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2014年7月份广西中烟南宁卷烟厂“十二五”一期技改主体工作基本完成了,在此期间,公司正在推动能源管理体系(GB/23331:2012版)的建设。参照行业中部分实施技改的卷烟厂的能耗情况,南宁卷烟厂提高了能耗目标的预算值,以缓解技改期间非生产能耗增加、有效产能减少、生产试车空耗、能源供给和需求不平衡等多种因素的影响。
2014年8月份,南宁卷烟厂依据《能源评审管理程序》要求,进行了厂区全范围的第一次能源评审,评审中对能耗数据统计、分析显示万支卷烟综合能耗(kgce/万支):由技改前2012年2.66,下降至技改期间的2013年2.61和2014年上半年2.03,若以2012年为基准,下降幅度为1.88%和23.68%。
数据表明:南宁卷烟厂在技改中能耗有显著下降,且有持续下降的趋势。为找到其中优秀的节能经验,结合公司推行的GB/T19580《卓越绩效评价准则》,构建广西中烟卓越的能源管理模式,笔者对南宁卷烟厂“十二五”技改能耗管理经验进行了深入探讨。
一、均衡用能设计的目的和潜在利益
将均衡用能引入动力供能规划和产品的工艺设计中,能减少企业技改项目建设和投产过程中产生的不利能耗影响。在实现均衡用能设计的过程中,企业及其竞争力、顾客和其它利益相关方都可以获得多方面的利益。潜在利益可包括:
通过优化布局和能源绩效参数的使用而降低能耗,使过程更稳定和高效;促进革新和创新;增强员工的动力;提高对节能降耗的认知;降低能源管理的风险;改善内部和外部信息交流。
二、建立整体性和前瞻性的能源战略
在三大类型(结构节能、技术节能、管理节能)的节能方式中,企业往往重视技术节能或(和)管理节能,而忽视结构节能。而在国家倡导低碳经济发展的大背景下,更多的使用清洁能源,减少石化能源的比重,会是长期贯彻的方针。
南宁卷烟厂技改过程中,锅炉使用天然气替代柴油(重油)做燃料,同时引入光伏发电项目,均是出于整体性和前瞻性的能源战略的考量。
制定能源战略需要从几个方面着手:
(一) 产品工艺相关的问题
企业将均衡用能引入产品工艺的设计和开发,需考虑下列相关的问题:
一是早期引入,即在设计和开发过程初期确定能源因素;二是工艺的复杂程度,可将多种工艺利用DOE方法,优选固化;三是多准则概念,即考虑主要相关的能源消耗和能源因素;四是在寻找最佳解决方案的过程中考虑取舍。
(二)信息对称原则
信息对称交流包括内部和外部信息交流。
内部信息对称交流需要建立从员工获得有关均衡用能有关问题信息反馈的机制,如制丝车间的真空回潮工序在作业时,蒸汽能耗峰值超过10t/h,每个生产批持续时间约在30分钟,属于间歇式、爆发式的能耗环节,动力车间锅炉的供汽负荷为保障其峰值用汽量,会长时间维持较高负荷的输出状态(以20t/h锅炉供能为例,火力调节至80%以上),但蒸汽耗量长时间处于3-4t/h的能耗水平,造成典型的供给与需求不平衡的“大马拉小车”的状况。
通过加强制丝车间用能信息的通报,使动力车间锅炉班组准确掌控用能量的变化,就可以避免锅炉长时间的高负荷空耗,形成用能联动管理机制。
外部信息交流可以迅速提升能源绩效,稳步引入均衡用能设计价值和利益的机会。外部信息交流关键在于节能政策、行业节能技术、经验交流等。通过外部信息交流,仅空调系统节能一项可发掘的节能量占空调系统能耗的25-30%,约占全厂总能耗的10%。
依靠外部交流学习的空调相关节能机会如下:
一是空调智控系统,利用主机智能节电器、计量系统、远程监控三大功能模块,减少了绝大部分不适当、适时调控的能耗;二是根据现有冷冻/却水循环系统的运行参数,计算现有系统的实际功率和效率,找出系统的“最佳工况点、最佳匹配点、水力平衡点”,由厂家专业设计,量身定制高效节能泵,替代原有的常规水泵或用智能节能(Smart Power Saving,SPS)技术应用到电动机节能控制上;三是空调动态冰蓄冷(冰沙蓄冷)的应用,以实现“夜间蓄冷、白天供冷”,“夜间蓄冷”保证主机在最高能效比运行,“白天供冷”正做到“用多少冷就给多少冷”。
提倡环保意识,既省钱又节能;四是利用天然冷源,过渡性季节,不必开制冷主机,完全可以冷却水塔达到降温效果等。
三、推行系统化节能管理模式
(一)系统化管理的作用
根据联合国工业发展组织调查发现:组织推动一次性的节能改进活动后,可能因为缺乏适当的管理机制,无法形成有效的节能效果。一次性的节能改进活动如图1所示。
但是,当组织建立能源管理体系后,可以透过系统化的PDCA的管理循环,引导组织持续改进节能绩效,降低能源使用成本。持续改进的能源管理体系如图2所示。
南宁卷烟厂在技改过程中,也在探索能源管理体系(GB/T23331-2012)的充分应用,不仅利用过程方法加强能源效率的管理,还更深入研究了管理系统方法对能源效率的整体影响。
在建设能源管理体系时,明确了有效的能源管理体系要素和过程,利用系统能源效率管理理论和过程方法对活动、产品和服务中的能源因素进行优化和控制,运用P-D-C-A的管理模式,实现对能源管理全过程的用能控制和持续改进,形成了“过程-系统-持续改进”型的能源管理体系应用思路,如图3所示。
(二)预先行动的方法
将能源因素引入产品工艺的设计和项目建设(或改、扩建)规划期,寻求预防不利能源消耗、能源效率影响的发生,它提供了一个在产品全工艺周期和项目投产运行中预见问题和提出解决方案的系统的机会。采取预先行动,可大大增加获益的机会。反之,在产品工艺的设计和项目建设(或改、扩建)规划期末考虑能源因素的影响,等到产品上线、项目投产后,再采取降低能源消耗或提升能源效率的措施将增加数倍的难度和风险,甚至出现无药可医的严重后果。
