貴州省卷煙行業(yè)節(jié)能潛力淺析

張　熠　雷貴祥　王　建

（貴州省節(jié)能監(jiān)測(cè)中心貴州貴陽550002）

貴州省卷煙行業(yè)節(jié)能潛力淺析

張熠雷貴祥王建

（貴州省節(jié)能監(jiān)測(cè)中心貴州貴陽550002）

本文以貴州卷煙企業(yè)為例，分析生產(chǎn)過程中的能源消耗及存在問題，指出貴州卷煙行業(yè)的節(jié)能潛力和方向，為企業(yè)的節(jié)能改造提供依據(jù)。

卷煙行業(yè)；能效；節(jié)能潛力

在國家不斷加強(qiáng)節(jié)能減排力度的大背景下，國家煙草總局下發(fā)了《關(guān)于煙草行業(yè)加強(qiáng)節(jié)能減排工作的實(shí)施意見》，提出了節(jié)能降耗目標(biāo)?！笆濉逼陂g，貴州卷煙行業(yè)以開展節(jié)能工作為契機(jī)，淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)、加速節(jié)能改造、實(shí)施能耗在線監(jiān)測(cè)和能源管理體系建設(shè)，不僅降低了企業(yè)能源消耗，也提高了企業(yè)的發(fā)展水平和運(yùn)行質(zhì)量，順利完成節(jié)能目標(biāo)任務(wù)。“十三五”期間，卷煙生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)不斷挖掘節(jié)能潛力，找準(zhǔn)節(jié)能減排的工作方向，進(jìn)一步提高能源利用效率。

1　卷煙工藝及用能環(huán)節(jié)簡(jiǎn)介

1.1生產(chǎn)工藝

煙葉、煙梗經(jīng)制絲工序得到各種煙絲（葉絲、梗絲、膨脹絲等），通過比例摻配、加香后得到符合產(chǎn)品配方規(guī)定和工藝要求的混合煙絲，再經(jīng)風(fēng)力送絲系統(tǒng)送至卷接包車間對(duì)應(yīng)的機(jī)組通過卷制、成型、包裝成條后，送至條煙裝箱環(huán)節(jié)裝箱、封箱、打碼，最后送入成品庫存放，外售。生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1　生產(chǎn)工藝流程圖

1.2用能環(huán)節(jié)

卷煙生產(chǎn)所消耗的能源包括煤炭、天然氣、電力、汽柴油和蒸氣；耗能工質(zhì)有壓縮空氣、冷媒質(zhì)和水等。主要能源及耗能工質(zhì)的使用見能源流向圖2。

圖2　能源流向圖

2　熱力系統(tǒng)潛力分析

2.1存在問題

2.1.1部分卷煙廠仍用燃煤鍋爐供熱，排煙溫度高，熱效率低。如黔北某煙廠的20t燃煤鍋爐排煙溫度達(dá)200℃，鍋爐熱效率72.02%；不滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中20t鍋爐熱效率應(yīng)≥78%，排煙溫度≤150℃[1]的要求。

2.1.2冷凝水回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，熱能流失嚴(yán)重。以黔西某煙廠為列，企業(yè)冷凝水回收為開式系統(tǒng)，且存在未安裝防汽蝕裝置、疏水閥安裝錯(cuò)誤等現(xiàn)象，造成冷凝水回收利用率低，余熱資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.2措施及效果評(píng)價(jià)

2.2.1結(jié)合國家煤改氣的政策，宜將燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t，不僅可以解決排放的問題，同時(shí)可提高鍋爐效率，降低企業(yè)能耗。我省已投產(chǎn)的卷煙企業(yè)燃?xì)忮仩t效率均可達(dá)90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐效率。

