水泥工業(yè)節(jié)能潛力及能效水平提升途徑

2014年中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議提出積極推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，將能源問題提到一個(gè)新的高度。2015年為“十二五”收官之年，按照《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》的目標(biāo)要求，我國在節(jié)能減排方面取得了巨大的成績，萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗從2011年至2014年實(shí)際分別降低2.01%、3.6%、3.7%和4.8%，完成“十二五”預(yù)期目標(biāo)指日可待，但是與國際發(fā)達(dá)國家相比，我們還存在很大差距，任重而道遠(yuǎn)。面對依然嚴(yán)峻的節(jié)能減排壓力，水泥行業(yè)節(jié)能潛力和能效水平提升可通過兩大途徑來實(shí)現(xiàn)：一是源自于行業(yè)工藝技術(shù)的挖潛和改造升級(jí)，二是來自企業(yè)管理水平的提升。

挖潛工藝技術(shù)改造行業(yè)升級(jí)

建材行業(yè)一直以來屬于高耗能行業(yè)，受到重點(diǎn)監(jiān)測。2014年，我國能源消費(fèi)總量為37.6億噸標(biāo)煤，其中建材行業(yè)總能耗為2.87億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消耗總量的7.63%，水泥行業(yè)能源消耗總量約為1.87億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能耗總量的4.97%，占建材行業(yè)能耗總量的65%。進(jìn)入新世紀(jì)以來，水泥工業(yè)取得了長足發(fā)展，以新型干法為代表的先進(jìn)生產(chǎn)工藝快速發(fā)展、大量節(jié)能減排技術(shù)的推廣應(yīng)用，使水泥行業(yè)能源利用效率大幅度提升，水泥行業(yè)在提高能源利用水平，減少污染物排放等方面取得了巨大成績。然而，隨著GB16780-2012《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》的執(zhí)行，以及新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，水泥工業(yè)依然面臨著很大的節(jié)能減排壓力。

建材工業(yè)能效評估中心致力于行業(yè)節(jié)能減排和能效利用潛力研究工作，近年來對國內(nèi)部分水泥生產(chǎn)線能效利用情況進(jìn)行了跟蹤檢測與評價(jià)，從監(jiān)測結(jié)果來看，企業(yè)的能耗利用水平參差不齊，以5000t/d水泥生產(chǎn)線為例，不同企業(yè)生產(chǎn)線的可比熟料綜合煤耗差距很大，數(shù)據(jù)顯示（見表），國內(nèi)部分5000t/d生產(chǎn)線的煤耗測試數(shù)據(jù)最高值為108.31kgce/t，最低值達(dá)到89.80kgce/t，兩者相差18.51kgce/t，且部分企業(yè)指標(biāo)不能達(dá)到新的能耗限額標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，與國際先進(jìn)水平相比，我國水泥行業(yè)單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)目前仍普遍高出15%~20%，節(jié)能空間巨大。

從工藝技術(shù)水平提升方面，目前國內(nèi)有非常成熟的實(shí)踐和案例，并可呈現(xiàn)立竿見影的效果，主要包括幾個(gè)方面：1.新型大推力煤粉燃燒器。該技術(shù)可減少一次風(fēng)量，降低熱耗。2.第四代行進(jìn)式穩(wěn)流篦式冷卻機(jī)。該技術(shù)可提高冷卻效果，降低出冷卻機(jī)熟料溫度，降低熱耗。3.生料立磨及煤立磨粉磨技術(shù)。立磨不同于其他單體（組）粉磨設(shè)備，可集粉磨、烘干和分級(jí)于一體，單位電耗低，屬于典型的節(jié)能環(huán)保型粉磨設(shè)備。立磨比球磨粉磨系統(tǒng)節(jié)電約20%~35%，即每噸生料省電8~10kW·h。4.輥壓機(jī)+球磨機(jī)聯(lián)合粉磨技術(shù)。聯(lián)合粉磨系統(tǒng)噸水泥粉磨電耗可降低8~12kW·h，較傳統(tǒng)球磨系統(tǒng)節(jié)電15%~30%，可使原球磨機(jī)增產(chǎn)幅度超過100%。5.余熱發(fā)電技術(shù)。新型干法水泥熟料生產(chǎn)企業(yè)中由窯頭熟料冷卻機(jī)和窯尾預(yù)熱器排出的350℃左右廢氣，其熱能大約為水泥熟料燒成系統(tǒng)熱耗量的35%，低溫余熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，可將排放到大氣中占熟料燒成系統(tǒng)熱耗35%的廢氣余熱進(jìn)行回收。目前國內(nèi)帶余熱發(fā)電的新型干法水泥生產(chǎn)線約1100條，裝機(jī)容量約7700MW，節(jié)能效果顯著。6.變頻改造。水泥企業(yè)為資產(chǎn)密集型企業(yè)，有大量用電設(shè)備，一條2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線，年耗電量2億多度，而通過對電機(jī)進(jìn)行變頻改造，可以大幅度節(jié)電。7.供配電系統(tǒng)改造。對于建廠較早的水泥企業(yè)，可以從供配電系統(tǒng)入手進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)節(jié)電，比如換用節(jié)能型變壓器、多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行減少空載損耗以及配電線路改造。

