曾学敏：水泥企业能效对标及实践

　　2008年我国水泥熟料产量9.70亿吨、水泥产量14.0亿吨、水泥综合能耗103.47kg/t标煤，以此数据进行计算，全行业耗标煤1.45亿吨；吨水泥碳排放0.68t，全行业碳排放9.52亿吨（水泥行业燃煤碳排放因子取2.91）。因此水泥被列为国家重点节能减排行业，其节能减排工作备受国家重视，第一批EUEEP项目将水泥行业列入其中。

　　由国家发改委、联合国开发计划署、全球环境基金（NDRC/UNDP/GEF）共同组织实施了“中国终端能效项目”。该项目的实施有助于提高中国经济生产力，减少温室气体排放，改善全球环境；有助于克服我国工业能源利用效率的障碍，支持建立一个可持续的、基于市场的、提高能效的机制，促进完善工业部门节能政策和法规体系。该项目下，中国水泥协会承担了《水泥工厂节能设计规范》和《水泥行业节能协议活动的组织和协调》两个子项目，编写《水泥企业能效对标指南》，并组织水泥能效对标试点企业开展能效对标活动，这是《水泥行业节能协议活动的组织和协调》工作的核心内容。

　　水泥工业能源消耗状况

　　中国水泥工业在新世纪的高速发展令世界瞩目，2008年我国水泥产量达到14.0亿吨，约占世界水泥产量的55%。国家统计公报初步测算，2008年全国能源消费总量28.5亿吨标准煤，比上年增长4.0%。建材工业能源消耗总量2.09亿吨标准煤，占全国能源消耗总量的7.33%；水泥工业能源消耗总量1.50亿吨标准煤，比上年增长4.90%；水泥工业能源消耗总量占建材工业能源消耗总量71.77%，因此抓好水泥工业节能就等于抓住了建材工业节能的大头。近年来，在国家强有力节能政策的推动下，水泥工业能效对标活动不断深入开展，节能减排取得了显著效果，但与工业发达国家相比，其产值能耗、产品单耗和工序能耗与国际先进水平仍有差距，节能降耗仍有较大潜力。

　　《指南》编写的原则和目的

　　我国水泥企业量大面广，由于投产时间、工艺方法、装备水平、原燃材料、区域位置、管理能力等方面的差别，造成企业能源消耗水平差距较大。如何挖掘企业的节能潜力，调动企业对能效水平对标活动的积极性，使企业能够科学、有效地开展能效水平对标工作，《水泥企业能效对标实施指南》可以基本解决上述问题。开展能效对标活动就是希望能效水平较低的企业和行业平均水平对标，一般水平和行业先进水平对标，先进水平和国际先进水平对标。

　　编写《指南》的旨意是：为水泥企业提供能效对标方法论和对标思路；力求对标指标体系的科学性、合理性和可操作性；对水泥企业从事能效对标的工作人员起到指导作用。编写《指南》遵循的基本原则是：对标基准线（标杆值）的确定应满足企业不同需求，充分调动企业能效对标的积极性；对标范围框架清晰，主要工序边界确定准确，便于企业使用和比较；主体工艺流程技术参数和对标基准线标准相互对应的前提下，确定的技术参数力求先进、合理；计算节能（含回收能源）减排量有统一换算标准；通过开展能效水平对标活动，推动行业节能减排新技术的应用，充分挖掘企业节能潜力，使企业单位产品能耗、工序能耗有较大幅度下降，达到提高企业能源利用效率，增强企业竞争力的目的；通过能效对标活动推动行业节能减排新技术的应用，使行业技术水平、能效水平不断提升，为国家节能减排做出应有贡献。

