麦肯锡-中国石化扬子石油化工资源生产率运营工具包-20140513

资源生产率运营工具包机密和专有未经麦肯锡公司允许，严禁擅用本材料2014年5月13日扬子石化培训材料“RPO工具包”模块概览1RPO定义：PRO(resourceproductiveoperation）是资源生产率运营的建成，关注于以最优的生产方式获取最大综合效益RPO工具包由一系列工具组成。这些工具旨在帮助客户最大化每小时利润，尽可能向理论极限延伸主要关注12种以降低资源消耗为目标的工具探讨RPO工具包......并从该模块中获取两大关键学习要点何时使用哪种工具？简要介绍每种工具的目标及产出帮助学员通过系统的讲解，在改进工作中，合理采取相应的方法，取得实际效果本课程讲授的方法在具体实施时需结合专业知识进行资料来源：麦肯锡有两个关键理念–小时利润和理论极限-让我们能够从资源中获得最大的价值每小时利润有助于我们分析资源生产率举措对收入和成本的影响理论极限通过脱离现有自下而上想法的影响制定远大目标来拓宽我们的思维空间理论极限当前现状利用理论极限法的目标状态过渡资源生产率收益人民币收入成本小时𝝅=V(P-C)

实施自下而上设计后的状态（循序渐进的方法）资料来源：麦肯锡h小时利润综合考量收率、产量、能耗与环境间的相互影响关系精益的“经典理论”资源有效型生产的概念延伸四大要素相互影响，需要共同优化!现有概念的扩展资源生产率可变成本和利润资产和劳动力生产率大多数的固定成本THROUGHPUT(OEE)YIELDENERGYENVIRONMENTKEYCONCEPTS环境能源收率关键概念负荷（OEE）资料来源：麦肯锡每小时利润…小时利润概念将生产和经营紧密结合起来，帮助建立量化、系统的“决策和优化”载体典型工作重点整体优化公式毛利

(每小时利润)=–整体优化包括与所有小组成员的讨论关注有限；生产经营部的决策环境工作流的关注重点能效工作流的关注重点收率工作流的关注重点能效工作流的关注重点资源有效性运营通常重点关注收率，能源消耗，生成的能源以及环境需要确定工作的优先顺序，平衡各工作流之间的工作

当把最终优化放在利润上时，各个工作流会生成相应的创意和想法通常把价格格局和客户需求作为前提条件资料来源：麦肯锡每小时利润在优化时，力求区分BDP与负面影响利润

=每小时利润

BDPX8,760h/a运营时间8,760可用度,%（空载损耗,%绩效损失,%XXX次优级运营f(产量)计算方法整体优化方法解释设备停机情况解释当无法达到最优负载时，造成的产品收入损失解释由于收率和能效依赖于负载而造成的损失解释未达到BDP的收率和/或能效解释所有运营方面的影响（标准操作流程较少等）BDP的计算方法建立数据表，汇总计算每小时利润所需要的所有必要数据清理数据；提取出停工时间，产能提升时间，测量错误等数据在数据集中识别BDP（95%或90%都取决于激进程度/或清理数据）识别独立及整体潜力计算BDP达成情况下的绩效计算整体潜力使用负载曲线，统计方法等，把整体潜力按负载损失和绩效损失进行区分在可能的情况下，按不同类型的影响区分绩效损失（例如：催化剂使用时长，运营变化）对整体系统和已识别的损耗分别产生创意尽管优化需要以人民币来量化，但是创意的生成是需要在工作流中完成的资料来源：麦肯锡每小时利润举例——利用资源有效性创造，采矿行业的每小时利润提升5-10%黄金平均生产率克/小时平均每小时利润人民币/小时典型观察结果由于缺少精细化数据（每小时），因此使用多头并进的方法来确定优化机遇工厂运营（收率与产量之间的权衡）是进料品位与矿石和黄金价格之间的函数。如果矿石价格上涨或黄金价格下降超过某一临界值，产量最大化战略将对盈利能力有负面影响除了品位和产量外，其他参数还会造成最佳绩效与平均绩效之间

~10-15%的差距

，缩小这些差距，至少能够产生:黄金产量3-8%的增量5-10%的额外收入在所有有数据支持的流程参数中，氰化物、溶解氧水平、粒度分布等参数能大体解释高水平绩效与低水平/平均绩效之间的差异在研究过的所有参数中，溶解氧水平似乎对收率/绩效的影响最大观察结果最佳情况高3-8%观察结果最佳情况高5-10%资料来源：神经网络模型；客户案例每小时利润改善可从理解每小时利润公式的驱动因素开始资料来源：RPMinMiningKIP每小时总利润=盎司黄金

每小时黄金价格x吨试剂

每小时试剂价格xΣ-试剂+能效设备

每小时能源单位成本你xΣ设备产量矿石单位成本x+B盎司黄金

每小时=采收率x产量采收率x密度x流量=AC单位成本取决于提取矿石的采矿成本D每小时总利润按多项因素计算能源消耗主要驱动因素球磨机泵搅拌器输送带使用到的试剂和耗材氰化钠石灰钢珠过氧化氢腐蚀剂活性炭盐酸阻垢剂每小时利润浸出厂中存在收率和产量之间的权衡…-1%-1%-0.5%-1%

收率产量

吨/小时品位

–0.9品位–0.8品位

–0.7品位

–0.6资料来源：神经网络模型；客户案例每小时利润0.7050.70000.7359492908886848200.8000.7950.7900.7850.7800.7750.7700.7650.7600.7550.7500.7450.7400.7300.7250.7200.7150.710收率原矿品位…但除了产量和品位外，还有其他参数也会造成收率的大幅变化5>1.51.4-1.521.3-1.491.2-1.31.1-1.21.0-1.10.9-0.10.8-0.90.7-0.80.6-0.70.5-0.6<0.54收率(86.13-72.12)收率(90.79-77.12)收率(90.85-77.25)收率(92.66-81.19)收率(93.90-84.31)收率(93.84-85.32)收率(95.33-86.26)收率(95.41-

84.32)收率(95.84-

90.66)收率(94.79-

91.73)收率(92.26-89.87)收率(97.04-

93.20)原矿品位分布

(2011-12)天数资料来源：神经网络模型；客户案例每小时利润通过高级建模，可以运用主要运营参数分析目标收率，从而找出主要的改善区域收率

(%)-

2012年第三季度2013-1-12012-12-12-12-11-12012-10-1模型收率实际收率高潜力改善区域资料来源：神经网络模型；客户案例方法根据历史数据，搭建高级模型，把产出作为以下参量的函数进行模拟输入材料的原矿品位产量对目标（模型）收率

和

实际收率进行映射，挑出出现偏差的日子/事件分析运营参数第二层，例如：氰化物浓度、酸度、溶解氧水平、粒度分布，找出产生偏差的根本原因每小时利润资料来源：神经网络模型；非洲金矿明确第二和第三层参数：帮助工厂在多项参数间优化…加入其它参数后，模型变得更加强大并能提示其他改善杠杆，例如提高氧气浓度可提高收率第一层参数品位(克/吨)产量(吨/小时)氧气浓度.(ppm)第二计第三层参数氰化物浓度.(ppm)粒度分布(小于75µm的比例)水泥浆密度收率变化

(%)0.50.6120017006.511801408892XY收率

%产量,吨/小时-1%

-1%

-0.5%-1%

0.90.80.70.6品位

(克/吨)收率

%氧气浓度.

