化工類項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估工作探討

文/肖鈺杰

化工是原料、材料、能源生產(chǎn)的主要行業(yè)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)化工產(chǎn)品有著強(qiáng)大的剛性需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的化工生產(chǎn)居機(jī)電之后列第三位，占GDP的20%左右，其增長(zhǎng)速度明顯快于同期GDP。

化工行業(yè)作為高耗能行業(yè)之一，其建設(shè)項(xiàng)目具有工藝復(fù)雜、能耗高等特點(diǎn)，因此，開(kāi)展好化工行業(yè)的節(jié)能評(píng)估工作，對(duì)提高能源利用水平、推動(dòng)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

一、化工類項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估報(bào)告編制要點(diǎn)

1.折標(biāo)系數(shù)選取

化工項(xiàng)目使用能源及耗能工質(zhì)較多，其主要消耗能源有電力、天然氣、蒸汽、燃料油、新水、脫鹽水、壓縮空氣、循環(huán)水等。項(xiàng)目能源消耗的計(jì)算過(guò)程中，能源及耗能工質(zhì)折標(biāo)系數(shù)的選用參考《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2008）（以下簡(jiǎn)稱《通則》）及《石油化工設(shè)計(jì)能耗計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50441-2016）。

電力、天然氣、燃料油、新水等折標(biāo)系數(shù)的選擇可以參照《通則》選用，但蒸汽、循環(huán)水、脫鹽水、冷凍水系數(shù)的選擇因其規(guī)格的不同再用《通則》就不準(zhǔn)確了。例如，項(xiàng)目使用的蒸汽往往品質(zhì)不同，不能統(tǒng)一采用《通則》中0.1286kgce/kg的折標(biāo)系數(shù)進(jìn)行核算，而應(yīng)該參照《石油化工設(shè)計(jì)能耗計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行選取。

2.項(xiàng)目能耗計(jì)算

以化工項(xiàng)目主要用能及耗能工質(zhì)種類電、蒸汽為例，說(shuō)明項(xiàng)目能耗計(jì)算中指標(biāo)選取及實(shí)物量計(jì)算方法。

（1）項(xiàng)目用電計(jì)算

項(xiàng)目用電量預(yù)測(cè)通常采用需要系數(shù)法，即采用用電設(shè)備功率、運(yùn)行時(shí)間、需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)相乘估算計(jì)算負(fù)荷，年運(yùn)行時(shí)間通常一班制可取1860h，二班制可取3720h，三班制可取5580h，需要系數(shù)及同時(shí)系數(shù)選用參照《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版）。

（2）項(xiàng)目用蒸汽計(jì)算

項(xiàng)目用蒸汽量計(jì)算通常采用終端蒸汽使用設(shè)備設(shè)計(jì)單位時(shí)間耗蒸汽量，并考慮使用效率、管網(wǎng)熱損失后乘以實(shí)際使用時(shí)間得出。在核算項(xiàng)目蒸汽消耗的過(guò)程中，因?yàn)榛ゎ愴?xiàng)目往往涉及副產(chǎn)蒸汽的對(duì)外輸送，所以在清楚地界定項(xiàng)目邊界的基礎(chǔ)上，蒸汽消耗量計(jì)算中應(yīng)對(duì)外供蒸汽量予以扣減。

蒸汽使用設(shè)備的熱效率以及蒸汽輸送環(huán)節(jié)的管網(wǎng)損失選取和估算，對(duì)項(xiàng)目蒸汽消耗量計(jì)算十分重要。通常，化工項(xiàng)目蒸汽利用都包含多個(gè)環(huán)節(jié)的輸送，因其工藝過(guò)程復(fù)雜、涉及設(shè)備設(shè)施較多，一般化工項(xiàng)目蒸汽加熱設(shè)備熱效率不大于65%，最低的干燥設(shè)備熱效率僅有20%左右，如果再將約5%管網(wǎng)泄漏及熱損耗計(jì)入，蒸汽利用率還會(huì)一定程度的下降，因此，在核算終端用蒸汽加熱設(shè)備熱效率時(shí)，要針對(duì)加熱設(shè)備的具體情況選用熱效率指標(biāo)或測(cè)試其熱效率。