南宁卷烟厂的能源管理体系建设中,通过对GB/ T2331-2012标准“4.5.6设计”条款的反复学习和解读,在技改阶段就适当进行了合理用能评估,如是否符合国家法律、法规、产业政策、标准、节能技术政策大纲和行业节能设计规范及有关部门规定的其它内容;用能总量及用能种类是否合理;是否采用先进节能工艺技术;是否达到国内外能耗先进水平;是否严格执行国家明令淘汰的设备、产品目录;能耗指标分析;采用的节能技术措施和预期达到的节能效果分析;能源计量器具配备是否合理、先进;经济效益分析等。
这种预先行动的方法为技改后节能降耗打下了笃实的基础。
(三)认真执行现行管理体系
南宁卷烟厂能源管理体系的程序(主要管理过程应用)文件以质量管理体系现有流程为基础,能源计量设备管理纳入计量管理体系控制,主要用能设备的能源绩效参数控制结合TnPM活动制作看板进行有效管理。能源管理的意外事故、紧急情况或潜在灾难的预案规定,通过修订职业健康安全管理体系的应急预案来体现,这些融合式的体系推进形式,将能源管理的模块工作有机融入了已成熟的管理标准,减少了新体系推行的难度和效果不可预知性。
(四)方法学的应用(多学科方法)
在GB/T23331-2012标准中,提出“方法学”的要求,如“4.4.3 能源评审要求”,南宁卷烟厂以提升能源绩效为目的,利用多学科优势结合的方法,将最佳节能实践或优秀经验加以固化,形成一套方便使用的节能管理制度和操作规程。
通过相关学科的引入,将精益能量分析、基本负荷分析、最佳技术评价、夹点分析、物料平衡、物流分析、统计模型分析等方法应用于能源管理体系策划和运行中,可提高将能源因素引入产品的设计和项目规划的成功性,具体的开发应用由能源管理的多职能小组来完成。确保所有相关的经营职能都对能源消耗、能源效率的改善有所贡献。
四、精细化用能的部分理论分析
(一)产品生命周期
生命周期方法用于确定产品整个生命周期内相关的能源因素和能耗影响,以此帮助制定设计方法。减少产品能耗影响的设计的局限性和主观性。充分考虑产品的全生命周期可确保:
产品生命周期中最相关的能耗影响被确定;对那些主观上认为能耗影响很小,而可能具有重大影响的流程或工序加以考量;不仅仅关注产品本身的能耗影响,还要关注产品在生产系统中的能耗影响;能耗影响不从一个生命周期阶段转移到另一个生命周期阶段,或从生命周期的某一中间阶段转移到另一个阶段。
如热气流烘丝工序,温度控制一般设定600±50度,较大的温度波动会造成能源浪费,依据产品生命周期的观点来审视,此类产品工艺有高能耗的特点,如果不能将工艺余热充分利用,则其相关牌号的产品均会被附上高能耗的标签。
整合要求不同生命周期阶段和能源因素有助于确保在权衡大多数设计决策后找到适当的节能方案:
在不同能源因素之间进行权衡。为减少产品烟丝量所进行的优化,可能会对其卷包效率或终端消费产生消极影响,可以比较每项方案的潜在能耗影响,促使决策者找出最佳解决方案。
在能耗、经济和社会利益之间进行权衡。这种权衡可能是有形的(如低能耗成本、减少有害废物)、无形的(如方便性)、情感的(如形象):通过减少石化能源的使用有益于环境,可能增加初次成本,但同时也会产生社会影响和经济影响(低碳经济)。
在能源因素、技术因素和(或)质量因素之间进行权衡。如:设计决定的某种材料,可能会对产品的能耗产生消极影响,尽管该材料本身是对质量提升是有益的。具体见图4。
(二)物质流成本核算――资源节约、再生利用和能量回收利用
在不对产品性能产生不利影响的前提下,优化其所需资源(材料和能量)的使用,减少所用材料的数量和有害性也可使制造和工艺过程中废弃物(废能量)的产生最小化。
ISO 14051物质流成本核算(MFCA)标准是“环境管理计算”的主要工具之一,该标准主旨是提高生产过程中预期物质的产出以减少能源和资源的消耗从而帮助组织减少成本,物质流成本核算是一种能够帮助组织更好地理解其物质和能源的使用活动的潜在的环境和财务后果,并通过改变这些活动,寻求环境和财务改善机会的管理工具。
物质流成本核算通过开发物质流模型促进物质使用活动不断增加透明度,这种物质流模型以物理单位跟踪和量化组织内的物质流和库存。在物质流成本核算中能源可以包括在物质中或单独量化。由物质流产生和/或与之相关的任何成本随后量化并分配到物质流。物质流成本核算尤其强调与产品相关的成本和与物质损失,例如废物、空气排放、废水等相关的成本的比较。
MFCA 的理论根据是质量守恒定律。在MFCA方法中,先根据物质的物理单位如重量、体积或容量等计算某个生产过程中使用的物质和能源等,然后相应换算为资金单位,来计算生产成本。MFCA 仅供组织有效计算生产成本而用,与组织需要对外公布财务数据而依据的财务成本的法律和法规无关。MFCA方法适用于任何组织类型,无论是制造业还是服务业等,无论是大型组织还是小型组织。
(三)将能源基准变成活动的标尺
能源基准是测量与能源绩效有关的特性的方法。该测量可将具有相似工艺的、早先的产品或竞争者的产品作为基准进行比较,衡量当下的能耗水平是否符合规划的要求。为了基准的先进性,应依据更详细的分析结果对特性选择进行定期验证。然而能源基准经过分析和统计确立下来的通常是一组固定数据,可方便比较一段时期的能源绩效;但对于时刻受不同因素影响而不断波动的能耗来讲,其对比的意义重要性则不大。为了让能源基准也变成活动的标尺,可以用E-P工具将能源基准赋予一定的条件,并分析出相关变量的影响度,让能源绩效和用能环境关联起来,随时可以利用能源基准动态了解当下的能源绩效状况。
如图5表明了产品生产与能源消耗的关系,同时,对于如何提高能源绩效,给出了分析的基础依据。
从图5可以看到企业的电能消耗与基础电量E0、企业产品量P以及与生产有关的各种能源变量a有关:E= E0+aP。在基础电量E0、企业产品量P相对固定的情况下,变量a非常重要,能帮助找出用于非产品生产的能耗以及产品生产中管理节能和技术节能需要改进的方面,从而降低变量a,提高能源绩效,达到节能。
参考文献:
[1] 张晓光.一般均衡的理论与实用模型[M].北京:中国人民大学出版社,2009.
