● 西山煤电集团镇城底矿 闫志杰
钢铁企业是国家的支柱产业,也是能源消耗和污染排放的重点行业,然而节能减排的实现与能源管理模式有着很紧密的联系,钢铁企业在加强能源管理的过程中要选择合适的能源管理模式。本文通过对钢铁企业能耗现状和能源管理模式的分析,提出我国钢铁企业要以理念转变为基础,以管理创新为主要途径,建立科学的能源管理体系,完善能源管理体制,最大限度地降低能源消耗,提升能源管理水平,希望对钢铁企业能源管理发展提供一定的帮助。
由于能源供需矛盾和环境污染日益严重,积极开展企业能源管理,实现节能减排,具有重大意义。此外,钢铁行业作为重要原材料的生产和加工部门,是关系着国计民生的基础性行业,对国家经济的持续稳定发展起到巨大的作用。作为钢铁大国,我国粗钢产能接近世界产能的一半,但我国的产能利用率仅为78.2%;钢铁工业的总能耗逐年增加。种种数据显示,我国钢铁行业正面临着产能过剩和能耗过大的双重影响;节能减排工作虽取得了一定的成果,但仍有较大提升潜力。因此,在钢铁行业中提升能源管理工作具有重要意义。
从20 世纪80 年代开始,我国钢铁行业不断借鉴国外先进理念,逐步开展能源管理优化工作,并着手能源中心的筹建。1981 年,鞍钢率先提出了建立能源中心的设想;1985 年,我国第一家企业能源管理中心在宝钢建成。经过20 多年的发展,目前我国先后有很多家企业采用了能源管理中心这一管理体制。实践证明,能源管理中心是钢铁企业通过能源科学管理、合理调配、高效转化和利用,实现系统节能的有效方式,能够推动我国钢铁企业从原有的事后统计、分析、查找原因的能源管理模式,向以生产流程和生产计划为中心进行预案设置、过程跟踪、实时统计、动态分析的能源管理模式转变。但是,由于受到各种条件的制约,有相当大比重的钢铁企业仍然沿用传统的能源管理体制。
我国钢铁企业能源管理模式,主要有以下3 种:
该模式以能源管理信息化系统(EMS)为支撑,以企业能源管理中心为核心,按照扁平化和集中一贯管理的理念,将企业能源的数据采集、处理、分析等技术功能与能源的控制、预测、调度等管理功能进行有机、一体化的集成,基本实现了企业能源管理系统的管控一体化设计,系统和应用功能均比较完善。
该模式也建立了企业能源管理中心,但主要是数字化平台,将主要能源消耗信息和部分设备信息采集到能源管理中心,并对部分有条件的工序进行监控,基本实现了基于计量数据分析的能源管理功能和与信息化系统结合的离线优化。
该模式的特点是企业整体的信息化水平不高,企业沿用传统的能源管理体制,信息平台为主要功能仅是采集动力计量信息,通过软件实现编制能源管理报表、能耗分析、大屏幕显示等简单功能,无法实现在线处理和优化,本质上是以动力计量采集、管理为主的基础应用,与真正意义上的企业节能管理还有较大差距。
这3 种能源管理模式,基本特点就是利用信息化和数字技术,实现能源的精确计算、实时控制和计划调度。但是,面对发展低碳经济和节能减排的新形势、新任务,现有的能源管理模式还不足以系统解决钢铁企业能源种类繁杂、利用效率不高、二次能源回收率偏低等现实难题,须在梳理现有管理模式优缺点的基础上,加快能源管理创新步伐,探索出一条适合钢铁企业系统节能管理的新模式。
随着节能技术的快速发展,众多钢铁企业纷纷加大先进工艺技术装备的应用和推广力度,节能技术水平提高很快,但由于钢铁企业节能技术涉及领域较多,涵盖范围较宽,同时这些技术装备运行时往往存在着关联,如果不统一进行优化管理,效能的发挥将受到很大制约。目前,由于大型钢铁企业由众多生产单位组成,相互之间除主体生产线外,基础节能设施往往缺乏统一的调度指挥。
钢铁企业能源管理工作仍处于摸索阶段,大多数钢厂能源管理模式仅仅是“单兵作战”,往往注重单体装备的能耗评估和节约,同时对单一能源研究得比较多,而从全局角度和战略层面,能源统筹优化配置做得还不够,以致单元能源消耗下降较快,但系统节能效果不理想,能源管理总体上仍处于分散状态,能源管理职责归属多个部门,统一规划、决策、管理的职能不突出,缺乏集中统一的能源管理机构,不利于统筹规划和综合协调,难以应对重大能源形势变化和经济社会发展的挑战。
我国钢铁企业多达上千家,不仅产能布局分散,而且工艺装备新旧并存。由于先进节能技术的推广应用力度不够,重点大中型企业高炉煤气余压透平发电(TRT)、干熄焦、转炉干法除尘配备率仅为30%、52%和20%,造成钢铁行业整体能源利用效率不高。
加强钢铁企业能源的高效管理,提高企业能源利用水平,要综合考虑以下几个方面的因素。