3.公輔設(shè)備能效水平評(píng)估

化工類項(xiàng)目通常包括蒸汽鍋爐、水泵、風(fēng)機(jī)等公輔用能設(shè)備，設(shè)備能效水平評(píng)估主要是對(duì)已選型的設(shè)備能效指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估項(xiàng)目是否采用國(guó)家明令禁止和淘汰的用能產(chǎn)品和設(shè)備，是否采用節(jié)能產(chǎn)品推薦目錄中的產(chǎn)品和設(shè)備，是否滿足相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范關(guān)于節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求，是否達(dá)到同行業(yè)先進(jìn)水平等。對(duì)在評(píng)估階段尚未進(jìn)行設(shè)備選型的項(xiàng)目，應(yīng)提出設(shè)備選型過(guò)程中能效水平方面的要求和建議。

（1）蒸汽鍋爐

根據(jù)《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》（GB/T17954-2007），評(píng)估項(xiàng)目使用蒸汽鍋爐的能效水平。例如項(xiàng)目新增蒸汽鍋爐一臺(tái)，額定蒸發(fā)量20t/h，使用燃料為天然氣，鍋爐熱效率92%，《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》（GB/T17954-2007）要求一級(jí)運(yùn)行鍋爐熱效率為91%以上，經(jīng)對(duì)標(biāo)符合一級(jí)運(yùn)行的要求。

（2）水泵

根據(jù)《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》（GB19762-2007），評(píng)估項(xiàng)目使用水泵的能效水平。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)提供的計(jì)算步驟依據(jù)，水泵技術(shù)參數(shù)計(jì)算及節(jié)能評(píng)價(jià)舉例如下：例如泵流量Q=100m3/s，揚(yáng)程H=60m，泵轉(zhuǎn)速r=2900r/min，泵軸功率18kW，經(jīng)計(jì)算，比轉(zhuǎn)速為81.2r/min。

對(duì)于單級(jí)單吸清水離心泵，根據(jù)《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》（GB19762-2007），未修正效率值77%，效率修正值為2.9%，則規(guī)定點(diǎn)效率值為74.1%，能效限定值71.1%，節(jié)能評(píng)價(jià)值73.1%。經(jīng)對(duì)標(biāo)，符合水泵節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求。

（3）風(fēng)機(jī)

根據(jù)《通風(fēng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB19761-2009），評(píng)估項(xiàng)目使用通風(fēng)機(jī)的能效水平。例如：項(xiàng)目設(shè)置通風(fēng)設(shè)備20臺(tái)，裝機(jī)容量40kW，軸流通風(fēng)機(jī)機(jī)號(hào)（4.5）與輪轂比（0.3），查《通風(fēng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB19761-2009）中的表2軸流通風(fēng)機(jī)能效等級(jí)，其能效等級(jí)1級(jí)，效率為72%。經(jīng)對(duì)標(biāo)，達(dá)到《通風(fēng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB19761-2009）能效等級(jí)1級(jí)要求，符合通風(fēng)機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求。

（4）空壓機(jī)

根據(jù)《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB19153-2009），評(píng)估項(xiàng)目使用空壓機(jī)的能效水平。例如項(xiàng)目新增噴油螺桿空氣壓縮機(jī)一臺(tái)，實(shí)際容積流量58.1m3/min，額定輸入功率355kW，壓縮級(jí)數(shù)1級(jí)，額定排氣壓力0.8MPa，采用水冷方式冷卻，輸入比功率6.1kW/（m3/min）?！度莘e式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》（GB19153-2009）要求2級(jí)機(jī)組輸入比功率達(dá)到6.1kW/（m3/min），經(jīng)對(duì)標(biāo)符合能效等級(jí)2級(jí)的要求。

二、化工項(xiàng)目重點(diǎn)節(jié)能措施

1.熱能的梯次利用

化工生產(chǎn)工藝流程中，一般化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品濃縮、干燥等往往要消耗熱能，多采用不同壓力等級(jí)的蒸汽為熱源，工藝流程一般根據(jù)在制品的工藝溫度要求對(duì)蒸汽采取梯次利用，達(dá)到熱能利用率最大化?；ぱb置中還設(shè)有逆程式再沸器、多效蒸發(fā)器、真空干燥器和閃蒸器等換熱設(shè)備，這些換熱設(shè)備在熱能利用過(guò)程中起到了熱能梯次利用和余熱余壓利用的作用，也能達(dá)到提高熱能利用率的目的。

