厦门某瓦楞纸制造企业能源审计与节能效益分析

王宏凯

摘  要：厦门市针对重点用能单位采取能源审计，要求从企业基本情况、企业能源管理运行状况分析、企业能源统计数据审核、企业能耗指标计算和分析、企业节能潜力分析和建议等方面开展能源审计工作。文章以某瓦楞纸制造企业的能源审计为例，通过文件审核和现场调查，分析了该厂的能源利用水平，给出节能改造意见和投资回收期。研究成果提高企业用能水平，降低生产成本。

关键词：能源审计;节能潜力;技改建议;瓦楞纸制造企业

中图分类号：F239          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）32-0184-03

Abstract： Considering the energy audit adopted by key energy-using units， Xiamen Cityproposes to carry out energy audit from the basic situation of enterprises， the analysis of the operation status of enterprise energy management， the audit of enterprise energy statistics， the calculation and analysis of enterprise energy consumption indicators， and the analysis and suggestions of enterprise energy saving potential. Taking the energy audit of a corrugated paper manufacturing enterprise as an example， through document review and on-the-spot investigation， this paper analyzes the energy utilization level of the plant， and gives the opinions on energy-saving transformation and the payback period of investment. The research results can improve the energy consumption level of enterprises and reduce the production cost.

Keywords： energy audit; energy saving potential; technical reform suggestion; corrugated paper manufacturing enterprise

1 概述

為贯彻落实《厦门市节约能源条例》等法律法规，加强对重点用能单位的节能监管，确保完成“十三五”节能“双控”目标。厦门市积极开展重点用能单位能源审计工作。

通过对某瓦楞纸制造企业的生产现场调查、资料核查和设备测试等，分析能源利用状况，确认其利用水平，查找存在的问题和漏洞，分析对比挖掘节能潜力，发现用能薄弱环节，提出切实可行的节能措施和建议，指导企业提高能源管理水平[1-5]。

2 企业能源审计范围

2.1 企业简介

某瓦楞纸制造企业于2004年成立，注册资金3080万元，占地2.3万平方米。企业以回收废旧纸类进行加工生产高强瓦楞纸，具有两条先进造纸机械设备：#3500，#4200生产线，生产各种高强度瓦楞纸和挂面纸。

2.2 审计内容

本报告中能源审计的工作内容包括：（1）核对电力、燃料、热力等能源的消耗计量记录和财务结算单，计算企业总能耗、单位产品能耗;（2）检查计量器具配备、运行及周期检定情况，检查能源消耗统计数据的真实性、准确性，审查能源管理制度及其实施情况;（3）检查用能系统、设备的运行状况;（4）查找存在节能潜力的用能环节或者部位，提出合理可行的节能改造建议。

3 企业能源利用状况

3.1 企业生产工艺

企业生产工艺可分为三部分：（1）碎浆工序;（2）制浆工序;（3）抄纸工序。

3.2 主要供能或耗能情况

3.2.1 电力系统分析

企业引2路10kV市政高压电源进线到变配电房中的两台变压器，2台变压器容量分别为2000kVA和1000kVA。低压配电室根据负载情况放置于生产区域内，使其与供电负载距离缩短，检修更加方便，布局合理。电力系统流向图见图1。

3.2.2 蒸汽系统分析

企业所用蒸汽全部自产企业设置一台型号为SHX的20t/h循环流化床燃煤锅炉。该锅炉是一种双锅筒横置式自然循环锅炉，锅炉燃烧室由光管水冷壁组成辐射受热面，旋风分离器由耐火材料砌筑而成。上锅筒与下锅筒之间由管束组成对流受热面，钢管式省煤器、空气预热器布置于后烟井的下部。

3.3 企业能源利用状况统计分析

企业2019年购入电能为1547万kWh，用煤量为18500.3吨，合计折标煤为15116.01tce，输入能源为15116.01ce，最终有效使用能量93663.75tce，企业在加工转换、输配环节和最终使用环节损失能量共计5452.26tce，最终能量利用效率为64%。具体占比见图3、4。

企业各用能环节的能源利用情况详见下表。

3.4 对标情况

参照地方标准《瓦楞纸单位产量综合能耗计算方法及限额》（DB12/046.78-2008）：瓦楞纸单位产量综合能耗应不大于540kgce/t。企业的单位产品能耗为244kgce/t，低于限额指标，满足标准要求。

4 节能潜力分析

4.1 能源管理

通过企业的走访调查以及询问，发现企业能源管理方面存在如下问题：（1）企业未根据自身能源使用和消耗的特点制定相应的能源管理方针。（2）目前的能源管理制度尚需进一步完善，缺乏专人负责能源管理工作。（3）企业未根据《能源管理体系要求》（GB/T23331-2012）的要求制定相关的能耗统计管理制度。

4.2 用能系统解析

4.2.1 供配电系统分析

企业的变压器安装有无功补偿装置，现场检测期间功率因素在0.90～0.95，具体信息如表2所示。

依据《电力变压器经济运行》（GB/T13462-2008），计算变压器平均负载系数，计算公式如下：

COSΦ为一定时间内变压器负载侧平均功率因数，本项目取0.90。企业年耗电量为1547万kWh，生产运行情况为全天24小时运行，年运行时间约280天。根据上式，估算企业变压器平均负载率为：β=1547÷24÷280÷3000÷0.9×10000=85.26%

