● 西山煤電集團鎮城底礦 閆志杰
鋼鐵企業是國家的支柱產業,也是能源消耗和污染排放的重點行業,然而節能減排的實現與能源管理模式有著很緊密的聯系,鋼鐵企業在加強能源管理的過程中要選擇合適的能源管理模式。本文通過對鋼鐵企業能耗現狀和能源管理模式的分析,提出我國鋼鐵企業要以理念轉變為基礎,以管理創新為主要途徑,建立科學的能源管理體系,完善能源管理體制,最大限度地降低能源消耗,提升能源管理水平,希望對鋼鐵企業能源管理發展提供一定的幫助。
由于能源供需矛盾和環境污染日益嚴重,積極開展企業能源管理,實現節能減排,具有重大意義。此外,鋼鐵行業作為重要原材料的生產和加工部門,是關系著國計民生的基礎性行業,對國家經濟的持續穩定發展起到巨大的作用。作為鋼鐵大國,我國粗鋼產能接近世界產能的一半,但我國的產能利用率僅為78.2%;鋼鐵工業的總能耗逐年增加。種種數據顯示,我國鋼鐵行業正面臨著產能過剩和能耗過大的雙重影響;節能減排工作雖取得了一定的成果,但仍有較大提升潛力。因此,在鋼鐵行業中提升能源管理工作具有重要意義。
從20 世紀80 年代開始,我國鋼鐵行業不斷借鑒國外先進理念,逐步開展能源管理優化工作,并著手能源中心的籌建。1981 年,鞍鋼率先提出了建立能源中心的設想;1985 年,我國第一家企業能源管理中心在寶鋼建成。經過20 多年的發展,目前我國先后有很多家企業采用了能源管理中心這一管理體制。實踐證明,能源管理中心是鋼鐵企業通過能源科學管理、合理調配、高效轉化和利用,實現系統節能的有效方式,能夠推動我國鋼鐵企業從原有的事后統計、分析、查找原因的能源管理模式,向以生產流程和生產計劃為中心進行預案設置、過程跟蹤、實時統計、動態分析的能源管理模式轉變。但是,由于受到各種條件的制約,有相當大比重的鋼鐵企業仍然沿用傳統的能源管理體制。
我國鋼鐵企業能源管理模式,主要有以下3 種:
該模式以能源管理信息化系統(EMS)為支撐,以企業能源管理中心為核心,按照扁平化和集中一貫管理的理念,將企業能源的數據采集、處理、分析等技術功能與能源的控制、預測、調度等管理功能進行有機、一體化的集成,基本實現了企業能源管理系統的管控一體化設計,系統和應用功能均比較完善。
該模式也建立了企業能源管理中心,但主要是數字化平臺,將主要能源消耗信息和部分設備信息采集到能源管理中心,并對部分有條件的工序進行監控,基本實現了基于計量數據分析的能源管理功能和與信息化系統結合的離線優化。
該模式的特點是企業整體的信息化水平不高,企業沿用傳統的能源管理體制,信息平臺為主要功能僅是采集動力計量信息,通過軟件實現編制能源管理報表、能耗分析、大屏幕顯示等簡單功能,無法實現在線處理和優化,本質上是以動力計量采集、管理為主的基礎應用,與真正意義上的企業節能管理還有較大差距。
這3 種能源管理模式,基本特點就是利用信息化和數字技術,實現能源的精確計算、實時控制和計劃調度。但是,面對發展低碳經濟和節能減排的新形勢、新任務,現有的能源管理模式還不足以系統解決鋼鐵企業能源種類繁雜、利用效率不高、二次能源回收率偏低等現實難題,須在梳理現有管理模式優缺點的基礎上,加快能源管理創新步伐,探索出一條適合鋼鐵企業系統節能管理的新模式。
隨著節能技術的快速發展,眾多鋼鐵企業紛紛加大先進工藝技術裝備的應用和推廣力度,節能技術水平提高很快,但由于鋼鐵企業節能技術涉及領域較多,涵蓋范圍較寬,同時這些技術裝備運行時往往存在著關聯,如果不統一進行優化管理,效能的發揮將受到很大制約。目前,由于大型鋼鐵企業由眾多生產單位組成,相互之間除主體生產線外,基礎節能設施往往缺乏統一的調度指揮。
鋼鐵企業能源管理工作仍處于摸索階段,大多數鋼廠能源管理模式僅僅是“單兵作戰”,往往注重單體裝備的能耗評估和節約,同時對單一能源研究得比較多,而從全局角度和戰略層面,能源統籌優化配置做得還不夠,以致單元能源消耗下降較快,但系統節能效果不理想,能源管理總體上仍處于分散狀態,能源管理職責歸屬多個部門,統一規劃、決策、管理的職能不突出,缺乏集中統一的能源管理機構,不利于統籌規劃和綜合協調,難以應對重大能源形勢變化和經濟社會發展的挑戰。
我國鋼鐵企業多達上千家,不僅產能布局分散,而且工藝裝備新舊并存。由于先進節能技術的推廣應用力度不夠,重點大中型企業高爐煤氣余壓透平發電(TRT)、干熄焦、轉爐干法除塵配備率僅為30%、52%和20%,造成鋼鐵行業整體能源利用效率不高。
加強鋼鐵企業能源的高效管理,提高企業能源利用水平,要綜合考慮以下幾個方面的因素。
