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摘 要 分析了现阶段我国企业进行能源审计的意义,并基于我国水泥行业发展现状以及当前国情政策分析了在水泥企业进行能源审计和进行节能减排的必要性,结合在水泥企业开展的能源审计阐述了水泥企业能源审计的内容、方法和实务,重点分析了水泥企业的节能潜力。通过能源审计,水泥企业能够清晰掌握企业自身用能状况,有利于促进企业改进能源管理手段,挖掘节能潜力,降低能源消耗,提高经济效益。
Abstract The significance of Chinese enterprises to conduct the energy audit at present stage is put forward. Based on situation of cement industry and national conditions and policies in China, the importance and necessity of energy audits and energy saving in cement companies is analyzed. Content, several methods and practices of audit are raised, combined with energy audit carried out in a cement plant, which also focus on finding out the energy-saving potentials. Energy auditing, which contribute to the estimation of energy using and improvement of energy management, will help the enterprises to reduce energy consumption, and improve economic efficiency.
关键词:能源审计 水泥企业 节能潜力
Keywords: Energy audits; Cement plant; Energy-saving potential
中图分类号:C29 文献标识码:A 文章编号:
1企业能源审计
企业能源审计是由节能主管部门授权的审计机构和具有资格的能源审计人员依据国家节能法规和标准,对企业的能源利用状况进行审核与评价。我国先后颁布了《企业能源审计技术通则》GB/T17166-1997及《工业企业能源管理导则》GB/T 15587-2008等一系列国家标准,大力推广能源审计工作。2012年,北京市发改委发布《北京市用能代为能源审计推广实施方案》,计划在2012至2014年对680余家重点用能单位或公共机构进行鼓励性能源审计或实施强制能源审计,旨在进一步深入挖掘企业节能潜力,持续提升能效水平和节能管理水平。目前,能源审计工作在我国化工企业、石油企业和公用民用建筑领域的节能减排工作中受到重视,发挥了重要的作用。企业能源审计对缓解社会发展面临的能源紧缺矛盾、完善企业节能的内部监管网络从而实现可持续发展具有重大意义。随着“十二五”规划工作的开展,国家对节能工作的推动力度日趋加大,能源审计将成为企业发展必须要迈过的门槛。
2水泥企业能耗现状及能源审计的重要性
我国经济高速发展,城市化进程不断加快,从而刺激了建筑行业的快速发展,带动了水泥行业的兴起,水泥产量逐年攀升。据国家统计局发布的经济数据显示,截至2011年底,我国水泥总产量达到20.85亿吨,约占世界总产量58%,规模以上水泥制造业能源消耗总量1.8亿吨标准煤,占建材工业能耗总量73.9%,约占工业能源消耗总量7.2%,在工业部门中位于黑色冶金、石油化工、电力热力之后居第四位。
水泥企业由于目前水泥生产工艺的限制,在水泥生产中出现不可避免热损失。由于水泥回转窑体内部高温气流与物料之间的换热效率较低,煅烧1kg水泥熟料理论上只需消耗1755. 6kJ至1797. 4kJ的热量,而实际需要消耗的热量按照设计院提供达到3011kJ的热量,热效率仅为59%左右,其余热量则通过水分蒸发、废气、冷却空气、熟料、筒体散热等途径流失[1-2]。而目前生产约占我国水泥总量89%的新型干法预热器窑热效率也仅约为50%左右。
