能源绩效改进机会识别评价课件

能源管理体系实施指南GB/T29456-2012能源管理体系策划与能源评审示例能源管理体系策划与能源评审示例本附录以某炼钢厂硅钢冷轧连退机组为例，重点对如何策划能源管理体系并实施能源评审进行了示例。1能源评审输入信息1.1冷轧连退机组工艺流程冷轧连续退火机组生产无取向硅钢的工艺流程如图A.1所示。带钢首先由开卷机开卷，经过入口活套后进入前清洗段去除带钢表面的轧制油等，而后进入退火炉段，出来后进入后清洗段进行表面清洗，之后进入涂层室进行涂覆，然后再进入烘烤炉形成最终的涂层，进入出口活套，最终由卷取机进行出口卷取。

1.2相关能耗及财务信息该机组消耗的能源及耗能工质主要有焦炉煤气、电、蒸汽、氮气、氢气、纯水、工业水等，用能比例如图2所示，电、焦炉煤气、蒸汽用量占机组耗能总量的97%。

图2连退机组能源消耗结构图

图3连退机组2009年工序能耗趋势图

2能源评审的实施2.1用能状况分析由机组相关工艺、设备、能源技术人员、作业长、设备点检、技师等组成能源评审小组，按照能源品种，利用工艺流程图、能流图、计量网络图等工具，将对该机组的能源评审细分到可独立控制的最终用能部位。制定相应终端耗能设备的岗位规程

表1连退机组部分能耗设备清单序号能源种类能耗设备区域是否连续使用对应岗位岗规名称1COG退火炉退火炉是连续退火连续退火岗位规程2烘烤炉烘烤炉是涂覆调整涂覆调整岗位规程3蒸汽1#清洗循环槽前清洗是焊接清洗焊接清洗岗位规程4前清洗热风干燥器前清洗是焊接清洗焊接清洗岗位规程5后清洗热风干燥器后清洗是涂覆调整涂覆调整岗位规程6配液间B1槽配液间是涂覆调整涂覆调整岗位规程7…………………………

表1连退机组部分能耗设备清单8氮气退火炉退火炉是连续退火连续退火岗位规程9氢气退火炉退火炉是连续退火连续退火岗位规程10工业水前后清洗供液泵地下循环槽是焊接清洗、涂覆调整焊接清洗岗位规程

涂覆调整岗位规程11涂层室地面清洗涂层室是涂覆调整涂覆调整岗位规程12碱雾洗涤塔3-5门外是焊接清洗焊接清洗岗位规程13…………………………14纯水1#清洗循环槽前清洗地下室是焊接清洗焊接清洗岗位规程15后清洗漂洗槽后清洗是涂覆调整涂覆调整岗位规程16配液间B1槽配液间是涂覆调整涂覆调整岗位规程17配液间250L混合槽配液间是涂覆调整涂覆调整岗位规程18…………………………在设备测试和收集数据的基础上，进行用能状况分析，评价过去和现在的能源使用和消耗状况。本示例中采用热平衡测试的方法，对退火炉，主要包括辐射管加热段和均热段进行热平衡测试；表2加热段热平衡测试结果序号测试项目%序号测试项目%1焦炉煤气化学热100Q1带钢带走热量57.26Q2烟气带走物理热21.85Q3化学不完全燃烧热损失0.01Q4炉内气氛散失带走物理热0.4Q5炉体散热14.75Q6管道散热3.39Q7其他2.35由表2可计算出机组主要经济技术指标：辐射管炉加热效率：57.26%，排烟热损失：21.85%。2.2识别相关变量2.2.1识别不可控变量基于用能状况分析，要进一步识别对能源消耗有重要影响的设备设施、系统、过程和人员，并确定其现状；识别其他影响能源消耗的变化因素，如：市场供需状况、产量、天气等。