系統優化。系統優化就是從各個不同層次節能工作的協調和優化,即從鋼鐵生產大循環系統角度,強調單體設備的節能,兼顧各能源子系統,統籌到各生產工序,實現系統用能的經濟性和結構優化,進而實現節能途徑的最優化和節能效果的最大化。
量化管理。這是鋼鐵企業科學管理能源、實現系統節能的重要基礎,應完善水、電、風、煤氣、蒸汽等各種能源介質的計量檢測設備,提高計量工作的準確性和科學性,實行單體設備能源定額消耗管理。
經濟可靠。鋼鐵企業能源轉換途徑眾多,工藝技術發展迅速,應堅持以實際效果為衡量,以系統的經濟性、可靠性和穩定性為原則,采取成熟可靠、經濟適用的工藝技術。
鋼鐵企業應不斷創新能源管理理念,以指導能源管理工作有效開展。
由過度依賴煤炭資源向發展綠色、多元、低碳化能源轉變。針對目前我國能源、資源條件和工藝技術現狀,我國鋼鐵企業以煤炭為主的能源消費結構短期內不會有根本性改變。實現鋼鐵企業能源結構從過度依賴煤炭資源向發展綠色、多元、低碳化能源轉變,重大工藝技術的突破是關鍵。此外,隨著我國工業化進程的加快,鋼材的社會積累量達到一定程度后,將有條件更多地采用以廢鋼為主要原料的電爐短流程,從而改變煤炭使用比重過高的局面,推動能源結構不斷優化。
從單一能源部門縱向管理向綜合能源管理體系轉變。由于系統節能涉及到企業的方方面面,能源管理由單一的能源部門縱向管理已經無法滿足系統節能的要求,因此,企業在推進能源管理的過程中,應逐步向計劃、采購、生產、技術、設備等各個環節與能源管理部門分工協作的綜合能源管理體系轉變,更好地實現企業購能、用能、節能的優化。
由定性的粗放管理向定量的集約化、精細化管理轉變。為推動鋼鐵企業節能降耗工作持續、深入、有效地開展,須改變以往粗放的管理方式,以完善能源計量體系為支撐,加強能源消耗定額管理,通過對能源使用情況進行全面分析、科學診斷、精確控制,推動能源管理步入集約化、精細化和科學化軌道。
由注重技術節能向技術和管理節能并重轉變。隨著我國鋼鐵工業工藝裝備水平的提升,雖然尚有一定的技術節能潛力,但節能空間逐步縮小,管理創新已成為制約能源利用效率進一步提升的重要“短板”。
鋼鐵企業應根據自身的能源特點,按照發展循環經濟的要求,建立科學的能源管理體系。
建立能源管理責任體系。鋼鐵企業應成立由企業主要負責人為組長的能源管理領導小組,建立、完善自上而下的能源管理機構,設立能源管理崗位,明確崗位任務和職責,為深化能源管理工作提供組織保障。
建立能源動態管理體系。鋼鐵企業應運用系統的思想和組織方法,以物質流、能流、信息流為核心進行動態過程控制和管理,在明確目標、職責、程序和資源要求的基礎上,進行全面策劃、實施、檢查和改進,尋求最佳能源管理實踐方案,實現對運行過程物質流和能量流的雙重動態控制,最終達到能源高效利用與動態平衡管理的目的。
建立能源管理考核體系。鋼鐵企業應加強用能計劃的監督考核,提高用能計劃的科學性、嚴肅性和準確性,建立、健全能源使用考核制度,明確考核內容、檢查途徑和獎懲標準,實現能源管理約束性懲罰與鼓勵性獎勵的有機統一。
鋼鐵企業應運用高效管理手段,通過信息化和工藝技術的融合,提高工藝技術裝備的利用效率和效能。
完善合同能源管理機制。合同能源管理是目前國家大力推廣的一種基于市場的、全新的節能新機制,它的實質是一種以減少的能源費用來支付節能項目全部成本節能投資方式。能源管理合同在實施節能項目投資的企業與專門的營利性能源管理公司之間簽訂,有助于推進節能項目的開展。
完善能源預測評價機制。鋼鐵企業應從成本控制的角度,優化能源管理體系,合理定義各用能系統的成本構成,根據效益最大化的原則配置能源管理要素,通過能源管理系統的計劃編制、實績分析、質量管理、能耗評價等技術手段對能源生產和消耗過程進行用能預測和管理評價。鋼鐵企業應完善能源消耗定額管理,能源消耗定額是反映企業能源利用經濟效果優劣的綜合指標,包括建立能源消耗定額體系和定額管理組織體系;制定、修訂能源消耗定額,采取有效的技術和組織措施,以保證定額的完成;考核、分析定額完成情況并總結經驗,提出改進措施。
完善能源動態平衡機制。企業應對生產流程中的能量收入和支出在數量上的平衡關系進行監測,通過EMS 對能源數據進行分析、處理和加工,能源調度人員和專業能源管理人員依據實時掌握的用能狀態,動態調整、平衡能源介質結構、消耗,以全面反映企業各類能源的產、供、用或調入、調出之間的關系,確保能源管理體系保持最佳運行狀態。
通過對鋼鐵企業能耗現狀和能源管理模式的分析,我國鋼鐵企業要以理念轉變為基礎,以管理創新為主要途徑,建立科學的能源管理體系,完善能源管理體制,最大限度地降低能源消耗,提升能源管理水平。