水泥制造等高耗能行业消耗大量的煤炭、电力等一次、二次能源,已引起国家高度重视。2006年9月7日,国家发改委等五部委联合印发《千家企业节能行动实施方案》的通知,在1008家年耗标准煤18万吨以上的企业相继开展了企业能源审计工作,其中水泥企业占71家。与此同时,国家发改委要求水泥综合能耗由2000年的181千克标准煤/吨降到2010年的145千克标准煤/吨[3]。目前,我国水泥企业数量高达3000多家,到2015年末,水泥企业户数可能将减少近1/3[4]。对于水泥企业而言,提高生产效率、挖掘节能潜力已经成為事关生存的重中之重。通过能源审计,水泥企业可以及时分析掌握企业能源管理水平及用能状况,挖掘节能潜力,寻找节能方向,降低能源消耗和生产成本,提高经济效益。
3水泥企业能源审计实施
3.1 水泥企业能源审计的内容
水泥企业能源审计关注的是水泥企业能源转换以及利用的物理过程、财务过程和管理过程的合理性、合规性、经济性和节能潜力等目标,以水泥能源学、审计学等原理分析其合理性;根据与节能减排相关的法律规定、政府监管机构制定的监管规则、行业标准化中心制定的行业导则以及水泥企业的内部规章制度等考察其合规性;评价其用较少的投入获得较大的成果带来的经济性;分析存在于企业内部不容易发现或发觉的能力,挖掘其节能潜力。
水泥企业能源审计的主要内容主要包括:企业基本概况;审计期内电力、煤炭、油、水等资源的管理、使用状况;水泥生产工艺、用能流程;主要用能设备如窑、磨、空压机、风机、传动装置、变电设备等的运行状况及运行效率;能源统计台账;单位水泥产品的能耗;节能改造项目;水泥企业能源利用的经济分析及环境影响等。
3.2 水泥企业能源审计的方法
水泥企业能源审计采用调查研究、理论分析、现场测试相结合的方法开展工作。调查研究主要是指深入企业内部,详细了解企业状况、能源管理体系、能源利用现状、经营活动台账、技术力量、工艺流程等,从而获得企业第一手资料;理论分析主要是针对获得的企业资料,利用能源学、统计学、审计学的基本原理,展开分析研究工作;现场测试主要是依据国家法规要求对高能耗设备、重要工序进行实地检测。
审计过程中应根据能源利用的购入贮存、加工转换、输送分配、终端使用四个环节来判明能源浪费和效率低的部位,分析问题在哪里产生,问题产生的原因,如何解决问题,从而依据企业能源利用状况,寻找节能潜力,提出节能降耗的整改措施。在水泥企业整体的生产和服务过程中,可以从能源、原材料、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工、产品和余热余能等九个方面进行能源使用状况或生产效率的分析[5]。企业能量平衡框图如图1所示。
、
图1 企业能量平衡框图
3.3 水泥企业能源审计实务
(1)立项。包括确定水泥企业能源审计任务;拟定水泥企业能源审计工作计划;成员组成和分工;必需的设备与仪器;确定参考的法规标准等。
(2)数据采集。确定水泥工艺流程;确定能源流向与物流图;查阅能源数据台账、主要参数报表和有关数据信息。
(3)能源检测。对水泥企业的主要工艺过程、主要用能系统和设备或重要工序进行现场调查,注意计量仪表工作位置与工作状态,了解取得能源数据的具体工况,对重点耗能设备进行必要的能源检测等。
(4)能量平衡分析。水泥企业的能源计量及统计状况;水泥企业能源消费指标计算分析;水泥企业能量平衡和分析。
(5)改善能源管理。通过企业能量平衡分析,强化企业能源管理,提高企业能源利用率,制定企业的能源管理标准与制度。
(6)改进维修操作。在技术维修、保养上强化管理。
(7)无/低成本项目。通过能源审计,可以确定的无成本 / 低成本节能技术项目优先实施,有的应该即知即改。
(8)重大项目。水泥企业重大节能技术改造项目是节能的根本措施,要进行可行性分析、环评分析、资金筹措计划以及提出进度表等。
(9)最终报告。企业能源审计报告书是能源审计的直接结果(产品),它是指导被审计单位今后科学合理用能、加强节能管理、指出节能技改方向与上级有关部门验收的依据,具有较强的时效性[6]。