ppm每小时利润可以通过两步走的方法接近理论极限资料来源：麦肯锡接近最佳绩效1明确能源/电力实际消耗量找出能源/电力消耗最优水平比较消耗量实际水平和最佳水平，明确其中差异以及由运营差异而造成的损失接近理论极限2计算理论上/热力学上的能源/电力需求与最佳水平相比，明确其中差异以及由于工艺流程设置不同而产生的损失理论极限 1过程参数分析工具可用于：A)降低资源消耗；B)降低单位能源价格；C）优化组合或者提高定价降低单位能源价格降低资源消耗优化组合或者提高定价B公用事业和资源合同基线利用目前消耗资源的现有合同和定价制作资源矩阵图159电机系统分析对于电机、泵和风扇按照因效率低下导致的量化损失进行优先级排序资源价值流(能源流图）测绘并量化资源在系统中每个步骤的流图1C产品销售和利润率基线从销售额、利润率、利润/小时、规格、与竞品相比的质量角度了解产品12资源采购分析分析资源利用率和采购战略（比如使用价值、供应商替代、燃料灵活性）610成本曲线量化因资源供需错配导致的损失（比如制冷系统）22定价分析分析与可持续性有关的生产怎样影响客户的付费意愿3谈判事实数据库开发面向多个供应商的财务谈判事实数据库，以提高杠杆率711投入产出分析识别产出率和吞吐量变化1%带来的资源影响资源十大浪费识别浪费、变化和不灵活造成的资源损失33产品组合和产能需求分析确定将会满足市场需求并最大化运营能力的产品组合4合同战略结构化合同，以最大化资源的生命周期价值8能源生命周期分析识别各类能源或者资源在整个生命周期内的损失12系统问题树

识别并完善影响产出率的主要动因4负载曲线量化设备/工艺/生产的性能损失4新市场研究构建对新市场细分和区域内可持续性相关发展机会的理解力A目标：通过向利润极限延伸最大化每小时利润

小时非详尽本次培训聚焦于降低资源消耗工具包培训重点能耗桥识别资源消耗的最低理论水平温度测绘及夹点分析量化因热量的次优再利用导致的损失（以热网为例）能源网络分析测绘并量化组成成分分布网络中的损失（比如蒸汽和压缩气体）过程参数分析1量化由于关键参数的次优控制而导致的利润损失具体说明能源使用分步骤勾画各类能源的能源流确定并量化损失（计算/估计）各类能源从产生到消耗的路线图回收未利用、滥用能源的改善

杠杆生产设备清单，包括电力/蒸汽/热/空气输入技术数据发电和传输设备清单（包括变压器、电容器）工厂设备布局，包括距离适用工艺/设备侧重于使能源参数发生变化的转换点(如压力减小)关注能源参数的变化(如排气排污中的余热).生产过剩如排出的蒸汽运输，如热损、网络冗余、过长网络系统优化，

如未回收余热过度加工，如压缩空气网络中压力过高浪费类型能源类型全部，主要针对集中供应实现各类能源从产生点到消耗点的可视化路线图将布局信息（如机器位置）加入能源流视图，对布局进行分析资源价值流分析目标输入数据程序结果A1资料来源：匿名客户案例；麦肯锡各类能源流–桑基(Sankey)能量平衡图供电

机组购买

电力热损变压器内部

发电一次能源

购买机械

损失热

损机械损失热损机械

能源供电输送损失机器1机器2机械损失热损机械损失热损运输

损失热损机械损失热损冷凝器变压器运输

损失热损热能源机械

能源机械

能源热能源网络

损失机械

能源产品流产品流产品流机器3机器4第一步总流程识别损失A1资料来源：匿名客户案例；麦肯锡技术系统工具举例：使用桑基图将能源消耗可视化实例A1资料来源：匿名客户案例；麦肯锡关注系统每一步转换效率、管路损失、余热及放空机会，梳理改进机会设备

效率调节

优化主要问题影响管路热损超标真空度不达标；内效率下降，效率跟踪频率不高管路，级间压降计量不全，FA209压力损失存改善空间入口压力选择（由小时利润协调）无效率跟踪手段增加备用电泵，降低风险，减少中低压用汽电厂蒸汽供应协调机制修复减温减压阀，减小SS透平抽汽减少其它低等级用户需求，减少蒸汽放空及时调节透平抽汽负荷分析用电厂汽可能12辅锅效率低，排烟温度高，氧含量高，炉体保温状况不佳废锅改造增发汽量，清焦，排污控制3456978辅锅废锅管路透平压缩机减温减压阀透平调节电泵低等级蒸汽消耗786591234A1资料来源：匿名客户案例；麦肯锡对局部细节，可通过绘制详细的网路、参数流程图，识别改进机会：汽机背压端存在大量异常的压降，导致背压偏高，发电量不足转速

2,997.59r/min功率

2,045.62KW背压

6.47MPa~~1232567.4T66.12%189.04T/h8.58MPa98.77%531.67℃8.55MPa至溶出二期至溶出一期740,769.06T–86.46T/h5.98MPa284.35℃~87.56%1054760.1T94.94T/h6.01MPa310.11℃~94.90%~~~~1#高减2#高减100.97%92.81%~24.06%502.74℃6.47MPa6.24MPa497.62℃~98.61%3#减温器6.23MPa304.90℃–~~-0.93%27.32T/h194,918.56T148.95℃12.93MPa二期低温给水母管来一期低温给水母管来3号汽机管道图在汽机出口至热电出口这一小段管道上，存在0.5Mpa的压降，导致发电量不足设计值3000KW实际最佳仅2200KW经过一个阀门后压力下降了0.23MpPa某公司实例A1资料来源：匿名客户案例；麦肯锡

资源10大浪费目标大致确定并量化明显的资源浪费、波动及不灵活性浪费类型观察及归类：产能过剩、等待、运输、过度加工、库存、废料/返工、动作及员工潜力、设备效率及整合潜力。利用结果对此后需要使用的分析方法进行有优先排序验证最初假设适用工艺/设备所有能被观察到的工艺过程掌握对装置的总体印象浪费类型在现场走访过程中可以被观察到的损失类型要特别关注一线员工的理念和行为，通过对员工访谈了解能耗变化能源类型全部数据输入程序结果A2主要公用工程从产生点到消耗点的流程考察考察主要流程/产品线评估优先流程做到聆听与观察不同能源类型的使用时间一览将损失清单划分为不同类别更好地了解损失来源及应对举措根据初期数据验证最初假设潜在举措优先排序重点工厂/生产领域的布局信息关键能源从生产概览条线考察规划工厂主要流程/产品与位置清单资料来源：麦肯锡资源管理里存在十种浪费系统输出输入8.加工过度加工要求超过所需的要求，例如在超标准的加工流程中造成的能源消耗9.返工不合格材料返工，例如误操作导致产品回炉再造6.停机时耗能高因生产停顿造成的能源损耗，例如空压机在生产停止后依然保持运行5.传输损失从一个介质/地方转移到他处的传输效率低，例如非绝热管中的热量损失10.回收率低未利用能源回收率过低，例如烟气直接排放7.库存过高在存储过程造成不必要的损失，例如在非绝热的储罐中长期存储加热的材料4.转化效率低从一种能源转化到另一种能源时效率低，例如低效的加热炉造成燃料浪费1.次优的能源采用非最优化的能源类型，例如加热炉燃用柴油而不是天然气，采用低热值气体燃料2.次优的原材料采用不合格的原材料，例如进入高炉的矿石不合格，空压机入口温度过高损失资料来源：麦肯锡3.设备效率低设备的效率低下，负荷、效率偏离设计值A2