　　承担的主要任务和完成的主要成果

　　对行业能源消耗状况进行调研，编写调研报告，制定企业综合性能耗指标对标基线；对国内外典型生产线工序能耗分布进行调查，确定工序能耗对标基线；制定水泥能效对标活动试点企业选择原则，确定能效对标试点企业，协助指导其制定能效对标工作计划并开展能效对标工作；制定水泥企业能效对标指南编制大纲，在此基础上完成《水泥企业能效对标指南》的编制并不断修改完善，并于2009年3月获国家发改委审核通过；协助完成“水泥能效对标分析工具”修改、使用和培训；制定能效对标试点企业对标案例编写提纲，指导试点企业完成“企业能效对标案例”的编写，案例作为附录纳入《水泥企业能效对标指南》；开展水泥能效对标试点企业考察评估工作，编写考察评估报告；编写了“水泥矿山对标管理探讨”供矿山工作人员参考；编写了《水泥行业开展能效水平对标活动实施意见》，为在全行业开展能效对标工作起到指导作用；分别召开了《水泥企业能效对标指南》新闻发布暨东部区宣讲会议，召开了全国水泥行业能效对标活动启动大会暨《水泥企业能效对标指南》西部区宣讲会议，推动了全行业能效对标工作的深入开展；开展能效对标工作的国际交流与合作，借鉴其先进经验，促使我国能效对标工作上水平。[Page]

　　《指南》的主要核心内容

　　指南的主要内容包括6部分：能效对标管理概述、水泥企业能效对标指标体系、水泥行业提高能效的技术及节能效果、水泥企业能效对标实施方法、能效对标综合评价及附录。

　　《指南》的核心内容是：水泥企业能效对标指标体系、影响各工序的主要因素、解决途径及工程实例；提高能效水平的有效技术；附录的核心内容是企业对标案例、主要政策、法规和标准。

　　主要节能技术

　　根据水泥工艺核心内容“三磨一烧”的特点，主要介绍粉磨、烧成、余热利用、废弃物替代、通用设备、电气节能的主要技术。

　　粉磨技术：粉磨工序能耗主要体现在生料制备、煤粉制备和水泥粉磨的环节，其电量消耗占水泥生产综合电耗的72%（生料粉磨电耗约占水泥综合电耗的24%，水泥粉磨电耗约占水泥综合电耗的38％）。生料粉磨采用的磨机主要有风扫式球磨系统、中卸提升循环磨系统、尾卸提升循环磨系统、立磨系统以及辊压机系统等，近几年，立磨系统得到广泛使用。中等易磨性的原料一般采用立磨系统，吨生料比采用球磨系统节电5kWh~6kWh左右。煤粉制备有风扫式球磨和立磨系统，立磨的电耗约为球磨的一半。对于易磨性指数HGI为55的中等易磨性的原煤，煤粉细度0.08mm筛筛余12%的球磨主机电耗24.5kWh/t左右，辊磨主机电耗13kWh/t左右。

　　水泥粉磨的磨机型式主要有球磨机系统、辊压机预粉磨系统、辊磨终粉磨系统。影响球磨机粉磨效率的因素较多，包括研磨体级配、磨机通风、熟料温度和粉磨工艺等。采用球磨机系统时，应优先配高效选粉机的圈流球磨工艺；采用辊压机与球磨机组成的各种预粉磨系统（包括循环预粉磨、联合粉磨、半终粉磨等），由于大幅度节电，已经成为水泥粉磨的主要方案；采用辊磨系统粉磨水泥正在兴起。辊压机预粉磨系统、辊磨终粉磨系统的粉磨效率一般是球磨机的2倍左右，系统节电30%以上。

　　助磨剂技术：水泥助磨剂是一种表面活性较高的化学物质，可吸附在水泥颗粒表面上，降低了物料颗粒表面自由能，防止细颗粒的再聚合，降低了粉磨阻力，提高细粉颗粒的分散度，使颗粒易碎性得到提高。因此加入适量助磨剂可提高磨机台时产量10%~25%，降低粉磨电耗25%左右，同时可降低过粉磨现象、优化水泥颗粒级配、提高水泥颗粒圆度系数，从而提高水泥强度3MPa~5MPa，达到提高混合材掺加量的目的。

