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能源管理和技术改造能源消耗探析

2021-06-25 10:38 来源:技术管理论文 人参与在线咨询

摘要:某铜冶炼厂根据国家“十四五”期间的节能减排计划,参照标准《铜冶炼企业单位产品能源消耗限额》准确核算,通过加强基础能源管理工作和工艺、装备提升等技改工作,将吨铜综合能耗由368.78kgce/t降至310kgce/t,低于行业准入指标,可推动企业高质量发展。

关键词:核算;基础能源管理;综合能耗

某公司于2016年投资建设了一套10万t阴极铜项目,项目于2019年正式投入生产。该项目采用中国自主研发的富氧底吹熔炼工艺技术,属于国内先进的铜冶炼工艺。工艺过程为湿精矿加入氧气底吹熔炼炉自热熔炼产出72%的铜硫,电解车间采用的为不锈钢永久阴极电解工艺,主产品为A级铜,副产品为阳极泥。该工艺能够处理各种复杂原料、回收率高、能耗低;同时,现场环境烟气回收率较高、泄漏少、自动化水平高,达到了绿色冶炼、低碳冶炼、智能冶炼的目的。熔炼工艺主要设备有1台Φ4.8×20m氧气底吹炉,1台Φ4.4×20m底吹连续吹炼炉,2台Φ4.0×12.5m阳极精炼炉,1台双18模圆盘浇铸机等大型附属设备。该公司在前期试生产期间,由于生产经验不足,设备运转不正常,能源利用率不高,导致阴极铜产量低。根据表1和表2,计算可得该公司吨铜能源综合能耗为368.78kgce/t,高于行业准入指标(准入指标320kgce/t)。根据国家“十四五”期间的节能减排任务,准确统计能源,核算能源,对标行业先进企业,从管理、工艺优化和装备提升等方面优化配置,提高能源利用率,减少能源的跑冒滴漏,提高设备运转率,提高产量,降低能源消耗,实现绿色生产,推动企业高质量发展,是当前企业面临的重点任务。

1按照标准准确核算

吨铜综合能耗的计算,首要任务是参照标准《铜冶炼企业单位产品能源消耗限额》(GB21248-2014)。该标准于2014年,标准中详细规定,铜冶炼综合能耗就是铜冶炼企业从处理铜精矿到产出合格阴极铜的生产过程的综合能耗与同期合格产品的比重,现将相关要点归纳如下:

(1)能源数据必须包括全部用于生产活动的各种能源,包括:一次能源(煤、原油、天然气等);二次能源(电、柴油、汽油等);耗能工质(氧气、氮气、压缩空气等)所消耗的能源,所有生产系统、辅助生产系统、附属生产系统,均应统计核算;不包括生活用能,如宿舍、学校等方面的用能。

(2)开路处理生产其它产品的,不计入统计范围,如:制酸车间、阳极泥车间、开路处理硫酸镍、选矿等。

(3)电、天然气、块煤、柴油按照各自的折标系数进行核算,其余耗能工质,虽然标准中有各自的折标系数,原则上为了核算的准确度,均应采用生产这种耗能工质所消耗的电、天然气等能源直接进行折标煤统计核算,否则综合能耗核算不准确。

(4)天然气、块煤等因区域等原因,发热量不同,按照实际的发热量进行折算更为合理。

2加强基础能源管理工作

(1)加强能源的三级管理工作。根据公司每年的生产经营任务,加强能源管理工作,建立公司、车间和班组三级能源管理。细化能源台帐的制定和统计分析、能耗指标的管理、节能计划、节能宣传、技改更新以及现场的日常能源管理等工作。明确每个人的职责,把公司的能源管理工作内容逐步分解、落实到公司、车间、班组,实现从下至上,小到一个重点耗能设备,大到公司指标,均有相应人员进行管控,为公司的能源管理工作奠定良好基础。

(2)严格制定能源定额并考核。根据公司下达的能耗指标,制定各工序能耗指标和重点耗能设备能耗指标,将节能压力分解到车间、工段、工序以及个人,每月进行能源指标分析,查找原因,制定解决措施,奖优罚劣。做到责任明确、奖罚分明,严格执行考核制度,调动全体员工的节能意识,使节能管理工作规范化、标准化。

(3)推动节能技改措施的执行。为了有效降低各车间的能源消耗,确保完成公司年度能源消耗指标,公司积极开展成本计划及分析会,梳理节能降耗的工作思路,要求各车间根据生产计划,全面分析并挖掘节能措施,制定本年度的技改更新计划,并制定具体的实施时间,设备能源部定期检查各车间节能措施的执行情况,积极推进低耗能、高效率的工艺、设备的落实。