浪费变动次优能源次优原料设备效率、负荷低

转换效率低传输效率低停机能耗高返工16954328回收率低时间供应商质量差导致废料率上升资源客户需求目标输出输出时间机器故障机器运转放缓产品重量大于USL浪费以外的观察不灵活需求及产能比较产品量可通过产能提升获取，例如：加班产能闲置，例如：工人等待、机器停机经常出现机器故障参数控制未做到实时调整未能及时捕捉原料、燃料变化，并作出合理调整原料加工和运输产品、副产品变动来源浪费来源缺少装置的模型，无法预测不同工况下的收益变化生产和市场脱节，排产部门不了解生产线实际，产线不掌握原料、产品价格僵化来源A2710库存过高过度加工资料来源：麦肯锡现场观察作为初步的诊断，识别明显的浪费，并明确关注的优先级和后续采取的分析方法Tar-

getL2L1Asis压缩空气生产过程中的热辐射计划/需求的数值和实际数值的差异

蒸汽管路,阀门泄漏,etc.IIIIII实际vs.计划对比M7Requiredflowratevalue:190过程资源再利用M12管网损失M9优先采取的方法

完整的分析工具箱案例现场观察提供对员工能效理念和意识的解读!IIIIII在走线过程中的发现A2资料来源：麦肯锡

运用简单的工具，例如热成像图,对改善潜力进行快速,初步的评估

在管路和设备连接处的热量损失阀门处的热量损失管路造成的热量损失管路造成的损失某公司实例A2资料来源：麦肯锡运用热成像仪进行现场观察举例阀门没有很好的密封保温，导致暴露区域温度超过120°C干燥箱的门存在热量泄露新干燥器循环箱的门的保温能力比老循环箱差“老”干燥器循环箱“新”干燥器循环箱某公司实例A2资料来源：麦肯锡能耗桥/技术极限分析设定基准数据,例：温度和压力建立估算必要能耗的简单模型进行必要的修正识别导致实际能耗增长的根本原因，并预估影响大小）基于事实的能耗目标排定先后顺序的改善区域估算的损失大小鉴于很多要求的参数通常情况下并未被测量，为了用好这一工具需要一定的创造性并建立必要的假设很重要的，对于不同流程步骤，尤其是低温流程需要保证分析假设和方式的一致性适用工艺/设备全部全部浪费类型能源类型全部目标对所识别的能量损失设定优先级推动能耗改善的新思路将能量损失通过分项叠加形式打散确定损失的大小范围数据输入程序结果A1A3资料来源：麦肯锡量化能耗桥中的每类损失，有助于找出热量损失的主要原因-49%0.85理论极限冷却损失0.06散热0.06烟气损失0.42历史最佳业绩1.39返工0.02负荷损失0.05业绩损失0.17停机损失0.06实际耗热1.68板坯物理热量0.18煤气燃烧热量1.50设计损失–流程附带的损失理论极限和能耗桥分析管理损失–与OEE和业绩管理相关能量输入GJ/t运营损失与流程控制相关的损失于附带损失前计算根据OEE逻辑质量：废料和返工可用性：生产线关闭时的损耗产品：不同产品的能源需求负荷：超出最佳速度导致的损失业绩：损耗超过最优负荷曲线热力学所需能源设计损失与流程及设备设计相关的损失于附带损失后计算针对OEEEE损失重叠部分进行修正取决于流程设计仍有待优化A3资料来源：麦肯锡案例：能耗桥全面呈现所有能源浪费

年均灰渣含碳量最优

生产煤气18.05额外灰渣含碳量粉煤-34%带出物热损入厂煤26.86气化剂热量27.26蒸汽带入热量总输入热能其它损失21.37夹套热损对流灰渣含碳量煤气冷却设计（最佳）库损粉煤以公司物流部取样化验数据为准饱和气化剂温度为60℃计算2010年蒸汽消耗总量(0.4MPa,160℃)夹套软水蒸发量750Kg/h.台沉淀池煤泥量按照10%计算按照1021.5MJ/h.台炉炉出温度平均500℃冷却至40℃包含全年质量损失及入厂和入炉热值差输煤皮带筛出粉煤总量与入厂粉煤差值按8%计算热备、低压鼓风等非指标损耗入厂粉煤量按5%计算介质能量(MJ）说明资料来源：客户资料实例A3废碱焚烧炉改进案例：建立能耗桥，分析管理损失和设计损失，并针对每类损失制定改善方案其它损失4.63碱带热损失1.54造化液水蒸汽损失3.26炉体散热损失产汽热耗2.54未完全燃烧损失3.899.55排烟损失负载损失8.96运营损失61.903.73总输入热量100.00天然气供热41.36皂化液供热58.6418,000废碱焚烧炉能耗桥分析百分比关键能效问题点负荷差异大，皂化液处理量波动大配风过量且燃烧不均，导致烟气过量且烟温过高保温效果差，衬里两年未

更换皂化液水分含量高且波动大操作波动大，尤其是班组间和早晚间烟气CO%较高，浪费天然气皂化液固碱浓度波动较大天然气调节不精确，缺乏烟气氧含量和一氧化碳含量分析支持改善方向措施严控喷液量增加烟气氧和一氧化碳在线分析，升级DCS严控负荷波动均衡配风，每班考核操作及按时检查配风管桶更换天然气枪，并修缮调节阀修复以及更换怀旧保温材料环己酮、己内酰胺车间降低来料含水量、提高固形物含量监控过程指标，标准化操作，并加强晚班问题解决，建立标准作业环己酮、己内酰胺车间降低来料含水量、提高固形物含量增加氧含量和一氧化碳含量在线分析，并升级DCS，优调天然气量修复喷嘴中期短期资料来源：客户案例A3理论极限是运行工艺的最低理论能源要求优化电机设计

（如，VFD，布局）实际消耗量理论极限（耗电装置估计

的流程极限）消除不需要的用户优化SOP理论极限（耗热装置的

流程极限）生产损失非生产损失运输损失实际消耗量装载损失效率损失来自冷凝水

回收的能量实际天然气消耗量理论极限

（实际的蒸汽能量）资料来源：麦肯锡锅炉耗电装置耗热装置123A3锅炉耗电装置耗热装置123通过不同方法估算技术极限纯转换理论极限是产生的蒸汽所包含的能源+=加法找出工序中使用蒸汽的场合（例如，参与化学反应、用于抽真空、用于加热等…）通过工程计算，确定每种消耗所需的最小值各种消耗所需的最小值之和就是该区域的理论极限–=确定该区域的实际用电量计算已知原因造成的损失（例如，固定驱动电机、电机超标准设计、电机布局低效等...）减去计算出的已知损失，得到的是该区域的理论极限减法资料来源：麦肯锡示意性A3锅炉–比较实际天然气消耗和理论要求，找出损失以填补差距不假设消耗量减少，计算目前的基线天然气消耗量计算净蒸汽总产量的能量要求列出主要损失，使用从外向内的计算方法量化各项损失建立整体桥并减少“无法识别的损失”1还包括锅炉给水的能量，但其实这只是一小部分