　　烧成技术：水泥生产过程中几乎100%的燃料消耗用于熟料烧成。烧成系统的节能主要技术和设备有六级预热器预分解炉系统、二支承短回转窑、高性能大推力燃烧器、步进式无漏料冷却机、高性能耐火衬料以及废弃物替代原料和燃料技术等。

　　余热利用技术：目前国内先进工艺的生产线，窑头和窑尾的废气除满足原燃材料的烘干外，仍有350℃以下的余热不能完全被利用，其浪费的热量约占系统总热量的30%左右，合理回收利用熟料生产过程中的余热非常重要。

　　水泥企业余热利用方式主要用于原、燃材料，混合材的烘干；利用余热进行发电；余热发电和采暖联合使用。随着国家惠民水处理工程的启动，县县建设污水处理厂，利用水泥窑处理污泥不仅有高温煅烧、无二次污染的优势，还有利用废热进行烘干的优势。

　　废弃物替代原料和燃料技术：我国水泥工业利用工业废渣和尾矿作为替代原料用于水泥生产已有较长的历史，如矿渣、粉煤灰、煤矸石、炉渣、页岩、磷渣、碱渣、赤泥、电石渣等废弃物在水泥的生产中得到了比较广泛的应用。

　　水泥行业可利用废物替代燃料种类很多，绝大多数的可燃工业废物及几乎所有的商业、市政、农林业、畜牧业废物以及部分家庭垃圾均可以通过水泥窑系统进行焚烧，使热能回收利用。

　　通用设备节能技术应用：控制生料质量达到节能目的；采用合适的喂料方式，提高设备的精度达到节能目的；窑尾系统设置气体分析仪；风机传动方式采用变频调速技术；优化压缩空气系统达到节能目的；简化系统流程达到节能目的；改变袋收尘器的滤袋材质，降低阻力达到节能目的；生产过程物料搬运节能（带式输送机新型托辊等）。

　　电气节能技术配置：高压电压等级采用110kV电压供电，中压电压等级采用10kV；变电所、配电站位置靠近负荷中心，减少配电级数；根据负荷性质、用电容量等因素合理确定变压器容量、台数和运行方式；选用低损耗节能型变压器；选用高效电动机；采用无功功率补偿提高功率因数；按经济电流密度校验10kV及以上输电线路的导线截面；抑制配电系统中的高次谐波；低压电机节电；绿色照明。[Page]

　　开展能效对标工作的保障条件

　　（1）认识要到位。能效水平对标活动将是水泥行业继结构调整之后的一大亮点，做好能效对标是一项名利双收的工作。目前很多企业都不同程度开展了节能减排活动，企业对某一设备或某一工艺系统进行节能改造后，取得了节能效果，其能耗指标水平提高了，认为这就是能效对标了。这决不等同对标管理，能效水平对标是一整套管理系统和贯穿整个系统的科学理念。

　　（2）实施要条件。首先要有企业一把手的高度重视和支持，没有条件创造条件也要进行对标；其次是建立一整套对标的组织、运行、指标、考核、奖惩等管理机制，形成人人头上有责任，有指标，并与个人收益挂钩，充分调动企业员工参与对标的积极性；第三是建立良好的内外部信息交流渠道；第四没有改造潜力、规模偏小的生产线和装备加快淘汰步伐。

　　（3）标杆要合理。对标管理就是和标杆进行比、学、赶、超的不断循环过程。因此选择合适的标杆非常重要，标杆最好是具体企业，这样很实际，学起来摸得着看得见。据此制定本企业比、学、赶、超计划，用节能目标引导计划。

　　（4）程序要保证。能效水平对标试点企业的对标实践表明，按对标基本步骤实施能效水平对标是保证对标质量的必要条件。企业可根据自身实际情况，按实施步骤制定自己的对标程序，并保证严格执行程序。

