《工业循环水系统评价技术规范》（征求意见稿）编制说明

《工业循环水系统评价技术规范》（征求意见稿）一、标准制定的目的、意义《工业循环水系统评价技术规范》是在国内缺乏类似标准的条件下，总结实践经验，尝试进行创造性的标准制订。目前与该标准内容有关的标准，例如：GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》，GB/T50102-2014《工业循环水冷却设计规范》，是设计指导规范。侧重于设备结构、部件参数设计和计算方法，制造规格标准，是工程设计人员的手册类、工具性标准。GB/T30256-2013《节能量测量和验证技术要求泵类液体输送系统》，GB/T16666-2012《泵类液体输送系统节能监测》，GB/T34867.1-2017《电动机系统节能量测量和验证方法第1部分：电动机现场能标准内容涵盖的范围边界局限于动力设备，内容局限于节能量测量和验证，缺乏对综合运营效益的监测和计算方法。工业循环水系统是广泛存在于工业生产领域的常见工艺系统，一般起到冷却、热传递和交换作用，也有较为特殊的、进行物质交换的系统，在工业领域的存量设施数量庞大。工业循环水系统的运行水平，各生产企业差别很大，很多系统的运行状况堪忧，已经造成了大量资源和能源的浪费。常———见的问题包括但不限于：（1）设备设施老化，隐患多、故障多，甚至危及生产（2）资源消耗大，水质管理、排污管理不到位，导致循环利用率不高，不得不超出设计要求增加补水量。特别在缺水地区的工业装置，影响更突出；（3）设备设计与实际运行的工况不匹配，系统带病运行，造成能源浪费；（4）运行监测系统不完善，特别是计量不到位，导致大量问题不被发现、长期忽视。问题的背后，是一线的生产技术人员、工程设计人员对工业循环水系统运行相关的基本概念不清晰，理论知识储备不够，运行管理把握不准，解决问题的能力缺失。在实际工作中，意识不到问题、找不准问题、解决不了问题。制定本标准，一是为工业循环水系统的运行管理建立框3个大类，来归总系统管理工作，要求生产单位对系统资产列清单造册、定期点检评估、及时更新补位；要求生产单位对循环水介质加强管理，即水质管理，控制好排污和补水；要求生产单位对系统运行的能源消耗加强监测统计，对指标进行数据分析，关注系统设计与实际运行不匹配造成的能耗问题，想方设法提升系统运行能效。———二是为归口管理部门和第三方技术服务机构提供了一套评价工业循环水系统的技术框架。本文件建立的评价指标体系，涵盖了系统运行管理的各主要方面，对常见的、主要的运行问题，指向性强。能帮助使用者高效的对循环水系统作出评价，以评分的方式与其他类似工业循环水系统装置进行横向比较，加强行业交流互动，共同查找问题，提出解决三是引导生产企业持续改进工业循环水系统。本标准文件提出进行基准评价、改进评价、核算节约效益的办法。按照标准的指引，生产单位可以确立系统的运行现状指标，不断改进评价结果较低的指标和问题；在实现改进后，衡量改进效果，周期性地开展评价，比较改进的幅度和成效，核算改进带来的节约效益。降低运行成本，产生节约效益，进一步激励和推动持续改进措施。二、标准制定指导思想和编制原则标准起草小组成员长期从事于工业循环水系统节能管理和技术改造项目实施，在实践中积累了丰富的相关经验。在本标准编制过程中，标准起草小组总结了大量项目经验和调研资料，归纳了系统特征、常见问题、解决办法，认真选择评价指标，建立指标体系，力求准确定义和阐释指标和评价方法。————4—在研制标准文本的过程中，标准起草小组在以下项目的调研报告、改造工程方案、技改运行结果上汲取了重要经验。序号用户单位名称1湖南株冶有色金属有限公司2湖南博长控股冷水江钢铁有限公司3贵州松桃金瑞锰业有限责任公司4岳阳锦能环境绿色能源有限公司5株洲硬质合金集团有限公司6株洲钻石切削刀具股份有限公司7济南钢铁集团8攀钢成都钢铁厂9攀煤联合焦化中国石化长岭炼化中国石化巴陵石化湖南柿竹园有色金属有限责任公司南昌硬质合金有限公司光大环保能源(益阳)有限公司韶能集团生物质发电公司宝武钢铁新日钢铁（武汉）镀锡板有限公司江苏长强钢铁有限公司湖南瑶岗仙矿业选矿厂紫金铜业龙岩选矿厂重钢集团太和铁矿中国石化茂名分公司中国铝业山西分公司供水车间云南锡业集团云锡铜业、大屯选厂和氧化矿分厂云天化集团5———了解了生产单位的循环水系统在实际运行、改造方面的问题及需要，同时也吸收、借鉴具有代表性的国内外类似系统的运行和改造经验，标准起草人员始终遵循“科学、适用和可操作”的指导思想，以实际需求为导向，以满足生产单位的循环水系统管理工作为核心，规定了对工业循环水系统运行管理、提质升级改造的技术规范框架。