来自冷凝水

回收的能量1实际天然气消耗量负载损失实际蒸汽能量效率损失资料来源：麦肯锡天然气消耗量，千卡TRACKER概念A39,8锅炉–理论极限的计算基于产生蒸汽的能量资料来源：麦肯锡确定每个锅炉的日均蒸汽产量计算所有日均产量之和，确定蒸汽年产量，单位

是磅确定产生蒸汽时的压力找出产生压力下，蒸汽的焓值（饱和蒸汽），单位是千卡/磅如果有返回的冷凝水，确定返回温度下，冷凝水的热含量将产生蒸汽的磅数乘以千卡/磅，获得每年的千卡数量813.2百万磅蒸汽0.012千卡/磅蒸汽@300磅/平方英寸980万千卡确定特定压力下的蒸汽

内能确定所有锅炉的蒸汽年

产量确定锅炉房天然气和其他能源的等效内能A3热损失–

高温燃烧效率损失190锅炉房利用不足蒸汽生产所需的理论能源6,896锅炉排污66其他损失-1,888热损失–

低温771,15453锅炉房消耗的总能源8,785未使用锅炉房最高效的锅炉烟气温度损失

U3-550F（无节约装置）到260F多余氧气

%O27%到2.5%辐射/对流无法识别的损失压力变动烟气在

260F和环境温度之间锅炉排污损失锅炉–理论极限计算示例千千卡资料来源：McKinseyandSite2engineeringcalculationsandestimates示例A3耗热量–比较实际耗热量和理论要求，找出损失以填补差距目前流程参数的流程极限生产损失非生产损失运输损失实际消耗量测量从锅炉房和卫星锅炉/燃烧器以蒸汽、热油或其他形式输入时的实际消耗量为化学装置（预热材料、持续反应）和物理装置（蒸汽抽空器）计算流程极限作为最小理论能源要求通过找出运输中的损失（如，泄漏、冷凝水回收）、非生产相关损失（如，热交换、燃烧）以及生产相关损失（如，输入或时间可变性、质量），填补差距耗热量，千卡资料来源：麦肯锡+=概念A3耗热量–理论极限兼顾到所有耗热装置资料来源：麦肯锡m是观察期（持续流程）中的流或批次数乘以批次大小（批次流程）如果材料在预加热过程中通过蒸发，确保计入蒸发热量Cp(Tf–Ti)运营时间每磅蒸汽的热含量每个蒸汽抽空器铭牌的蒸汽流和参数（压力、温度）运营时间是每个蒸汽铭牌每小时/批次的真空运营时间乘以装置的实际运营小时数/实际批次数热含量取决于蒸汽压力和温度对一个质量单位（吉布斯自由能）进行反应所需/释放的理论热量每个输出单位使用/释放的热量的最佳历史业绩备选+=示例装置预加热/后加热蒸汽抽空器反应过程中的加热/

反应释放的热量m蒸汽流mmQQQQA3耗电量–评估典型改进杠杆的适用性，估算最小理论要求耗电量，千瓦时资料来源：麦肯锡15-20xx5-1010010-155-1010-15xx–=概念典型改进

当前能耗百分比列出区域中的所有耗电装置及其马力、负载和实际运转时间估算10个不同改进类别对每个装置的适用性根据当地情况定义每个改进类别的节省假设计算估算出的总体损失将装置更换为新技术重新设计物理负载消除流程不需要的装置实际消耗量防止装置超标准设计安装蓄热式驱动将固定驱动电机更换为可变驱动消除最小理论要求优化变压器优化功率因素优化布局优化装置SOPA36理论极限和损失计算中需要注意的关键点需要保证的要点需要避免的行为对所分析的单元和他们生产、消耗热量的方式要有深入的理解在如何计算极限上要具有创造性,例如，如果没有可用的更好估计方式，就用过去的最佳表现作为极限值对于损失的计算，在缺少所需数据的情况下要开展大胆假设如果极限的计算用于多个单元，要保证方法和产量的一致性把极限和损失仅仅视为诊断的最终结果而不是加速产生想法的工具在数据不全的情况下坚持严格的计算

标准在没有弄清某一单元的能耗大小的情况下，轻易排除对这一单元的能耗桥分析资料来源：麦肯锡A3练习：运用理论极限值冲泡茶叶设计损失BDP操作损失实际消耗理论极限值……………工作表©LearningFactory2013练习：运用理论极限值冲泡茶叶理论极限值设计损失BDP操作损失实际消耗早上烧开水消耗的能量使用这台设备并按照说明书操作把水烧开到100度通常所需要的能量把一杯水烧开到100度需要的能量加热元件的热能损失茶壶（保温层）的辐射损失烧水的时候也在加热空气快速参考没有盖子导致的损失烧了太多的水（例如200毫升而不是100毫升）©LearningFactory2013现在让我们来看看如何计算泡茶所需要的理论能耗滤网茶叶水泡茶桶泡好的茶3600克20°C250克20°C70升80°C93°C我们把三样东西放进泡茶桶里我们如何计算理论极限值？（即泡茶所需要的最低能耗）©LearningFactory2013现在让我们来看看如何计算泡茶所需要的理论能耗茶叶水理论极限值是把茶汁从茶叶中泡出来所需要的能量和水的最低值不需要过滤网和泡茶桶！有两个计算方法比热方程式E=mxcpx(T2-T1)工厂试验分别在有茶叶和没茶叶的情况下烧开一桶水，查看所需能耗差异©LearningFactory2013练习：将理论极限值应用至烤炉例子最终成果目标将理论极限值应用至具体例子理解并量化我们烤炉的能量损失因素时间任务计算最佳载荷的理论极限值测算烤炉一个平均周期的总能耗在载荷曲线培训期间通过载荷曲线计算所展现的最佳性能确认并量化设计损失以确定烤炉损失桥60分钟填写损失桥模板准备讨论你的发现讲义资料来源：麦肯锡练习—烤炉观察生产中的观察发现：平均装有4个托盘，每个烤炉各两个每个托盘高50毫米，每个里面放了四勺茶生产线只生产一种产品几乎没看到生产线有发生故障情况在每一批结束时观察烤炉里茶水的情况门的设计没有选择空间，分批载入托盘时必须打开烤炉30秒钟烤炉不是要把茶烤干，而是进行蒸煮，因此背后有一根烟囱目前工艺流程被设计为150摄氏度下工作，但QA通知我们120度就够了。准备实施的新方案（已得到工艺工程师及QA核准）：一个操作员建议降低托盘高度（20毫米高），里面只放两勺茶，将茶均匀平铺在托盘底部。我们可以在一个烤炉里面放过去两倍的托盘（8只），茶量等于现在2台烤炉的量QA已经确认，使用新的托盘后，在120度下，从8只托盘被放入1个烤炉中，关上门，整个周期时间为3’30”讲义资料来源：麦肯锡烤炉的损失桥——当前状态理论极限值......最佳性能...质量损失...性能损失...载荷损失...产品组合损失...可供性损失...…………………...…………………...…………………...…………………...…………………...…………………所使用的总能量...操作损失设计损失烤炉的总能耗[Wh]资料来源：麦肯锡量化计算公式快速参考烤炉的损失桥——当前状态理论极限值其他（例如背部的烟囱等）过热（设定温度150℃vs.120℃）2台烤炉中的风扇/照明载入托盘（烤炉门需要打开）加热钢制托盘最佳性能质量损失性能损失载荷损失产品组合损失可供性损失所使用的总能量操作损失设计损失烤炉的总能耗[Wh]原理测算根据载荷曲线1%茶叶留在烤炉中计算所得（比热）测算减去计算所得（比热）假设减去快速参考测算计算所得（比热）资料来源：麦肯锡勾画长期产量，确定与特定事件相关的偏差创建负载曲线，显示产量变化与资源密度变化之间的关联如果有多种输入，可添加多条负载曲线（例如：温度、机器RPM)确定业绩及负载损失，针对这两大损失类别应当区别对待允许操作员考虑在其他限制因素下的最优运营率关键流程参数（适用于能源、水及原材料消耗的资源密度）目标适用工艺/设备具备相同控制及可变速度的流程，例如：磨机、泵、压缩机由于变动及不灵活性，导致机器无法实现最优运转显示不同设备的相对效率浪费类型能源类型全部绘制各单元与生产量相比的能源消耗确定最佳产量水平，量化系统非最有运行所导致的损失负载曲线A4资源密度产量数据输入程序结果资料来源：麦肯锡时间天数指标能耗与产出对比的简单制图可以提出一些有见解的问题能耗生产什么造成了能耗的高峰?23451浪费种类6如何降低待机能耗?为什么这里的能耗远比之前低?A4资料来源：麦肯锡负载曲线能够明确区分业绩损失与负载损失——两类损失应当区别对待业绩损失体现当前流程的变动程度及由于流程变动所导致的损失大小负载损失体现完全处于次优流程产出所导致的损失——排除业绩（变动）损失后12.512.011.511.008.50.52.510.510.09.59.08.02.07.503.01.01.57.0产量

