吳健
(上海環(huán)境物流有限公司市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)部,上海200240)
節(jié)能減排是我國(guó)重要國(guó)策之一[1]。開展能源利用狀況調(diào)查是加強(qiáng)企事業(yè)單位能源科學(xué)管理和節(jié)約能源的有效方法。徐浦環(huán)衛(wèi)中轉(zhuǎn)站是上海市區(qū)生活垃圾內(nèi)河集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中的一個(gè)分項(xiàng)工程,解決上海市區(qū)南部區(qū)域的散裝生活垃圾的壓縮中轉(zhuǎn)問題。自2010年正式運(yùn)行以來(lái),全站能源利用情況統(tǒng)計(jì)資料相對(duì)薄弱,而能源價(jià)格飆升、電力緊缺等諸多問題逐漸成為制約中轉(zhuǎn)站市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和生存力的瓶頸。
因此,非常有必要對(duì)徐浦環(huán)衛(wèi)中轉(zhuǎn)站和碼頭開展能源利用狀況調(diào)查,全面掌握中轉(zhuǎn)站能耗現(xiàn)狀和能源管理水平,排查問題和薄弱環(huán)節(jié),挖掘節(jié)能潛力,提出切實(shí)可行的改進(jìn)措施和技術(shù)改造方案[2~4]。為明確年度節(jié)能目標(biāo)和指標(biāo),實(shí)施能源消耗定額管理和開展能源審計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
徐浦環(huán)衛(wèi)中轉(zhuǎn)站地處上海市徐匯區(qū)徐浦大橋南側(cè)黃浦江西岸,華涇港下游河口處,距吳淞口42km,主要功能為上海市區(qū)南部區(qū)域生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)。中轉(zhuǎn)站總用地面積20078.6m2,總建筑面積11050.0m2,容積率0.55,建筑密度0.31。
中轉(zhuǎn)車間和綜合樓為中轉(zhuǎn)站兩大主體建筑。中轉(zhuǎn)車間位于中轉(zhuǎn)站地塊的東側(cè),總建筑面積為8350m2,為地上二層建筑。一層布置壓縮機(jī)房及滲瀝液處理設(shè)施、除臭設(shè)施、機(jī)修、變配電間等輔助生產(chǎn)車間。二層為卸料大廳,垃圾收集車經(jīng)坡道上二層卸料大廳作業(yè)。一層北側(cè)設(shè)置了一個(gè)夾層,作為現(xiàn)場(chǎng)辦公用房,主要功能有辦公室、接待室、休息室、更衣室、浴室和廁所。綜合樓為一棟二層建筑,建筑面積約860m2,內(nèi)設(shè)辦公、餐廳、會(huì)議等。
中轉(zhuǎn)站內(nèi)各建(構(gòu))筑物分布圖和主要建(構(gòu))筑物面積見圖1和表1。

表1 各建(構(gòu))筑物建筑面積和占地面積

圖1 中轉(zhuǎn)站內(nèi)各建(構(gòu))筑物分布
中轉(zhuǎn)站主體工藝包括以下流程:垃圾收集車進(jìn)出站稱重計(jì)量、垃圾收集車卸料、送料機(jī)構(gòu)上料、垃圾壓縮裝箱、集裝箱與壓縮機(jī)對(duì)接、滿載集裝箱裝箱與運(yùn)輸和作業(yè)監(jiān)視與控制(圖2)[5~7]。

圖2 中轉(zhuǎn)站主體工藝流程
2.3.1 主體工藝用能系統(tǒng)
稱重計(jì)量系統(tǒng):進(jìn)出中轉(zhuǎn)車間配3套地衡(2套30t級(jí),1套60t級(jí));進(jìn)出碼頭配2套地衡(60t級(jí))。
垃圾壓縮系統(tǒng):送料系統(tǒng)為6套活動(dòng)地板;垃圾壓縮機(jī)6套(含1套備用壓縮機(jī));牽引車及拖掛車各10輛。
堆場(chǎng)及碼頭裝卸系統(tǒng):配備1臺(tái)正面吊用于徐浦碼頭后方堆場(chǎng)作業(yè);配備3臺(tái)吊機(jī)(含1臺(tái)備用吊機(jī)),保證垃圾即時(shí)外運(yùn)。
2.3.2 輔助及配套工程用能系統(tǒng)
除塵脫臭系統(tǒng):除塵器、活性炭吸附裝置、噴霧降塵系統(tǒng)、化學(xué)洗滌塔等。
洗車系統(tǒng):自動(dòng)洗車臺(tái)由導(dǎo)軌、龍門架、滾筒刷及沖水裝置等組成。
照明系統(tǒng):綜合樓、生活管理用房采用熒光燈、節(jié)能燈,生產(chǎn)用房采用金鹵燈,廠區(qū)道路照明和中轉(zhuǎn)車間車輛入口處采用高壓鈉燈。
空調(diào)系統(tǒng):配備17臺(tái)掛壁式分體空調(diào)、9臺(tái)立柜式分體空調(diào)和4臺(tái)換氣扇。
消防系統(tǒng):中轉(zhuǎn)站和碼頭各設(shè)有2臺(tái)消防主泵,均為1用1備;室內(nèi)設(shè)有消防泵。
給排水系統(tǒng):中轉(zhuǎn)站北側(cè)入口接徐浦大橋地面道路配有市政給水管。
2.3.3 用能系統(tǒng)小結(jié)
對(duì)中轉(zhuǎn)站各用能系統(tǒng)和耗能設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析,得出主要耗電能區(qū)域?yàn)榇a頭裝卸、垃圾壓縮和綜合樓(圖3)。主要耗能設(shè)備見表2。