1.关于科学性要求是对工业循环水系统设施和运行管理的林林总总要素的高度归纳：1）设施类指标反映系统的硬件设施基础和数据设施基础。有完整的、运行维护良好的硬件设施，是系统运行的基础，同时标准重视工业系统的数据资产，从系统计量和传感设备获得的运行数据也是无形的资产，这些数据是不是具备准确的测量质量、是否得到妥善的存储、是否用于建模分析和评估，乃至形成切实的运行策略，都是设施类指标所覆盖2）介质类指标，反映系统对介质中资源的消耗水平。循环水系统当然是对主要介质——水资源循环使用的，但蒸发、排污、漏损、故障等损失会导致系统需要补水，有的系统补水量还很可观。工业装置对水耗的管控水平，以及再生水的利用水平还有很大的提升空间，本标准抓住介质指标，6———从水质处理、补水量、再生水利用、数字化精确管理方面评价工业系统对水资源的利用水平。介质类指标在评分中占20%。3）能耗类指标是反映循环水系统运行水平的最重要方面，几乎所有的循环水系统都是耗能大户，往往一年要消耗掉比自身资产价值高得多的能源价值。能耗类指标主抓2个匹配度和1个系统效率，这3个指标都是具备系统综合性，牵一发而动全身的关键指标。动力匹配度由实测压差和设计扬程比较出来，反映的是管路特性和动力设备特性之间的匹配程度；热力匹配度由热交换端的实测温差和设计温差比较出来，反映设计热交换过程和实际过程的匹配程度；系统效率是循环水系统实际得到的动能势能和动力输入能量的比较，考虑了动力系统不同设计比转数的效率区间。这3大指标覆盖了能源消耗的关键要素，直指问题产生的根本原因，是实际工业企业的循环水系统能耗偏高、改进潜力较大的主2.关于适用性要求本标准适用于工业领域已建成运行的、以水或水性溶液为介质、具有冷却功能或其他热交换功能的循环水系统，新建和改建的工业循环水系统项目可参照执行。本标准不适用于输送主管道存在宏观相变过程的系统，如余热发电“蒸汽—水”循环系统，或储冰制冷“冰—水”循环系统。7———在上述范围内，本标准内容具有普遍适用性。如4.2条评价范围对工业循环水系统组成部分的划分，与该系统在实际情形中的功能划分、设施设计和管理内容划分相符；5.1至5.4条评价指标体系，相关指标都能在生产企业获得评价依据信息和数据。在设施和介质的数字化管理方面，标准提出指标要求，也是生产企业可获得的成熟技术，可促进生产企业在数据资源获取、应用方面加大投入，通过“高精度、高分辨率”的数据和系统的应用来实现循环水系统的精益管理。因此标准指标体系既引导生产企业提升设施和管理的水平，也指明了持续改进提升的方向路径，具备普遍适用性。本标准适用于生产企业自行评价，或供评价机构进行第三方评价。作为评价体系，能够使评价主体得到一套工作框架和工作方法，是本标准文本的内在要求。本标准建立的指标体系，最大程度地考虑到评价主体用之以衡量所有适用范围内的工业循环水系统的需要，具备统一的评分标准和普适的指标内容。经该标准对不同的系统进行评价，无论系统装置在哪个地域范围、功能上有何差异、建设改造的时期有什么特点、装置水平高低，均可在该指标体系下进行评价、评部管理，也便于社会性评价机构进行行业性评价和横向比较，在此基础上进一步建立发展和改进的规划计划。3.关于可操作性要求8———本标准文本重点在建立评价指标体系方面注重面向生产企业、评价机构、归口管理部门的可操作性。表1设施类评价指标表，评价指标清晰、不交叉，分值分配合理，评分办法的表述，可以方便评价主体获得评价依据、数据和信息来源，相关评分要点简明扼要，支持评价主体在此基础上根据自身情况，建立更加细化的工作要求。对于需要量化的要求，评分办法明确规定了下限要求；对于定性要求，评分办法引导生产企业建立符合要求的措施、设施。表2介质类评价指标表，在循环水的水质管理、损失和补水指标上，引用了GB50050标准相关要求，包括定性要求和定量、可计算的指标。在数字化管理一项上，标准提出引导生产企业对补水、用水、排（污）水、蒸发散失水构成数据化闭环管理的要求，也同样要求生产企业做好水平衡测试的基础工作。该项要求同样有成熟适用技术的支撑，旨在引导企业升级计量和数据管理工作基础。5.4条式（1）到式（4）是关于能耗类评价指标的计算和获得结果。计算式取用的参数来源，均是在生产企业现场方便可得的数据，例如式（1）的水泵动力设备进出口压通过进出口管道上的压力表可获得，额定扬程可从设备铭牌或设计资料上获得，均可以当场获得实测数据，也可要求生产企业进行日常记录，获得一段时间的历史数据。取得数据后，可立即计算得到结果。