(10)能源审计回访。为保证能源审计效果,检查和回访水泥企业能源审计报告的落实情况是必要的,可以参照后续审计的准则进行。
4水泥企业节能潜力分析
2012年,北京市积极推进能源审计工作,对126家重点耗能企业或机构进行了能源审计,其中涉及6家水泥企业。通过能源审计,水泥企业在能源管理、技术改造、余热余能利用方面还存在着巨大的节能潜力。
4.1 管理途径
目前,水泥企业普遍存在能源管理技术人员力量薄弱、能源管理专业水平较低,管理制度华而不实等问题,在管理方面水泥企业应积极做到:建立健全能源管理机构;完善目标责任制度和用能规范;加强能源管理人员培养、培训工作;特别是应当制定燃料质量标准。
4.2 技术途径
水泥企业主要消耗能源是煤炭和电力,某水泥企业在审计期内能源消耗结构饼图如图2,审计期内能源成本结构饼图如图3,由图2和图3可以看出,水泥企业节能工作的核心是减少煤炭消耗和电力消耗。
图2审计期内某水泥企业能源消耗结构饼图(当量指标折算)
图3审计期某水泥企业总能源成本结构饼图
4.2.1 煤炭利用
(1)通过审计,水泥企业普遍存在着进厂煤质变化较大,水分含量高,不同批次煤炭低位发热值相差较大等问题。水泥企业应当制定企业燃料质量标准,加强进场煤质化验,保證进厂煤质质量。
(2)水泥企业多数是露天储煤场、预均化场,非封闭式皮带输煤,由于贮存和加工输运不当而带来的煤炭损耗约占3%~5%。水泥企业应当对储煤场进行封闭或半封闭改造,对预均化场和输送皮带进行封闭式改造,减少风损和雨水影响。
4.2.2 电能利用
(1)水泥企业还普遍存在着电力三级计量体系不完善的问题,不仅使得企业内部能源考核目标和责任制流于形式,也使企业对各个用能节点的设备运行和用能现状掌控不力。水泥企业要完善电力三级计量体系,特别是对重点用能车间或工序布设二级计量电表,对重点耗能设备布设三级计量电表,合理调配设备运行,达到经济运行状态。
(2)水泥企业还普遍存在着变频调速、无功补偿等节能技术应用不力等问题。选粉机、篦冷机、罗茨风机的负载状况变化比较大,根据设备的负荷变化及运行状况,对这些大型用电设备电机进行变频改造,达到节电的效果。改造后可以使普通异步电动机实现无级调速,使启动电流小,减少电源设备容量;可以使电机启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备;同时对电机具有保护功能,降低电机的维修费用,具有显著的节电效果。对于供配电线路,应当合理布局补偿位置和补偿容量。根据节能监测结果,合理选择电容器的容量,对车间低压配电线路较长的集群用电负荷或单台功率大的设备进行就地无功补偿。
4.2.3 余热利用
由于我国水泥企业中熟料煅烧技术及节能技术水平的限制,大量的中、低温废气余热仍不能被充分利用,生产过程中由窑头篦冷机和窑尾预热器等排掉的300℃以上低温废气余热,其热量约占水泥熟料烧成总耗热量30%以上,造成的能源浪费非常严重。回收利用废气余热是水泥企业挖掘节能潜力、提高能源利用效率的关键。
(1)余热发电
水泥企业低温余热发电是完全利用余热,无外加热源的发电系统,即利用预热器350℃的烟气余热产生低压过热蒸汽,同时并将出篦冷机的烟气出口前移以获得350℃左右的烟气,可产生饱和热水和低压过热蒸汽。该系统的特点是系统简单,便于管理,是今后水泥窑余热发电的发展趋势。对提高能源综合利用率,降低新型干法水泥生产能耗和成本,保护环境具有重要的现实意义,将有力推动水泥工业持续健康发展。水泥窑纯低温余热发电技术的发展为新型干法水泥生产节能降耗开辟了广阔的空间。
以建有一条Ф3.5×54m五级单系列悬浮预热器窑外分解窑,设计日产水泥熟料1500吨,年产水泥60万吨的水泥企业为例,利用窑头、窑尾废气余热通过增设窑头窑尾锅炉,可以建设一座2600kW电站,预计年发电量1978×104 kW•h,以国内火电机组平均供电煤耗333g/ kW•h为基准,年节约燃煤6587tce。通过余热发电技术改造,降低水泥企业余热排放,减少外购电量,节约电力资源,节能效益显著。
(2)其他余热利用技术
水泥企业还可以充分利用窑头、窑尾低温余热用于制备生活热水,用于供暖、制冷或热电联供。