　　（5）协会要指导。各级水泥（建材）协会针对企业在能效水平对标活动中遇到的问题，给予及时指导。协会应建立重点企业能效水平对标指标数据库、最佳节能实践库，收集并建立国内外先进技术装备、能效水平等信息，及时充实和更新对标信息数据库；组织开展与国内外能效水平先进企业的对标交流和培训活动。

　　（6）节能要奖励。除企业的奖励机制外，国家和地方节能主管部门每年从节能资金中安排一定资金，采取补助、奖励等方式，积极支持对标企业节能技术改造，对能效水平对标指标目标值完成情况好的企业给予奖励。

　　（7）保密要有保障。企业能效水平对标活动资料、指标数据及分析报告等均为企业内部资料，各相关单位应严格遵守国家和企业的保密制度，未经许可，不得擅自对外发布，不得向社会和咨询机构提供，网站管理设置权限保密措施。

　　（8）问题。很多企业没有做到有能源消耗就有计量，企业系统计量设备还需完善；大部分企业工序能耗没有做到准确分步计量；熟料产量，煤耗计量设备可靠性、耐久性差，因而影响能耗分析；竞争对手的能耗指标数据获得很困难。此外，水泥工业技术进步及企业技术管理水平提高很快，因此《指南》的内容还要不断维护和更新，行业能效对标基线的更新也是摆在面前的难题。[Page]

　　河南同力水泥股份有限公司能效对标工作实践

　　河南同力水泥股份有限公司（以下简称同力水泥）是河南省水泥企业第一家上市公司，控股的子公司有驻马店市豫龙同力水泥有限公司、河南省同力水泥有限公司、河南省豫鹤同力水泥有限公司、新乡平原同力水泥有限责任公司、洛阳黄河同力水泥有限责任公司，目前有4条5000t/d、1条2500t/d、1条2000t/d新型干法水泥熟料生产线，8条带辊压机的Φ4.2m×13m联合水泥粉磨生产线，2009年9月分别在豫龙和黄河同力再各开工建设1条4500t/d熟料线，同力水泥实际产能排全国第14位。

　　同力水泥于2007年3月申请加入全国水泥行业能效对标试点企业。中国水泥协会于2007年11月30日在河南同力水泥股份有限公司（河南郑州市）召开试点企业能效对标工作启动会议，2009年3月22~24日对同力水泥及子公司豫龙同力的能效对标工作进行了评估验收，与会专家对同力水泥及子公司的能效对标工作做法和取得的成绩、经验给予肯定。同力水泥经过2年多的不懈努力，企业生产经营状况不断好转，下属5家企业在2007年实现净利润1.51亿元的基础上，2008年实现净利润1.991亿元，2009年上半年实现净利润0.7965亿元。

　　同力水泥生产工艺装备及主要产能状

　　同力水泥控股的6条熟料生产线全部采用带五级预热窑外分解生产技术，原料磨除2000t/d线采用球磨外，其他均采用立磨；煤粉制备除1条2000t/d和1条5000t/d熟料线的煤磨采用球磨，其他均采用立磨。5000t/d熟料线窑尾废气全部采用袋式除尘器，分解炉Φ7.4m~Φ7.7m。生产操作采用DCS技术，实现了从矿石开采到产品出厂的全自动控制。5家企业2008年5月份全部采用ERP信息自动化管理技术，目前正在实施ERP大屏幕视频监控和视频会议系统，将为企业实现现代化管理提供及时准确的信息支持。2008年生产熟料856.15万吨、生产水泥760.87万吨；2009年上半年生产熟料433.1万吨、生产水泥362.55万吨。