[2] (美)丹尼尔・耶金著,朱玉摹⒀种久粢.能源重塑世界[M].北京:石油工业出版社,2012.
[3] 史兆宪,赵旭东.能源与节能管理基础[M].北京:中国标准出版社,2010.
[4] 国家发展和改革委员会节能信息传播中心,节能减排技术指南丛书――最佳节能实践案例[M].北京:中国环境科学出版社,2008.
【关键词】企业;能源计量管理;问题;建议
一、加强企业能源计量管理的必要性
能源是经济社会可持续发展的重要物质基础,加强能源管理,提高能源利用效率,是提高经济运行质量、改善环境和增强企业市场竞争力的重要措施,也是缓解当前经济社会发展面临的能源约束矛盾、建设节约型社会、实现经济社会可持续发展的根本保障。计量工作是企业实现从粗放型管理到精细化管理的基础,也是企业从依靠经验管理到依靠数据实现企业量化管理的保障,尤其在节能降耗,减排增效中,能源计量管理是企业贯彻执行国家节能法规政策、技术标准,合理用能,提高能源利用效率,提高经济效益的重要手段,加强能源计量管理,建立和完善能源计量管理制度,对于减少能源消耗、保护环境、降低成本、增加效益具有十分重要的意义。
二、当前企业在能源计量管理工作存在的问题与误区
企业在能源计量管理工作存在的问题。一是大中型企业虽然普遍重视能源计量工作,建立了比较完善的计量检测体系,但信息化程度普遍较低,能源计量数据没有充分发挥作用。只有少数大型钢铁企业建立了功能比较先进的能源计量、统计、实时监控的计算机网络。其他行业能源计量信息化建设水平还比较低,远远不能适应目前建立资源节约型社会实现科学计量、节能降耗的需要。二是中小企业和民营企业能源计量工作普遍薄弱,装备水平低、工艺落后、单位产品耗能高,又没有资金进行节能设备改造和能源计量。三是大部分企业了解节能技术、节能产品的信息渠道不畅,对节能技术、节能产品的可信性、可靠性缺乏有效判断,在选用节能产品时无所适从。四是大部分企、尤其是民营企业,缺乏熟悉计量工作的专业人员,企业计量管理水平不高。通过IS010012测量管理体系AAA认证的很少,迫切需要相关部门的引导和相关机构的服务。五是国产计量仪器仪表质量不稳定,不能满足企业能源计量工作的需要,企业不得不购买进口计量检测设备。而进口设备不但价格高,而且服务不到位、维修不及时,给企业在使用过程中造成许多不便,影响能源计量工作的开展。六是部分企业的高层管理者对能源计量工作重视不够,推行能源计量工作缺乏动力。认为能源计量工作是投入多、产出少的工作,没有认识到能源计量工作的基础保证作用。
三、加强企业能源计量管理工作的建议
能源管理系统(Energy Management System),是对企业的电能、天然气、蒸汽、冷(热)量、和用水等能源数据进行自动监测、记录、分析,进而完成能源的优化调度和管理。总目标是建立一个全局性的能源管理系统,构成覆盖能源信息采集及能源信息管理两个功能层次的计算机网络系统,实现安全、优良供能、提高工作效率、降低能耗,从而达到降低产品成本的目的。
能源管理系统(EMS)包括三大部分内容:能源数据采集、能源数据实时监控以及能源数据统计、分析和管理。
能源管理系统(EMS)实时监控企业各种能源的详细使用情况,为节能降耗提供直观科学的依据,为企业查找能耗弱点,促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低。使能源使用合理,控制浪费,达到节能减排,节能降耗,再创造效益的目的。通过数据分析,可以帮助企业对每条生产线、每个工作班组以及主要耗能设备进行实时考核,杜绝浪费,并可以帮助企业进一步优化工艺,以降低单位能耗成本。
二、能源管理系统(EMS)在重要用能设施的应用
针对企业主要能耗系统提供完善的用能设施信息管理功能,能让用户查询到系统设施的用能信息并提供节能优化运行策略,从而达到节能的目的。具体应用如下:
(一)中央空调系统(制冷系统)
空调(制冷)系统广泛应用于楼宇、商业及企业,是最大的能源消耗源之一。
能源管理系统(EMS)针对空调(制冷)系统进行冷量计量及效率追踪,让用户能够准确了解企业冷量消耗的变化,实时的效率监测让用户对制冷机的运行效率有直观的把握,能源管理为用户提供了ARI(美国制冷学会)效率标准,作为参考。
1、动态更新制冷机性能曲线
能源管理系统为用户的运行人员提供了空调系统运行管理优化功能,系统能自动分析出在一定工况下,运行人员开启哪些制冷机和空调水泵效率最高,并将各种方案的效率进行排名。能源管理制冷机动态性能曲线更新功能为系统运行方案的选择提供了有效的保障。
2、冷冻水供水水温优化设置
制冷机冷冻水温优化设置,能源管理根据室内负荷和室外气候参数自动分析出效率较高的冷冻水出水水温,降低能耗。据权威机构统计,冷冻水温度每提高1℃制冷机能耗将降低1.5%-2%,系统将定时计算出优化的冷冻水供水温度,系统管理人员只需要在制冷机上调整一下水温设定即可,简单而方便。
3、空调水泵节能潜力分析
能源管理系统还为用户提供了水泵潜力分析,系统将根据采集的数据,分析出水泵的节能潜力。为用户以后的节能改造提供理论依据。
能源管理系统的运行方案排名功能让管理者知道如何进一步的降低制冷系统的能耗。
(二)电力系统:
1、电能质量管理
电力的传输和使用过程中, 容易受到污染和干扰,无功增加、谐波、三相不平衡等因素会导致电力使用效率降低、设备损坏等后果。
