工業(yè)節(jié)能診斷現(xiàn)狀探究
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[摘要]工業(yè)節(jié)能診斷是對企業(yè)的生產工藝、用能設備、技術方案、能源管理等情況進行診斷，有利于提升工業(yè)能效水平、推動工業(yè)綠色發(fā)展。文章首先對節(jié)能診斷進行釋義，闡述了節(jié)能診斷的基本方法，通過實際案例闡述了節(jié)能診斷的服務過程，結合企業(yè)生產經營及能源消費基本情況對企業(yè)能源利用效果進行評價，分析企業(yè)節(jié)能潛力并提出節(jié)能改造建議；其次，分享節(jié)能診斷工作的有關經驗，介紹節(jié)能診斷已取得的成效，同時指出節(jié)能診斷實施過程中存在的主要困難；最后筆者據此提出個人對節(jié)能診斷的一些想法和建議，旨在加深理解工業(yè)節(jié)能診斷服務標準和要求，以提升診斷工作的服務質量。
[關鍵詞]節(jié)能診斷； 綠色發(fā)展； 能效水平
為了加快工業(yè)綠色發(fā)展，提升工業(yè)能效水平，實現(xiàn)企業(yè)開源節(jié)流，工業(yè)和信息化部早在2019年5月就印發(fā)了《工業(yè)節(jié)能診斷服務行動計劃》，主要針對高耗能行業(yè)以及能源管理基礎薄弱的企業(yè)進行節(jié)能診斷服務。經過近兩年的推進，節(jié)能診斷服務取得一定的成效[1]。本文從節(jié)能診斷的方法、案例、經驗、效果、困難、建議等方面談一談自己的認識。
1節(jié)能診斷的方法
1.1對節(jié)能診斷的釋義
跟醫(yī)生給患者把脈問診、對癥下藥的意思相似，節(jié)能診斷是一種由多位用能專家對用能企業(yè)進行義診治療的技術服務，通過分析評價企業(yè)的能源消耗狀況、能源利用率等，讓企業(yè)明白自己在用能過程中是否存在不合理情況，是否還有改造的空間[2]。簡單來說，工業(yè)節(jié)能診斷就是由專業(yè)第三方節(jié)能診斷服務機構對企業(yè)的工藝技術裝備、能源利用效率、能源管理體系等開展全面診斷，挖掘企業(yè)節(jié)能潛力并提出節(jié)能改造建議的過程[3]。
1.2節(jié)能診斷基本方法
在診斷工作中，從分析某一范圍如工段、車間、生產線、全廠實際耗能情況直至提出有效的節(jié)能改造措施，這一節(jié)能診斷過程的方法是很重要的。常用的診斷方法有標準對照、類比分析、專家判斷等。具體診斷時應根據企業(yè)特點進行選擇使用，可以選一種也可以多種方法并用，一般采用現(xiàn)場診斷，必要時輔以測試的診斷方法[4]。針對不同的企業(yè)，配備相應的專家到企業(yè)進行現(xiàn)場診斷，通過查看生產工藝、用能設備、技術方案、能源管理等情況，專家更容易判斷企業(yè)所采用的工藝、設備、技術、材料等是否滿足節(jié)能需要。經過對企業(yè)進行現(xiàn)場診斷，并結合相關生產運行數據，分析發(fā)現(xiàn)存在的節(jié)能潛力，從而提出節(jié)能降耗的有效途徑[5]。節(jié)能診斷結論是否正確，對改造建議能否見效起著至關重要的作用，因此必須得高度重視。
2節(jié)能診斷的案例
2.1服務過程概述