2.2.2對(duì)現(xiàn)有的冷凝水回收系統(tǒng)進(jìn)行閉式改造。對(duì)車間高壓冷凝水產(chǎn)生的閃蒸氣進(jìn)行就近利用或考慮用于辦公采暖；冷凝水輸送到鍋爐后通過汽水分離，產(chǎn)生的閃蒸氣用于加熱給水或進(jìn)入除氧器，冷凝水經(jīng)除鐵處理后作為鍋爐給水。以黔西某煙廠2014年年產(chǎn)蒸氣量34465t為基礎(chǔ)，疏水閥前、后冷凝水平均壓力分別為0.4MPa和0.3MPa，疏水閥漏氣率按5%[2]計(jì)，估算實(shí)施冷凝水閉式回收改造后的節(jié)能效果見表1。

表1　冷凝水閉式回收節(jié)能效果表

3　電力系統(tǒng)潛力分析

3.1存在問題

3.1.1企業(yè)普遍存在使用國家明令淘汰電機(jī)的情況。通過能源審計(jì)，黔西某煙廠在用機(jī)電設(shè)備中有52臺(tái)（總功率為1497.8kW）、黔中某煙廠有35臺(tái)屬于國家淘汰落后目錄中的落后淘汰產(chǎn)品。

3.1.2企業(yè)在用變壓器負(fù)荷率偏低。黔西某煙廠在用的8臺(tái)變壓器總裝機(jī)容量為13200 kVA，實(shí)際用電平均負(fù)荷為1833.70kVA，高峰時(shí)也只有4678.13 kVA，負(fù)荷率偏低。

3.2措施及效果評(píng)價(jià)

3.2.1將企業(yè)在用的國家明令禁止使用的電機(jī)逐步更換成YX型系列的節(jié)能電機(jī)。該系列電機(jī)具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、噪聲小、可靠性高、壽命長，可以小范圍調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)黔西某煙廠淘汰電機(jī)的總功率和年實(shí)際運(yùn)行情況，節(jié)電率取3%[3][4]，估算更換成YX系列電機(jī)后的年節(jié)能效果見表2。

表2　淘汰落后電機(jī)節(jié)能效果表

3.2.2考慮就近原則，實(shí)施變壓器聯(lián)絡(luò)運(yùn)行方案，使變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，提高變壓器運(yùn)行效率，同時(shí)減少變壓器運(yùn)行臺(tái)數(shù)，降低變壓器運(yùn)行損耗。就黔西某煙廠而言，若停用1臺(tái)SCB11-1600/10型負(fù)荷較?。ㄆ骄?fù)荷率僅29%），容量為1600kVA的變壓器，可實(shí)現(xiàn)的節(jié)能效果見表3。

表3　黔西煙廠變壓器聯(lián)絡(luò)運(yùn)行節(jié)能效果表

4　空調(diào)系統(tǒng)

4.1存在問題

4.1.1溴化鋰機(jī)組故障頻繁，能效低。黔西某煙廠在用3臺(tái)溴化鋰機(jī)組，1～2周必須進(jìn)行一次抽排真空，否則嚴(yán)重影響制冷效果；機(jī)組平均能效比為0.54W/W，遠(yuǎn)低于該系列機(jī)組1.41W/W的平均水平。

4.1.2制冷機(jī)組選型偏大，運(yùn)行負(fù)荷低。黔中某煙廠在用3臺(tái)（2用1備）離心式冷水機(jī)，單臺(tái)制冷量為4571kW，審計(jì)發(fā)現(xiàn)，即使在冷負(fù)荷需求量最大的夏季，冷水機(jī)組仍然處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致COP值低，能耗高。

4.1.3目前，卷煙企業(yè)在用的組合式空調(diào)箱大全部采用蒸氣加濕，此過程會(huì)導(dǎo)致混風(fēng)溫度上升，需要消耗表冷段的冷量進(jìn)行降溫，造成表冷段冷量的消耗增大，這是一個(gè)表冷段的降溫除濕與加濕段的加濕抵消的過程，導(dǎo)致了冷凍水量和蒸氣量的大量浪費(fèi)。

4.2措施及效果評(píng)價(jià)