提升管理上升實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

從企業(yè)管理水平提升方面，目前來看，尚未得到企業(yè)足夠的重視，主要表現(xiàn)在：一是國內(nèi)水泥企業(yè)對能效檢測和評估的重視程度不夠，能源管理依舊停留在粗放、表觀層面，把大量的精力放在對能源消費(fèi)的入口和出口的把控，對于流程能源管理認(rèn)識(shí)不足且缺位較大；二是沒有建立起企業(yè)完整、規(guī)范的能源管理組織架構(gòu)，部分企業(yè)僅在企管部或技術(shù)部安排專人負(fù)責(zé)能源管理工作，并沒有設(shè)立獨(dú)立的能源管理中心。而事實(shí)上，企業(yè)的能源管理往往涉及采購、生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備等多個(gè)部門，需要多部門協(xié)作、聯(lián)動(dòng)，才可取得良好的效果；三是企業(yè)能源管理、考核制度不健全。近幾年工信部在大力推動(dòng)企業(yè)能源管理中心建設(shè)項(xiàng)目，許多企業(yè)只重視項(xiàng)目建設(shè)，而忽視了后續(xù)管理、考核制度的設(shè)計(jì)，缺少能源精細(xì)化管理的關(guān)鍵一環(huán)；四是能源管理人員專業(yè)水平不高。目前企業(yè)從事能源管理的人員多是跨行從事能源管理工作，沒有受到系統(tǒng)的教育和培訓(xùn)，對能源管理更多是檢查報(bào)表、核對數(shù)據(jù)，應(yīng)付檢查等，缺乏專業(yè)管理的深度和廣度。

鑒于水泥企業(yè)在能效管理方面存在的問題，應(yīng)當(dāng)從三方面入手，進(jìn)一步提高企業(yè)的能效管理水平，實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)能源的精細(xì)化管理。

成立企業(yè)能源管理中心。2015年，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于印發(fā)鋼鐵、石油和化工、建材、有色金屬、輕工行業(yè)企業(yè)能源管理中心建設(shè)實(shí)施方案的通知》，對于建材、鋼鐵、石油、化工等行業(yè)繼續(xù)推進(jìn)企業(yè)能源管理中心建設(shè)提出了明確的要求。其中《建材行業(yè)企業(yè)能源管理中心建設(shè)實(shí)施方案》的實(shí)施目標(biāo)中明確規(guī)定要在2020年之前在建材行業(yè)建設(shè)不少于200個(gè)企業(yè)能源管理中心，其中水泥企業(yè)不少于140個(gè)。能源管理中心主要工作包括建立分工明確、完善的能源管理制度，確定明確的能源管理方針和定量指標(biāo)體系，落實(shí)能源管理責(zé)任。水泥企業(yè)的能源管理中心需要從能源管理的目標(biāo)和方針、能源輸入管理、能源加工轉(zhuǎn)換、能源輸送和分配、能源的使用、能源使用分析和評價(jià)等方面對企業(yè)的能源利用情況進(jìn)行全面的管理和考核，發(fā)現(xiàn)企業(yè)在能源使用中存在的問題，經(jīng)過持續(xù)的改進(jìn)措施實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能增效。

