□□ 崔增麗 (山西職業(yè)技術學院,山西 太原 030006)
近年來,隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,水泥熟料煅燒水平的不斷提升,水泥企業(yè)在節(jié)能減排方面做了不少工作,取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。在減排方向,水泥企業(yè)不僅在生產(chǎn)過程減少污染物的排放,還加強了資源綜合利用和危廢品處理。一是將固體廢棄物作為原燃材料應用于生產(chǎn),減少了固體廢棄物的排放和堆放;另一方面是將化學危廢品加入窯爐,一定程度上緩解了危廢品的處置壓力。作為傳統(tǒng)的能源消耗大戶,水泥企業(yè)的節(jié)能主要體現(xiàn)在:一是生產(chǎn)過程中各類能源,如煤、電、水、油、氣等能源的消耗量減少;二是生產(chǎn)過程中能源利用水平提升,如單位熟料電耗、熱耗等能耗指標?,F(xiàn)結合某水泥企業(yè)的能源消耗情況,從能源管理范圍、能源管理制度、能耗計量設備等方面來探討水泥企業(yè)的能源管理系統(tǒng)建設。
現(xiàn)場考察企業(yè)的基本情況為,該水泥企業(yè)擁有一條生產(chǎn)設計能力為3 000 t/d的熟料生產(chǎn)線,配備有6 MW純低溫余熱發(fā)電機組,原料粉磨采用立式磨系統(tǒng),兩臺帶輥壓機的水泥磨。熟料年生產(chǎn)能力為100萬t,水泥年生產(chǎn)能力為75萬t。生料采用多組分配料,原料為石灰石、石灰石粉末、砂巖、砂巖粉末、粉煤灰、轉(zhuǎn)爐渣和廢石。生產(chǎn)工藝主要由礦山開采、石灰石破碎、生料制備、煤粉制備、熟料煅燒、水泥制成、余熱發(fā)電等組成。
該企業(yè)水泥生產(chǎn)主要消耗能源是原煤、電力。其中原煤均為外購,且全部用于熟料燒成系統(tǒng);水泥熟料煅燒系統(tǒng)配有余熱發(fā)電系統(tǒng),可以自供部分電力,其余部分實行外購,用于全廠主要設備、輔助設備及附屬生產(chǎn)系統(tǒng)。耗能工質(zhì)有壓縮空氣、水等。壓縮空氣由廠內(nèi)空氣壓縮站提供;生產(chǎn)、生活用水均為地下水,廠內(nèi)有深井,其中大型設備冷卻均使用循環(huán)水。該企業(yè)能源流向如圖1所示。
圖1 企業(yè)能源流向圖
2.2.1 原煤
該水泥企業(yè)原煤采用當?shù)責熋汉蜕衲緹熋簝煞N。原煤按一定比例搭配后使用,搭配后煤的揮發(fā)分適中、灰分較低、低位發(fā)熱量較高、含硫量較低,煤質(zhì)滿足生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥熟料的技術要求。原煤均由汽車運送至廠內(nèi)煤堆場,經(jīng)過堆場預均化處理、煤磨烘干兼粉磨后制成煤粉,用于煅燒熟料。原煤流向如圖2所示。
圖2 企業(yè)原煤流向
2.2.2 電力
該企業(yè)采用雙回路電源供電。一條為35 kV供電電源,由附近110 kV站35 kV出線主供,配電系統(tǒng)為35 kV單回路供電。廠內(nèi)設35 kV總降壓變電站1座,通過主降變壓器后以10 kV放射式向各電氣室、車間變電所及高壓電機供電。在廠區(qū)內(nèi)設8個車間變電所,分別設在礦山、生料、燒成、危廢、余熱發(fā)電、1號水泥磨、2號輥壓機、2號水泥磨車間;另一條為10 kV出線供1號水泥磨及辦公樓、宿舍、食堂用電。企業(yè)擁有一套純低溫余熱發(fā)電機組,與總降10 kVⅡ段母線聯(lián)絡,運行正常時與總降并網(wǎng)運行。企業(yè)供電網(wǎng)絡圖如圖3所示。
圖3 企業(yè)供電網(wǎng)絡圖
2.2.3 水
企業(yè)用水取自廠區(qū)內(nèi)部的深水井,現(xiàn)有水源可滿足企業(yè)生活及消防用水量要求。根據(jù)水泥生產(chǎn)、員工生活對水質(zhì)、水溫的不同要求,將給水系統(tǒng)分為生產(chǎn)循環(huán)給水系統(tǒng)、生活消防給水系統(tǒng)。供水系統(tǒng)如圖4所示。
圖4 生產(chǎn)、生活用水流程
企業(yè)原煤、電力、水的消耗基本用于生產(chǎn)過程中,因而生產(chǎn)部門應是能源消耗統(tǒng)計、綜合監(jiān)督與考核的管理部門。其他部門能源統(tǒng)計工作如下:
(1)物資供應部門
物資供應部門負責煤、油等能源購進。可根據(jù)生產(chǎn)部門和本部門的能源統(tǒng)計需要,按時完成煤、油等購進統(tǒng)計,建立煤、油等購進原始記錄、統(tǒng)計臺賬和能源報表,并報生產(chǎn)部門備案。
(2)設備管理部門
設備管理部門負責電力購進、消耗和產(chǎn)出(余熱發(fā)電)統(tǒng)計。根據(jù)生產(chǎn)部門和本部門能源統(tǒng)計需要,按時完成電力購進、消耗和產(chǎn)出的統(tǒng)計,建立電力購進、消耗和產(chǎn)出的原始記錄、統(tǒng)計臺賬和能源報表,并報生產(chǎn)部門備案。