本文結合筆者從事2020年工業(yè)節(jié)能診斷服務的實際工作，談談節(jié)能診斷的具體案例。首先，在接到診斷服務任務后組建節(jié)能診斷團隊，確定項目負責人與工作分工，及時與接收節(jié)能診斷的企業(yè)逐個聯(lián)系，向企業(yè)說明節(jié)能診斷的意義及需要準備的資料，并約定去企業(yè)現(xiàn)場診斷的時間；接下來，筆者歷時約一個月的時間共實地考察了分布在甘肅省五市、七縣的十家企業(yè)，以挖掘企業(yè)節(jié)能潛力、提高能源利用率、降低企業(yè)用能成本為目標，選取適合企業(yè)的診斷方法開展工業(yè)節(jié)能診斷服務，提出操作性較強的節(jié)能改造提升具體建議，編制節(jié)能診斷報告初稿；最后，進行節(jié)能診斷報告的審核、修改、裝訂及網上填報，完成節(jié)能診斷服務工作。
2.2企業(yè)生產經營及能源消費基本情況
以甘肅某水泥企業(yè)為例，該公司擁有2條4500t/d新型干法熟料水泥生產線，配套4臺φ4.2×13m聯(lián)合水泥粉磨系統(tǒng)和2套9MW純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。企業(yè)年生產水泥3013166t，工業(yè)總產值100974.74萬元，利稅總額47844.72萬元。節(jié)能診斷專家成員和企業(yè)人員統(tǒng)計匯總數據，并對重點用能數據進行分析。企業(yè)主要用能為煤、電力，煤主要用于熟料燒成，電力主要用于粉磨、燒成等工序。節(jié)能診斷對熟料、水泥用電和燒成用煤數據進行核實分析。企業(yè)年消耗原煤419289t，電力20460.82萬kW·h，柴油1470.78t，能耗工質水24.32萬m3。經計算企業(yè)年綜合能耗337002.21tce（當量值），其中原煤消耗占91.9%、電力消耗占7.46%，原煤、電力為企業(yè)主要消耗能源，企業(yè)能量利用率為55.88%。
2.3能源利用效果評價
依據《水泥單位產品能源消耗限額》（GB16780-2012），企業(yè)可比熟料綜合煤耗84.26kgce/t、可比熟料綜合電耗54.29kW·h/t、可比熟料綜合能耗90.93kgce/t、可比水泥綜合電耗73.92kW·h/t、可比水泥綜合能耗79.16kgce/t，五項能耗指標均達到國內先進水平；依據《水泥制造能耗評價技術要求》（GB33650-2017），企業(yè)得分92.65分，評為B級能耗企業(yè)；依據《甘肅省行業(yè)用水定額》（DB62/T2987.2-2019），企業(yè)單位產品水耗為0.08t，達到甘肅省水泥企業(yè)水耗先進值。
2.4企業(yè)節(jié)能潛力分析及節(jié)能改造建議
經計算，企業(yè)總理論節(jié)能量5057tce/a，企業(yè)理論節(jié)能率1.51%。其中，設備升級改造的節(jié)能潛力為0.85%、信息化系統(tǒng)應用的節(jié)能潛力為0.52%、能源精細化管理的節(jié)能潛力為0.14%。2.4.1風機、電機節(jié)能改造。（1）主要內容：將原料磨風機和煤磨風機進行變頻改造，變頻系統(tǒng)接入企業(yè)DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程/就地控制；大中型電機更換為高效、節(jié)能電機。（2）預期節(jié)能效果：預計年節(jié)電400萬kW·h，年節(jié)能492tce。（3）預期經濟效益：預計總投資400萬元，年節(jié)約電費120萬元。2.4.2能源管理系統(tǒng)應用。（1）主要內容：搭建由能源監(jiān)測、能源分析、計劃與對標管理、生產報表等組成的能源管理系統(tǒng)平臺，通過網絡系統(tǒng)實現(xiàn)生產線、DCS控制系統(tǒng)間的聯(lián)系[6]。（2）預期節(jié)能效果：年可節(jié)煤2000t，年節(jié)電260萬kW·h，年綜合節(jié)能1748tce。