为客观、真实反映能耗指标的水平，采用该机组工序能耗2009年度实绩值作为机组能耗基准值，通过讨论、分析、采用回归分析、理论计算等工具，确定基准值的若干个主要影响因素，以及这些影响因素每增减一个单位对能源消耗的影响。

以某月份能耗分析为例，该机组的主要影响因素包括月产量、收得率、故障时间等，因为各影响因素每增减一个单位对机组吨钢能耗的影响已经确定，可以通过对比影响因素当月实绩与水平值的差异，清楚分析当月能耗与基准值的差异原因（如表4所示）。表4连退机组工序能耗基准值月度差异分析表内容水平值变化影响实绩分析变化影响能耗本月实绩影响能耗kgce/t影响因素1月产量27299.81t-0.001%26770.50.45影响因素2收得率99.47%1%-1.000%99.56%-0.06影响因素3故障时间4.21h0.140%12.640.72影响因素4定修时间601h0.023%0-0.86影响因素5操调时间131h0.140%5.81-0.62影响因素6新产品调试时间101h0.140%11.330.11影响因素7高牌号产品产量8.5%1%0.256%8.3%-0.03影响因素8气温变化18.3℃1℃-0.012%20℃-0.01影响因素9其它因素\\\\-0.13合计-0.41

上述分析出来的影响因素可以作为识别、评价能源绩效改进机会的参考依据。

以下从能流和物流等角度对该机组主要相关可控变量的识别进行了示例。2.2.2焦炉煤气煤气消耗量取决于炉温设定值的高低，即某钢种牌号工艺所要求的温度。可以通过退火工艺的调整、优化，实现节约煤气的目的。该机组涂层种类繁多，每种涂层烘烤工艺不同，在涂层切换时要通入过渡卷进行炉温过渡。如果能够优化涂层烘烤工艺，在涂层切换时不通过渡卷直接进行过渡，则可提高煤气的利用效率。退火炉和烘烤炉的空气过剩系数也对煤气耗量有一定影响。可以通过合理设定空气过剩系数来减少煤气消耗。

2.2.3余热该机组使用焦炉煤气作为燃料。燃烧后烟气进入烟气总管温度在450～650℃。在进入废气风机前采用冷风稀释降低烟气温度，将最终排烟温度控制在400℃左右。

而实际上机组排烟温度高达450~650℃，这部分烟气显热较高，根据热平衡测试的结果，烟气带走的余热在能源平衡表中占22%。如将此部分烟气余热回收利用，降低烟气排放温度，可节约能源，降低机组运行费用。