2.余熱余壓余能的利用

化工企業(yè)多為耗熱能大戶，低品位余熱資源較多，合理利用低位熱能，回收低位熱能副產(chǎn)蒸汽，蒸汽凝結(jié)水再用于鍋爐給水、冬季采暖等，夏季則采用熱泵技術(shù)回收低位熱能制冷；對(duì)于高位熱能，可采用在反應(yīng)器中設(shè)置再生器，內(nèi)、外取熱器，以及在再生煙氣系統(tǒng)設(shè)置余熱鍋爐的方式予以回收，內(nèi)、外取熱器產(chǎn)生的飽和蒸汽再在再生煙氣余熱鍋爐中過(guò)熱，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，達(dá)到回收高位熱能的目的。

3.變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)

化工裝置中變流量、變壓力的機(jī)泵設(shè)備較多，可采用變頻調(diào)速器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)和輸送泵流量、壓力的調(diào)節(jié)，滿足工藝要求的同時(shí)節(jié)約能源；項(xiàng)目中可加裝變頻器，一次壓縮機(jī)、二次壓縮機(jī)采用同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以提高電網(wǎng)系統(tǒng)的功率因數(shù)，節(jié)約電能；部分生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)輔機(jī)、動(dòng)力輔機(jī)、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等可采用變頻技術(shù)降低設(shè)備的啟停頻率，優(yōu)化設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行，使設(shè)備能耗隨生產(chǎn)負(fù)荷的降低逐步降低，從而極大地降低機(jī)泵的電力消耗。

三、化工項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估過(guò)程中所遇到的主要問(wèn)題

1.節(jié)能評(píng)估所需資料不足

節(jié)能評(píng)估報(bào)告一般基于項(xiàng)目建議書(shū)及可行性研究報(bào)告等前期文件進(jìn)行編制。許多項(xiàng)目在這一階段受各種因素的影響，項(xiàng)目的整體工藝流程、主要耗能工序、主要耗能設(shè)備、節(jié)能措施、能源計(jì)量?jī)x器配置等資料及數(shù)據(jù)不完整、不詳細(xì)，無(wú)法滿足《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能審查辦法》規(guī)定的編寫(xiě)要求。評(píng)估單位只能在依據(jù)項(xiàng)目前期文件的同時(shí)，依靠評(píng)估人員自身的專業(yè)水準(zhǔn)及掌握的相關(guān)同類項(xiàng)目的資料與信息，并積極通過(guò)建設(shè)單位與可研報(bào)告編制單位進(jìn)行反復(fù)溝通來(lái)完成報(bào)告。但是一些全套引進(jìn)工藝包的大型項(xiàng)目，因涉及專利技術(shù)較多，技術(shù)專利商和建設(shè)單位出于對(duì)技術(shù)保密的要求，不配合或不能提供較詳盡的技術(shù)資料，從而給節(jié)能評(píng)估工作帶來(lái)難以逾越的技術(shù)障礙。

2.標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范較為陳舊、混亂

我國(guó)全面開(kāi)展固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估工作起步較晚，相關(guān)基礎(chǔ)研究薄弱，在新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制訂以及已有標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的修訂上存在較多問(wèn)題。

有些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范較為陳舊，已不能滿足當(dāng)前節(jié)能評(píng)估工作的需要。如《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T3485-1998）《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用熱技術(shù)導(dǎo)則》（GB/T3486-1993）《工業(yè)燃燒爐熱平衡測(cè)定與計(jì)算基本規(guī)則》（GB/T13338-1991）等。這些標(biāo)準(zhǔn)是基于當(dāng)時(shí)的工業(yè)能源統(tǒng)計(jì)方法、當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平而編制的，局限性較大，亟待依據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平、新能源利用狀況、新的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行更新。

對(duì)既是生產(chǎn)原料又是動(dòng)力來(lái)源的一些化工項(xiàng)目，以目前的方法列出能源平衡表缺乏科學(xué)性、合理性，需要制定新的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支撐。

有些標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范較為混亂，不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的取值。以能耗計(jì)算常用的《綜合能耗計(jì)算通則》（GB/T2589-2008）及《石油化工設(shè)計(jì)能耗計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50441-2016）為例。兩者均為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但在同一能源或耗能工質(zhì)的折標(biāo)系數(shù)取值方面存在不同，有些差別還比較大，如循環(huán)水、新鮮水、壓縮空氣等。計(jì)算基準(zhǔn)的不統(tǒng)一直接造成能耗計(jì)算結(jié)果的差異。評(píng)估過(guò)程中往往基于對(duì)計(jì)算結(jié)果有利進(jìn)行選擇取值，主觀性、隨意性較大，缺乏嚴(yán)肅性。