能源管理 系统通过对电能质量参数的监测、分析,结合工艺改造、自动化控制的应用,达到企业综合电力节能的目的,并且保证企业对高电能质量的需求,确保各种电子设备、精密仪器安全可靠运行,提高企业生产率和产品的成品率。
2、变压器管理
能源管理系统通过对变压器各项电力参数监测,采用以下方法,实现对变压器的综合节能管理:
1) 通过回路总零线上电流变化了解电流谐波及线路损耗和变压器温升原因,并制定相应对策及解决方案;
2) 根据负载变化优化变压器使用,为提高变压器效率提供依据;
3) 根据电压、电流变化量有助于分析判断设备状态及浪涌电压、电流产生变化等情况。
(三)压缩空气系统:
压缩空气系统广泛应用于工业企业,是企业的重要电能消耗系统。
能源管理系统(EMS)监测空压机电耗、压缩空气的供气压力、流量等参数,自动生成供气量(空压机)曲线图、管网末端压力变化曲线图、用气量状况曲线图,空压机电能消耗曲线图日负荷表,通过对上述参数同生产使用情况分析,了解空压机电能、气量变化与用气合理性。
压缩空气系统能源管理方法如下:
1)实时监测空压机效率,根据负荷情况,尽量开启高效机组;对低效机组进行及时检修,提高压缩空气系统效率;
2)结合生产情况分析用气量不规律或突变情况的原因;
3)掌握设备工况及合理用气,优化空压机利用和设备管理;
4)杜绝人为用气不合理的浪费;
5)发现供气管道泄漏情况;
6)分析和找出空压机潜在的节能潜力,为技术节能措施提供依据。
(四)蒸汽系统:
类似压缩空气系统,能源管理系统(EMS)通过对锅炉供汽及蒸汽末端的流量、温度及压力监测,及时发现管路系统泄漏,避免不合理用汽浪费,提高蒸汽利用效率。
(五)锅炉系统:
能源管理系统(EMS)通过对锅炉主要数据采集监测(或从DCS系统读取数据),分析在不同的蒸汽压力、流量、排烟温度及过度空气量等条件下的锅炉效率,从而提出最优锅炉运行参数标准,优化运行控制模式,有效降低锅炉系统能耗。
(六)窑炉:
能源管理系统(EMS),通过监测窑炉温度、燃气流量(或用电、煤量)、风机电耗及风压或流量的监测,根据相同时间段能源消耗与窑炉温度变化曲线对照,分析窑炉容积(容量)温度变化(上升、温度层)与能耗成本的关系,确定最佳窑炉产品量、温度及过度空气量,帮助企业制定更优化的产品及能耗基准线。
三、能源管理系统(EMS)的实施方法
(一)节能验证及分析:
针对企业目前已有的中央空调、空压机、水泵等主要用能系统进行节能效果的验证和监测;根据系统数据统计生成相关动态图表进行设备运行状态掌握和进行节能空间潜在能力分析,通过分析结果指导设备节能控制系统调整。
(二)能源评估:
为设备管理人员提供依据,首先排除人为因素的盲目性和经验误判。根据设备管理侧重点不同,在设备运行效力评估方面及设备状态和维护方面提供可分析的参数,便于即时有效的掌控,避免人工测试方法的局限性和可能产生不安全因素。能源管理系统对运行设备功耗、电压、电流或设备温度等要求采集和通过生成各曲线图表描述,有助于旋转机械状态进行监测,曲线图表包含了设备运行状态的多种信息,帮助设备人员及时取得信息进行处理和综合分析,根据其数值及变化趋势,可对设备可靠性作出积极判断,在设备管理领域减少预防性提升预知性,即状态维修起到一定的作用。
(三)能源信息化管理:
能源管理系统可以在线监测整个企业的生产能耗动态过程,收集生产过程中大量分散的用电、用水、用气等能耗数据,提供实时及历史数据分析、对比功能,以发现能源消耗过程和结构中存在的问题,通过优化运行方式和用能结构以及建立企业能耗评估、管理体系,提高企业现有供能设备的效率,实现节能增效、高效生产。
系统为用户提供以下能耗数据和节能信息:
1)掌握企业耗能状况:能源消耗的数量与构成、分布与流向;
2)了解企业用能水平:能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合能耗;
3)找出企业能耗问题:管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题;
4)查清企业节能潜力:余能回收的数量、品种、参数、性质;
5)核算企业节能效果:技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节能量;
6)明确企业节能方向:工艺节能改造、产品节能改造、制定技改方案、措施等。
能源管理系统(EMS)以全厂能耗为对象,实现能耗计量实时化,问题处理实时化。并在一定历史数据的积累下,为进一步能源数据的挖掘提供基础。
能源管理系统(EMS)提供适用于简单系统与复杂系统的综合能源管理的解决方案。通过用户化的软件,管理者可以采用易于理解的方式快速得到所需要的能量数据。从图形到数据库,综合能源管理解决方案提供了对能源使用的可视化与跟踪。在海量的能耗数据中迅速发现能耗薄弱环节和问题。
四、综述
数据的充分利用能给企业带来无穷的动力,为企业的管理和功能决策提供依据。无效数据的堆集只会对企业的资源带来浪费,有效地利用数据意味着把数据放到你的指尖上。我们意识到将数据传送到在工厂中需要的地方是与测量是一样重要的。能源管理系统(EMS)就是把所有的能耗信息集成起来,统计分析并通过以下的方式来节约企业成本:重新评估企业能耗费用;防止昂贵的能源质量问题;意识并纠正能源问题;发现能效薄弱环节;完成需求侧管理,控制需求量以避免不利的结果。
关键词:半岛蓝色经济区;能源计量;对策
基金项目:2011年山东省软科学研究计划项目(2011RKGA1026)