（3）預期經濟效益：預計總投資500萬元，年綜合經濟效益160萬元。2.4.3能源精細化管理。（1）主要內容：建議企業(yè)完善績效考核體系，將公司的KPI業(yè)績考核指標分解到班組、分解到個人，利用能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)在更低能耗的水平下獲取運行優(yōu)化和最大化生產力。加強第三方能效評估機構對生產線用能的檢測和評估，提出有效的改進措施實現(xiàn)節(jié)能降耗，從精細化管理的角度提高企業(yè)的能效水平。（2）預期節(jié)能效果：年可節(jié)煤500t，年節(jié)電100萬kW·h，年綜合節(jié)能480tce。（3）預期經濟效益：預計總投資150萬元，年綜合經濟效益50.5萬元。
2.5案例總結
此次節(jié)能診斷服務的十家企業(yè)中，甘肅該水泥企業(yè)為優(yōu)秀案例，主要理由有五個方面：第一，該企業(yè)是第五批國家級綠色工廠，在節(jié)能降耗方面的工作做得比較扎實，在生產管理、能源管理方面可以說是甘肅省內水泥行業(yè)的佼佼者；第二，該企業(yè)在能源計量方面工作細致，計量器具配備完整，對生產各工序的能耗都有統(tǒng)計，為節(jié)能診斷提供了良好的數據支撐，同時為節(jié)能措施的制定提供有效判斷依據；第三，該企業(yè)有效利用石灰石輸送過程中的高差勢能，采取變頻回饋制動發(fā)電原理，將高差勢能通過回饋單元轉化為電能并回流至電網發(fā)電，該技術為其集團企業(yè)第一條采用皮帶發(fā)電項目，在國內同行業(yè)中也屬首創(chuàng)；第四，該企業(yè)采用生料立式磨、原煤立式磨、輥壓機及水泥磨雙閉路聯(lián)合粉磨系統(tǒng)等水泥行業(yè)先進工藝，并通過生產線篦冷機改造、余熱發(fā)電空冷島增加凝汽器改造，不斷提升企業(yè)能耗水平；第五，該企業(yè)仍有一定的節(jié)能潛力，可通過煤磨升級改造、風機節(jié)能改造、能源管理系統(tǒng)應用、能源精細化管理等措施，可使企業(yè)的能耗水平更上一個臺階，有望成為水泥行業(yè)的標桿。
3節(jié)能診斷的經驗
節(jié)能診斷服務力求“問題找準、方案對路、科學有據”，采取“節(jié)能診斷四步法”，即現(xiàn)場診斷、技術交流、專家判斷和企業(yè)確認。節(jié)能診斷工作步步推進，每一步結束后進行小結，確保節(jié)能診斷工作做得扎實，節(jié)能改造方案趨于合理和完善?，F(xiàn)場診斷前詳細梳理被診斷企業(yè)名單，根據企業(yè)產品、規(guī)模、地域等因素，確定診斷小組名單，每個診斷小組配備工藝、熱工、電氣、水暖等方面工程師，小組成員具有長期從事節(jié)能診斷工作的經驗。診斷小組成員到企業(yè)現(xiàn)場進行詳細調查、數據采集、測試分析，根據標準對照法、類比分析法，判斷企業(yè)所選用的工藝、技術、設備、材料是否滿足節(jié)能要求?，F(xiàn)場診斷后組織診斷成員進行技術交流，從國家推薦的重點節(jié)能技術，高效節(jié)能設備等方面出發(fā)，分析被診斷企業(yè)存在的節(jié)能潛力，提出節(jié)能降耗方案。邀請行業(yè)專家對節(jié)能降耗方案的科學性、合理性進行分析判斷，診斷小組根據專家意見對節(jié)能方案進行修改完善。最后診斷小組與企業(yè)確認方案實施的推進計劃，為有效實施節(jié)能改造方案打下良好基礎。
4節(jié)能診斷的效果