　　同力水泥能效对标管理的主要内容

　　1.确定一个目标：基于同力水泥的实际情况，提出行业内学“海螺”、行业外学“三星”的目标。

　　2.建立两个数据库：在建立企业能效对标指标体系的基础上，用同力水泥企业最佳标杆建立能效对标指标数据库；同时建立企业最佳节能实践库。同力水泥利用能效对标工具对各企业生产技术指标完成情况进行演示，使企业负责部门解决自身存在的问题。通过企业总经理月度例会分析企业月度、季度、年度工序能效与标杆的差距，通过内部座谈会、职工合理化建议、网上信息等，广泛收集降低工序能效信息，将节能技术改造和提高管理水平与提高能效水平有效结合。创办了节能减排和对标管理活动专刊；同时还建立了定期的技术交流制度，在集团内部选择某一方面做得较好的企业作为该方面的标杆企业，组织其他企业召开现场技术经验交流会，通过对比和学习不断缩小与标杆企业间的差距。

　　3.建设3个体系：建设能效对标指标体系、能效对标管理综合评价体系、能效对标工作组织管理体系。为保证能效对标活动的顺利实施及取得效果的最大化，同力水泥建立了能效对标目标定期评估和考核制度。规定了考核方法，并将其纳入企业中期和年度完成情况考核计划，与各子公司总经理与母公司签订的生产经营、财务管理、消防安全、管理制度执行目标责任书一道进行考核，并将考核结果与经理层任职和工资收入挂钩。

　　同力水泥开展能效对标工作内容

　　1.成立企业对标领导组织。能效对标管理活动要有充足的资源作为后盾，企业领导的高度重视和全力支持是开展工作的前提。同力水泥集团领导不但积极支持，而且成立以总经理为组长的能效对标领导小组，由同力股份公司生产技术部负责具体工作。同时，坚持开展企业总经理间的月度工作对标报告工作。

　　2.制定能效对标发展战略。在各水泥企业进行工序电耗、煤耗检测，找出与标杆的差距，制定提高实施技改的具体步骤和措施。具体规划：①按照能效对标指南定义，细化工序能耗指标，实现标准煤耗比2008年下降1kg/t；电耗降低3kWh/t；窑运转率全部达到90%以上；5000t/d窑的熟料年产量达到180万吨。②继续开展内部技术交流和能耗对标工作。③开展对子公司的设备管理评比，执行大修项目审核考评。④推广应用节煤助燃剂，进一步降低煤耗；试点应用纳米复合铜合金润滑油添加剂技术，降低设备电耗。⑤安排2522.3余万元进行40项有关收尘、工艺和设备的技术改造工作。⑥投资450万元实现子公司视频监控与技术参数共享，完善子公司ERP信息与母公司财务的无缝连接。⑦制定设备管理流动红旗评选细则，开展季度评选工作。⑧完成81台风机电机变频技术改造。

　　3.鼓励全员积极参与能效对标工作。能效对标工作不仅是管理层的事情，更是全体员工的事情。鼓励员工针对企业需要改善的地方提出建议，对有贡献人员进行奖励。

　　4.增强企业创新向上精神。在集团内部，哪家企业工作有成效，就在该企业组织开展现场经验交流会，通过内部学习，不断缩小与标杆的差距。

　　5.扩大信息交流与沟通。同力集团创办节能减排和对标管理活动专刊，每月一次的宣传报导，能将对标活动转化为企业全员关注的焦点。在对外沟通上，每年组织3次以上的专家讲课，让管理和技术人员了解国内外水泥发展信息；先后与哈尔滨工业大学、济南大学、郑州大学等开展了校企合作。[Page]

　　同力股份公司的能效对标具体做法

　　1.统一思想、开展现状检测、制定能效对标技改措施。同力水泥从高管做起，统一思想，同时结合《水泥企业设计规范和能耗限额标准》，对企业30kW以上电机进行生产运行能耗检测，找出能耗差距原因，制定能效对标技改重点措施和提高规划。

　　2.掌握对标工具使用方法。同力水泥集团利用能效对标工具对各企业生产技术指标完成情况进行演示，使企业负责部门在运用工具中解决自身存在的问题。通过分析企业月度、季度、年度工序能效与标杆的差距，并通过内部座谈会、职工合理化建议、网上收集信息等，广泛汲取降低工序能效信息，将企业技术改造和管理工作与能耗下降有效结合。