系统优化。系统优化就是从各个不同层次节能工作的协调和优化,即从钢铁生产大循环系统角度,强调单体设备的节能,兼顾各能源子系统,统筹到各生产工序,实现系统用能的经济性和结构优化,进而实现节能途径的最优化和节能效果的最大化。
量化管理。这是钢铁企业科学管理能源、实现系统节能的重要基础,应完善水、电、风、煤气、蒸汽等各种能源介质的计量检测设备,提高计量工作的准确性和科学性,实行单体设备能源定额消耗管理。
经济可靠。钢铁企业能源转换途径众多,工艺技术发展迅速,应坚持以实际效果为衡量,以系统的经济性、可靠性和稳定性为原则,采取成熟可靠、经济适用的工艺技术。
钢铁企业应不断创新能源管理理念,以指导能源管理工作有效开展。
由过度依赖煤炭资源向发展绿色、多元、低碳化能源转变。针对目前我国能源、资源条件和工艺技术现状,我国钢铁企业以煤炭为主的能源消费结构短期内不会有根本性改变。实现钢铁企业能源结构从过度依赖煤炭资源向发展绿色、多元、低碳化能源转变,重大工艺技术的突破是关键。此外,随着我国工业化进程的加快,钢材的社会积累量达到一定程度后,将有条件更多地采用以废钢为主要原料的电炉短流程,从而改变煤炭使用比重过高的局面,推动能源结构不断优化。
从单一能源部门纵向管理向综合能源管理体系转变。由于系统节能涉及到企业的方方面面,能源管理由单一的能源部门纵向管理已经无法满足系统节能的要求,因此,企业在推进能源管理的过程中,应逐步向计划、采购、生产、技术、设备等各个环节与能源管理部门分工协作的综合能源管理体系转变,更好地实现企业购能、用能、节能的优化。
由定性的粗放管理向定量的集约化、精细化管理转变。为推动钢铁企业节能降耗工作持续、深入、有效地开展,须改变以往粗放的管理方式,以完善能源计量体系为支撑,加强能源消耗定额管理,通过对能源使用情况进行全面分析、科学诊断、精确控制,推动能源管理步入集约化、精细化和科学化轨道。
由注重技术节能向技术和管理节能并重转变。随着我国钢铁工业工艺装备水平的提升,虽然尚有一定的技术节能潜力,但节能空间逐步缩小,管理创新已成为制约能源利用效率进一步提升的重要“短板”。
钢铁企业应根据自身的能源特点,按照发展循环经济的要求,建立科学的能源管理体系。
建立能源管理责任体系。钢铁企业应成立由企业主要负责人为组长的能源管理领导小组,建立、完善自上而下的能源管理机构,设立能源管理岗位,明确岗位任务和职责,为深化能源管理工作提供组织保障。
建立能源动态管理体系。钢铁企业应运用系统的思想和组织方法,以物质流、能流、信息流为核心进行动态过程控制和管理,在明确目标、职责、程序和资源要求的基础上,进行全面策划、实施、检查和改进,寻求最佳能源管理实践方案,实现对运行过程物质流和能量流的双重动态控制,最终达到能源高效利用与动态平衡管理的目的。
建立能源管理考核体系。钢铁企业应加强用能计划的监督考核,提高用能计划的科学性、严肃性和准确性,建立、健全能源使用考核制度,明确考核内容、检查途径和奖惩标准,实现能源管理约束性惩罚与鼓励性奖励的有机统一。
钢铁企业应运用高效管理手段,通过信息化和工艺技术的融合,提高工艺技术装备的利用效率和效能。
完善合同能源管理机制。合同能源管理是目前国家大力推广的一种基于市场的、全新的节能新机制,它的实质是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本节能投资方式。能源管理合同在实施节能项目投资的企业与专门的营利性能源管理公司之间签订,有助于推进节能项目的开展。
完善能源预测评价机制。钢铁企业应从成本控制的角度,优化能源管理体系,合理定义各用能系统的成本构成,根据效益最大化的原则配置能源管理要素,通过能源管理系统的计划编制、实绩分析、质量管理、能耗评价等技术手段对能源生产和消耗过程进行用能预测和管理评价。钢铁企业应完善能源消耗定额管理,能源消耗定额是反映企业能源利用经济效果优劣的综合指标,包括建立能源消耗定额体系和定额管理组织体系;制定、修订能源消耗定额,采取有效的技术和组织措施,以保证定额的完成;考核、分析定额完成情况并总结经验,提出改进措施。
完善能源动态平衡机制。企业应对生产流程中的能量收入和支出在数量上的平衡关系进行监测,通过EMS 对能源数据进行分析、处理和加工,能源调度人员和专业能源管理人员依据实时掌握的用能状态,动态调整、平衡能源介质结构、消耗,以全面反映企业各类能源的产、供、用或调入、调出之间的关系,确保能源管理体系保持最佳运行状态。
通过对钢铁企业能耗现状和能源管理模式的分析,我国钢铁企业要以理念转变为基础,以管理创新为主要途径,建立科学的能源管理体系,完善能源管理体制,最大限度地降低能源消耗,提升能源管理水平。