4.2.1企業(yè)可從蒸氣供應(yīng)壓力、冷卻水和冷凍水水質(zhì)、冷卻水進(jìn)水溫度、傳熱效果、抽出不凝性氣體的及時(shí)性、調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量及防腐措施等方面對(duì)溴化鋰制冷機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)性排查。若對(duì)設(shè)備加以處理后能效比達(dá)到1W/W，較現(xiàn)狀提高0.46W/W，按企業(yè)制冷機(jī)組月平均輸入功率950MW，年制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間7個(gè)月，負(fù)荷系數(shù)取0.8計(jì)算，預(yù)計(jì)年可實(shí)現(xiàn)節(jié)能300tce。有條件的企業(yè)還可將溴化鋰制冷機(jī)組更換成離心式電制冷機(jī)，該機(jī)組具有運(yùn)行穩(wěn)定、能效高等優(yōu)點(diǎn)。

4.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)負(fù)荷側(cè)冷凍水供回水溫度、流量，計(jì)算實(shí)際冷負(fù)荷需求，根據(jù)每臺(tái)冷水機(jī)組最高效率點(diǎn)下對(duì)應(yīng)的負(fù)荷率，決定開停冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)。采用最少運(yùn)行臺(tái)數(shù)法對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行群控[5]，自控系統(tǒng)保證每臺(tái)冷水機(jī)組盡量運(yùn)行在80%～100%負(fù)荷率狀況下，此時(shí)COP值可維持在相對(duì)較高水平，能耗較低。制冷機(jī)的制冷量與COP值關(guān)系情況見表4。

表4　制冷量與COP值關(guān)系表

從表中數(shù)據(jù)可以看出，冷機(jī)COP值隨著制冷量的增大而增大，當(dāng)制冷量達(dá)到3500～3900kW時(shí)，冷機(jī)COP值可達(dá)到最大值6，當(dāng)制冷量在2400kW～3000kW時(shí)，冷機(jī)COP值約為5.25，若此時(shí)使用1臺(tái)代替原來的2臺(tái)冷機(jī)運(yùn)行模式，提高單臺(tái)制冷機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，可節(jié)能約13%。黔中某煙廠2臺(tái)冷機(jī)運(yùn)行時(shí)的年耗電量為273×104kW·h，實(shí)施群控后，年節(jié)電量可達(dá)35×104kW·h。

4.2.3在冬季和過渡季采用高壓微霧加濕代替蒸氣加濕。微霧加濕[5]是逐漸采用的一種等焓加濕方式，既降溫又加濕，可大大降低表冷和加濕段能耗。黔中某卷煙廠空調(diào)箱采用高壓微霧加濕代替蒸氣加濕，總能耗比蒸氣加濕節(jié)省約50%。蒸氣加濕與微霧加濕的能耗對(duì)比見表5。

表5　蒸氣加濕與微霧加濕的能耗對(duì)比情況表

5　結(jié)語

通過對(duì)貴州省卷煙行業(yè)的熱力、電力和空調(diào)三大主要耗能系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，查找各系統(tǒng)在能源利用中的存在問題，指出了節(jié)能潛力和方向，形成結(jié)論如下：（1）行業(yè)內(nèi)企業(yè)節(jié)能減排工作差異性明顯，部分企業(yè)單耗高，能效低，節(jié)能潛力和空間仍然巨大。（2）行業(yè)內(nèi)主要耗能系統(tǒng)節(jié)能潛力排序依次為：熱力系統(tǒng)＞空調(diào)系統(tǒng)＞電力系統(tǒng)。

[1]GB/T15317-2009燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)[S].

[2]浦占鋒,沈炳耘,肖松.蒸氣冷凝水閉式回收系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境,2006,06.

[3]李秀英.關(guān)于GB18613-2012的3級(jí)能效與YX3系列高效率三相異步電動(dòng)機(jī)效率的對(duì)比分析[J].電機(jī)與控制應(yīng)用,2012,39（7）.

[4]GB18613-2012中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)[S].

[5]徐東泰.降低空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗技術(shù)研究報(bào)告[R].貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,2014,05.

張熠（1983—），女，漢族，貴州安順人，大學(xué)本科，工程師，主要從事節(jié)能監(jiān)測(cè)、能源審計(jì)和節(jié)能評(píng)估審查等工作。