水泥企业可以根据企业实际情况采取以上几种余热利用技术措施,从而将水泥窑废气余热回收,或转化为电能,或重新利用。通过对窑头、窑尾废气余热的回收利用,一方面降低了排放温度,减轻了热污染;另一方面,水泥窑废气经过余热锅炉或换热器后,能够沉降部分粉尘使水泥窑废气收尘器的含尘浓度大幅降低,减轻收尘器工作负荷,从而实现节能减排、提高能源利用效率的目的。
4.3 结构节能
4.3.1 产品结构调整
定期进行产业交流,市场调研,根据市场需求、产业形势、国家政策合理调整生产水泥产品种类。并建议企业考虑引进技术在水泥生产阶段掺兑废渣,在保质保量的情况下争取享受政府增值税即征即退政策。
4.3.2 能源结构调整
目前,水泥企业能源消耗结构是以煤炭和电力消耗为主,可以通过中低温余热电站的建设,减少对市政电网用电需求。近年来,国内不少水泥企业探索利用水泥窑协同处置有毒有害废弃物、城市污泥、生活垃圾、焚烧飞灰等难以处置、危害环境的工业和生活废弃物,在技术、设备、管理上已经取得实效,可以通过调整不同燃料比实现减少煤炭消耗的目的,实现节能降耗。
5小结
能源审计是由政府推动节能活动的一种管理方法,政府通过能源审计可以合理地配置国家能源,提高能源利用率,节约能源,保护环境,实现经济可持续发展。企业通过能源审计,可以切实掌握企业自身实际用能状况,促进了企业改进能源管理手段,有利于企业挖掘节能潜力,降低能源消耗,提高经济效益。水泥企业处于高耗能行业,应该深刻意识到能源审计和节能降耗在经济效益、社会效益和生态效益等方面的影响,积极响应政府的号召,为维持自身可持续发展和社会环境的优化而不断努力。
参考文献
[1]周慧群. 水泥煅烧技术及设备[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,2006.
[2]李坚利,惠群. 水泥生产工艺[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,2008.
[3]国家发展和改革委员会. 节能中长期专项规划. 2004,11
[4]工业和信息化部. 水泥工业“十二五”发展规划. 2011,11
[5]孟昭利. 企业能源审计方法[M]. 北京:清华大学出版社,2002.
[6]方战强,任官平. 能源审计原理与实施方法[M]. 北京:化学工业出版社,2008.
Abstract The significance of Chinese enterprises to conduct the energy audit at present stage is put forward. Based on situation of cement industry and national conditions and policies in China, the importance and necessity of energy audits and energy saving in cement companies is analyzed. Content, several methods and practices of audit are raised, combined with energy audit carried out in a cement plant, which also focus on finding out the energy-saving potentials. Energy auditing, which contribute to the estimation of energy using and improvement of energy management, will help the enterprises to reduce energy consumption, and improve economic efficiency.
关键词:能源审计 水泥企业 节能潜力
Keywords: Energy audits; Cement plant; Energy-saving potential
