水泥企業單位產品能源消耗的核算分析

賈丕建，邢學榮，黃鵬博

（煙臺市節能監察支隊，山東 煙臺 264003）

水泥是我國國民經濟建設的重要基礎性材料，水泥工業又是高耗能工業。國家標準GB 16780—2007《水泥單位產品能源消耗限額》及山東省地方標準DB 37/836—2007《水泥單位產品綜合能源消耗限額》作為主要能耗限額標準的發布實施，為山東省節能主管部門及節能監察機構開展能耗限額標準監督檢查、水泥企業單耗的對標及企業能源管理人員核算水泥單位產品綜合能源消耗提供了依據和技術支持。

1 企業現狀

蓬萊水泥有限公司現有日產4 000 t熟料的旋窯生產線一條，利用余熱建設一座6 MW余熱電站，該生產線于2009年1月投入生產，2009年8月余熱電站運行。主要生產設備有Φ4.3×66 m回轉窯一臺，Φ3.8×13 m水泥磨一臺，配有立式輥磨、錘式破碎機、循環風機、窯尾高溫風機、配套減速電動機、窯尾廢氣排風機。該廠主要生產硅酸鹽水泥，強度等級分別為32.5 R、42.5 R。

2 標準中的5項單位產品能耗指標

標準GB 16780—2007、DB 37/836—2007中規定了通用硅酸鹽水泥單位產品能源消耗的術語和定義、能耗統計范圍、水泥單位產品能耗5項指標的定義及相關的計算方法。

（1）可比熟料綜合標準煤耗：熟料綜合標準煤耗統一修正后所得的綜合煤耗（包括烘干原燃材料和燒成熟料消耗的燃料），以ekcl表示，單位為kgce/t，按熟料28d抗壓強度等級修正到52.5等級及海拔高度統一修正。

（2）可比熟料綜合電耗：熟料綜合電耗統一修正后所得的綜合電耗（包括各熟料生產過程的電耗和生產輔料輔助過程電耗），以QKCL表示，單位為kWh/t，按熟料28d抗壓強度等級修正到52.5等級及海拔高度統一修正。

（3）可比熟料綜合能耗：在統計報告期內生產每噸熟料消耗的各種能源統一修正后并折算成標準煤所得的綜合能耗，以ECL表示，單位為kgce/t，按熟料28d抗壓強度等級修正到52.5等級及海拔高度統一修正。

（4）可比水泥綜合電耗：水泥綜合電耗統一修正后所得的綜合電耗（包括水泥生產各過程的電耗和生產水泥的輔助過程電耗（包括廠內線路損失以及車間辦公室、倉庫照明等消耗）），以QKS表示，單位為kWh/t，按水泥28d抗壓強度等級修正到出廠42.5等級及混合材摻量統一修正。

（5）可比水泥綜合能耗：在統計報告期內生產每噸水泥消耗的各種能源統一修正后并折算成標準煤所得的綜合能耗，以EKS表示，單位為kgce/t。

3 標準中的修正系數

3.1 熟料28d抗壓強度對應的修正系數a

不同熟料28d抗壓強度對應的修正系數見表1。

表1 熟料28d抗壓強度對應修正系數

從表1可看出，熟料強度越高，修正系數越小，即修正后的能耗小于修正前的能耗。

3.2 海拔高度對水泥生產的能耗的修正系數K

3.3 水泥抗壓強度系數d及混合材摻量修正系數f

實際生產中混合材摻量和混合材的種類對電耗影響均較大，但由于目前水泥中混合材易磨性相差較大，因此無法對每一種混合材對水泥粉磨電耗的影響進行修正。參考到普通硅酸鹽水泥中混合材的最大摻量為20%，混合材摻量修正系數按式f=0.3%×（FH-20）計算，FH為混合材配比。

4 企業關鍵數據的統計核算

依據標準要求，核算5項單位產品能耗指標需要統計核算蓬萊水泥有限公司以下相關數據：統計報告期，工序能耗，全廠能耗統計，實物煤的加權平均低位發熱量，28d熟料，水泥抗壓強度加權平均值，水泥熟料配比，余熱供電總量，余熱利用熱量，熟料、水泥年產量及水泥生產所消耗的熟料量等。

（1）統計報告期：2009年。

（2）統計期水泥、熟料配比核算：熟料平均配比g為71.33%；混合材配比FH為32.62%。

（3）統計期28d熟料、水泥抗壓強度核算：統計期熟料平均28d抗壓強度加權平均值為57.10 MPa；統計期水泥平均28d抗壓強度加權平均值為43.33 MPa。