中图分类号:F429 文献标识码:A
原标题:山东半岛蓝色经济区能源计量现状与对策研究
收录日期:2012年3月8日
一、引言
2009年4月21日至22日,视察山东时提出:“要大力发展海洋经济,科学开发海洋资源,培育海洋优势产业,打造山东半岛蓝色经济区”。山东半岛蓝色经济区,是以海洋生态文明建设为基本要求,以海陆统筹为基本途径,海洋优势产业、临海产业、涉海产业合理配置,经济、生态、社会协调发展的现代海洋特色经济区。它的范围包括山东沿海七市:青岛、烟台、威海、日照、东营、滨州、潍坊。
2011年山东半岛蓝色经济区建设正式上升为国家战略,成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。半岛蓝色经济区的发展离不开能源计量,它是企业节能降耗,降低成本的关键,是低碳经济的基础,也是山东半岛蓝色经济区可持续发展的重要保障。本文将就山东半岛蓝色经济区的能源计量现状进行分析,并给出相应的对策。
二、半岛蓝色经济区能源计量现状
山东半岛蓝色经济区内的7个城市是山东省比较发达的地区,能源计量的工作起步早,取得了一些成绩。目前,山东半岛蓝色经济区能源计量现状是:
(一)能源计量器具种类多、数量大。山东省半岛蓝色经济区内企业包括电力、水泥、钢铁、石化等能耗大户,这些企业生产建设消耗的能源种类包括煤、电、原油、成品油、水、气、热能等,能源计量器具包括流量计、密度计、电能表、衡器、容器等各类计量器具,分布在企业生产建设和能源转输的各个环节,具有计量数据量大、管理层次多、量值范围宽等特点。
(二)能源计量管理网络比较健全,计量检测体系比较完善。为了加强用能企业的节能和计量工作,一般都建立了能源计量管理部门,负责全局的节能计量管理和监督,成立技术检测中心,负责能源计量技术工作,各二级单位相应成立技术监督、节能管理和计量技术机构。目前,用能企业基本形成了横向到边、纵向到底的计量管理体系,有的大型用能企业获得国家计量认证和实验室认可资格,流量、温度、衡器、密度计、电能等主要能源计量器具均能开展量值传递。地市级计量技术检测机构已成为用能企业生产重要的技术保障,形成了量值体系比较完整、门类齐全、测量范围广泛的检测体系。
(三)能源计量管理制度体系比较完善。一是重点的用能企业根据国家计量法律法规和企业本身生产实际情况,制定了适合本单位计量管理制度;二是建立了重点计量器具质量监督抽查制度,制定能源计量、安全防护等重点计量器具的监督抽查计划,由具有检定资质的计量检测机构,对全局现场在用和新购进的计量器具进行监督抽查和质量评价,对计量器具实行质量淘汰制,经抽查不合格的计量器具,物资供应部门将暂停该企业的器具采购,有效地满足了生产连续性和可靠性的要求,确保了贸易交接计量和能耗计量等重点计量数据的可靠准确;三是建立了计量检定和检测实验室管理制度。由省级计量标准考核和实验室计量认可评审合格后,方可开展检测工作;四是制定了能源节约与资源综合利用管理办法。
三、半岛蓝色经济区能源计量存在的问题
山东半岛蓝色经济区内用能企业经济基础都比较好,开展能源计量的时间早,具有较好的能源计量意识,经过多年的建设和实践取得了可喜的成绩。但是,在建设山东半岛蓝色经济区的新形势下还存在许多问题。
(一)计量人员综合素质不高。管理较好的部分企业设置有专门的能源管理科室,但是能源管理员的分工不够明确,多数能源管理员并不参与能源计量的工作。实际上能源消耗在生产部门,然而大多数生产部门的计量人员素质参差不齐,并且多是临时招聘人员,计量管理经验和知识不足,且没有做过系统培训,综合素质不高,缺少系统性的能源计量知识和专业化管理经验,导致无法很好地进行能源计量管理、实现节能降耗目标。大企业尚且如此,更何况小型企业,有一些企业管理者认为计量可有可无,不愿意投入资金完善计量系统。淡薄的能源意识加上不专业的计量人员,造成了企业计量工作的不规范。
(二)能源计量器具配备率有待提高。山东半岛蓝色经济区内用能企业众多,能源计量器具总体数量较多,但仍不能完全满足用能企业细化能耗计量和节能精细管理的需要。二级单位的基本用能单元和生产过程中大量的耗能设备如注水泵、抽油机、柴油机等大量的重点耗能设备,有些未安装计量器具,一些老式的能源计量器具仍然超龄工作,不利于耗能的精细管理。
目前,半岛蓝色经济区几乎没有一家企业能够达到100%的计量器具配备。计量器具的配备通常有一级计量、二级计量和三级计量。如果企业规模大,用能部门繁杂,也可以考虑配备到四级计量。大多数的企业,都配有一级计量和二级计量器具,但是到三级计量,便良莠不齐。部分企业三级配备率在60%~70%之间,甚至部分企业在50%以下。由于有的企业产品生产流程复杂,造成生产设备的能耗计量也复杂化。加上根据生产需要进行扩建时,生产部门的增加,也会涉及到计量器具诸如线路、管道的改变,对厂区各部门的规划如果不合理,也会影响计量器具的配备问题。
(三)能源计量意识薄弱。有些政府机构和企业能源计量的观念意识淡薄,认为能源计量是花架子,不如生产和销售来的直接,对能源计量重要性认识不足,导致管理粗放,节能效果失真。
(四)能源计量与节能管理不协调。一些用能企业能源计量与节能管理各自为政,互不协调,导致能源计量数据的管理和使用不能成为实现企业成本核算的基础。
(五)能源计量监管力度不够。相关政府部门指导和信息服务不到位,对企业能源计量监管力度不够,导致企业未把能源计量工作落到实处。