中图分类号:C29 文献标识码:A 文章编号:
1企业能源审计
企业能源审计是由节能主管部门授权的审计机构和具有资格的能源审计人员依据国家节能法规和标准,对企业的能源利用状况进行审核与评价。我国先后颁布了《企业能源审计技术通则》GB/T17166-1997及《工业企业能源管理导则》GB/T 15587-2008等一系列国家标准,大力推广能源审计工作。2012年,北京市发改委发布《北京市用能代为能源审计推广实施方案》,计划在2012至2014年对680余家重点用能单位或公共机构进行鼓励性能源审计或实施强制能源审计,旨在进一步深入挖掘企业节能潜力,持续提升能效水平和节能管理水平。目前,能源审计工作在我国化工企业、石油企业和公用民用建筑领域的节能减排工作中受到重视,发挥了重要的作用。企业能源审计对缓解社会发展面临的能源紧缺矛盾、完善企业节能的内部监管网络从而实现可持续发展具有重大意义。随着“十二五”规划工作的开展,国家对节能工作的推动力度日趋加大,能源审计将成为企业发展必须要迈过的门槛。
2水泥企业能耗现状及能源审计的重要性
我国经济高速发展,城市化进程不断加快,从而刺激了建筑行业的快速发展,带动了水泥行业的兴起,水泥产量逐年攀升。据国家统计局发布的经济数据显示,截至2011年底,我国水泥总产量达到20.85亿吨,约占世界总产量58%,规模以上水泥制造业能源消耗总量1.8亿吨标准煤,占建材工业能耗总量73.9%,约占工业能源消耗总量7.2%,在工业部门中位于黑色冶金、石油化工、电力热力之后居第四位。
水泥企业由于目前水泥生产工艺的限制,在水泥生产中出现不可避免热损失。由于水泥回转窑体内部高温气流与物料之间的换热效率较低,煅烧1kg水泥熟料理论上只需消耗1755. 6kJ至1797. 4kJ的热量,而实际需要消耗的热量按照设计院提供达到3011kJ的热量,热效率仅为59%左右,其余热量则通过水分蒸发、废气、冷却空气、熟料、筒体散热等途径流失[1-2]。而目前生产约占我国水泥总量89%的新型干法预热器窑热效率也仅约为50%左右。
水泥制造等高耗能行业消耗大量的煤炭、电力等一次、二次能源,已引起国家高度重视。2006年9月7日,国家发改委等五部委联合印发《千家企业节能行动实施方案》的通知,在1008家年耗标准煤18万吨以上的企业相继开展了企业能源审计工作,其中水泥企业占71家。与此同时,国家发改委要求水泥综合能耗由2000年的181千克标准煤/吨降到2010年的145千克标准煤/吨[3]。目前,我国水泥企业数量高达3000多家,到2015年末,水泥企业户数可能将减少近1/3[4]。对于水泥企业而言,提高生产效率、挖掘节能潜力已经成為事关生存的重中之重。通过能源审计,水泥企业可以及时分析掌握企业能源管理水平及用能状况,挖掘节能潜力,寻找节能方向,降低能源消耗和生产成本,提高经济效益。
3水泥企业能源审计实施
3.1 水泥企业能源审计的内容
水泥企业能源审计关注的是水泥企业能源转换以及利用的物理过程、财务过程和管理过程的合理性、合规性、经济性和节能潜力等目标,以水泥能源学、审计学等原理分析其合理性;根据与节能减排相关的法律规定、政府监管机构制定的监管规则、行业标准化中心制定的行业导则以及水泥企业的内部规章制度等考察其合规性;评价其用较少的投入获得较大的成果带来的经济性;分析存在于企业内部不容易发现或发觉的能力,挖掘其节能潜力。
水泥企业能源审计的主要内容主要包括:企业基本概况;审计期内电力、煤炭、油、水等资源的管理、使用状况;水泥生产工艺、用能流程;主要用能设备如窑、磨、空压机、风机、传动装置、变电设备等的运行状况及运行效率;能源统计台账;单位水泥产品的能耗;节能改造项目;水泥企业能源利用的经济分析及环境影响等。
3.2 水泥企业能源审计的方法
水泥企业能源审计采用调查研究、理论分析、现场测试相结合的方法开展工作。调查研究主要是指深入企业内部,详细了解企业状况、能源管理体系、能源利用现状、经营活动台账、技术力量、工艺流程等,从而获得企业第一手资料;理论分析主要是针对获得的企业资料,利用能源学、统计学、审计学的基本原理,展开分析研究工作;现场测试主要是依据国家法规要求对高能耗设备、重要工序进行实地检测。
