《玻璃纤维工厂能量平衡通则》

1、玻璃纤维工厂能量平衡通则编制说明玻璃纤维工厂能量平衡通则标准起草工作组2018年11月6玻璃纤维工厂能量平衡通则编制说明1 项目背景1.1 任务来源玻璃纤维属无机非金属材料，是一种人造纤维，它的主要原料在地球上有丰富的贮量。玻璃纤维具有优越的力学性能、良好的耐热性和化学稳定性，是一种性能优良的增强材料，广泛应用于石油化工、电子电力、交通运输、航空航天、国防军工等国民经济的各个领域中发挥着越来越重要的作用。为配合工业节能与绿色标准化行动计划（20172019）（工信部节2017110号）的实施，工业部节能司开展了工业节能与绿色标准化专项课题研究。中国建筑材料联合会承担了工信部节能司建材工业节能与

2、绿色标准化研究专项课题，其中的建材行业标准JC/T 545-1994玻璃纤维工厂能量平衡通则修订为其子项目，该标准修订任务的编号为2018-2220T-JC，要求完成年限为2020年，由建材工业综合标准化技术委员会归口，南京玻璃纤维研究设计院有限公司和国家玻璃纤维产品质量监督检验中心负责起草修订。1.2 工作过程标准的研究工作开始于2017年11月，与此同时起草单位成立了标准起草小组，开展标准草案编制工作。企业能量平衡是我国提出的一种考察企业能源利用状况及水平的系统定量分析方法，有一整套完整的理论和统一的模式和实施程序，并且与企业使用的能源、产品结构、生产工艺过程等紧密相关。为做好标准制定工作

3、，标准起草小组收集、学习、研究了与能量平衡技术相关的专著、文献、国家标准和其他行业的标准，并经过对国内现有玻璃纤维生产现状进行调研的基础上，开展标准文本的起草。2018年5月底标准起草小组提出了玻璃纤维工厂能量平衡通则标准的修订草案初稿，召集了行业内的部分专家进行了座谈，进一步确定了标准制定原则。座谈会上就两大重大技术内容形成一致意见。第一，考虑到坩埚法拉丝生产工艺占比已经逐年减少，95%以上的玻璃纤维产能为池窑拉丝工艺，将标准的范围限于池窑拉丝，坩埚法生产企业如有需要可以参照采用本版本或采用老版本。第二，由于玻璃纤维织物等深加工制品规格复杂，难以找到标准产品折算能耗标准，也为了与玻璃纤维能耗

4、限额标准相匹配，体系边界起于合格原料计量入库到合格纱线计量入库止。在此讨论的基础上，起草小组提出了标准讨论稿。2018年7月在全国玻璃纤维标准化委员会主持下，标准起草小组在南京召开了标准研讨会，邀请了玻璃纤维工程设计单位和最具代表性的8家玻璃纤维生产企业参加讨论，与会代表对标准讨论稿进行了认真的讨论，提出了许多有益的修改意见，其中最主要的意见是希望将边界扩大，往后延伸至织物生产等制品深加工的全过程。与会代表经过深入讨论，并在会上确定了修改方案。会后，标准起草小组又深入相关企业进行了进一步调研，在相关国家标准的框架下，结合各企业的实际能源管理和能量平衡工作水平，以确保标准的实用性、可操作性作为指

5、导思想，提出了标准征求意见稿草案。2 行业概况2.1 国内发展现状我国的玻璃纤维工业经过50年的发展，年产量已经从初创时的几百吨发展到了400多万吨，全球的占比达到了2/3，产业结构也已有了较大的调整，池窑法生产占比逐年提高，达到95%，实现了从大到强的过程。国内三大玻纤生产基地中巨石集团年产能已超过130万吨，重庆国际、泰山玻纤分别达到65、55万吨，年产能超过10万吨的玻纤企业全国已有7家，且整体质量水平已达到或接近国际先进水平。2016年全行业实现销售收入1839亿元，利润总额120亿元。成为世界第一大玻纤生产国,我国经历了二个主要的发展时期。1990年以前全部是采用代铂炉坩埚法二次成型

6、工艺生产。随着珠海玻璃纤维企业有限公司引进的池窑拉丝生产线的投产，我国开始有了真正意义上的池窑拉丝，巨石集团有限公司、杭州玻璃集团公司、重庆国际复合材料有限公司和山东泰山玻璃纤维有限公司等池窑生产线相继投产，池窑拉丝生产的产品比重迅速上升，尤其是在增强制品和高品质电子级玻纤制品上，填补了国内空白，提升了我国玻璃纤维的整体水平。目前我国的玻璃纤维生产技术也从引进消化发展到了自主知识产权的集成技术，并先后向台湾地区出口了3条生产线、越南等国家也出口了成套生产线。玻纤行业的发展不仅是产业规模壮大，玻璃纤维池窑技术也在逐年提高。九十年代初期基本上是年产7500吨的单元窑，现最大单元窑已达年产15万吨，

