能源绩效改进机会识别评价课件.ppt
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- 能源 绩效 改进 机会 识别 评价 课件
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1、能源管理体系实施指南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第1页,共62页。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
2、取机进行出口卷取。第2页,共62页。第3页,共62页。1.2相关能耗及财务信息相关能耗及财务信息 该机组消耗的能源及耗能工质主要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、有焦炉煤气、电、蒸汽、氮气、氢气、纯水、工业水等,用能比例如图纯水、工业水等,用能比例如图2所示,所示,电、焦炉煤气、蒸汽用量占机组耗能电、焦炉煤气、蒸汽用量占机组耗能总量的总量的97%。第4页,共62页。图图2 连退机组能源消耗结构图连退机组能源消耗结构图第5页,共62页。图图3 连退机组连退机组2009年工序能耗趋势图年工序能耗趋势图 第6页,共62页。2 能源评审的实施能源评审的实施2.1 用能状况
3、分析用能状况分析 由机组相关工艺、设备、能源技由机组相关工艺、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,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定相应终端耗能设备的岗位规程第7页,共62页。表表1 连退机组部分能耗设备清单连退机组部分能耗设备清单序序号号能源能源种类种类能耗设备能耗设备区域区域是否连是否连续使用续使用对应
4、岗位对应岗位岗规名称岗规名称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第8页,共62页。表表1 连退机组部分能耗设备清单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
5、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1314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第9页,共62页。在设备测试和收集数据的基础上,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要包括辐射管加热段和
6、均热段进行热平衡测试;平衡测试;第10页,共62页。表表2加热段热平衡测试结果加热段热平衡测试结果序号序号测试项目测试项目%序号序号测试项目测试项目%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第11页,共62页。由表由表2可计算出机组主要经济技术指可计算出机组主要经济技术指标:辐射管炉加热效率:标:辐射管炉加热效率:57.26%,排,排烟热损失:烟热损失:21.85%。第12页,共62页。2.2 识别相关变量识别相关变量2.2.1 识别不可
7、控变量识别不可控变量 基于用能状况分析,要进一步识别基于用能状况分析,要进一步识别对能源消耗有重要影响的设备设施、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;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,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。如:市场供需状况、产量、天气等。第13页,共62页。为客观、真实反映能耗指标的水平,为客观、真实反映能耗指标的水平,采用该机组工序能耗采用该机组工序能耗2009年度实绩值年度实绩值作为机组能耗基准值,通过讨论、分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,析、采用回归分析
8、、理论计算等工具,确定基准值的若干个主要影响因素,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以及这些影响因素每增减一个单位对能源消耗的影响。能源消耗的影响。第14页,共62页。以某月份能耗分析为例,该机组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、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(
9、如表耗与基准值的差异原因(如表4所示)。所示)。第15页,共62页。表表4 连退机组工序能耗基准值月度差异分析表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%26770.5 0.45 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60 1h0.023%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
10、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18.31-0.012%20-0.01 影响因素9其它因素-0.13 合计-0.41 第16页,共62页。上述分析出来的影响因素可以作为识别、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。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。可控变量的识别进行了示例。2.2.2 焦炉煤气焦炉煤气 煤气消耗量取决于炉温设定值的高低,即某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。可以通过退火工艺钢