　　3.开好内部能效对标和技术经验交流会。通过内部工序对标和技术交流，提高窑、磨、余热发电操作技术，实现技术增产节能。2007年以来，通过内部的对标、技术培训与交流，同力水泥产质量不断上台阶，2008年生产熟料856.15万吨，比2007年同期增加产量32.24万吨；生产水泥760.87万吨，比上年同期增加产量53.32万吨；熟料28d强度同比提高1.5MPa，窑运转率同比提高1.03个百分点。利用余热发电解决了企业约1/3的用电量，实现利润比上年高0.48亿元。2009年上半年熟料和水泥产量同比增长2.6%和4.28%。

　　4.开展能效对标目标考核。依据各子公司总经理与母公司签订的生产经营、财务管理、消防安全、管理制度执行目标责任书，将对企业中期和年度完成情况的考核结果与经理层任职和工资收入挂钩。

　　2008年，同力集团6条窑的吨熟料可比综合电耗比上年下降0.19kWh、可比熟料标准煤耗比2007年下降1.72kg；单位熟料余热利用的并网电量比2007年提高6.05kWh/t。信息化管理平台的建立为同力股份增产降耗、健康发展打下坚实的基础。

　　5.不断投入资金开展工艺、设备技术改造。2006年在5000t/d窑投产不足1年就提出了余热发电、石灰石采矿废渣利用和企业信息化建设工作，投入资金达到3.1亿元，这些改造工作在2008年7月全部完成；2007年提出投入890余万元进行24项工艺、设备改造，在2008年年底都已完成；2008年投入4800余万元进行风机电机变频、污水处理、电收尘改袋收尘器等41项改造工作，到2009年8月已经完成65%。

　　开展能效对标的效果

　　2009年上半年同力水泥4条5000t/d熟料线单位熟料可比标准煤耗103.64kg/t（熟料28d强度59.2MPa，），可比吨熟料电耗67.03kWh；2000t/d~2500t/d熟料线熟料可比标准煤耗111.68kg/t，可比电耗68.35kWh/t（熟料28d强度63.27MPa）。2009年上半年同力水泥6条熟料线单位熟料可比标准煤耗105.05kg（熟料28d强度60.09MPa）、吨熟料可比电耗67.55kWh/t（从矿山开采到熟料入库）；水泥磨电耗37.55kWh/t。

　　5×9MW纯低温余热发电项目分别在2007年8月、12月和2008年1月、6月、7月建成，2007年实现并网电量0.239亿千瓦时，2008年实现并网电量1.745亿千瓦时，2009年上半年实现并网电量1.295亿千瓦时；窑的运转率2007年为88.2%，2008年年底为89.23%，2009年上半年窑运转率90.31%；5000t/d熟料线年产量由170万吨提高到175万吨以上；2000t/d加上2500t/d熟料线年产量由155万吨提高到160万吨以上。

　　经验与启示

　　1.开展能效对标，是提高企业技术管理，提升企业市场竞争能力的有效手段；企业信息化建设对集团公司科学管理有显著推进作用。近年来同力水泥能保持较高的盈利水平就是通过完成余热发电技改和废物利用工艺改造，及建立管理体系创造的。

　　2.开好企业之间、岗位之间、工程技术人员之间的技术经验交流会，提高整体技术及应用方法水平是逐步缩小与标杆差距的有效方法，形成人人头上有指标，有压力才会不断进步。

　　3.对标活动应与时俱进，对标目标必须与个人经济收入挂钩，否则会慢慢被人忘记。只有采取与个人收入挂钩的方式，才能不断缩小与标杆的差距，提升企业综合竞争能力。

　　4.做好工序能耗现状分析，找出影响工序能耗的原因，采取有计划的技术改造投入，量力而行、分阶段完成就会不断取得成绩。

　　5.抓管理与抓技术同步进行，否则不会取得显著效果。

　　6.抓好对窑的运转率和临停次数考核，就抓住了降低熟料能耗的关键。