強化設備前期管理 提高企業(yè)能源利用效率

嚴正斌

(江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團有限公司， 江西 南昌 330046)

管理節(jié)能

強化設備前期管理 提高企業(yè)能源利用效率

嚴正斌

(江西稀有稀土金屬鎢業(yè)集團有限公司， 江西 南昌 330046)

可行性研究、設計、采購、安裝、試生產等設備前期管理階段的節(jié)能方法，是促進企業(yè)技術節(jié)能、裝備節(jié)能、管理節(jié)能和提高企業(yè)能源利用效率的重要途徑。

設備; 前期管理; 能源; 利用效率

0 前言

節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展是國策，是科學發(fā)展觀的具體體現(xiàn)，是經濟可持續(xù)發(fā)展的基礎。設備節(jié)能是企業(yè)節(jié)能的重點，設備前期管理各環(huán)節(jié)的節(jié)能是設備節(jié)能的關鍵。本文旨在探討強化企業(yè)設備前期規(guī)劃、選型設計、采購、安裝、試生產階段的節(jié)能管理，促進企業(yè)能源利用效率的提升。

1 可行性研究階段設備規(guī)劃論證管理

1.1 工藝優(yōu)化與設備前期規(guī)劃論證

裝備技術的提升更好地滿足了工藝技術進步的要求，促進了工藝流程優(yōu)化，縮短了工藝技術路線，減少了工藝環(huán)節(jié)，為實現(xiàn)企業(yè)技術節(jié)能創(chuàng)造了條件。在項目的可行性研究階段，應將工藝流程優(yōu)化與設備規(guī)劃選型緊密地結合起來，將裝備技術進步成果應用到工藝流程優(yōu)化中，不斷夯實企業(yè)技術節(jié)能的硬件基礎。如某冶煉企業(yè)原采用真空皮帶干燥機、離心干燥機干燥濕物料，物料閃蒸干燥后用推板窯鍛燒出氧化物產品，工藝能耗高，生產效率難以提升，生產成本居高不下。技改時采用高效節(jié)能鍛燒窯設備直接將濕物料進行鍛燒，工藝流程大為縮短，工藝能耗降低6%左右，取得了顯著的節(jié)能效果。

1.2 能效指標納入設備規(guī)劃期考察調研范疇

將設備能效指標納入可行性研究階段設備考察調研內容，考量同等技術水平設備能源利用效率，將其能效指標作為考核設備壽命周期運行成本的重要內容之一。通過對考察對象生產的一級和二級能效產品消耗能源成本、設備投資和壽命周期運行費用開展比較分析進行取舍，例如某企業(yè)將水源熱泵空調系統(tǒng)的能效指數(shù)做為考察相同品牌和不同品牌產品的關鍵參數(shù)之一，選擇一級、二級能效水源熱泵空調機組進行考察，考察論證后選擇了一級能效的水源熱泵機組。

1.3 設備技術性能對降低工藝設計能耗的影響

在確保實現(xiàn)工藝技術要求的前提下，設備的技術性能與控制方式、自動化水平等是可行性研究階段設備選型論證的關鍵點。在同一流程中技術先進、自動化程度高的設備能夠有效縮短生產環(huán)節(jié)銜接間隙，提高生產效率和一次合格品率，降低一次不合格產品加工修復或重加工的能耗，例如某合金加工企業(yè)選用全自動壓力燒結一體爐，將脫蠟、過壓、燒結工序在一臺設備內實現(xiàn)，其生產效率、產品質量合格率、能耗指標均有較大改善。