經過近兩年的推進實施，主管部門指導、診斷服務機構實施、工業(yè)企業(yè)積極參與的節(jié)能診斷服務機制日趨完善，并取得了一定的成效。根據工信部門統(tǒng)計，2019年全國范圍內從事公益性節(jié)能診斷的服務機構已達200多家，總計為各地區(qū)、各行業(yè)的4400余家企業(yè)提供了節(jié)能診斷服務。這些自愿接收節(jié)能診斷服務的企業(yè)共涉及約4.65億噸標準煤的能源消費總量，同時針對各個企業(yè)提出切實可行的節(jié)能改造措施建議，合計提出建議實施的改造項目共7930項。這些企業(yè)預期每年的節(jié)能總量約為1400萬噸標準煤，企業(yè)平均理論節(jié)能率可達3.0%。
5節(jié)能診斷面臨的困境
雖然工業(yè)節(jié)能診斷服務工作卓有成效，但其在推動工業(yè)企業(yè)綠色發(fā)展道路上也確實存在著各種困難，其中最突出的一點就是節(jié)能診斷的改造措施建議真正落到實處的比例低于預期。技術人才匱乏、技術力量不足、管理體系不健全等制約著企業(yè)的發(fā)展，有不少企業(yè)都是受限于這些因素，對節(jié)能診斷改造措施建議的實施心有余而力不足[5]。一些企業(yè)擔心改造可能會給現(xiàn)已穩(wěn)定安全的生產帶來不利影響，還有一些企業(yè)由于沒有充足的改造資金，改造項目遲遲無法落地。節(jié)能是為了降本增效，而節(jié)能改造又需要投入不菲的資金，無疑又會增加生產成本，盡管節(jié)能減排迫在眉睫，但節(jié)能改造能否實現(xiàn)投入產出的平衡也得有所兼顧。因此，節(jié)能診斷的改造措施建議必須針對企業(yè)能源利用的薄弱環(huán)節(jié)有的放矢，同時要充分考慮影響改造措施落地障礙，避免投資回收期過長。通俗來講，只有能帶來投資回報的節(jié)能診斷改造建議，才會被大多數企業(yè)欣然接受。
6對節(jié)能診斷的建議
目前，不同地區(qū)、不同行業(yè)間的工業(yè)能效水平差距還是比較大的，還需要政策引導拓展節(jié)能診斷服務的廣度。從一定意義上講，節(jié)能診斷服務恰好彌補了企業(yè)節(jié)能人才及技術的短缺，其公益性本身就為企業(yè)節(jié)省了節(jié)能咨詢費用。企業(yè)在自愿接受節(jié)能診斷服務時最好能表明具體需求方向，以便針對突出問題、關鍵環(huán)節(jié)精準診斷，大大提高診斷質量。在開展節(jié)能診斷的過程中，要幫助企業(yè)意識到節(jié)能減排的功效不僅僅是降本增效，更要意識到持續(xù)節(jié)能改造也是有效提升企業(yè)市場競爭力的重要手段。如果將工業(yè)節(jié)能診斷升級為定期診斷，隨著節(jié)能技術的不斷完善和發(fā)展，可以幫助工業(yè)企業(yè)不斷挖掘新的節(jié)能空間，從而更好地助力企業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展。同時，工業(yè)和信息化部鼓勵各地圍繞節(jié)能診斷服務及后續(xù)改造項目安排配套支持政策和補助經費，此舉無疑會積極調動相關企業(yè)的參與度，也為節(jié)能診斷改造建議的落地提供有力的支撐。
7結束語
為加快推進工業(yè)節(jié)能診斷服務工作，目前工信部門正在積極探索搭建節(jié)能技術裝備推廣、技術改造咨詢服務等對接平臺，努力形成咨詢、診斷、改造、評估的節(jié)能服務閉環(huán)，以期推動企業(yè)落實節(jié)能技改項目，助力企業(yè)實現(xiàn)降本增效、科學發(fā)展。
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作者:張建堂 單位:甘肅省建材科研設計院有限責任公司