2.2.4电机电耗是机组能耗的主要组成部分，占总能耗约26%，主要被各类中小型电机所消耗，具有潜在的节能空间。

2.2.5纯水该机组纯水主要用于前后清洗及配液等。当带钢从退火炉出来进入到后清洗槽进行清洗的同时，通过清洗槽中的冷却水将带钢冷却，然后再在其表面进行涂层。按照工艺要求，后清洗槽内的冷却水水温需要控制在10～25℃的范围。后清洗漂洗槽使用的冷却水为纯水，纯水来水温度在夏季时约为35℃，现冷冻水换热器冷却后，水温度在夏季只能控制在27.5℃左右，高于10～25℃的工艺要求。另外，原系统在设计时没有带自循环的冷却系统，为了降低板温，带钢的热量只能靠不断补充大量的纯水通过溢流排放的方法带走，这样就造成纯水的消耗量较大，年消耗纯水约19200t。采用外循环的方式将清洗漂洗槽内的水进行冷却2.2.6收得率从前面该机组基准值及其影响因素分析中发现，收得率指标对于机组能耗影响较大，因此生产和设备管理部门对其进行优化，通过提高产品的收得率进行节后清洗漂洗槽使用的冷却水为纯水，纯水来水温度在夏季时约为35℃，现冷冻水换热器冷却后，水温度在夏季只能控制在27.5℃左右，高于10～25℃的工艺要求。另外，原系统在设计时没有带自循环的冷却系统，为了降低板温，带钢的热量只能靠不断补充大量的纯水通过溢流排放的方法带走，这样就造成纯水的消耗量较大，年消耗纯水约19200t。采用外循环的方式将清洗漂洗槽内的水进行冷却2.2.6收得率从前面该机组基准值及其影响因素分析中发现，收得率指标对于机组能耗影响较大，因此生产和设备管理部门对其进行优化，通过提高产品的收得率进行节能。2.3识别改进机会以烟气余热回收利用和电机改造为例阐述识别节能机会。表5连退加热炉烟气余热6种利用方案的比较序号方案优点缺点1使用烟气直接预热带钢烟气直接加热带钢、换热效率高不利于带钢表面清洁，新机组基本不采用2设置气/气换热器加热保护气体来预热带钢可回收烟气余热的20%左右用于带钢的升温，直接有效适合新建机组，旧机组改造若使用该方案需增加预热段，需有相应的场地，投资也较高3使用烟气加热空气用于前清洗后的带钢干燥可节约前清洗带钢干燥用蒸汽-4使用余热锅炉产生蒸汽并入蒸汽管网能将排烟温度降至200度以下，最大程度的回收烟气预热-5使用气/水换热器获得140°C左右的过热水用于带钢的前清洗及干燥可节约前清洗和干燥用蒸汽-6使用气/水换热器获得60~80°C左右的热水用于带钢的前清洗可节约前清洗部分蒸汽-通过以上余热回收方式的比较分析，对于已有机组的余热回收改造，方案3、4、5、6比较适合。这三种方案都是将烟气的余热通过换热器回收用于前清洗段，减少前清洗的蒸汽使用。方案4回收的余热品质最高，因此决定采用该方案回收该机组的余热。

2.3.2电机改造

以一台18.5kW四极电机为例，国内目前应用广泛的Y系列电机效率值为90%（国家能效3级），高效电机效率值为92.2%（国家能效2级），超高效电机效率值为93.3（国家能效1级）。按照85%平均负荷率，年运行时间6000小时来进行计算，电机改造的投资回报期对比见表6。

投资回报时间在3年左右,有潜力表6连退机组电机节电效益分析表能效效率值(%)估计价格价格（元）年耗电（度）年节电量（度）年节电效益（元）投资回报期（年）新品投资回报期（年）半价利旧投资回报期（年）考虑补贴普通电机90330010483300000高效电机92.24300102331250212513.442.121.6超高效电机93.36600101125370818543.562.672.27表7连退机组具有节电潜力的电机安装部位（用途名称）型号数量容量（kW）节能量（kWh）风机Y3-280S-217510583Y3160M-22116635YTSP225M-424516524YTSP225S-41377448YTSP200L-4103068294YTSP225M-41458262YTSP180L-41225636YTSP160L-481535399YPT160L-451522125QABP250

M4A75561007合计381171241913经对上述节能潜力分析，综合考虑所需资源、投资回报期以及实施难易程度，确定优先需要通过管理（不需要资金投入）或项目（需要资金投入，科研、技改、维修、EPC、六西格玛等）途径实施的节能方案，作为该机组优先控制的能源绩效改进机会，见表8。表8连退机组优先控制能源绩效改进机会序号优先控制的改进机会目标/节能潜力属性拟控制的措施1无冷却系统导致纯水浪费9600t/年项目后清洗漂洗槽改善，新增冷却系统2烟气余热未回收20592t/年项目回收烟气余热产生蒸汽3未采用高效电机24万kWh/年项目机组高效电机节能改造4工艺设置不够合理焦炉煤气消耗高700km3/年管理优化工艺参数，降低机组煤气单耗六西格玛项目：加强管理，降低机组煤气吨钢能耗为实现该工序的设立的目标指标设定的管理方案表9。序号主要能源使用/改进机会控制措施时间进度实施效果预计1后清洗设备/无冷却系统导致纯水浪费机组后清洗漂洗槽改善2010.1-2010.11改造后清洗漂洗槽可减少纯水注入量约为30t/天，年可节约纯水约为30t/天×320天=9600t，经济效益约为：9600t×10元/t=9.6万元。2退火炉/烟气余热未回收回收机组烟气余热产生蒸汽2010.6-2011.5——3电机/未采用高效电机机组高效电机节能改造2011-2012年——4退火炉/工艺设置不够合理焦炉煤气消耗高优化工艺参数，降低*机组煤气单耗六西格玛项目：加强管理降低机组煤气吨钢能耗2010.5-2012.122011.5-2012.5部分牌号退火炉炉温降低40℃；退火炉和烘烤炉燃烧系数从1.15降至1.05。——谢谢！

