水泥工業(yè)節(jié)能潛力及能效水平提升途徑

  2014年中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議提出積極推動能源生產(chǎn)和消費革命，將能源問題提到一個新的高度。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年實際分別降低2.01%、3.6%、3.7%和4.8%，完成“十二五”預(yù)期目標指日可待，但是與國際發(fā)達國家相比，我們還存在很大差距，任重而道遠。面對依然嚴峻的節(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現(xiàn)：一是源自于行業(yè)工藝技術(shù)的挖潛和改造升級，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

  建材行業(yè)一直以來屬于高耗能行業(yè)，受到重點監(jiān)測。2014年，我國能源消費總量為37.6億噸標煤，其中建材行業(yè)總能耗為2.87億噸標準煤，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1.87億噸標準煤，占全國能耗總量的4.97%，占建材行業(yè)能耗總量的65%。進入新世紀以來，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)保標準出臺，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)線能效利用情況進行了跟蹤檢測與評價，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，最低值達到89.80kgce/t，兩者相差18.51kgce/t，且部分企業(yè)指標不能達到新的能耗限額標準要求。此外，與國際先進水平相比，我國水泥行業(yè)單位產(chǎn)品能耗指標目前仍普遍高出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)有非常成熟的實踐和案例，并可呈現(xiàn)立竿見影的效果，主要包括幾個方面：1.新型大推力煤粉燃燒器。該技術(shù)可減少一次風量，降低熱耗。2.第四代行進式穩(wěn)流篦式冷卻機。該技術(shù)可提高冷卻效果，降低出冷卻機熟料溫度，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+球磨機聯(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，而通過對電機進行變頻改造，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)入手進行改造實現(xiàn)節(jié)電，比如換用節(jié)能型變壓器、多臺變壓器并聯(lián)運行減少空載損耗以及配電線路改造。

  提升管理上升實現(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的入口和出口的把控，對于流程能源管理認識不足且缺位較大；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)部安排專人負責能源管理工作，并沒有設(shè)立獨立的能源管理中心。而事實上，企業(yè)的能源管理往往涉及采購、生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備等多個部門，需要多部門協(xié)作、聯(lián)動，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企業(yè)能源管理中心建設(shè)項目，許多企業(yè)只重視項目建設(shè)，而忽視了后續(xù)管理、考核制度的設(shè)計，缺少能源精細化管理的關(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)當從三方面入手，進一步提高企業(yè)的能效管理水平，實現(xiàn)水泥企業(yè)能源的精細化管理。

  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)實施方案》的實施目標中明確規(guī)定要在2020年之前在建材行業(yè)建設(shè)不少于200個企業(yè)能源管理中心，其中水泥企業(yè)不少于140個。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體系，落實能源管理責任。水泥企業(yè)的能源管理中心需要從能源管理的目標和方針、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等方面對企業(yè)的能源利用情況進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)的改進措施實現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能增效。

  加強企業(yè)的能效檢測和評估。能效評估是指能效評估機構(gòu)依據(jù)國家的法律法規(guī)和標準，對工業(yè)企業(yè)能源利用的物理過程進行統(tǒng)計、檢測和分析評價，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。

  能效評估機構(gòu)通過對統(tǒng)計數(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，能夠為企業(yè)出具具有法律效力的能效指標，同時與國家標準或國內(nèi)外先進水平進行對比，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算，通過分析和評價，提出企業(yè)提高能效水平的途徑和措施，通過措施的實施，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗。第四，通過能效評估，確認企業(yè)節(jié)能目標的實現(xiàn)情況，為實施合同能源管理、制定節(jié)能獎勵辦法奠定基礎(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，從而進一步完善能源管理制度，明確分工和職責，從精細化管理的角度提高企業(yè)的能效水平。

  建設(shè)企業(yè)級能源管理系統(tǒng)。水泥工業(yè)節(jié)能工作是一個系統(tǒng)性、綜合性很強的工作。如果缺乏相互聯(lián)系、相互制約和相互促進的科學(xué)能源管理理念和平臺，就會造成能源管理脫節(jié)，使能源使用無依據(jù)、分配無定額、考核無計量、管理無計劃、浪費無人管等現(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，極大地促進能源資源的高效利用，顯著提高能源利用的經(jīng)濟效益。能源管理系統(tǒng)是指采用自動化、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)實施集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)字化管理，改進和優(yōu)化能源平衡，實現(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)濟運行狀態(tài)的監(jiān)測、分析，幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)過程中的能耗問題，同時為企業(yè)建設(shè)能效對標、考核管理體系提供全面、準確的數(shù)據(jù)。能源管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化企業(yè)自動化、信息化管理的重要組成部分，是企業(yè)提高能效管理水平、實現(xiàn)節(jié)能降耗目標的重要工具和手段。

  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)能意識的普遍提高，相信實現(xiàn)水泥企業(yè)能源的精細化管理一定為期不遠。