2 優(yōu)化工藝流程和設備布置方案

2.1 科學規(guī)劃生產區(qū)域總圖簡化物流路線

將企業(yè)生產運營環(huán)節(jié)節(jié)能納入建設項目總圖規(guī)劃考慮的范疇。在保障運輸、排水、消防、風向等條件的前提下，簡化優(yōu)化工藝線路，避免物料反復輸送，減少中間轉運設備；科學利用地形高差條件或調整建筑物局部層高創(chuàng)造條件，縮小平面距離，實現(xiàn)物料自流，減少提升輸送設備或提升高度，例如某企業(yè)在場地平整前利用原地形的自然高差進行總圖設計規(guī)劃，利用汽車將原料直接送到原料堆場，將一級破碎、篩分、二級破碎按梯級布置，二級破碎出口與下一臺階的碎料儲庫入料口設置在同一平面。該企業(yè)通過總圖優(yōu)化后減少了一級破碎、篩分設備、二級破碎設備、碎料儲庫之間的輸送提升設備，又縮短了設備之間的水平距離，最大限度地實現(xiàn)了物料自流。又如某企業(yè)調整配料與球磨工序之間的銜接方向，將兩道工序平行布置改為垂直布置，取消了物料銜接輸送皮帶機。

再如某企業(yè)將原料堆場設計高出一級破碎設備水平面6 m，原料堆場上的抓斗行車改成了小型鏟車，一級破碎設備設計在篩分設備的上方3 m處，二級破碎設備在篩分設備的下方3 m處，碎料儲庫入料口高度與二級破碎設備在同一平面上，設計能耗指標下降1%～1.5%左右。某冶煉企業(yè)將焙燒爐的喂料倉平面樓層局部升高1.5 m，將原管式螺旋輸送機改成了電振給料機，使物料通過電振給料機后直接流入到焙燒爐，減少了中間轉運環(huán)節(jié)的設備功率。

2.2 合理布置配套輔助設備設施

蒸汽鍋爐、供排水泵、空氣壓縮機等工礦企業(yè)生產輔助配套設備，往往功率大、轉換效率較低，單位產品能耗占比較大。工藝流程布置時應根據(jù)現(xiàn)場條件科學布置，降低輔助設備能源消耗，例如某企業(yè)取水站點離工廠高差85 m，水平距離5 km，取水點附近有山坡，其高度超出工廠所在平面位置40 m。優(yōu)化設計時，經核算經濟流速下水頭壓力損失能滿足現(xiàn)場條件。在取水點山坡上增加儲水池，利用儲水池高于工廠進水口的自然條件，水自流到工廠，既使管路處于低水壓運行、降低了對水泵的水錘沖擊、增強了管路的安全性，又降低了水泵功率、減少了水在管路中動能消耗。冷水機組等發(fā)熱設備移至室外安裝，將設備自身所發(fā)熱量自排在室外，降低室內降溫負荷，提高廠房空調系統(tǒng)效果。

2.3 合理布置電氣節(jié)能設備

根據(jù)電氣節(jié)能設備工作原理，科學設置靜電電容無功補償設備、同步機補償設備、高次諧波治理設備等電氣節(jié)能設備的位置，合理選擇其切入點，提高節(jié)能效果，例如將35 kV/10 kV/6 kV/0.4 kV高、中、低壓供電電壓等級系統(tǒng)的無功補償裝置設置在靠近需補償?shù)闹饕秒娫O備、低功率因數(shù)設備群的位置，以降低供電線路上的無功引起的能量損耗，降低高壓器無功損耗。這樣既降低了電能損耗，又提高了電能利用效率和變電系統(tǒng)的負荷能力。

3 強化設備采購技術管理

3.1 優(yōu)化設備采購方案

設備采購選型在堅持技術先進、生產適用、經濟合理、標準規(guī)范原則的前提下，嚴格執(zhí)行國家工信部發(fā)布的《節(jié)能機電設備(產品)推薦目錄》、《淘汰高耗能落后機電設備(產品)目錄》。選擇行業(yè)內技術先進成熟，能效指標先進的設備，嚴格控制限制類設備的選用，堅決杜絕淘汰類設備選用。

3.2 明確設備能效指標要求

在設備采購時將設備能效指標與設備產能、功率等納入技術要求或技術協(xié)議中，明確最低能效參數(shù)值，以保障設備的能效水平，例如燃燒鍋爐的熱效率達到85%以上，水泵效率達到80%以上，變壓器達到一級能效指標等。