(3)質(zhì)量管理部門
質(zhì)量管理部門負責購進能源質(zhì)量檢驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。根據(jù)生產(chǎn)部門和本部門的能源質(zhì)量統(tǒng)計需要,按時完成能源質(zhì)量統(tǒng)計,建立購進能源質(zhì)量的原始記錄、統(tǒng)計臺賬和能源報表,并報生產(chǎn)部門備案。
為加強企業(yè)能源消耗的管理,提高能源的利用率,達到節(jié)能降耗的目標,水泥企業(yè)應根據(jù)國家能源工作方針政策和能源管理標準,結合企業(yè)生產(chǎn)和物資消耗情況,制定一系列與生產(chǎn)相應的能源管理制度。如該水泥企業(yè)已建立了能源計量與統(tǒng)計、統(tǒng)計報表、財務、采購與審批、計量設備、能耗定額、燃料消耗、用電、用水、考評獎懲等各項管理制度,并能嚴格執(zhí)行。
經(jīng)考察該水泥企業(yè)各項原始記錄,發(fā)現(xiàn)其對能源管理工作較為重視,已制定了較多的能源管理制度,且執(zhí)行良好。但也存在一些不足,如沒有能效監(jiān)測相關制度。建議各水泥企業(yè)在能源管理制度建設過程中,應以能源應用環(huán)節(jié)管理制度為基礎,逐步健全或完成能源節(jié)能通用制度。能源應用環(huán)節(jié)管理制定是以煤、油、電力、水等各類能源的購進、儲存、輸送、分配、使用等環(huán)節(jié)管理制度建設為基礎,逐步形成登記、計量、檢查與考核等一系列的應用環(huán)節(jié)管理制度。能源節(jié)能通用制度是以節(jié)能為目標而建設的管理制度,主要涉及節(jié)能目標責任、節(jié)能評估、能源消耗定額、能耗分析、生產(chǎn)優(yōu)化等內(nèi)容。
水泥企業(yè)應設置有專門的能源計量機構,并配備專業(yè)人員負責能源計量設備的管理、檢定、測試和維修等。水泥企業(yè)主要能源消耗為原煤、電力、水等,應配備的計量設備有汽車衡、定量給料機、轉(zhuǎn)子秤、電能表、水表等。
能源消耗計量分為3級,Ⅰ級量為進出用能單位的能源計量,Ⅱ級為進出主要次級用能單位的能源計量,Ⅲ級為主要用能設備的能源計量。水泥企業(yè)的能源計量設備配置分析如下:
(1)煤計量設備
煤的一級計量是進廠煤的計量,Ⅱ級計量是進入煤磨車間的煤計量,Ⅲ級計量是進入回轉(zhuǎn)窯、分解爐的煤計量。一般水泥企業(yè)均設置有原煤進廠計量、原煤進磨計量、煤粉進回轉(zhuǎn)窯和分解爐計量。
(2)電計量設備
電力的Ⅰ級計量是進廠電量的計量,Ⅱ級計量是各車間(工序)的用電計量,Ⅲ級計量是用電單元或功率>100 kW的單臺設備計量。一般水泥企業(yè)均設置有電能表。
(3)水計量設備
生活用水由企業(yè)內(nèi)深水井供給,Ⅰ級計量是從深井抽出水量,Ⅱ級計量是各車間(工序)用水量,Ⅲ級計量未用水量較大的單臺設備計量。一般水泥企業(yè)均設置有水表。
以GB/T 24851—2010《建筑材料行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》為依據(jù),分析該水泥企業(yè)能源計量設備配置情況見表1。
表1 能源計量設備配置情況
由表1可知,該水泥企業(yè)Ⅰ級能源計量設備的配備率為100%,Ⅱ級能源計量設備的配備率為95%,Ⅲ級能源計量設備的配備率為86%。所有計量設備均保持正常計量,完好率為100%。
結合對該水泥企業(yè)能源計量系統(tǒng)的建設情況,對水泥企業(yè)能源計量設備配置建議如下:
(1)確保水泥企業(yè)生產(chǎn)過程中的煤、電、水能源計量設備配備率為100%。
(2)設立能源統(tǒng)計部門,配備專職的能源統(tǒng)計員,負責能源計量設備的配備、使用、檢定(校準)、維修、報廢等工作,并定期抄錄能源消耗數(shù)據(jù),錄入臺賬。
(3)能源計量管理人員應通過相關部門的培訓考核,持證上崗,建立能源計量管理人員的技術擋案。
企業(yè)能源管理是水泥企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能的重要內(nèi)容之一,既是企業(yè)能源計劃編制的依據(jù),又是能源消耗分析、監(jiān)督和控制的基礎。結合水泥企業(yè)的能源消耗特點,其能源管理應以煤、電、水等各種能源消耗統(tǒng)計、成本統(tǒng)計為主線,應盡可能區(qū)分各功能區(qū)的用量,以能源應用環(huán)節(jié)、計量設備配置為能源管理基礎,完善各應用環(huán)節(jié)能源管理和通用生產(chǎn)節(jié)能管理制度,逐步健全水泥企業(yè)的能源管理制度。