磅/小时能源密度

千瓦小时/磅最佳业绩样本数据点具体能源均值业绩损失负载损失最佳业绩理论极限A4拟合公式y=-0.1627Ln(x)+1.965资料来源：麦肯锡负载曲线允许工厂操作员确定最优产量，以最小化各单位能源消耗目标：

量化由于系统非最优运作所导致的损失效益：

确定固定及可变成本明细及此前最低的能源消耗指出设备运转速度及产量对于单元能源使用的影响负载曲线：

绘制各单元与生产量相比的能源消耗结果。能够帮助操作员考虑在其他限制因素下的最优运营率目标及效益描述资源密度产量A4资料来源：麦肯锡消耗和产出的分析可基于不同的分析粒度电天然气其他生产维护I示意识别并收集可获得的数据分析数据以识别浪费波动不灵活性讨论结果要求提供进一步细节识别改进行动基于分析单元装置天然气消耗变压器数据产量电费激光焊接能耗加热炉天然气消耗压缩空气消耗工厂装置设备天然气成本产量零件产量维护计划小时每日月度基于时间A4资料来源：麦肯锡负载曲线可帮助定义能源KPIs技术极限70%技术损失7%计划损失14%运营损失9%当前能耗

100%千瓦时/吨采用分析手段可迅速识别并量化不同浪费改进计划减少上下游波动改进维护实践培训员工SOPs安装控制系统采用替代技术进入最佳控制手段量化的损失类型直接引出改善领域(案例)负载曲线输出样本最佳可重复水平可获得的最佳技术水平213吨/小时321A4资料来源：麦肯锡案例:负载曲线在采矿业的应用球磨机能耗02468101214161820222401,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,000千瓦时/吨处理量吨每日Avg.=12.7Target=8.33.筛选或采用旁路减少最大球磨量减少过磨1.停机SOPs以减少在低负荷时的能耗水平2.改变负荷运行策略实现满负荷运行15–25MWh每天的改进潜力低负荷状态下:

由于设备未完全利用，能量密度较高高负荷时:调查说明不同处理批次间的差异最佳操作方式被识别并总结为操作标准A4资料来源：麦肯锡按照消耗量来分类已安装的耗电设备观察实际使用，检查负荷曲线比较负荷曲线和规格决定替换、转换或保留改善抓手，更好地比较/校正耗能设备的选择已安装的耗能设备清单，包括额定功率、负荷曲线等技术数据（重点是传动系、泵和压缩机）程序装载马达的技术要求目标核心技术所有能量消耗大的技术电力变压器工程过度（如，机器过大）移动（流程或机器低效）能效高的技术（如，老旧/错误的技术）浪费类型能量类型电力比较所需的负荷曲线和安装的马达规格；不相匹配则会效率低下电机系统分析A5所需的输入数据程序结果资料来源：麦肯锡制定一份马达/泵评估清单非常耗时-从最大的设备开始使用Excel模板第1步根据清单上的马达/泵提供技术和负荷数据（包括指导）第2步回答对可能改善措施的问题获得潜在的节省估算资料来源：匿名客户案例；麦肯锡示例A5分析驱动系统的方法详见下文消耗优化是否能减少工作时间?如何降低额定功率?下游系统损失是否存在泄漏?阀门是否密封、无任何问题?运输系统是否进行优化以减少摩擦?泵优化是否可使用更小的叶轮?是否可用更小的流转量?12345动力传输轴的选用是否适当?是否可安装变速箱?电机优化电机类型是否适合?电机效率是否够高?可选步骤,仅在系统包括泵时选择A5资料来源：麦肯锡泵的特点压力和流量之间有函数关系曲线表示相同泵叶轮的大小特点压力

[m]Q[l/min]耗能和流量之间有函数关系每分钟流量越大、叶轮越大，所需的功率就越大性能

(kW)Q[l/min]大小不同叶轮的泵效率曲线–达到最佳效率水平仅限于一定范围的流量叶轮越小、效率越低，流量高时尤其如此效率

[η]Q[l/min]资料来源：麦肯锡分析电机系统的方法消耗优化是否能减少工作时间?如何降低额定功率?下游系统损失是否存在泄漏?阀门是否密封、无任何问题?运输系统是否进行优化以减少摩擦?泵优化是否可使用更小的叶轮?是否可用更小的流转量?动力传输轴的选用是否适当?是否可安装变速箱?电机优化电机类型是否适合?电机效率是否够高?12345可选步骤,仅在系统包括泵时选择详见下文A5资料来源：麦肯锡分析电机类型和负荷情况，可以显示使用的电机是否适合高效一般低效固定最大转速和软启动固定最大转速与节流阀固定最大转速变速驱动电机类型1234电机1电机3电机2安装电机类型和要求负荷固定双功率变速负荷ABC如效率不高，应匹配电机和负荷资料来源：麦肯锡59