11、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。的调整、优化,实现节约煤气的目的。第17页,共62页。该机组涂层种类繁多,每种涂层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,则可提高煤气的渡卷直接进行过渡,则可提高煤气的利用效率。利用效率。退火炉和烘烤炉的空气过剩系数也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。可以通过合对煤气耗量有一定影响。可以通过合理设定空气过剩系
12、数来减少煤气消耗。理设定空气过剩系数来减少煤气消耗。第18页,共62页。2.2.3 余热余热 该机组使用焦炉煤气作为燃料。燃烧后烟气进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入烟气总管温度在450650。在进入废气风机前。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采用冷风稀释降低烟气温度,将最终排烟温度控制在在400左右。左右。而实际上机组排烟温度高达而实际上机组排烟温度高达450650,这部,这部分烟气显热较高,根据热平衡测试的结果,烟气分烟气显热较高,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带走的余热在能源平衡表中占22%。如将此部分。如将此部
13、分烟气余热回收利用,降低烟气排放温度,可节约烟气余热回收利用,降低烟气排放温度,可节约能源,降低机组运行费用。能源,降低机组运行费用。第19页,共62页。第20页,共62页。2.2.4 电机电机 电耗是机组能耗的主要组成部分,电耗是机组能耗的主要组成部分,占总能耗约占总能耗约26%,主要被各类中小型,主要被各类中小型电机所消耗,具有潜在的节能空间。电机所消耗,具有潜在的节能空间。第21页,共62页。2.2.5 纯水纯水 该机组纯水主要用于前后清洗及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,通过清洗后清洗槽进行清洗的同时,
14、通过清洗槽中的冷却水将带钢冷却,然后再在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清洗槽内的冷却水水温需要控制在1025的范围。的范围。第22页,共62页。后清洗漂洗槽使用的冷却水为纯水,纯水来水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温度在夏季时约为35,现冷冻水换热器冷,现冷冻水换热器冷却后,水温度在夏季只能控制在却后,水温度在夏季只能控制在27.5左右,左右,高于高于1025的工艺要求。另外,原系统在的工艺要求。另外,原系统在设计时没有带自循环的冷却系统,为了降低板设计时没有带自循环的冷却
15、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采用外循环的方式将清洗漂洗槽内的水进行冷却 第23页,共62页。2.2.6 收得率收得率从前面该机组基准值及其影响因素分析中发现,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,通过提高产品和设备管理部门对其进行优化,通过
16、提高产品的收得率进行节的收得率进行节第24页,共62页。后清洗漂洗槽使用的冷却水为纯水,纯水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来水温度在夏季时约为35,现冷冻水换热器,现冷冻水换热器冷却后,水温度在夏季只能控制在冷却后,水温度在夏季只能控制在27.5左右,左右,高于高于1025的工艺要求。另外,原系统在设的工艺要求。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,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流排放的方法带走,这样就造成纯水的消耗量
17、较大,年消耗纯水约较大,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采用外循环的方式将清洗漂洗槽内的水进行冷却 第25页,共62页。2.2.6 收得率收得率 从前面该机组基准值及其影响因素分析中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。高产品的收得率进行节能。2.3 识别改进机会识别改进机会 以烟气余热回收利用和电机改造为例阐述以烟气余热回收利用和电机改造为例阐述识别节能机会。识别节能机会。第2
18、6页,共62页。表表5 连退加热炉烟气余热连退加热炉烟气余热6种利用方案的比较种利用方案的比较序号序号方案方案优点优点缺点缺点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140C左右的过热水用于带钢的前清洗及干燥可
19、节约前清洗和干燥用蒸汽-6使用气/水换热器获得6080C左右的热水用于带钢的前清洗可节约前清洗部分蒸汽-第27页,共62页。通过以上余热回收方式的比较分析,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。该方案回收该机组的余热。第28页,共62页。2.3.2 电机改造
20、电机改造 以一台以一台18.5kW四极电机为例,国内目前应四极电机为例,国内目前应用广泛的用广泛的Y系列电机效率值为系列电机效率值为90%(国家能效(国家能效3级),高效电机效率值为级),高效电机效率值为92.2%(国家能效(国家能效2级),级),超高效电机效率值为超高效电机效率值为93.3(国家能效(国家能效1级)。按照级)。按照85%平均负荷率,年运行时间平均负荷率,年运行时间6000小时来进行计小时来进行计算,电机改造的投资回报期对比见表算,电机改造的投资回报期对比见表6。投资回报时间在投资回报时间在3年左右年左右,有潜力第29页,共62页。表表6 连退机组电机节电效益分析表连退机组电机
21、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第30页,共62页。表表7 连退机组具有节电潜力的电机连退机组具有节电潜力的电机安装部位(安装部位(用途名称)用途名称)型号型号数量数量容量(容量(kWkW)节能量节能量(kWhkWh)风机Y3-280S-217510583Y3 160M-2211
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