3.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏

由于化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，每年不斷有新的化工產(chǎn)品問(wèn)世，但其基礎(chǔ)研究非常滯后，許多產(chǎn)品的比熱、傳熱系數(shù)等都是空白，許多產(chǎn)品的合成過(guò)程是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)也不清楚，導(dǎo)致一些反應(yīng)工序無(wú)法建立熱平衡。生產(chǎn)中采取的用能方式是否合理進(jìn)行評(píng)估難度較大。

相對(duì)于幾萬(wàn)種化工產(chǎn)品、上千種大規(guī)?；ぎa(chǎn)品而言，已發(fā)布能耗限額標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品比例太小，對(duì)整個(gè)行業(yè)的能耗基準(zhǔn)數(shù)據(jù)建立起不到作用。即使已發(fā)布產(chǎn)品的能耗限額標(biāo)準(zhǔn)，也因趕不上技術(shù)進(jìn)步的步伐而凸顯其落后的一面。

4.公用輔助設(shè)備選型及能效水平評(píng)估缺失

節(jié)能評(píng)估開(kāi)展過(guò)程中，往往處于項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)階段，建設(shè)單位還未對(duì)公用輔助設(shè)備選型，造成節(jié)能評(píng)估過(guò)程中對(duì)設(shè)備能效水平的評(píng)估缺失。

5.項(xiàng)目節(jié)能措施建議缺少針對(duì)性

對(duì)化工項(xiàng)目能耗特點(diǎn)的理解和掌握不夠，致使提出的節(jié)能措施與可研報(bào)告內(nèi)容重復(fù)，缺少針對(duì)性。

6.節(jié)能評(píng)估隊(duì)伍專業(yè)性不強(qiáng)

化工節(jié)能評(píng)估是一項(xiàng)專業(yè)性非常強(qiáng)的工作，既需要有化工相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)，又要有熱能工程學(xué)基礎(chǔ)，還需有較豐富的化工生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能做好這項(xiàng)工作。目前的節(jié)能評(píng)估隊(duì)伍中，一些人員直接來(lái)自高校各級(jí)畢業(yè)人員，對(duì)化工生產(chǎn)缺乏了解；一些來(lái)自化工生產(chǎn)的一線技術(shù)人員，又缺乏熱能工程學(xué)基礎(chǔ)；一些退休技術(shù)人員對(duì)化工新技術(shù)、節(jié)能新技術(shù)又不了解，缺乏系統(tǒng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力和能力，導(dǎo)致化工項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估工作水平不高。

7.節(jié)能評(píng)估單位惡性競(jìng)爭(zhēng)

從事節(jié)能評(píng)估的機(jī)構(gòu)，多是獨(dú)立的法人單位，大部分要靠市場(chǎng)生存，目前內(nèi)蒙古自治區(qū)就有60家節(jié)能評(píng)估中介機(jī)構(gòu)，可以說(shuō)是僧多粥少。為了拿到項(xiàng)目評(píng)估合同，許多機(jī)構(gòu)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，不管有沒(méi)有能力，拿過(guò)來(lái)再說(shuō)。再加上評(píng)估結(jié)果不需將來(lái)驗(yàn)收，進(jìn)行節(jié)能審計(jì)也和評(píng)估結(jié)果不掛鉤，使得節(jié)能評(píng)估工作的效果打了折扣。

四、結(jié)束語(yǔ)

化工企業(yè)既生產(chǎn)能源又消耗能源，作為能耗大戶，其無(wú)疑是各地節(jié)能減排的重點(diǎn)考核對(duì)象。為實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗目標(biāo)，各地政府對(duì)新建項(xiàng)目合理控制新增產(chǎn)能、嚴(yán)格開(kāi)展化工項(xiàng)目的節(jié)能評(píng)估是非常必要的，這將督促項(xiàng)目建設(shè)單位做好節(jié)能管理，把合理用能和節(jié)約用能問(wèn)題解決在項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)之前，從源頭上控制能耗增量，提高能源利用效率，這不僅能有效提高化工項(xiàng)目未來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，更是對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。