又如式（3介质密度是与介质9———成分有关的常数，一般保持不变；g是常数；Q是循环水流量，H是系统实际扬程，在主管道上可获得压力表读数；W是输入功率，可从动力设备的电源输入端测得电流电压和相位以进行计算。其他计算式所用的参数，均来自现场可得的如生产企业不具备获得以上算式结果的数据来源，则适用于表1设施评价指标里的“系统完好”和“数据质量”指标，要求生产企业须完善计量监测设施，使之具备基本的计量数据获得能力。结合附录A，对不同评价阶段的任务、评价形式、评价报告的编制形式和要点，以及改进的相关要求和方向做出了规定，具备现实和可操作性，易于使用标准的组织和个人操作。三、标准制定过程（一）任务来源2021年12月，经湖南省工业和信息化厅推荐，湖南省市场监督管理局批准，湖南阳光伟业科技有限公司等4家单位提出《工业循环水系统评价技术规范》（后修改为《工业方面进行项目任务分工，合力完成了本项标准的研制起草工———（二）起草单位和主要起草人员本标准由湖南阳光伟业科技有限公司提出，湖南省工业和信息化厅归口。湖南仕格流体科技有限公司、长沙环境保护职业技术学院、长沙约伯环保科技有限公司共同起草。本标准主要起草人：李丰、李方、邓湘湘、黄凌雳、吴特、廖海广、乔朝辉、尹胜美、袁勇、刘贤德。（三）制定过程2021年10月，湖南阳光伟业科技有限公司提出制定本标准，与湖南仕格流体科技有限公司、长沙环境保护职业技术学院、长沙约伯环保科技有限公司签订标准制订项目合2021年11月，向湖南省市场监督管理局提出《湖南省2021年11月-2022年8月，对湖南省内外的生产企业关于工业循环水系统的运行状况、改进项目进行广泛调研和情况跟踪了解，在实地考察和实测数据的基础上，提出本标准草案。2022年1月，湖南省市场监督管理局下发《2022年第一批地方标准制修订项目计划的通知》，批准开展《工业循环水系统评价技术规范》标准制定工作，本标准编制工作进入初稿编写阶段。2022年9月，本标准的初稿编写经归口管理部门组织的———专家多次讨论，完成标准初稿。2022年12月，按照专家初步意见修订后，提交标准送审稿参加正式审查会议。2023年8月，本标准按照审查专家的意见修改完善后，形成《征求意见稿》提交湖南省市场监督管理局进行公布。四、标准内容说明（一）调研小结从泵类设备的设计制造到工业节能服务和投资，湖南省相关产业底蕴深厚、国内竞争力强。标准编制单位常年扎根钻研于工业循环水系统的精益运行、装备设计制造、数字模型和算法研发，在电力、钢铁、冶金、化工、石化等行业为工业用户找准循环水系统问题，通过硬件改造和运行优化，几乎都能为用户实现25%以上的循环水系统节电、节费效果，社会效益和经济效益突出。但与高耗能工业的庞大规模相比，有机会实现系统优化改造的工业企业只占极小比例，更多的工业循环水系统仍然在极不经济的状态下运行。在这一涉及到高耗能工业主要用能环节之一的领域里，亟需用一套标准来帮助业内各用户、运维、节能服务等单位，来评价、规划、改进工业循环水系统，使系统在“正常运行”这一最基本的要求上，进一步追康”水平，将运营能力大幅提升。———为此，起草单位高度归纳总结相关经验，与行业多名来自于一线生产管理、研究和设计领域的资深专家，共同研讨、创制了这一标准，并可以将其付诸于实践工作，验证标准评价体系、评分划段的有效性和实际意义，待通过审查发布后，与归口主管部门、同行业、用户一起来推动相关工作。起草标准文本的过程中，归口主管部门多次组织行业知名专家对标准草案（讨论稿）进行了座谈和初步评审，提出了大量宝贵意见，起草单位据此数次修订完善标准文本，使之符合标准制订的各方面要求。现将修订后的报批稿与其他佐证及说明文件一同提交批准程序。（二）编制依据2022年1月，湖南省市场监督管理局《2022年第一批地方标准制修订项目计划的通知》GB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/T系统GB/T7021离心泵名词术语13007离心泵效率13469离心泵、混流泵与轴流泵系统经济运行16666泵类液体输送系统节能监测24915合同能源管理技术通则28750节能量测量和验证技术通则30256节能量测量和验证技术要求泵类液体输送32045节能量测量和验证实施指南———GB/T39984泵系统能耗评估GB50050工业循环冷却水水质规范GB/T50102GB/T23331GB/T41013DB43/T921工业循环水冷却设计规范能源管理体系要求电机系统能效评价重点用能单位能源管理体系实施指南DB43/T1129