审计过程中应根据能源利用的购入贮存、加工转换、输送分配、终端使用四个环节来判明能源浪费和效率低的部位,分析问题在哪里产生,问题产生的原因,如何解决问题,从而依据企业能源利用状况,寻找节能潜力,提出节能降耗的整改措施。在水泥企业整体的生产和服务过程中,可以从能源、原材料、技术工艺、设备、过程控制、管理、员工、产品和余热余能等九个方面进行能源使用状况或生产效率的分析[5]。企业能量平衡框图如图1所示。
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图1 企业能量平衡框图
3.3 水泥企业能源审计实务
(1)立项。包括确定水泥企业能源审计任务;拟定水泥企业能源审计工作计划;成员组成和分工;必需的设备与仪器;确定参考的法规标准等。
(2)数据采集。确定水泥工艺流程;确定能源流向与物流图;查阅能源数据台账、主要参数报表和有关数据信息。
(3)能源检测。对水泥企业的主要工艺过程、主要用能系统和设备或重要工序进行现场调查,注意计量仪表工作位置与工作状态,了解取得能源数据的具体工况,对重点耗能设备进行必要的能源检测等。
(4)能量平衡分析。水泥企业的能源计量及统计状况;水泥企业能源消费指标计算分析;水泥企业能量平衡和分析。
(5)改善能源管理。通过企业能量平衡分析,强化企业能源管理,提高企业能源利用率,制定企业的能源管理标准与制度。
(6)改进维修操作。在技术维修、保养上强化管理。
(7)无/低成本项目。通过能源审计,可以确定的无成本 / 低成本节能技术项目优先实施,有的应该即知即改。
(8)重大项目。水泥企业重大节能技术改造项目是节能的根本措施,要进行可行性分析、环评分析、资金筹措计划以及提出进度表等。
(9)最终报告。企业能源审计报告书是能源审计的直接结果(产品),它是指导被审计单位今后科学合理用能、加强节能管理、指出节能技改方向与上级有关部门验收的依据,具有较强的时效性[6]。
(10)能源审计回访。为保证能源审计效果,检查和回访水泥企业能源审计报告的落实情况是必要的,可以参照后续审计的准则进行。
4水泥企业节能潜力分析
2012年,北京市积极推进能源审计工作,对126家重点耗能企业或机构进行了能源审计,其中涉及6家水泥企业。通过能源审计,水泥企业在能源管理、技术改造、余热余能利用方面还存在着巨大的节能潜力。
4.1 管理途径
目前,水泥企业普遍存在能源管理技术人员力量薄弱、能源管理专业水平较低,管理制度华而不实等问题,在管理方面水泥企业应积极做到:建立健全能源管理机构;完善目标责任制度和用能规范;加强能源管理人员培养、培训工作;特别是应当制定燃料质量标准。
4.2 技术途径
水泥企业主要消耗能源是煤炭和电力,某水泥企业在审计期内能源消耗结构饼图如图2,审计期内能源成本结构饼图如图3,由图2和图3可以看出,水泥企业节能工作的核心是减少煤炭消耗和电力消耗。
图2审计期内某水泥企业能源消耗结构饼图(当量指标折算)
图3审计期某水泥企业总能源成本结构饼图
4.2.1 煤炭利用
(1)通过审计,水泥企业普遍存在着进厂煤质变化较大,水分含量高,不同批次煤炭低位发热值相差较大等问题。水泥企业应当制定企业燃料质量标准,加强进场煤质化验,保證进厂煤质质量。
(2)水泥企业多数是露天储煤场、预均化场,非封闭式皮带输煤,由于贮存和加工输运不当而带来的煤炭损耗约占3%~5%。水泥企业应当对储煤场进行封闭或半封闭改造,对预均化场和输送皮带进行封闭式改造,减少风损和雨水影响。
4.2.2 电能利用
(1)水泥企业还普遍存在着电力三级计量体系不完善的问题,不仅使得企业内部能源考核目标和责任制流于形式,也使企业对各个用能节点的设备运行和用能现状掌控不力。水泥企业要完善电力三级计量体系,特别是对重点用能车间或工序布设二级计量电表,对重点耗能设备布设三级计量电表,合理调配设备运行,达到经济运行状态。