能源绩效改进机会识别的步骤其基本流程如下图所示：

划分作业活动----确定耗能类别----识别能源因素-----评价优控因素-----制定控制计划-----评审控制计划-----控制计划实施-----实施情况验证

4、能源绩效改进机会的识别：

4.1划分作业活动划分作业活动,从（公司）集团-----厂（分厂）-----车间（作业区、工段），也就是独立耗能单位。1）可按统计核算单位分，如进行考核能源的最小单位；2）可按耗能种类分，如按照条线消耗、管网的介值传递；3）可按主要耗能设施、装置分，如单台设备、单一设备、独立设施等；4）可按作业区域分，单独区域、独立厂区等；5）将上述两种或以上方式结合使用。如：对于一个冶炼厂，可以分为：

1、按统计核算单位分：熔炼车间、硫酸车间等。

2、按耗能种类分：电力供应系统、煤气供应系统、水供应系统、氧气供应系统等。

3、按主要耗能设施、装置分：加热炉、制氧机等。

4、按作业区域分：生产活动、办公活动、后勤活动、相关方的活动等。

4.2确定耗能类别

耗能类别可分为：一次能源、二次能源、新能源、耗能工质等四类

4.3能源绩效改进机会识别的范围及考虑因素

4.3.1识别范围：

能源绩效改进机会的识别范围要包括用能单位活动、产品或服务的全过程，应识别能源管理体系覆盖范围内活动、产品和服务中能够控制、或能够施加影响的能源绩效改进机会，包括应考虑已纳入计划的或新开发的、变更的活动、产品和服务等因素；其中，组织的活动一般包括：