3.3 合理選用設備控制技術

科學選用現(xiàn)代變頻調速技術、軟啟動技術以及生產線自動控制技術等設備控制技術，能夠有效降低設備能源的無效損耗。在設備采購技術要求中提出明確的控制方式，為發(fā)掘設備節(jié)能潛能創(chuàng)造條件，例如對工藝需要較大范圍變速操作時，采用變頻調速技術實現(xiàn)設備的變速；對工藝允許變速的風機、泵類設備，選用變頻器控制，從而降低工藝能耗；而對工藝要求不允許變速的風機、泵類設備，選用軟啟動器控制，既節(jié)省投資，又不降低能效水平。

3.4 配備能源計量手段

按照國家《用能單位能源計量器具配備和管理通則》GB17167—2006規(guī)定和行業(yè)用能設計規(guī)范的要求對主要生產工序、主要用能設備提出配備能源計量器具型號、規(guī)格、數(shù)量、精度等要求，例如某冶煉企業(yè)對冶金熔煉爐使用的天然氣、電、水、氫氣分別安裝了0.2、0.5級的計量儀表，每班抄表統(tǒng)計用量，每周計算分析單位產品消耗指標。

4 跟蹤設備安裝 強化質量監(jiān)管

4.1 嚴格把關設備安裝程序和安裝質量

設備入場時，嚴格按照技術協(xié)議或合同的規(guī)定驗收設備，嚴格按照國家安裝標準或生產廠家安裝技術要求對安裝過程的關鍵環(huán)節(jié)進行監(jiān)管，確保安裝程序正確無誤，安裝質量符合規(guī)范，保障設備設計能效指標的實現(xiàn)，例如某企業(yè)安排專人跟蹤十五管爐均溫碳化硅板的驗收與安裝，嚴格控制碳化硅板搭接方法、搭接邊寬度和總安裝層數(shù)，確保設備溫度的均勻性，提高產品一次合格率，降低產品因返工造成的能耗?，F(xiàn)場跟蹤監(jiān)督蒸汽鍋爐保溫層安裝的厚度、纏繞緊密程度、保溫材料間的間隙、外保護層的安裝方法等，確保安裝質量，提高保溫效果。

4.2 重視設備配套設施的安裝質量

按照設計圖和安裝規(guī)范的規(guī)定，結合現(xiàn)場實際，優(yōu)化配套設施的布置和安裝方案，例如在電弧爐水冷電纜水冷系統(tǒng)中，在保障設計流速、流量的同時，將冷卻水塔盡可能安裝在背陽通風場所，這樣可以降低冷卻水溫度，提高冷卻塔冷卻效果，達到降低水冷電纜溫度、降低電纜電阻值、減少水冷電纜電能消耗的效果。對長距離供風管路管道接口、閥門、彎頭、分支的安裝進行跟蹤，現(xiàn)場優(yōu)化管路，減少風壓損失和風量泄漏。

4.3 嚴格把關安裝材料質量

重視設備附件、輔助材料的入場質量把關，嚴格按照材料相關質量規(guī)范進行驗收。如對導熱油鍋爐保溫磚、保溫板、耐火磚等的材質和外形尺寸以及砌筑材料進行驗收。另外，還需對導熱油管道的管式保溫材料材質、厚度、外形尺寸、干燥程度等進行驗收。

5 做實設備試運行階段的能源管理

5.1 組織設備設施能耗指標測試

企業(yè)進入正常試產階段時，應組織對主要工藝設備、主要用能設備及輔助設備設施能耗指標的測試，將能耗指標測定結果與制造廠家技術協(xié)議或合同中承諾的能耗指標進行對比分析，查找存在的差距。在制造廠家技術人員的指導下，對設備性能進行調整、優(yōu)化，優(yōu)化工藝操作參數(shù)，改善作業(yè)環(huán)境條件，達到工藝、設備、作業(yè)環(huán)境的良性統(tǒng)一，提高生產效率、產品質量，降低能源消耗，實現(xiàn)經濟運行。