圖3 中轉(zhuǎn)站主要用能區(qū)域分布

表2 中轉(zhuǎn)站主要耗能設(shè)備統(tǒng)計(jì)
徐浦中轉(zhuǎn)站用電需求較廣,柴油主要用于轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾的集卡和正面吊,水主要用于綜合樓生活用水、消防用水和部分生產(chǎn)用水。圖4為中轉(zhuǎn)站能源流向。
3.2.1 綜合能耗分析
中轉(zhuǎn)站2012年和2013年的能耗支出數(shù)據(jù)有完整記錄。根據(jù)《綜合能耗計(jì)算通則》(GB/T 2589-2008)將各種用能統(tǒng)一折算成標(biāo)煤[8]。結(jié)果顯示,2012年綜合能耗為644688kgce標(biāo)準(zhǔn)煤,電消耗量占90.72%,柴油消耗量占8.82%,水消耗量占0.45%;2013年綜合能耗為616989kgce標(biāo)準(zhǔn)煤,比2012年下降4.3%,電消耗量占90.94%,柴油消耗量占8.61%,水消耗量占0.44%。

圖4 中轉(zhuǎn)站能源流向分析
逐月來(lái)看,綜合能耗高峰主要集中在夏季(8月、9月)。此外,2012年2月上海為寒冬,氣溫低導(dǎo)致供熱、工藝設(shè)備正常運(yùn)行能耗增加。該月能耗為12、13年最高,占12年全年能耗的13.29%(圖5)。

圖5 中轉(zhuǎn)站逐月標(biāo)準(zhǔn)煤能耗分析
3.2.2 逐月消耗電、柴油和水量分析
中轉(zhuǎn)站用電消耗主要包括常規(guī)用電設(shè)備和空調(diào)等。用電高峰主要出現(xiàn)在夏季和冬季(圖6)。過(guò)渡月份主要為常規(guī)設(shè)備用能(空調(diào)設(shè)備不啟用),電量消耗低于其他月份。常規(guī)用電設(shè)備消耗電量約占年總用電量的90%。

圖6 中轉(zhuǎn)站逐月消耗電量折合標(biāo)準(zhǔn)煤分析(2014年為1~10月數(shù)據(jù))
中轉(zhuǎn)站柴油消耗主要用于轉(zhuǎn)運(yùn)集卡和正面吊。柴油消耗高峰在夏季和冬季(圖7),主要原因是轉(zhuǎn)運(yùn)集卡在夏、冬使用車內(nèi)空調(diào),導(dǎo)致油耗上升。
中轉(zhuǎn)站用水消耗主要包括職工、綜合樓、餐廳等的生活用水、消防用水和中轉(zhuǎn)車間的降塵除臭系統(tǒng)。用水量逐月變化和季節(jié)波動(dòng)均不大,新水用量基本穩(wěn)定(圖8)。2013年8~10月用水量較大,原因是該段時(shí)間氣溫較高,食堂、綜合樓和職工日常用水和中轉(zhuǎn)車間降塵除臭系統(tǒng)用水增加。3.2.3 單位垃圾綜合能耗和用電量分析

圖7 中轉(zhuǎn)站消耗柴油量折合標(biāo)準(zhǔn)煤分析

圖8 中轉(zhuǎn)站消耗水量折合標(biāo)準(zhǔn)煤分析
2012年1月至2013年11月之前中轉(zhuǎn)站逐月垃圾處理量相當(dāng)。2013年12月至2014年9月,盧灣區(qū)垃圾不再進(jìn)入中轉(zhuǎn)站,逐月垃圾處理量明顯減少(圖9)。總體上,夏季(8、9月)和冬季(12月~3月)單位垃圾綜合能耗和用電量均較高(圖10、11)。

圖9 2012年1月~2014年9月中轉(zhuǎn)站逐月處理垃圾量
綜合能耗方面,2013年單位垃圾綜合能耗比2012年有所下降(圖10),原因主要有:1)中轉(zhuǎn)站探索并改進(jìn)了工藝流程和操作方式,起到了節(jié)能效果;2)氣候原因?qū)е聠挝焕芎陌l(fā)生變化。