依据国家标准《电力变压器经济运行》（GB/T13462-2008），双绕组变压器在运行中，其综合功率损耗率随负载系数呈非线性变化，在其非线性曲线中，最低点为综合功率负载系数，其计算式：

KT为负载波动损耗系数，本项目取1.05。因此，1#变压器βJZ=42.58%，1.33βJZ2=24.11%。2#变压器βJZ=43.75%，1.33βJZ2=24.89%。参照国家标准《电力变压器经济运行》（GB/T13462-2008）可知，企业变压器处于经济运行区间。

4.2.2 蒸汽管线保温分析

企业的蒸汽管道保温效果差，冷凝水管未进行保温。经设备检测，蒸汽管道外表面的平均温度大约为70℃，按下式估算管道损失的热流量：

环境温度为22.1℃，对流换热系数取23.2W/（m2℃），管道保温层直径为250mm，管道长度约为500m，单位时间内蒸汽供热量约为9106000J，由上式得管道的热损失率为5.0%。

4.2.3 纸机密闭气罩

蒸汽通入组缸中进行放热，机烘缸部气罩外表老旧、不平整，半密闭式气罩无保温措施，热气外泄，造成车间温度高，浪费大量热能。非密闭气罩排放热能未能回收，增加蒸汽用量。

5 节能管理、技改建议

5.1 管理节能

建议企业按照《能源管理体系要求》（GB/T23331-2012）和《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）建立计量器具管理制度和能耗统计制度，按照能源购入贮存，加工转换、输送分配和最终使用四个环节设置各工序生产系统的各类能源消耗建立分类统计报表。

5.2 技术改造节能

5.2.1 密闭气罩改造余热再利用

建议对纸机的气罩进行改造，改造后气罩采用最新的纸机密闭气罩及热回收系统，保温效果好，热回收系统采用多级余热回收系统将气罩排出高温高湿热能和透平真空泵排出热气回收，再吹入气罩内加热，使热能效率大大提升。

改造后气罩采用最新的纸机密闭气罩及热回收系统，保温效果好。配套DCS系统将整机各监测数据收集分析并进行控制。热回收系统利用多级余热回收系统将气罩排出高温高湿热能和透平真空泵排出热气回收，再吹入气罩内加热。该项措施的年节约煤为18500×14.1%=2608.5吨，节能量为1863tce。年节约费用156.5万，投资金额约为250万，静态投资回收期约为1～2年。

5.2.2 蒸汽管线保温改造

企业的蒸汽保温管线部分破损严重，冷凝水管未进行保温，导致热量损失严重。建议更新蒸汽管线保温。

图5为蒸汽直埋管道的保温层结构示意图。图中各层相应的直径分别为D0、D1、D2、D3、D4。对应的各层保温材料的导热系数分别为λ0、λ1、λ2、λ3均为常数，蒸汽管道内外表面的温度分别为tw1和tw4，同时满足条件tw1

在稳态情况下，通过单位长度的蒸汽管道管壁的热流量q是相同的。根据下式稳态导热的原理可写出该蒸汽保温管道的导热热流量公式：

该项措施的年节能量为10571.8×2.0%=211.44tce。年节约费用20.2万，投资金额约为50万，静态投资回收期约为2～3年。

综上所述，对密闭气罩改造进行余热再利用和对蒸汽管线实施保温处理预计投入300多万元，年节约 2074.4吨标煤，年节约176.7万元，回收期2-3年，经济可行。

6 结论

本文通过对企业的现场调查和资料审核，了解企业的生产工艺和用能系统情况，对企业的用能对象进行排查分析，判断企业、工艺、系统和设备用能现状，分析企业能源管理和利用方面存在的不足，并提出相应的节能改造措施和投资回收期。由此可见，通过能源审计工作为用能对象采取有效的节能措施或节能改造指明方向，促进企业提高能源利用效率，降低能源成本，具有一定的经济和社会效益[2，6-7]。

参考文献：

[1]冼灿标，方靖，洪如诗.广东某陶瓷企业能源审计与节能效益分析[J].电力需求侧管理，2020，22（01）：81-85.

[2]杨阳.某企业水泥生产能源审计节能措施分析[J].四川水泥，2019（11）：2+10.

[3]高春旭.浅谈企业能源审计[J].应用能源技术，2019（02）：1-3.

[4]冯俊丽，李晓芬.能源审计在化工行业的应用[J].资源节约与环保，2018（11）：136+144.

[5]陈平，张进生.某企业能源审计情形和建议[J].价值工程，2013，32（33）：137-138.

[6]毛爽，龚中宇，李明.工业企业能源审计报告编制要领[J].中国计量，2011（05）：43-46.

[7]冷劲松.企业能源审计分析及对工业节能的启示[J].冶金能源，2008（04）：6-9+35.