斷結果與實施效果差距較大,達不到節(jié)能目標;節(jié)能服務公司在不同企業(yè)投資的同類項目重要合同條款差異過大,影響雙方持續(xù)合作;節(jié)能服務公司和企業(yè)在節(jié)能效益核算上分歧等。建議國家或行業(yè)協(xié)會建立節(jié)能服務公司誠信服務體系和節(jié)能技術分享體系,根據(jù)實施項目的效果、質量等方面進行打分評級,促使節(jié)能服務公司和用能企業(yè)在實施合同能源管理項目規(guī)范運作,健康發(fā)展,促進行業(yè)能源效率快速提升。
合同能源管理模式在氧化鋁行業(yè)的引入,使先進技術和資金應用于氧化鋁行業(yè),提升了氧化鋁行業(yè)技術裝備水平,降低氧化鋁產品能源支出,提升了氧化鋁產品競爭力,同時提升能源效率、減少能源消耗,降低了溫室氣體排放,有利于改善環(huán)境狀況,是利國、利民、利企的好模式。