(六)能源计量器具基本资料不健全。目前,很多在用能源计量器具还未建立量值溯源图,各二级单位的计量器具资料未能建立完善的档案,能源计量器具标识不完整,不能保证能源计量器具的及时检定和校准,能源计量网络图不全,能源流向不清晰,计量检定数据使用不当,造成节能工作的盲目性。
(七)能源计量数据不准确。一是能源计量数据遗漏现象严重。由于没有人员督促计量人员做好定期的计量数据采集,导致对计量数据的采集工作出现遗漏现象;能源计量数据未能及时进行计算机的存档,容易造成数据的丢失;二是能源计量数据缺乏可靠性。能源计量数据的统计汇总工作由用能企业不同部门负责,使得能源计量数据的来源、原始记录、统计方法、能源计量数据报表格式及汇总渠道不同,导致能源计量数据的可靠性难以确定。
四、半岛蓝色经济区能源计量对策研究
(一)加强政府部门对企业能源计量的监管。政府是节能行动的真正推动者,需要政府对企业进行适度的宣传和引导,要让企业明白节能的基础是计量,计量管理的完善与否直接影响到企业的经济效益。通过正确的宣传,引导企业的计量系统走向正确的道路。各地区政府部门应当定期对大中型耗能企业进行计量检查,包括计量器具的精度、配备率以及计量人员的考核。对不达标的企业进行适当的处罚,对表现较好的企业则可以进行适度奖励。
宣传贯彻《用能单位能源计量器具配备和管理通则》、《能源计量监督管理办法》和《用能单位能源计量工作考核细则》,使能源计量得到企业理解与重视。配合国家城市能源计量中心建设实施计量服务工程,帮助企业建立健全能源计量管理网络,完善能源计量管理制度和能源计量器具配备。
充分发挥省级和市级计量部门技术优势,在人员、计量技术、标准信息等各方面提供必要的技术支持。
加强对企业能源计量器具的配备、检定与管理情况进行详细考核,并大力推行计量检测体系确认工作,通过加强企业自身计量管理,达到节能降耗增效的目的。
加大节能降耗监督管理和执法检查工作力度,督促引导企业节能减排。加强了企业能源计量信息平台的管理,强化企业责任。
根据GB17167要求,以及企业的能源计量管理组织建设、计量器具配备、计量保证体系建设、数据分析应用以及节能降耗成效等情况,开展企业能源计量管理评价和审计工作。
加快和促进新的能源计量检测技术的研究和科技成果转化,特别是应用物联网技术开发在线能源计量器具在线检校技术,为企业能源计量检定和校准提供最直接的服务。
(二)企业要重视能源计量管理。按照GB17167《用能单位能源计量器具配备和管理通则》和《能源计量监督管理办法》的要求,提高能源计量仪表的配备率和检定率,结合企业进出用能单位、主要次级用能单位和主要用能设备的实际情况,合理配备符合准确度和性能要求的能源计量器具,明确能源计量检测对象,完善能源计量检测点及动态管理,定期下达能源计量仪表检定或校准计划,保证能源计量仪表合格率、周检率达标。
(三)完善能源计量器具的配备。加强企业能源计量器具的配备和动态管理,加强原材料、生产工艺过程和成品的计量检测和数据管理,切实提高计量保证能力和计量管理水平。
做好计量器具的检定和校准工作,确保计量器具的准确可靠。
采用新型具有能源计量数据远传功能的能源计量器具,在新上项目中直接就实现能源计量数据的动态采集、存储和分析。
(四)理顺能源计量和节能的关系。统筹用能企业内部能源计量与节能管理部门的职能,明确能源计量和节能监测工作职责,可以减少成本,便于协调,利于能源计量器具的配备、管理同节能工作有机结合,使其相互促进、相互协调、密切配合,形成有效的节能管理体系,能源计量的有效性才能得到真正发挥。
(五)提高能源计量人员综合素质。加强企业能源计量人才队伍建设,提升管理人员和专业技术人员的管理水平和技术服务能力,企业计量人员需要本着认真负责的态度,参与计量管理。对原始计量数据的存档、对计量器具的定期检修都要做到细致认真。使受检的每件计量器具严格执行标准和检验规程,确保所检定的计量器具符合技术规范的要求,保证计量数值准确,使计量器具在生产经营中发挥应有的作用。只有切实提高重点用能单位能源计量人员的综合素质,才能适应现代化能源计量管理的需要。
(六)完善能源计量器具资料,科学利用能源计量数据。建立能源计量器具动态信息管理系统,完善能源计量器具的基本资料、档案,以及能源计量量值溯源图。逐步建立能源计量数据的监督核查制度。加强对原始记录和统计报表的抽查,保证能源计量数据来源于计量器具的实测结果,确保计量数据的真实性。
充分、科学利用能源计量数据,并对他们进行分类,建立用能企业的能源计量中心,根据用能企业本身的特点,利用能源计量数据构建企业能源效率评价体系,真正将能源计量数据变得有价值、看得见、摸得着。
五、结语
能源计量是能源管理的技术保障,是节能减排的重要基础性工作,也是一项系统性工程,具有较强的专业性和复杂性。半岛蓝色经济区的用能企业在能源计量工作上取得了一定的成绩和效果,但是能源计量工作的潜力还很大,必须完善和理顺能源计量管理考核机制,针对重点生产、能耗计量数据开展监督核查和专项治理,培养高素质能源计量队伍,提高能源利用效率,对提高企业经济效益,缓解经济社会发展面临的能源和环境约束,确保山东半岛蓝色经济区可持续发展具有十分重要的意义。
主要参考文献:
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[2]陈宝萍,赵岩.企业能源计量工作现状及对策[J].品牌与标准化,2011.6.
[3]周燕,石登荣.企业能源计量问题的管理对策[J].企业改革与管理,2011.4.