7、年产12万吨池窑已经成为大型企业主流，即使是中小型企业的池窑规模也已达到年产8万吨。另外，全行业在节能降耗方面也做了大量的工作，电助熔、纯氧燃烧等先进技术已比较成熟的应用，余热利用得到重视和普及，生产的自动化程度、生产效率和物流管理达到国际先进水平，废弃物、污染物处理实现低排放，在建材领域所属的15个大行业中，玻璃纤维及增强材料行业万元增加值能耗低于全国平均水平，已被确认为属于低能耗的行业。2.2 国外发展现状作为新材料，由于复合材料、环保应用的蓬勃发展。国外的玻璃纤维行业也在不断发展壮大，其主要产品品种为E玻璃纤维、ECR玻璃纤维和C玻璃纤维，生产工艺主要是池窑法，但少量的特种纤维同样保留坩

8、埚法拉丝。目前，国外的玻璃纤维行业，其产品发展大多数着眼于应用性开发，很少花大力气去研制新的玻璃成分，生产工艺技术上是池窑向大型化发展3 标准制订的必要性节能减排是国家有关法律法规和产业政策要求。随着节能减排、资源节约的要求不断提高，能源管理要求也日益提高。企业能量平衡是以企业为对象，研究各类能源的收入与支出平衡、消耗与有效利用及损失之间的数量平衡，进行能量平衡与分析。企业能量平衡的目的是掌握企业的能耗情况，分析企业用能水平，查找企业节能潜力，明确企业节能方向，为改进能源管理，实行节能技术改造，提高企业能源利用率和进行企业用能的技术经济评价提供科学依据。企业能量平衡是对企业用能过程进行定量分析

9、的一种科学方法与手段，也是企业能源管理中一项基础性工作和重要内容，为提高我国企业能源科学管理水平，节能降耗工作做出了重要贡献。它自身也在不断地发展、完善与提高，开展企业能源审计、企业能源监测，建立企业能源管理信息系统等项工作，都要以企业能量平衡为基础。因此，能量平衡为企业查找能源消耗漏洞、发现技术改进环节提供强力工具，对行业进一步节能降耗具有重大意义。产品能耗与企业能量平衡不同。能耗指标是考核生产单位产量产品或单位产值产品所消耗的能源量，是能源的定额管理。产品能耗考核是企业能量平衡的基础性支撑工作。玻璃纤维行业处于良性发展阶段，在国民经济发展中起重要作用。在JC/T 545-1994标准制定的

10、当时，国内的池窑法工艺生产线处于研究起步阶段，标准制定时未考虑池窑法生产工艺，只纳入了坩埚法生产工艺。同时由于该标准的标龄超长，GB/T 3484也早已修订，企业能量平衡的指标体系也已发生了变化，这使得JC/T 545标准已经到了必须修订的程度。为了适应以池窑法生产的行业发展需求，修订JC/T 545标准将对玻璃纤维能源管理水平的提高、进一步节能降耗具有重大意义。因此JC/T 545-1994标准的修订，既符合国家政策，也是玻璃纤维行业提高能源管理水平的需要，是有意义的，也是必要的。同时本标准的修订工作是工信部节能司建材工业节能与绿色标准化研究项目的研究内容之一，属重点项目，迫切需要及早完成该

11、标准的修订工作。4 标准主要技术内容4.1 标准修订的基本原则JC/T 545-1994是在GB/T 3484-1993的框架下制定的，GB/T 3484-1993版已被2009版代替，因此JC/T 545的修订将遵守GB/T 3484-2009的规定，在2009版的框架下制定新版JC/T 545标准。也就是说，标准的原则和导向、指标的增删等都按GB/T 3484的规定作调整。4.2 适用范围本草案将范围规定为“适用于池窑法生产连续玻璃纤维企业和企业内部独立用能单元。坩埚法生产连续玻璃纤维企业也可参照采用”。作这样的规定是考虑到行业的95%以上的产能已经是池窑法生产工艺的事实，以及行业调查、研

12、讨结果。考虑到坩埚法数量虽然很小，国家政策也已规定不允许其扩大产能，但它仍无法完全抛弃，长期存在将是事实，其体系虽与池窑法有区别，但相似度较高，参照采用是可行的，因此列为参照采用。4.3 能量平衡模型能量平衡模型是能量平衡的理论基础和总纲领，包括框图和能量平衡方程。能量平衡分析过程是极其复杂的，在开展企业能量平衡工作时，只有理清了这两个问题后，后续工作才能有条不紊地开展。本标准的现行版本没有该条款，起草小组认为该条款是需要的，且GB/T 3484-2009对此也有规定。为方便本标准的使用，本草案原文引用GB/T 3484-2009版的相关内容。4.4 能量平衡的规则本草案第4章能量平衡的规则，