（4）統計期實物煤折標系數核算：統計期實物煤的加權平均低位發熱量為24 645 kJ，煤炭折標系數為0.840 9。

（5）統計期余熱發電及余熱利用量核算（余熱電站2009年8月運行）：①2009年8—12月余熱供電總量=余熱電站總發電量-余熱電站自用電量，為8 531 600 kWh；②蓬萊水泥有限公司利用部分余熱加熱水取暖，SP鍋爐給水溫度下降60℃，循環水量100 m3/h，按運行80天、每天24 h、換熱效率80%核算10—12月余熱利用熱量：

（6）統計期熟料、水泥產量核算：①統計期熟料產量為375 626.02 t，生產水泥耗熟料量為216 923 t；②統計期水泥產量為210 534.7 t（42.5 R）；93 540.26 t（32.5 R）。

（7）統計期工序能耗核算分別見表2、表3及表4。

表2 生料、燒成工序能耗表

表3 水泥、包裝工序能耗表

表4 全廠總能耗表

5 單位產品能耗核算

依據蓬萊水泥有限公司生產實際情況，在單位產品能耗核算中，對標準中的計算公式予以簡化，以便簡便、準確地核算水泥各項單位產品能耗，如：統計報告期內直接采用統計核算的余熱電站供電量，海拔修正系數K采用1等。

5.1 可比熟料綜合標準煤耗

（1）熟料綜合標準煤耗

式中：0.404為每千瓦時電力折合的標準煤量；ehe為統計報告期內余熱發電折算的單位熟料標準煤量；ehu為統計報告期內余熱利用的熱量折算的單位熟料標準煤量；qhe為統計報告期內余熱電站總發電量；qo為統計報告期內余熱電站自用電量；PC為統計報告期內用于燒成熟料的入窯與入分解爐的實物煤總量；QY為余熱利用量；Qnet，ar為統計報告期內實物煤的加權平均低位發熱量；QBM為每千克標準煤發熱量；PCL為統計報告期內的熟料總產量；ecl為熟料綜合煤耗。

（2）可比熟料綜合煤耗

可比熟料綜合煤耗：

ekcl=aecl=0.979 2×115.93 kgce/t=113.52 kgce/t

式中：A為統計報告期內熟料平均28d抗壓強度，MPa；a為熟料強度等級修正系數；ekcl為可比熟料綜合煤耗。

5.2 可比熟料綜合電耗

熟料綜合電耗QCL=生料、燒成工序耗電量÷統計期熟料產量=24 073 100 kWh÷375 626.02 t=64.09 kWh/t。

可比熟料綜合電耗QKCL=aQCL=0.979 2×64.09 kWh/t=62.76 kWh/t。

5.3 可比熟料綜合能耗

式中：0.122 9為每千瓦時電力折合標準煤量。

5.4 可比水泥綜合電耗

（1）水泥綜合電耗

QS=（統計期水泥耗熟料量×QKCL+水泥、包裝工序耗電量）÷統計期水泥產量=（216 923 t×62.76 kWh/t+14 565 800 kWh/t）÷304 074.96 t=92.67 kWh/t。

混合材摻量修正系數 f=0.3%×（FH-20）=0.3%×（32.62-20）=0.038。

式中：d為水泥強度等級修正系數；B為統計報告期內水泥加權平均強度，MPa。

（2）可比水泥綜合電耗

式中：QS為水泥綜合電耗；f為混合材摻量修正系數；FH為統計報告期內混合材摻量百分數。

5.5 可比水泥綜合能耗

可比水泥綜合能耗按式EKS=ekcl×g+0.122 9×QKS計算。

式中：EKS為可比水泥綜合能耗；g為統計報告期內水泥企業水泥中熟料平均配比。

單位產品能耗核算結果見表5。

表5 單位產品能耗核算結果匯總表 kgce/t

6 結束語

通過對蓬萊水泥有限公司水泥產品單耗核算分析，探討了如何正確、充分理解水泥單位產品綜合能源消耗限額標準，提出了如何簡便、準確地核算各項單位產品能耗的方法，以便科學地反映水泥企業產品單耗水平，供節能監察人員、水泥企業能源管理人員在開展水泥產品單耗核算時參考，對水泥行業的節能、降耗、減排及行業對標等日常管理工作起到借鑒作用。

［1］ 劉繼開，陶從喜，肖秋菊.水泥單位產品能耗計算方法——解讀GB 16780—2007［J］.中國水泥，2008（2）：51-54.