关键词:精准化生产管理;提质降耗减排;企业管理
中图分类号:F426 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)33-0079-03
随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级,“十二五”期间仍面临着十分艰巨的节能减排任务,发展工业经济的强烈愿望与能源、环境制约的矛盾越来越突出。为了确保中小企业的健康稳定发展,近年来,建德市质监局综合质监服务功能,深入一线,服务企业、服务基层,通过在部分中小企业试点推行“建立测量体系,优化设备工艺,运用标准化手段,实现提质降耗(减排)增效目标”的精准化生产管理活动,在提质、降耗、减排、增效方面取得了明显成效,受到了企业欢迎,走出了一条帮助中小企业提质降耗、转型升级的新路,得到了政府社会赞誉,现在建德市规模以上企业全面推行。
1 精准化生产管理的背景
1.1 地方发展空间的需求
建德市是能源消耗大市,年消耗标煤200万吨以上,工业用能缺口逐年加大,能耗限制已成为我市工业经济发展的瓶颈制约因素之一,影响了各乡镇、企业发展空间。2011年以来,我局充分发挥能源计量、标准化方面的经验,试点先行推行行业能耗精准化管理,逐步形成生产企业精准化管理规范,走出了一条以“节能降耗助推产业转型提升、挖掘发展新空间”的新途径。目前,全市共有50家企业申报推行,实现生产能耗精准化管理的企业单位产品能耗平均下降8%,预计全年可节约标准煤3万吨。
1.2 企业质量提升、节能减排的需求
目前很多生产制造型企业,尤其是中小企业,管理方式由过去传统式管理发展而来,虽然不少企业导入了国际国内流行的全面质量管理、精细化管理等管理方法,对提高企业管理水平起到了一定的促进作用,但是由于生产管理与生产实际之间缺少“数据”这一纽带,不能对生产实际状况进行分析,准确有效评估,使具体管理与生产控制相脱节,严重地造成“体系失效”。我们究其原因是企业对生产过程中技术、工艺、设备、原辅料、环境的控制多数靠经验办事,数据管理缺乏,无法形成理论依据,导致在提高产品质量、降低物耗、节能减排、安全生产分析时分析基础薄弱,产生的决策缺乏科学细致的依据,走弯路,低效率。简单地说,就是管理活动未达到“精、准”的要求。针对问题,我们以能源工作为切入点,将测量管理体系和能耗分析,进而推广到质量分析、成本分析、安全风险评估相结合,提出了“精准化生产管理”的理念方法,对生产过程进行精准管理,企业易理解、易接受、易操作,取得成效较明显。
2 精准化生产管理的基本理念
精准化生产管理,就是以计量器具的配、管、用为基础,以测量系统的数据化、信息化、标准化为方法,综合运用质量、计量、标准化手段,寻求工艺、设备、管理技术进步及其最佳匹配,有效减低影响生产中的不确定因素,不断提高产品质量和生产安全水平,降低物耗、能耗和废弃物排放,提高产品质量,实现生产投入产出最优化目标。
在精准化生产管理工作中,所谓的“精”,是指控制“精”,检查筛选出生产、管理的各个环节中影响质量、能耗等的关键控制点全面,满足分析需要。标准“精”,过程管理要求细致、明确,防止出现管理漏洞。所谓的“准”,是数据“准”,对各控制点实行有效计量,为生产控制和管理分析提供准确的依据。考核“准”,严格管理,控制要求与数据相结合,保持优化成果。精准化生产管理是通过准确细化的数据分析发现问题、解决问题,并将优化成果转化为生产工艺文件,用标准保持先进生产力,并为进一步改进提供分析基础。因此精准化生产管理为企业持续改进、提质降耗提供的切实可行之路。最终在能耗限额内达到的良好绩效。
3 精准化生产管理的基本做法
3.1 建立测量体系,提供准确数据
完善计量器具配置,在能源控制、物耗控制、产品质量控制的关键点及开展影响量分析的地方配置计量器具。建立完整的测量体系,对计量器具和测量设备的配备、管理以及数据的采集、分析、利用进行规范化管理。依靠测量管理体系,企业在生产管理中做到“数据采集、数据分析、数据控制、数据管理”,以科学数据为依据,达到“精准化生产管理”的要求。精准化生产管理,对粗放式管理的企业尤为有效,对一些起步较好的企业,也能帮助企业梳理管理细节,发现管理中的薄弱环节和提升空间。建德海螺水泥有限公司是全国1008家重点耗能企业之一,能耗占生产成本63%以上,其新建企业时用于能源管理的计量器具已较齐全。2006年,建德市质监局在该企业开展精准化管理试点工作。一是通过细致的摸底排查,了解计量器具配备情况。我们按能源流向进行计量排查,发现存在能源统计未闭环,改变了企业原认为新建设备设计时已起点很高,不需要精准管理的看法。后进一步排查,还发现计量器具安装使用错误、与用能设备未建立对应关系等情况。通过摸底,一方面确定了影响产品质量和能耗关键点,了解到企业计量器具的配备现状,另一方面改变了企业计量仅为方便计算能耗的观念,建立了计量是分析能耗基础的思维方式。二是对现有计量器具的有效性进行普查分析。企业原来对计量器具检定的作用理解不足,开展检定是一种任务观,为应付法制管理要求而为,仅仅追求一纸证书而已,从未考虑检定结果与检测需求之间的关系。建德市的质监技术人员帮助企业从生产需求分析其计量要求,再从检定结果来验证计量结果是否与检测需求相匹配,并关注检测数据变化,适时选择调修,满足生产需求,让企业将计量器具真正有效利用起来。三是建立了数据分析系统。利用统计数据,进行班组与班组间比较、企业数据与集团先进水平比较,形成分析理念,对环境、设备、管理等各项影响因素采取相应措施。如进出物料计量,不仅考虑了计量精度,缩小了包装误差控制限,还设置了检查,防止人员作弊。经改进的第二条生产线与第一条生产线相比,计量控制更多,与生产设备更匹配,在第一条生产线数据分析发现的问题,第二条生产线都得到了改进。现在的水泥熟料综合电耗由2006年的平均64.9度/吨降到53.6度/吨,下降17.4%;标准煤耗由2006年的115.1千克/吨降到104.6千克/吨,下降9.1%,达到了国内先进水平;水泥余热发电量为45度/吨,比同行提高出4~5度。目前,建德海螺水泥可以当天统计出产品单位能耗,当天分析能耗波动原因,及时调整相关因素,使控制能耗的主动权掌握在海螺人的手里。