●与生产相关的活动—产品开发设计、材料采购、设备运行、加工制造、检验测试、动力供应等；

●办公活动—包括相关的现场管理活动。如办公设施、照明设施、管网线路管理等。

●辅助活动——设备维修、运输（车辆、运输过程）、支持性服务（通讯、网络等）等；

●生活后勤活动——食堂（厨房设备的节能性、热能综合利用）、医院、保洁（废物回收）等。

●相关方的活动：如向外部转供能源。

这些活动应覆盖：

a)全部耗能的活动；b)全部耗能区域；

c)全部耗能的设备设施。4.3.2能源绩效改进机会识别应考虑的三种时态和三种状态

●三种时态

a)过去：以前发生的活动其能源绩效改进机会对于现在仍然存在影响。

b)现在：目前作业活动、系统或设备等存在的能源绩效改进机会。

c)将来：可以预见的产品、系统或设备、作业活动发生变化，其中存在的能源绩效改进机会。

●三种状态

a)正常状态：指正常、持续的生产运行。

b)异常状态：指生产设备设施的损坏、启停、检修、能源临时转供、特殊情况下的使用等情况。

c)紧急状态：指发生爆炸、火灾、泄露等重大突发性事件、能源断供、管线受损（如管路被撞断、电缆被挖断）等。。4.3.3能源绩效改进机会识别应考虑的十一个方面

在能源绩效改进机会识别时，应从十一个方面去考虑：

1、能源的种类：能源类型的选择、设计、能源的质量、包括对一次能源、二次能源、耗能工质的消耗和对新能源和可再生能源的利用；

2、使用能源的设施：如设备类型、设备效率、设备的维修、设备的状态；

3、能源配置优化；如：不同燃料的掺烧、配比工艺的合理；

4、工艺技术：如是否淘汰工艺、现行的工艺特点；

5、生产组织：如作业班次、间断作业；

6、能源管理：如跑冒滴漏、抛撒、遗漏，验收、不合理放散、库存量的控制；

7、产品：

组织的产品包括：

●组织自身生产的产品：产业结构、产品性能（节能环保）；

●组织使用的产品：选用产品的节能、环保性能。

8、余能回收：如余热、余压是否回收；

9、员工操作及节能意识；

10、计量监测：如计量监测失准、缺失的环节、计量器具的配置情况；

11、其它（如产品的原材料变化）。4.3.4能源绩效改进机会识别方法

确定能源绩效改进机会识别的方法，可供选择的方法包括：

a.过程分析法

b.能源流转过程法

c.其他方法。

4.3.4.1过程分析法

按照作业流程把一项活动分解成几个步骤，对照能源的类别，识别整个作业活动及每一步骤中的能源绩效改进机会。

a.识别部门或生产作业活动流程；

b.确定每一流程的能源绩效改进机会。

举例：燃煤锅炉供热过程的能源绩效改进机会识别。

1）划分作业活动：

燃煤锅炉供热过程的工序流程可分为：煤的采购和储存、煤的使用过程、供热过程等。

2）对于每一个作业活动，对照十一个方面，考虑三种时态、三种状态，逐一列出能源绩效改进机会。

如，在煤的采购和储存过程中如图1所示：1序号十一个方面能源绩效改进机会1能源的种类煤热值低，煤矸石多，达不到标准，造成煤浪费；2使用能源的设施输送皮带漏斗堵塞造成上煤皮带空转；皮带机采用8级电机不配减速机增加电能消耗；皮带电机采用国家明令淘汰的产品；3能源配置优化无4工艺技术无5生产组织长期贮存，风化导致煤质下降造成的煤的浪费；6日常管理运输过程防护不当，有抛洒，对煤的浪费；雨水冲刷造成的煤的流失；7产品无8余能回收无9员工操作及节能意识卸车不净；10计量监测磅秤未检定造成失准；货主故意影响计量准确度；11其它无1能源绩效改进机会表部门：采购部单元：装卸车间编号：共页第页序号活动/产品/服务工序/设备能源消耗能源绩效改进机会是否判定方法现有控制措施备注优控因素1煤的采购和储存采购

采购煤质不达标

2上煤皮带机电输送皮带漏斗堵塞造成上煤皮带空转

3上、输煤皮带机电皮带机采用8级电机不配减速机增加电能消耗

4上、输煤皮带机电皮带电机采用国家明令淘汰的产品

5储存

长期贮存，风化导致煤质下降

6运输

运输过程防护不当，有抛洒

7储存

雨水冲刷造成的煤的流失

8卸煤

卸车不净

9卸煤计量

磅秤不能按期检定造成失准

10卸煤计量

货主故意影响计量准确度

填表日期：2010.1.1填表人：张扬4.3.4.2能源流转过程法

按照不同能源类别及其流转过程，识别其中的能源绩效改进机会。识别时，合理划分用能单元，比如一个工厂、一个车间。单元范围不同，流转过程可能会有所不同，在一个用能单元内不一定是一个完整的能源流转过程。