(4)完善能源计量及统计工作。能源准确统计的前提是计量仪表的完善,因此,根据不同能源介质、安装位置、安装距离等因素条件,选择合适的计量仪表是关键。能源管理最基础的工作是能源的准确计量。在公司项目的前期建设中,因为前期设计等原因,导致压缩空气、蒸汽等部分能源计量器具安装不及时,计量不全不准,不能真实地反映能源实际消耗数据,更不利于能源管控。试生产6个月后对所有能源计量仪表进行了排查、补漏、完善,目前计量率已经达到了98%以上,为能源管控提供基础数据。

(5)加强能源分析管理工作。根据每天、每周、每月实际统计的能源数据,及时分析公司、各车间、各工序、重点用能设备的耗能波动情况,及时查找原因,分析原因,尽快调控,制定解决措施。

(6)深入开展能效对标活动。与本年度定额指标、同期指标、设计指标和行业标杆对标,一方面肯定成功的技改措施及管理经验,另一方面查找自身存在的缺点及不足,制定下一步的改进措施。通过能耗水平对标活动,积极开展各项技改更新工作,提高装备自动化水平,降低各项能源消耗,使吨铜能源消耗低于行业指标。

(7)开展“无泄漏工厂”创建工作。定期开展各项现场检查及治理工作,提高管理水平,加强基础管理、现场点巡检工作、检修的及时性、完成率等。确保公司各项指标达到“无泄漏工厂”标准,实现安全生产。杜绝环境污染,节能减排,使各项能源消耗指标较创建前有明显降低。节省能源消耗费用,提高公司经济效益,实现可持续发展。

(8)持续开展各项能源平衡工作。首先,全面梳理并绘制能源计量管理网络图,汇总分析全厂能源消耗点;其次,绘制电、天然气、氧气和压缩空气等能源的能源平衡图,为能源调控提供基础依据;同时,根据每日的具体运行及生产情况,借助DCS控制系统、生产调度平台、能源管控系统和能源平衡图等,积极调控各项能源的产出及使用,减少能源放散,提高能源利用率,减少能源消耗,尤其加强氧气、压缩空气等重点耗电设备的启停,降低电耗。

3工艺、装备提升等技改工作

(1)天然气烤包装置优化改造为电烤包装置。2019年根据熔炼车间天然气消耗高,能源浪费的现状,对于原来的天然气烤包装置优化改造为电烤包装置,改造后每天耗电920kWh,约368元;改造前每天消耗天然气450m3,约855元;改造后每天可节省487元,节省能耗441kgce,每年可节省费用16万元,节省能耗146tce。

(2)原活性脱硫系统改为双氧水湿法脱硫。针对原硫酸活性焦脱硫系统能耗高、烟气排放量不易控制的情况,2020年将原活性脱硫系统改为双氧水湿法脱硫,150000m3/h脱硫安全环保塔项目于2020年6月2日投入使用,改造后较改造前装机总功率降低约920kW,根据实际能源数据统计,每天较技改前节省电量约2万kWh;因工艺优化,每天节省蒸汽消耗约3t。并且该系统投入使用后,效果显著,脱硫率高达98%以上,保证了制酸尾气污染物达标排放(目前二氧化硫排放量10mg/m3以下,远低于100mg/m3的标准排放限值)。

(3)压缩空气水分降低及利用率提高。根据前期压缩空气水分较高,冬天为了防止管道冻裂等,需要长期进行放散排放,能源消耗较高。针对这一问题,积极寻求解决措施,将原空压站的冷冻式干燥机改造为微热再生干燥机,解决了压缩空气中水分高的问题,减少了冬季压缩空气的防冻排放,降低了能源消耗。

(4)蒸汽的治理及余热发电的挖潜。针对电解车间蒸汽需求量大的情况,要求电解车间对槽面进行全覆盖,每月可节省蒸汽消耗约1000t。2020年6月将工业锅炉房通往浴室的洗浴、办公区的蒸汽及暖气管网由地埋管网改为架空管网,并对浴室容积式换热器进行了改造,改造后每天减少蒸汽消耗约5t,每年可减少蒸汽消耗1650t。针对中压蒸汽疏水阀漏损较多的情况,通过考察,选用了质量较好的疏水阀,有效减少中压蒸汽的漏损。同时,检修后,主要设备运转率提高,余热蒸汽产量提升,硫酸余热锅炉较以前多产蒸汽2~3t,全年多产蒸汽20600t;年度大修完成后,平均每月较同期多发电23万kWh。目前,余热发电站每月可发电200万kWh,吨铜电单耗可降低200kWh/t。

4结论

随着设备的稳定运行,产量的提升,装备自动化水平的提升,以及各能源基础管理水平的提高,通过对《铜冶炼企业单位产品能源消耗限额》标准的研究,准确核算了能源消耗。目前该冶炼厂吨铜综合能耗已经降至310kgce/t,低于行业准入指标。下一步,公司将继续提高管理水平,积极推进各项节能技改工作,逐步降低吨铜能源消耗。

作者:张盼 单位:青海铜业有限责任公司

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