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水泥行业能源审计在线审计系统探讨

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摘要:文中通过对硅酸盐熟料水泥行业能源审计在线审计系统的研究,建立水泥行业能源审计在线审计系统,并将在线审计系统的数据与现场审计数据进行比对,证实水泥行业能源审计在线审计系统的可行性及其产生的现实意义。

关键词:水泥;能源审计;在线审计

1前言

近年来,我国水泥工业持续快速发展,产业结构调整取得了明显进展,生产技术水平有了显著提高,新型干法熟料水泥生产线已经取代落后的立波尔窑等水泥生产工艺,水泥年产量从2011年起,每年超过20亿吨。水泥生产中主要能耗是原煤、电力、柴油,其中煤耗占总能耗的85%以上。作为高耗能的水泥产业,产生的废气量多,粉尘浓度高,污染严重。因此,国家《水泥行业“十二五”发展规划》提出以转变经济方式为主题,以技术创新为手段,大力促进全行业节能减排[1]。在国家实施节能减排的大形势下,开展能源审计工作对增强企业竞争力,缓解社会发展面临的能源约束和环境压力,具有重要意义。随着现场审计的开展,和审计企业数量的增多,鼓励水泥企业开展水泥单位产品能耗在线采集,采用在线数据开展单位产品能耗在线审计将成为一种发展趋势。福建省经济和信息化委员会一直在推进该项工作的进展。

2在线审计基础

文中的审计对象是硅酸盐水泥行业,审计形式是专项能源审计,即对硅酸盐水泥行业的单位产品能源消耗指标进行审计。

2.1审计涉及的参数

依据GB16780-2012《水泥单位产品能源消耗限额》提供的能耗统计范围和统计方法,以及指标计算公式需要用到的数据,可以将在线审计参数分为两类:一类是与量相关的参数,该类数据可以进行实时在线联网监测,是实时动态参数;一类是与化验相关的参数,该类数据属于离线检测数据,可以分时间段设置对应的参数值。量的参数包括熟料产量、水泥产量、原燃材料消耗量、余热发电站发电量、余热发电上网量、生料工序电耗、烧成工序电耗、煤粉制备工序电耗、水泥粉磨工序电耗、发运和包装工序电耗以及辅助生产用电(空压机用电、水泵用电、机修车间用电、办公楼用电等等)。化验相关的数据包括煤的低位发热量、熟料28d抗压强度、水泥28d抗压强度。

2.2在线审计的计算公式

依据GB16780-2012《水泥单位产品能源消耗限额》提供的计算方法,采集数据利用审计计算专用组件运用下列公式进行计算。

3在线审计系统设计

在线审计系统采用四层结构设计模式:由各参数的计量设备组成的计量仪表层;以实时数据的采集传输组成的数据资源传输层;以操作系统、客户端服务器组成的基础平台层;以数据管理、能源审计计算专业组件组成的逻辑层。计量仪表层是由审计涉及到的各个参数的计量仪表组成,包括原煤计量的煤磨皮带秤、原料配料系统的生料配料秤、水泥粉磨用原料配料秤、入窑生料秤、余热发电电表以及各个工序电量的计量仪表等。计量仪表层是整个在线审计系统的基础层,是基础数据的来源,因此要求该层的计量仪表在保证计量器具配备率和准确度符合GB/T24851-2010《建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求》要求的基础上具备通信功能。数据资源传输层是通过RS485兼容接口或(4~20)mA的开关/模拟端口采集计量仪表层中各仪表上的数据;并将采集到的数据在采集设备DTU中加以分析处理,加密并存储;通过GPRS/CDMA/GSM等无线通道或以太网将数据上报给上位机,即客户端服务器。基础平台层接收并保存从各个客户端服务器,即数据资源传输层传输的数据,并为在线能源审计系统平台提供基础数据。逻辑层对基础平台层的数据进行管理、分析、统计并应用审计计算专用组件对审计计算5个指标值(可比熟料综合煤耗、可比熟料综合电耗、可比熟料综合能耗、可比水泥综合电耗、可比水泥综合能耗)相关的数据进行设置,最终计算得出结果。与量相关的参数,该类数据可以进行实时在线联网采集;与化验相关的参数(包括煤的低位发热量、熟料28d抗压强度、水泥28d抗压强度)属于离线检测数据,可以分时间段设置对应的参数值。该参数值可以在基础平台层的客户端服务器上设置,也可以在逻辑层的数据库管理中设置。

4实例分析

对某水泥有限公司进行能源数据在线采集。现将某个月份该水泥行业能源审计在线审计系统采集的数据与现场审计企业报表的数据进行比对。根据《建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求》(GB/T24851-2010)规定,主要用能设备固体物料计量和电能表计量的准确度等级为2.0,即要求在使用中检验时其自动称量物料时的动态累计误差不大于2.0%[3]。按照该要求,能源审计在线审计系统采集到的数据与企业生产报表统计的数据偏差最大绝对差值均在规定的要求范围内。当采用能源审计在线审计系统采集到的数据采用能源审计在线审计系统采集到的数据与企业生产报表统计的数据偏差最大绝对差值为0.76%,最小绝对差值为0.01%;采用能源审计在线审计系统采集的数据计算出的可比熟料综合煤耗、可比熟料综合电耗、可比熟料综合能耗、可比水泥综合电耗、可比水泥综合能耗等5个指标值与企业报表数据计算的指标值最大绝对差值为1.00%,最小绝对差值为0.52%。根据《建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求》(GB/T24851-2010)规定,主要用能设备固体物料计量和电能表计量的准确度等级为2.0,即要求在使用中检验时其自动称量物料时的动态累计误差不大于2.0%[3]。按照该要求,能源审计在线审计系统采集到的数据与企业生产报表统计的数据偏差最大绝对差值均在规定的要求范围内。当采用能源审计在线审计系统采集到的数据与企业实际生产数据偏差较大(即偏差不在规定的允许范围内)时,通过在线审计系统的指标值计算结果,可以明显看出是与哪个指标值计算有关的参数存在偏差。通过查看系统采集到的各相关统计数据,或者各数据变化趋势图,判断数据存在偏差的原因并及时采取措施。在有必要的情况下,可以对与企业实际生产偏差较大的数据进行后台人工修正。

5结论与应用

该水泥专项能源审计在线系统经验证具有实际可操作性,可以广泛应用于各个熟料水泥生产企业。此项研究的实际应用,不仅可以减少人工现场审计的成本,更可以减少因事后审计对审计结果产生的质疑;对安装了该系统的企业本身查看自身各个时间段的能耗情况,分析能耗变化原因和能耗监管部门随时随地了解查看各个企业各个时间段的能耗情况具有重要的现实意义。

参考文献

[1]王旭烽,朱培武.国内水泥行业能耗限额标准现状如何.水泥工程[J].2014(5).

[2]GB16780-2012.水泥单位产品能源消耗限额[S].北京:中国标准出版社,2013.

[3]GB/T24851-2010.建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求[S].北京:中国标准出版社,2010.

作者:黄娇红1,2 单位:1福建省计量科学研究院,2福建省能源计量重点实验室

水泥行业能源审计在线审计系统探讨责任编辑:张雨    阅读:人次