5.2 跟蹤分析設備能耗指標

每日或按班統(tǒng)計能源消耗數(shù)據(jù)，計算工序單位產品能耗，定期跟蹤分析能源利用效率，例如某企業(yè)蒸汽鍋爐安裝了煤自動皮帶計量秤、蒸汽流量計、電能表、水表，每班取一個煤樣；每10 d對鍋爐用煤量、煤的熱卡、產蒸汽量、氣候溫度、連續(xù)作業(yè)時間、生產工序正常運行狀況進行跟蹤分析；計算噸蒸汽煤耗、噸工序產品煤耗，并進行同比與環(huán)比；及時發(fā)現(xiàn)鍋爐操作、煤質、工序蒸汽使用、蒸汽輸送管道中的問題，制定對應改進措施。

5.3 優(yōu)化調整電氣節(jié)能設備參數(shù)

試生產負荷從輕負載逐步增加，電氣設備的負荷率、電氣節(jié)能設備的運行參數(shù)均有變化、提高的過程，例如直接并聯(lián)電機上的無功補償靜電電容器，小負荷運行時電機的自然功率因數(shù)低，可能出現(xiàn)欠補償；而隨著負荷的增加，電機自然功率因數(shù)上升，可能會出現(xiàn)過補償，影響運行電壓的穩(wěn)定，因此需要及時調整電容量的投入。又如試生產階段的鼓風機可能只需小轉速運轉就能滿足負荷要求，在有變頻調速或調速液力耦合器或其它調速裝置的條件下，及時調整速度，減少或避免將空氣直接放空，降低能源消耗。

5.4 開展試運行前的人員培訓

操作工熟練掌握設備性能，掌握不同工藝參數(shù)狀態(tài)下設備參數(shù)的調整時機和調整方法，能夠有效提高設備運行效率，降低設備功率消耗。維修工通過熟練掌握判斷、優(yōu)化、調整設備運行參數(shù)的方法，及時維護維修，保障設備性能優(yōu)良，提升設備的運行效率。因此，企業(yè)在投入新設備、新流程試生產前，要重視提前培訓操作人員、維修人員，提高員工對設備性能的熟練駕馭能力，保障設備在最佳狀態(tài)運行。

5.5 及時規(guī)范設備能源管理

試生產期間，企業(yè)要及時將成功的能源管理經驗、工藝節(jié)能技術以及設備操作節(jié)能方法等措施進行規(guī)范，及時出臺企業(yè)節(jié)能管理制度，納入生產操作現(xiàn)場能源可視化管理，降低企業(yè)管理能源消耗。

6 結束語

設備自身能耗是企業(yè)能耗水平的決定因素，將能效指標做為設備前期管理的重要內容，是企業(yè)節(jié)能工作的重點。做好設備規(guī)劃、選型設計、采購、安裝調試、試運行等環(huán)節(jié)的能源利用管理是企業(yè)降低裝備能耗的前提，是企業(yè)提高能源利用效率的關鍵。項目可行性研究、初步設計、安裝驗收、試生產過程中相關參建單位應高度重視，積極配合業(yè)主企業(yè)奠定好節(jié)能降耗的基石，提升能源利用效率，降低能源運行成本。

Increasing Utilization Efficiency of Enterprise Energy through Strengthening the Management of Equipment

YAN Zheng-bin

This paper expounds energy saving methods of equipment front stage management included feasibility study, design, procurement, installation, pilot production and so on. And the method promotes enterprise energy-saving on technology, equipment, management and it’s also an important way to increase the utilization efficiency of enterprise energy.

equipment; front stage management; energy; utilization efficiency

2015-04-16

嚴正斌(1965—)，男，江西于都人，高級工程師，從事設備管理與節(jié)能工作。

TK01+8

A

1008-5122(2015)05-0003-03