(2)水泥企业还普遍存在着变频调速、无功补偿等节能技术应用不力等问题。选粉机、篦冷机、罗茨风机的负载状况变化比较大,根据设备的负荷变化及运行状况,对这些大型用电设备电机进行变频改造,达到节电的效果。改造后可以使普通异步电动机实现无级调速,使启动电流小,减少电源设备容量;可以使电机启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备;同时对电机具有保护功能,降低电机的维修费用,具有显著的节电效果。对于供配电线路,应当合理布局补偿位置和补偿容量。根据节能监测结果,合理选择电容器的容量,对车间低压配电线路较长的集群用电负荷或单台功率大的设备进行就地无功补偿。
4.2.3 余热利用
由于我国水泥企业中熟料煅烧技术及节能技术水平的限制,大量的中、低温废气余热仍不能被充分利用,生产过程中由窑头篦冷机和窑尾预热器等排掉的300℃以上低温废气余热,其热量约占水泥熟料烧成总耗热量30%以上,造成的能源浪费非常严重。回收利用废气余热是水泥企业挖掘节能潜力、提高能源利用效率的关键。
(1)余热发电
水泥企业低温余热发电是完全利用余热,无外加热源的发电系统,即利用预热器350℃的烟气余热产生低压过热蒸汽,同时并将出篦冷机的烟气出口前移以获得350℃左右的烟气,可产生饱和热水和低压过热蒸汽。该系统的特点是系统简单,便于管理,是今后水泥窑余热发电的发展趋势。对提高能源综合利用率,降低新型干法水泥生产能耗和成本,保护环境具有重要的现实意义,将有力推动水泥工业持续健康发展。水泥窑纯低温余热发电技术的发展为新型干法水泥生产节能降耗开辟了广阔的空间。
以建有一条Ф3.5×54m五级单系列悬浮预热器窑外分解窑,设计日产水泥熟料1500吨,年产水泥60万吨的水泥企业为例,利用窑头、窑尾废气余热通过增设窑头窑尾锅炉,可以建设一座2600kW电站,预计年发电量1978×104 kW•h,以国内火电机组平均供电煤耗333g/ kW•h为基准,年节约燃煤6587tce。通过余热发电技术改造,降低水泥企业余热排放,减少外购电量,节约电力资源,节能效益显著。
(2)其他余热利用技术
水泥企业还可以充分利用窑头、窑尾低温余热用于制备生活热水,用于供暖、制冷或热电联供。
水泥企业可以根据企业实际情况采取以上几种余热利用技术措施,从而将水泥窑废气余热回收,或转化为电能,或重新利用。通过对窑头、窑尾废气余热的回收利用,一方面降低了排放温度,减轻了热污染;另一方面,水泥窑废气经过余热锅炉或换热器后,能够沉降部分粉尘使水泥窑废气收尘器的含尘浓度大幅降低,减轻收尘器工作负荷,从而实现节能减排、提高能源利用效率的目的。
4.3 结构节能
4.3.1 产品结构调整
定期进行产业交流,市场调研,根据市场需求、产业形势、国家政策合理调整生产水泥产品种类。并建议企业考虑引进技术在水泥生产阶段掺兑废渣,在保质保量的情况下争取享受政府增值税即征即退政策。
4.3.2 能源结构调整
目前,水泥企业能源消耗结构是以煤炭和电力消耗为主,可以通过中低温余热电站的建设,减少对市政电网用电需求。近年来,国内不少水泥企业探索利用水泥窑协同处置有毒有害废弃物、城市污泥、生活垃圾、焚烧飞灰等难以处置、危害环境的工业和生活废弃物,在技术、设备、管理上已经取得实效,可以通过调整不同燃料比实现减少煤炭消耗的目的,实现节能降耗。
5小结
能源审计是由政府推动节能活动的一种管理方法,政府通过能源审计可以合理地配置国家能源,提高能源利用率,节约能源,保护环境,实现经济可持续发展。企业通过能源审计,可以切实掌握企业自身实际用能状况,促进了企业改进能源管理手段,有利于企业挖掘节能潜力,降低能源消耗,提高经济效益。水泥企业处于高耗能行业,应该深刻意识到能源审计和节能降耗在经济效益、社会效益和生态效益等方面的影响,积极响应政府的号召,为维持自身可持续发展和社会环境的优化而不断努力。
参考文献
[1]周慧群. 水泥煅烧技术及设备[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,2006.
[2]李坚利,惠群. 水泥生产工艺[M]. 武汉:武汉理工大学出版社,2008.
[3]国家发展和改革委员会. 节能中长期专项规划. 2004,11
[4]工业和信息化部. 水泥工业“十二五”发展规划. 2011,11
[5]孟昭利. 企业能源审计方法[M]. 北京:清华大学出版社,2002.
[6]方战强,任官平. 能源审计原理与实施方法[M]. 北京:化学工业出版社,2008.