加強(qiáng)企業(yè)的能效檢測和評估。能效評估是指能效評估機(jī)構(gòu)依據(jù)國家的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，對工業(yè)企業(yè)能源利用的物理過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、檢測和分析評價(jià)，全面了解生產(chǎn)過程的整體用能狀況，主要能耗問題及節(jié)能潛力，從而提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。目前，建材企業(yè)普遍具有節(jié)能減排的意愿，積極尋求有效降低能耗的技術(shù)措施和手段，但是，許多企業(yè)特別是中小企業(yè)由于自身技術(shù)支撐不足，節(jié)能減排水平的提高步履維艱。

能效評估機(jī)構(gòu)通過對統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的審核和現(xiàn)場檢測，加以物料平衡和能量平衡的計(jì)算和分析，得到企業(yè)在能源利用過程中存在的問題。第一，得到一些企業(yè)在日常操作中得不到的數(shù)據(jù)，如風(fēng)量、氣體成分、含塵量、諧波等參數(shù)，這些參數(shù)對能耗的影響基本沒有定量分析和研究，通過能效評估，企業(yè)可以深入的分析在工藝設(shè)備、操作和管理中存在的問題，為企業(yè)進(jìn)一步提高裝備水平和優(yōu)化操作提供依據(jù)。第二，客觀評定企業(yè)的能源利用量和能源利用效率。通過能效評估，能夠?yàn)槠髽I(yè)出具具有法律效力的能效指標(biāo)，同時(shí)與國家標(biāo)準(zhǔn)或國內(nèi)外先進(jìn)水平進(jìn)行對比，使企業(yè)能夠清楚的了解自身的差距，做到心中有數(shù)。第三，結(jié)合物料平衡和熱量平衡的計(jì)算，通過分析和評價(jià)，提出企業(yè)提高能效水平的途徑和措施，通過措施的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗。第四，通過能效評估，確認(rèn)企業(yè)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況，為實(shí)施合同能源管理、制定節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)辦法奠定基礎(chǔ)，也可以為企業(yè)取得政府節(jié)能優(yōu)惠政策、基金援助和節(jié)能技改優(yōu)惠貸款提供依據(jù)。第五，通過能效評估，找出企業(yè)在能源管理中存在的問題，從而進(jìn)一步完善能源管理制度，明確分工和職責(zé)，從精細(xì)化管理的角度提高企業(yè)的能效水平。

建設(shè)企業(yè)級(jí)能源管理系統(tǒng)。水泥工業(yè)節(jié)能工作是一個(gè)系統(tǒng)性、綜合性很強(qiáng)的工作。如果缺乏相互聯(lián)系、相互制約和相互促進(jìn)的科學(xué)能源管理理念和平臺(tái)，就會(huì)造成能源管理脫節(jié)，使能源使用無依據(jù)、分配無定額、考核無計(jì)量、管理無計(jì)劃、浪費(fèi)無人管等現(xiàn)象。從能源利用角度來說，信息化將顯著提高能源的實(shí)物資源配置效率，采用現(xiàn)代化的科學(xué)管理方法和手段來進(jìn)行能源的管理和考核，能夠有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，極大地促進(jìn)能源資源的高效利用，顯著提高能源利用的經(jīng)濟(jì)效益。能源管理系統(tǒng)是指采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)能源的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)施集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進(jìn)和優(yōu)化能源平衡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性節(jié)能降耗的管控一體化系統(tǒng)。對于水泥企業(yè)來講，能源管理中心管理的對象是包括煤、電、水、氣等各類能源、資源，不僅僅是企業(yè)的能源消耗還包括比如余熱發(fā)電的電能生產(chǎn)。通過對水泥生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)能耗數(shù)據(jù)的在線采集，完成對產(chǎn)品綜合能耗、各工序（車間、班組）的能效水平、主要用能設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測、分析，幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程中的能耗問題，同時(shí)為企業(yè)建設(shè)能效對標(biāo)、考核管理體系提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。能源管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)化、信息化管理的重要組成部分，是企業(yè)提高能效管理水平、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)的重要工具和手段。

水泥企業(yè)在能源管理上依舊是“路漫漫其修遠(yuǎn)兮”，但是有國家政策的大力支持、技術(shù)手段的充分積累、節(jié)能意識(shí)的普遍提高，相信實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)能源的精細(xì)化管理一定為期不遠(yuǎn)。