13、A+B形式设置，A为国标第5章的内容，B为本草案补充的内容4.14.3条款为A，是GB/T 3484-2009版的要求，其导向性非常明确。该条款强调能量平衡的数据来源是企业的日常能源消耗统计，而不是依靠一时的突击测试。这是GB/T 3484-1993版与2009版的重大区别。只有做好日常的能源使用管理工作，才能使能量平衡工作变得简单而且准确，使本标准的可操作性和实用性得到保证；否则，依靠测试而开展的能量平衡工作，会因操作难度太大而不可持续。草案第4.4条为B，由本标准1994版第3章内容归并而成，是对统计期和能源折标的规定，这些已有相关国标要求，本标准修订采用引用国标方式，并内容集中到一起。4

14、.5 能量平衡程序的工作程序和要求草案的第5章，1994版的第4章修订而成，标准条文中内容、顺序、结构、指标等参照GB/T 3484-2009进行修订。4.5.1 关于总则与原标准相比，设置了5.1条“总则”，规定了对能源使用中的计量器具的配置和使用要求。科学规范的能源管理是各种基础数据准确、完整的前提，是开展能量平衡工作的基础，草案对此提了明确的要求。4.5.2 体系边界的确定按池窑法拉丝生产工艺的特点，参照1994版的思路，结合研讨会确定的修改方案，对体系的边界进行了确定，并划分了子体系。体系边界起点为合格原料计量入库，终点为各种合格制品计量入库。这是研讨会上各厂家一致要求的结果。与GB

15、29540玻璃纤维单位产品能源消耗限额标准相比，突破了纤维生产的范畴，延伸到制品加工。这样处理的优点是覆盖了完整的生产系统，缺点是因制品种类繁杂，难以找到合适的标准产品作为深加工制品的可比能耗的折算基准，因而只能计算具体产品的能耗。4.5.3 有效利用能量的界定有效利用能量在GB/T 3484-1993中有原则性规定而JC 545-1994中没有明确的内容。GB/T 3484-2009中删掉了相关规定，但在GB/T 2587-2009用能设备能量平衡通则等标准有原则性规定。考虑到该指标是关键性指标，无法回避、也不应该回避这一指标，因此本草案根据玻璃纤维的生产工艺特点对其作了界定。4.5.4 能

16、量平衡测试本草案对测试的适用范围作了明确限制，规定只有“当统计资料不足或需要进行校核时应进行能量平衡测试”，以引导企业重视日常能源计量管理，实现采用统计法进行企业能量平衡。4.5.5 能量平衡表格能量平衡的结果应该是企业能量平衡表，GB/T 3484-1993采用的能量平衡五个表格中却没有这一核心表格，而GB/T 3484-2009已经删除了1993版的全部表格。起草小组认为，统一的表格样式是有益的，特别是对不熟悉这方面工作的标准使用方有着重要的意义。因此，本标准修订草案对JC/T 545-1994的表格作了适当增删，增加了企业能量平衡表，保留必需的企业能源收支平衡表和企业能源直接消耗量总表，

17、共3表，作为参考样式，并移入附录。4.6 能量平衡指标能量平衡指标完全按GB/T 3484-2009确定，对JC/T 454-1994的指标进行了调整，共分3类：能耗指标、能量利用率指标、余能资源指标。其中能耗指标为原标准保留指标，余能资源指标为GB/T 3484-2009要求的，这两个指标在草案中是明示的。能量利用率指标在企业能量平衡表要求计算，在标准中是隐含的。4.7 能流图和审核验收能流图（1994版4.4.6）和审核验收（1994版第5章）在GB/T 3484-2009中已不再要求，本修订草案中也不再保留。4.8 参考文献有企业提出找不到照明和采暖规定的标准值，为标准使用便利，草案将GB 50019-2015工业建筑供暖通风与空气调节设计规范和GB 50034-2013建筑照明设计标准两个标准列入附录，标准使用者供参考。5 实施本标准的意义5.1政策支撑本标准解决了玻纤能源管理中的诊断方法标准问题，使玻纤企业的能量平衡具有了可操作性，唤起企业对能源使用数据的关切意识，从而促使玻纤企业实现节能减排，实现进一步促进玻璃纤维产业结构升级，规范行业发展，降低能源消耗的目的。最终达到淘汰落后，鼓励先进，控制总量，促进行业可持续发展的目标。其次，中国建材联合会成立了国家建材工业玻璃纤维矿物棉节能服务中心，开展对玻璃纤维和矿物棉生产的开展能耗测试、监控