软启动要求以较少能源启动电机，对经常关闭的装置建议采用软启动固定最大转速固定最大转速和软启动速度IN载流量额定载

流量TN全负荷

扭矩扭矩对于不同电机，其速度和载流量之间的关系以及速度和扭矩之间的关系有所不同速度资料来源：小组分析A5三相交流电动机不应在低于全负荷50%的情况下运转60

典型的三相交流电动机在接近全负荷时效率相对较高，但如果低于50%的额定功率时效率会迅速下滑1/10负荷效率百分比1/2100%电机大小决定具体运行特点资料来源：小组分析A5掌握性能曲线：移动设备性能曲线的五大方法及其利弊（1/2）资料来源：小组分析压力流量曲线功率流量曲线效率流量曲线再循环通过开通旁路让部分打出的水流回到泵的初始点，增加通过泵的流量，降低输出压力阀门开度通过调节阀门达到调节系统设备曲线的目的，使得其能够在新的工作点下运作更换泵头/叶轮级数/叶轮尺寸：通过改变泵本身性能，平移性能曲线更换泵：重新改变泵的性能曲线使之适应目前需求增加调速器：通过变频器改变电机的转速，从而影响泵的转速，平移性能曲线A5移动设备性能曲线的五大方法及其利弊（2/2）资料来源：小组分析再循环/阀门开度更换泵头/叶轮尺寸级数更换泵增加变频器、永磁调速花费1优点缺点建议应用情况无~3万~30万~40万无需增加/改变设备调整灵活且可恢复投入较低技术上简单技术上简单调整灵活且可恢复不能节约能源调整范围有限需要一定的技术支持调整不具变动性和恢复性初期投入较大调整不具变动性和恢复性初期投入较大正常的生产调节无系统性的生产与需求差距系统性的生产与需求差距有技术支持需求较平稳系统性的生产与需求差距更换泵头技术难度过高需求较平稳系统性的生产与需求差距需求不稳定A5定期对主要泵和风机进行效率检测：设备效率计算资料来源：小组分析设备的实际效率是设备实际做功和实际耗电的比值电机泵轴功率泵实际做功泵效率损失设备的效率=设备实际做功/轴功率设备实际做功=通过设备的每秒流量*设备前后压差轴功率=电机输入功率*联轴效率电机输入功率=电机电压*实际电流*1.732*功率因子*电机效率

ξ

=ΔP*Q/(U*I*1.732*cos(ʘ)*ŋ1*ŋ2)锅炉7号给水泵简易化案例电机输入功率：额定电流=109.5A实际电流=109.5A额定电压=10KV功率因子=0.89额定效率=0.948109.5*10*0.89*0.948=1600KW轴功率：硬杆直连，效率一般为99%1600KW*0.99=1584KW泵实际做功：ΔP=13MPaQ=270t/h=294.82m3/h密度=0.915813*294.82/3.6=1065KW泵实际效率=1065/1584=67%泵额定效率=79%更具体的计算，及如何改进请参考EXCEL模板A5离心水泵是常见的泵，可深入分析造成效率降低的机械原因资料来源：小组分析请参考EXCEL模板机械损失其中容积损失水力损失关键参数圈数/min转速额定流量额定扬程进口密封半径密封间隙密封长度间隙处压力差叶片数叶轮进口厚度叶轮出口厚度75°80°实际参数2980312弧度/s297m3/min147m0.072m0.0293m0.017m0.015m75°80°0.1947m0.33m0.0925m0.00025m0.03m6片25°23°A5也需评估管道阻力是否充分：管道阻损建议经验表资料来源：小组讨论A5利用5个为什么分析根本原因（给水泵模板）资料来源：小组讨论入水口磨损严重键磨损口环间隙过大平衡机构磨损叶轮磨损为什么？为什么？气蚀运转时轴和叶轮刮擦水对入水口冲击生锈使得键脆易于磨损为什么？采用45号钢，不耐蚀为什么？正常生产产生磨损，应定期更换2年应更换但10年未修理缺乏定期维修计划为什么？每次启动时转子对平衡机构冲击设计存在缺陷/使用材质过差泵启动停止过于频繁每次启动时转子对平衡机构冲击密封环和叶轮产生摩擦泵启动时密封和叶轮相接触泵效率不到设计值多余的泵切换轴有绕度使得其相接触轴轴停转时受叶轮重力产生饶度设立定期维修计划解决方案使用不锈钢条停转期间定期转动转子A5确定流程中的冷、热工作流及能源流确定为实现能源转换，冷、热工作流之间所需的最低温差如果有超过一个工作流，则分别勾画出不同的冷、热工作流综合曲线叠放多条曲线，确定重叠区域冷、热工作流综合曲线重叠区域代表热量回收潜力重叠区域范围内，流程具备热量再利用的机会流程不同阶段的水温及流量，T（°C）绘制整个流程中的水流情况水流加热与冷却的焓变化目标适用工艺/设备热交换或状态变化的位置，例如：热交换器、锅炉、冷却器、压缩机过度生产，例如：蒸汽排放过度加工（例如：部件或污水中的剩余过程热量）辐射所导致的热量损失整合潜力浪费类型能源类型热量、动作、潜在能源确定可用于其他流程的能源来源针对已确定能源来源的使用提出想法/概念针对能源再利用的潜在举措进行分析温度测绘及夹点分析A6数据输入程序结果资料来源：麦肯锡简介：温度测绘及夹点分析的目的在于最大化热集成目标及效益描述同时也审视夹点分析所忽视的、创新的流程调整！温度测绘：跟踪流程处于不同的工厂阶段的温度水平夹点分析：通过分析确定热集成是否能实现降本目标：通过确定可集成的热量及冷却来源实现财务降本效益：技术上可行，相对而言易于执行确定热联合（CHP）机会提供低品位废热的详细信息，以支持关于废热处置或回收利用的讨论释放不必要的资本支出A6资料来源：麦肯锡1将产品从6度降到4度所需的额外能量（热交换器的损失）2降到4度，可以储存12小时6-8°C4°C10°C4°C10°C4°C240-43°C7°C4°C24°C我们是可以先加原料再冷却，还是可以加经过冷却的原料？从卡车→→仓库卸货第1步第2步第3步第4步6°C1是否有其他替代的加热来源？（如，铵冷却）热交换器的效率是否达到最高？能否将产品（部分）直接送往下一步？我们可否要求供应商提供更低温的原料？示意性A6温度测绘能够迅速展示出冷热集成的潜力资料来源：麦肯锡分三步进行温度图绘制及快速改进分析1.测量温度2.绘制温度图3.确认改进并进行排序资料来源：麦肯锡第一步：整个生产线所涉及的所有相关材料和公用品的温度都必须进行测量示例—一个简单流程的流程温度图确认所有相关流程-例如固态送至高炉然后送至反应器等确定所确认流程所用到的所有材料和公用品-例如冷却水、电加热器、反应器等测量整个流程中所有材料和公用品的温度方法CoolingHeating90°C15°C15°C15°C90°C90°C炉子换热器空冷反应器储罐换热器燃气炉冷却水反向渗透膜水电加热装置20°C50°C10°C50°CSoliCO2Solid储罐示意性资料来源：麦肯锡方法示例—一个简单流程的流程温度图第二步：绘制温度图以呈现潜在改进机会1概念性温度放在Y轴，时间放在X轴1注意：如果反应发生于密闭反应器中且没有使用公用品进行加热或冷却，仅标出产品的流入和流出以线条绘制整个流程（使用不同线条代表固态、液态和气态）并标示流体交汇点在流体附近用方框标示设备和热交换器在加热/冷却开始和结束之处，以与流程相交的红色/蓝色垂直线条代表加热/冷却所使用的公用品将进行了热回收的部分从图上擦去反应器收集罐空冷燃气加热器收集罐热交换器热交换器冷却水10ºC25ºC热水50ºC40ºC示意性资料来源：麦肯锡第三步：确认改进机会方法观察

使用所绘制的温度图观察整个生产线的冷却和加热流程潜在流程整合

确认不必要的连续冷却/加热流程潜在热回收

确认哪些加热/冷却流程中能量可回收并重新用于其他冷却/加热流程反应器示例—一个简单流程的流程温度图固态CO2冷却水热水T

°C时间Holding

tank空冷燃气加热器收集罐至流程X至流程Y冷却水10ºC25ºC热水50ºC40ºC热交换器热交换器示意性改进2:

空冷过程中没有热回收，热量可以回收改进3:

水冷过冲中没有热回收，热量可以回收改进1:

不必加热CO2，因为它是先冷却然后又再加热资料来源：麦肯锡第三步：应当根据节能潜力和设备的地点对机会进行排序小改进中的焓

（即总热值）大长改进地点之间的距离短

很可能的改进1

潜在改进2

不可能的改进4

潜在改进3资料来源：麦肯锡检查热集成问题的系统性方法-完整的夹点分析夹点分析能够量化冷热流程工作流，量化流程所需或可减去的热量，计算出能量/消费目标夹点分析结合了流程中的所有工作流，找出热集成的机会夹点分析生成两条曲线-一条热复合曲线和一条冷复合曲线，说明流程中每个步骤需要供应或减去多少热量复合曲线的重叠部分量化了流程中含有多少热集成的潜力A6资料来源：麦肯锡举例：温度测绘/快速夹点分析资料来源：工厂数据信息系统100ºC132A231A93ºC75ºC滤液35ºC冷凝烘干机（晶体）60ºC溶液水

40ºC35ºC盐水冷却浆体盐液体100ºC110ºCLPstream

3.5bar蒸汽1.0bar冷凝盐洗涤用水过滤分解浸析结晶浸析30ºC90ºC100ºC110ºC蒸汽冷却水/盐水产品A6分析周期中每一步骤（如采购、生成、消费和循环）的量在所有步骤间建立联系找出无法解释的差距和问题根源资源消费、生成和采购的全面了解减少损失的具体行动至少一个周期里的生成和采购量至少一个周期里的消费量之间任何损失的估算目标核心技术所有过度生产运输过度加工系统优化浪费类型能量类型蒸汽（可能的冷却）找出某种资源类型在整个周期内的损失能源生命周期分析A7所需的输入数据程序结果资料来源：麦肯锡能源的生命周期分析尤其适用于蒸汽，因为水作为能源媒介易于追踪和循环资料来源：匿名客户案例；麦肯锡蒸汽和冷凝液，千吨/时损失了500,000吨/时的水，导致额外成本高，效率低生产补给水的电力和化学品成本很高乏气和废水里的余热未得到重复利用需要补给水其他损失温水排污504042520流程使用80热水50蒸汽425蒸汽50总计1,500热水50蒸汽425蒸汽790蒸汽是否真正需要这个程度的温度和压力？是否考虑系统优化？过度生产？运输损失？蒸汽

排放蒸汽/水离开发电厂蒸汽/水回到发电厂蒸汽/水损失示例A7通过过程能源再利用可取的明显的经济效益之后水输出水输入~40°C塑料

烟囱冷凝

热交换器鼓风机烟囱举例烟囱150°C时返回排出空气温度

最低在150°C，以防止常规交换器被腐蚀之前（湿法）原材料混合形成浆体后直接进入回转窖在回转窖干燥原料化非常消耗能源回转窖内的余热未得以回收12345采料粉碎运输搅拌床原料磨7回转窖123456采料粉碎运输搅拌床原料磨预热器7回转窖杠杆57之后（干法）原材料经预热器后再进入回转窖回转窖余热得以回收并再循环到预热器效率提高，增加产出67杠杆成效余热得到高效利用节能达50%公司通过冷凝热交换器可使用烟气热能（温度在40°C到150°C)可利用余热预热蒸汽锅炉中的水等可节省:1百万美元案例一：运用冷凝热交换器利用排放的热能案例二：在水泥生产干燥流程的高效热能复用之前A7资料来源：匿名客户案例；麦肯锡氧化铝厂的扩容槽和槽罐有大量的乏汽被浪费，每小时流量至少超过15吨(1/2)溶出扩容槽乏汽量参数

流量：每系列20吨每小时压强：常压温度：110℃总能量：每系列53.92GJ每小时说明：目前其中80%已利用在沉降洗水的加热上，剩余20%因处理容量不足而被排放至大气中每个系列扩容槽每小时都有~20吨乏汽排出，目前尚有3.5t无法利用直接外排损失能量：全系列一年1200万元槽罐自蒸发乏汽量

流量：全系列1吨每小时压强：常压温度：50℃总能量：全系列2.6GJ每小时说明：槽罐分散，温度较低，按现状难以再利用，故未被回收氧化铝厂有超过100个槽罐，平均敞开面积超过100m2，保守估计自蒸发导致损失能量：全系列一年100万元槽罐数量多，热平衡复杂，损失为初步估算某公司实例A7资料来源：匿名客户案例；麦肯锡通过引入热力蒸汽再压缩技术(TVR)，用新高压蒸汽提升乏汽温度和压强，产生合格的低压蒸汽供车间使用，将产生客观的经济效益(2/2)采用新的工艺TVR来对乏汽进行收集新高压蒸汽低压新蒸汽低压乏汽工艺原理：将能量较高的高温高压蒸汽经喷咀高速射流形成负压，大量吸收低压乏汽并提压升温，并最终混合成工艺所需温度与压力(2~5bar)的蒸汽供生产使用在氧化铝厂利用：将所有的乏汽就近集中到数个储罐中，在灌上部安装TVR，通入高压蒸汽使得乏汽升温升压，最终获得质量合格的低压蒸汽供生产使用预计1吨新高压蒸汽可以生产出3-5吨低压新蒸汽但仍需要部分技术难点需要攻克解决方案问题点1需要稳定的低压蒸汽使用源蒸发效使用锅炉使用焙烧使用2蒸发用气压强降低的可行性（4~5bar）工业试验考察效果3具体工艺参数设计外聘专业设计厂商4蒸汽含碱对设备的影响冷凝水进流程定期清洗某公司实例A7资料来源：匿名客户案例；麦肯锡确定各主要能源介质输出给主要用户的网络确定潜在关键点，例如：压力或体积损失，终端生成并分析网络使用概况生产和非生产时间内的压力或体积损失及能耗工厂层面个别机器层面

在网络中确定位置的输入和输出能源介质的测量数据网络布局和设计应用区域所有生产区域运输损失由于布局和网络设计原因导致运输效率低下浪费类型能源类型压缩空气蒸汽热能冷却温水对各类输送管道进行分析，以量化各能源介质的压力或热损失如果发生重大泄露事件，建议进行仔细的泄露检查能源网络分析目标所需的输入数据程序结果A8确定能量和蒸汽网络平衡，找出结构性的机会重点领域100%载荷T5-60%装载T6-70%装载余热发电机组7号锅炉,

5%O2，stack200°C6号锅炉,

4%O2

stack130°C5号锅炉,

6%O2，stack150°C水处理淡水12巴返回的冷凝液（90%）120巴3.5巴T7-50%装载G5G1G4G6冷凝液在90°C时返回没有低压力蒸汽排气的系统性测量减温减压阀5，1，4和6的损失没有优化没有系统性的涡轮装载优化蒸汽网络举例1

无气体预热40吨/小时15吨/小时25吨/小时5吨/小时10吨/小时10吨/小时90吨/小时10吨/小时55%载荷50%载荷50%载荷1排污、desecration和预热所需的额外信息资料来源：匿名客户案例；麦肯锡示例A8举例：蒸汽的质量平衡展示出损失非常有限总量低压蒸汽自产(1.0bar)低压蒸汽自产(3.5bar)低压蒸汽自产(4.2bar)中压蒸汽自产(11bar)中压蒸汽自产(14.2bar)中压蒸汽外购(20bar)蒸汽流的质量平衡输入/产生2010,‘000t量差进入管网低压蒸汽输入(1bar管网)量差转换成1.0bar进入生产流程低压蒸汽输入(4.2bar管网)