3.2 优化设备工艺,促进技术节能
生产设备、工艺是影响企业生产发展的关键因素。优化企业的设备工艺,促进企业技术进步,是精准化生产管理的最终目标。建德市质监中心在试点工作中,把优化设备工艺作为企业实施精准化管理的“基本功”,指导帮助企业对现有设备、工艺的科学性和合理性进行“大胆怀疑”,利用测量体系提供的全面、准确的计量(测量)数据,通过不同生产时期、不同设备、不同企业之间的数据进行比对分析,通过影响量对产品质量、能耗的影响程度分析,进行“小心求证”生产工艺的先进性,及时发现设备工艺方面存在的缺陷和问题。针对存在的问题,大力组织开展技术攻关,不断提高设备工艺技术水平,夯实精准化生产管理基础。杭州友邦香料有限公司在建德是一家中型化工企业,引进的是美国的生产工艺方法。通过对产品质量的影响因素进行数据分析,进行工艺调整、试验,找到了最佳的生产工艺(参数),主导产品的批料反应时间由原来的38小时减少到26小时,产品的一次合格率也由80%提高到95%以上,延续多年的工艺得到了进一步改进和提升。经过初步统计,友邦香料产品的单耗也有了明显的改进,一年可以节省1500吨左右的标煤,年节省资金200万元以上,在保持去年相同的产量前提下,可以降低燃煤导致的二氧化硫排放量22%左右。由于合格率提高,单位产品物耗下降5.4%,年可节约资金600万元以上,使企业当年生产反亏为赢。
3.3 完善标准体系,巩固管理成效
建德质监局在指导帮助企业以测量体系提供的准确数据和设备工艺优化为技术基础,建立精准化生产管理所必需的产品质量、设备工艺、生产管理和量化考核四大标准体系。通过测量体系实施,对原有的体系要求进一步细化,要求体系运行与检测数据、分析结果相结合,从而使生产过程管理要求,达到四方面的标准化。一是产品标准体系。以产品能够稳定达到的质量性能指标为基础制(修)订产品执行标准,既巩固了企业产品质量水平,也为企业实施技术标准战略,争取国家、行业标准主起草权,提供了技术基础。目前,建德化工行业、碳酸钙行业、五金工具行业、低压电器行业等一大批企业,已争取主起草国家、行业标准56个,在浙江省排名前列,极大地提升了建德企业的核心竞争力,带动了建德产业的发展。二是设备工艺标准体系。企业在设备工艺进行优化的基础上,对主要设备的性能及安装、维护制定标准要求,主要产品的工艺(参数)指标,形成标准规范。既固化了企业现有技术水平,又为设备工艺(参数)选择提供了参考依据,为企业下一步改进发展提供分析基础。三是生产管理标准体系。企业把对生产管理的各项要求,如物耗(能耗)、废物排放、产品性能、设备工艺管理以及特种设备安全、现场管理等都纳入到管理标准体系,编写控制、操作要求,内容与数据分析结果紧密结合,做到细致,具有先进性、可操作性。促进企业生产技术由“传统”向“现代”转化,生产管理由“粗放”向“精准”转化,完成产业的升级。四是量化考核标准体系。提炼生产过程、管理过程中的重要控制点数字要求,制定量化的考核标准,使被考核者目标明确,通过考核奖惩办法巩固现有成果,促进生产、管理持续改进。
4 精准化生产管理的三点体会
4.1 技术进步是实施精准化生产管理的核心
企业的核心竞争力体现在技术和管理两个方面,先进的企业管理方法是为了发挥和推动好企业的技术进步。因此,建德质监局在指导企业管理时,始终把推进企业的生产技术进步放在首位,并帮助企业选择与其发展状况相适应的管理技术方法,这样才能真正起到好的效果。精准化生产管理,把促进企业设备工艺的优化作为生产管理的核心内容,把计量测试、标准化技术和质量分析、质量控制技术等有效的管理技术引进到企业生产管理中来,通过生产技术的进步,使生产管理逐步达到“精准”的要求。在此基础上,卓越绩效管理、质量管理体系、环境管理体系等才能在企业发挥出应有的作用。目前,建德质监局组织力量对化工、碳酸钙、水泥等行业的设备工艺和管理的共性问题与试点企业进行联合攻关,以点带行业提高指导服务的效果。
4.2 实施精准化生产管理需要政府各部门协调帮促
在精细化生产管理试点工作的开始需要政府部门的帮扶,因为这是一个系统工程,需要各相关方面的协同配合。为此,建德质监局成立由局长挂帅的局推行精准化生产管理工作领导小组,组织协调局各相关部门,合力开展企业的帮促指导工作,在推行精准化生产管理工作中,建德质监局联合与经发、环保、科技、统计、能源计量协会等相关部门进行工作推进,邀请这些局的分管局长参加领导小组,从而有效整合了建德市的行政资源,有力地促进工作开展。经发局专门安排财政资金用于精准化生产管理工作奖励,环保局派出专家为企业指导环保技术服务,科技局帮助邀请外部专家进行科技研发。政府各部门的功能发挥协调通畅,精准化生产管理效果明显,得到市领导的称赞和肯定。市政府已将这一管理方式列入五年规划,在全市规模以上企业中推开。
4.3 利用好本系统和外部专家库可为推广精准化生产管理起到点睛作用
企业是生产管理活动的主体,由于其忙于生产,往往看不见自身的不足,不知道该做什么、怎么做。推广精细化生产管理,一方面发挥计量技术机构在建立测量体系和实行有效计量方面的优势,另一方面结合当地产业特点,吸纳或储备一些锅炉、电机等技术专家、节能专家,在利用检测数据、分析工艺缺陷方面可以准确地把脉问诊并开出良方。建德质监局成立了指导企业设备工艺改进和节能技术指导帮扶小组,除本单位有几位企业信得过的专家外,通过各种渠道邀请了浙江大学能源研究所、中国计量学院以及本系统技术机构的专家,组成专家组,推广期间,为企业开出了40余份“诊断书”,点出企业存在问题,为精准化生产管理推广提供了强有力的生产技术