能源的流转过程大致分为：

能源输入－能源转换－能源分配和传输－能源使用－能源再利用1）按照电能的流转过程可以分为：

●电能的输入过程：系统(区域)来电

●电能的转换过程：变压器及附属设备的工作

●电能的分配和传输过程：线路输送及配电室

●电能的使用过程：各用能设备

2）在每一个流转过程中，对照十一个方面，考虑三种时态、三种状态，逐一列出能源绩效改进机会，见下表：1序号十一个方面能源绩效改进机会1能源的种类无2使用能源的设施选型不合理，不是节电系列产品无低压补偿装置，增加线路损失容量选择不合理，大马拉小车，浪费容量选择不合理，小马拉大车，易造成变压器运行危险3能源配置优化系统电压过高，加大线路损失系统电压过高，产生谐波共振，危及电网4工艺技术无5生产组织无6日常管理对于变压器不按期检、试验，造成突发事故7产品无8余能回收无9员工操作及节能意识巡视不认真，隐患不能发现，造成事故操作技能不合理对能源的浪费10计量监测无电压表、电流表、功率表不能按期送检，计量失准11其它无1能源绩效改进机会识别评价表部门：动力厂单元：变电站编号：共页第页序号活动/产品/服务工序/设备能源消耗能源绩效改进机会是否判定方法现有控制措施备注优控因素1能源转换变压器电能选型不合理，不是节电系列产品

2变压器电能无低压补偿装置，增加线路损失

3变压器电能系统电压过高，加大线路损失

4变压器电能系统电压过高，产生谐波共振，危及电网

5变压器电能容量选择不合理，大马拉小车，浪费

6变压器电能容量选择不合理，小马拉大车，易造成变压器运行危险

7变压器电能不按期检、试验，造成突发事故

8变压器电能巡视不认真，隐患不能发现，造成事故

9变压器电能操作技能不合理对能源的浪费

填表日期：2010.1.1填表人：张扬4.3.4.3其他方法：现场观察、专家咨询、头脑风暴等

以上方法不是独立存在和使用的，各方法可以相互结合，相互补充。如在过程分析法中，按照生产过程的每一活动，要对照能源类别，考虑能源流转过程，通过现场观察、问卷调查、专家咨询、头脑风暴、查阅文件和记录等手段来获得能源绩效改进机会。

4.3.5能源绩效改进机会的识别的充分性

能源绩效改进机会的识别要求覆盖用能单位的所有活动和过程，做到“纵到底、横到边”，保证能源绩效改进机会识别的充分性。5、优先控制的能源绩效改进机会的评价

5.1能源绩效改进机会评价目的

通过对能源消耗、能源利用效率影响程度的评价，确定能源绩效改进机会控制的优先次序。

5.2优控因素评价应考虑以下方面的要求：

1）法律、法规的要求；

2）能源生命周期；

3）用能单位能源品质、余热余能利用等自身资源状况；

4）节能潜力大小和重要用能部位；

5）控制能源绩效改进机会的难易程度、经济合理性；

6）对能源节约的影响程度。5.4优控因素的评价方法：是非判断法、对比法

5.4.1是非判断法：

符合以下情况之一的能源绩效改进机会，可确定为优先控制的能源绩效改进机会：

a）违反法律、法规和其他要求的能源绩效改进机会，（如违反国家产业政策、节约能源法等以及国家明令淘汰或禁止的工艺、产能、设施、设备）；b）国家限制使用但仍然在使用的能源设施设备。

c）紧急状态下，可能产生严重后果的能源绩效改进机会，如能源停供、设备突发故障、采购短缺、火灾、爆炸、泄漏等；

d）其它对能效有重要影响的能源绩效改进机会。如仓储过多、恶劣环境影响、生产组织不合理等。5.4.2对比法

根据如下对比，存在其中之一的，可以确定为优先控制的能源绩效改进机会。

a）不同能源类型、不同能源结构对总体能源利用效率影响的对比，其中，使用能源类型、结构不合理，且可以改进的，应评为优控因素；

b）能源使用过程中能源成本对于能源消耗影响的对比，在成本中所占比重较大，且可以降低的，应从中评出优控因素；

c）对于消耗水平、能源效率，可用与能源基准或标杆对比，低于基准或标杆的应从中评出优控因