量差进入生产流程中压蒸汽输入(11bar管网)

量差转换成3.5bar转换成4.2bar转换成7.9bar低压蒸汽输入(3.5bar管网)进入生产流程进入生产流程中压蒸汽输入(14.2bar管网)

量差伴热1进入管网转换成10.4bar

蒸汽流的质量平衡：使用/转化2010,‘000tA8资料来源：匿名客户案例；麦肯锡减少空压系统运行浪费新的方法和措施现状挖掘出的潜力贵阳广西102和内部单位对标，压缩空气电单耗有较大改进空间压缩空气电单耗Kwh/KM3

对空压一二号站压缩空气生产，运输，使用过程进行全面分析，识别主要浪费，并制定改进措施统计用户需求，调整供气压力管路泄漏检查压缩空气系统浪费生产损失输送损失不当使用检查和访谈，量化用气成本绘制成本曲线,优化压缩机和管网减小压力波动管路压降分析测量进气温度和进气压降余热利用重点分析改善潜力减少管路泄漏和不当使用减小总管压力波动减小供气总管压力优化总体拥有成本空压一二号站改善潜力万元/年改善潜力占运营成本1 18.2%1运营费用包括电费，维护及备件费用，油费，附加设备运行费用，循环水费资料来源：匿名客户案例A8制定每个设备单元固定时间内的负荷分析与每个设备的TCO相关联平衡负荷的最优成本和最大利用率，空出设备/先完全利用成本最低的设备验证经过调整平衡的流程是否足够稳定经过平衡调整的设备（优化成本并且最大化现有设备的利用率）考虑高峰需求空出其他产能已安装的锅炉、烘炉、发电机和压缩机清单，包括容量和区域划分发电单元的TCO每个区域每天的需求曲线目标核心技术所有需要类似设备的流程能源类型相同，但是产生/运输/网络所用设备不同的流程过度处理，如，压缩机数量太多，压缩机、发电机、锅炉、网络和存储设施的尺寸太大）浪费类型能量类型所有尤其是压缩空气平衡能源产生的装机产能空出产能，关机待产或支持新业务的开发成本曲线-产能与需求分析A9所需的输入数据程序结果资料来源：麦肯锡时间（百分比）

100%=365天400350300250200150100500锅炉

7锅炉

6锅炉

2锅炉1锅炉

3锅炉

45050%的时间只需要少于每小时110吨的蒸汽量只有10%的时间才需要超过每小时175吨的蒸汽量90%的时间，每小时175吨的蒸汽足够满足需求

3台锅炉足够产生每小时

175吨的蒸汽量，而现在有7台锅炉在运作中蒸汽需求量吨每小时目前使用每吨蒸汽的成本欧元锅炉产能

吨每小时高峰时间需要每小时200吨将所需的蒸汽与所产生的成本相比较，发现关闭额外的锅炉可以在满足需求的前提下降低所用蒸汽单位成本蒸汽需求曲线蒸汽成本曲线锅炉

5分析工具示例–成本曲线分析以寻找优化单位用能成本机会匿名客户案例资料来源：麦肯锡A9经过平衡调整的压缩空气网络，预防需求高峰的出现平衡压缩空气的使用可以削平需求的峰值之前总计生产2号需求生产3号需求vtvtvt之后vtvt生产1号需求vtvtvt优化

潜力资料来源：匿名客户案例；麦肯锡示例A9压缩空气消耗的案例分析分析1-成本曲线分析2-需求波动分析结果四组30台压缩机的独立网络压缩机效率的明显区别泄漏导致的严重损失实际总需求比网络消耗数字之和低20%资料来源：匿名客户案例；麦肯锡示例A9根据历史数据，优化锅炉、汽机机组负荷分配匿名客户案例优化原理：根据锅炉、汽机能效关键参数获得不同负荷下单个装置效率，在满足蒸汽负荷条件下，结合不同时段外购电成本因素，优化不同机组负荷使整体成本最优资料来源：麦肯锡A9确定有益流程（可影响参数、能源消耗高、差异大）分析参数与能源消耗之间的关系制定最低能耗状态的有益过程实现高能效流程的参数优化关键流程参数（具体取决于使用情况）目标适用工艺/设备参数可能受到外部影响的所有工艺（例如：温度、工具耗损）过度加工——超额完成过程参数动作（过程或机器低效）未使用的员工潜力浪费类型能源类型全部分析/监督关键过程参数，得出改善潜力过程参数分析A10数据输入程序结果资料来源：麦肯锡根据三大维度，选择相关流程进行流程参数分析重点关注涉及大量过程参数且参数差异小/大、降本潜力大的流程此方法也可适用于优先级较低的流程参数定义可衡量、可管理的过程参数，例如：压力、温度、新鲜空气量、冷却水量...降本潜力参数数量参数差异资料来源：麦肯锡A10通过工艺参数调整优化，实现能耗降低的目的能耗参数2参数1E1P2P1调查侧重于寻找可最大程度减少能耗的参数组合绝对最低能耗点有时可能被一些较小的局部低值域所包围(P1/P2/E1)=最低能耗状态资料来源：麦肯锡A10厨房中也可以观察到这种相互依存和相互权衡的例子能效与产量如果搅拌器中的食材增多，想要搅拌均匀，就需要做到以下两点中的任意一点：在相同的搅拌速度下，加长搅拌时间在相同的搅拌时间内，加快搅拌速度收率与产量提高烤箱温度，可以更快地烘烤出布朗尼蛋糕但是边边角角被烤焦的可能性更高这一批中烤得好的布朗尼数量会减少您还能想到其他什么例子？资料来源：麦肯锡A10例子——

产量、收率、能效与环境之间如何相互作用找出其他的限制因素，例如市场需求采购/供应固定成本地点上的限制，例如：气候了解定价信息需要估算相互作用的程度1b1a2a2b5a5b463产量T能效E收率Y环境V资料来源：麦肯锡A10

对主要影响及其相互作用进行优先排序基准分析：

1%的变动所对应的价值方法对主要影响优先排序变化值对相互作用优先排序变化值(相互作用所决定的变化值，百分比）)低相互作用的重要性，百分比高0xxVEYT0相互作用的影响力2a2b5a5b100受影响的数量千欧元1a,bxx0侧重于收率和能效之间的相互作用以及产量对收率的影响千欧元侧重于收率、产量和能效降低环境及与环境相关的相互作用的优先性举例——工厂1的优先排序矩阵资料来源：麦肯锡A10列出各参数之间的相互作用，识别应该开展分析的领域市场类参数工艺流程类参数产量SDSpeedPM收率CARP能效SPPPRMA利润MDAvail.EP收率能效ûûûû市场趋势（MD）û销售价格（SP）û采购价格（PP）ûû利润原材料可用性（RMA）ûû设备停机（SD）ûûûûû速度（Speed）ûûûû产品组合（PM）ûûû催化剂使用时长（CA）ûû反应器性能（RP）û可用性（Avail.）û产量设备性能(EP)举例——工厂1资料来源：麦肯锡A10一个平面就足以描述所有观测值（从生产数据系统中提取的所有的27,000个数据点）选择性

=91.74–0.000225*催化剂使用时长(h)–0.0001874*产量

(kg/h)