圖10 2012、2013年中轉(zhuǎn)站逐月單位垃圾綜合能耗折合標(biāo)煤分析
用電量方面,2012年1月至2013年11月,單位垃圾用電量基本穩(wěn)定(除氣候原因造成2012年2月用電量飆升);2013年12月至2014年9月單位垃圾用電量明顯增加(圖11)。主要原因有:1)工藝流程中主要耗能設(shè)備使用時(shí)間較久或日常維護(hù)工作不夠完善,導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備的老化、磨損,造成單位垃圾能耗增加;2)中轉(zhuǎn)站自2013年12月起,處理的垃圾量驟減,中轉(zhuǎn)站站在設(shè)備的運(yùn)行和人員操作上尚未作出及時(shí)的調(diào)整,導(dǎo)致單位垃圾能耗增加。

圖11 2012年1月~2014年9月中轉(zhuǎn)站單位垃圾用電量折合標(biāo)煤能耗分析
3.2.4 單位垃圾處理分項(xiàng)用電量分析
中轉(zhuǎn)站的主要耗能種類為電,為了更準(zhǔn)確的分析中轉(zhuǎn)站整個(gè)工藝流程中主要的用電工藝及設(shè)備,對(duì)中轉(zhuǎn)站各主要分項(xiàng)電量進(jìn)行了為期一個(gè)月的掛表統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明,2014年中轉(zhuǎn)站處理1t垃圾的用電量約為5kW·h,折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.5kgce。垃圾處理工藝中的主要耗電設(shè)備按照單位垃圾耗電量大小依次為碼頭橋吊、垃圾壓縮機(jī)、降塵除臭設(shè)備、活動(dòng)地板,合計(jì)耗電量占總耗電量的80%。照明及其他設(shè)備耗電量占總耗電量的20%(表3)。

表3 中轉(zhuǎn)站處理1t垃圾各主要分項(xiàng)用電量分析
3.3.1 能源管理機(jī)構(gòu)
徐浦垃圾中轉(zhuǎn)站尚未建立專門的能源管理機(jī)構(gòu),缺乏專門的能源管理團(tuán)隊(duì)、能源管理目標(biāo)和獎(jiǎng)懲考核制度。消耗的電和水均由供電局和供水公司直接統(tǒng)計(jì)并收取費(fèi)用。中轉(zhuǎn)站總部公司制定了年度能耗目標(biāo)和服務(wù)承諾,但主要針對(duì)設(shè)備設(shè)施正常運(yùn)行和能源管理。
3.3.2 能源管理現(xiàn)狀
能源計(jì)量:能源計(jì)量是用能單位實(shí)現(xiàn)能源消耗定量化管理的一種科學(xué)能源管理方法,用能單位實(shí)行合理用能和節(jié)約用能的關(guān)鍵是全面實(shí)行能源消耗定量化管理。徐浦中轉(zhuǎn)站的自來(lái)水和電分別配備兩個(gè)繳費(fèi)計(jì)量表具,且中轉(zhuǎn)站低壓配電柜主要出線回路都已安裝電量分項(xiàng)計(jì)量?jī)x表。
設(shè)備臺(tái)帳、運(yùn)行記錄和維保記錄:中轉(zhuǎn)站對(duì)各類用能能耗設(shè)備根據(jù)用能系統(tǒng)建立設(shè)備臺(tái)賬冊(cè),包括設(shè)備名稱、資產(chǎn)編號(hào)、規(guī)格型號(hào)、供應(yīng)商、功率、安裝日期、安裝位置和數(shù)量等,但無(wú)設(shè)備臺(tái)賬卡和數(shù)字化運(yùn)行記錄管理。
3.4.1 能源利用特點(diǎn)
中轉(zhuǎn)站外購(gòu)能源有水、電和燃、潤(rùn)料,其中以用電為主,約占總能耗的90%,燃、潤(rùn)料消耗約占總能耗支出的8.5%,水消耗約占總能耗支出的0.5%。
中轉(zhuǎn)站綜合能耗高峰集中在夏季(8月、9月)。用電高峰為夏季(8月、9月)和冬季(2月)。燃、潤(rùn)料費(fèi)用支出高峰在夏季(8、9月份)和冬季(12、1月份)。用水量逐月變化不大,新水用量基本穩(wěn)定。
氣候、垃圾量的變化、設(shè)備的老化、操作方式等均會(huì)影響到中轉(zhuǎn)站單位垃圾處理的能耗。
3.4.2 能源利用存在問題
2013年12月~2014年9月中轉(zhuǎn)站垃圾量減少,逐月總能耗減少,但處理1t垃圾用電量折合標(biāo)煤能耗明顯增加。
中轉(zhuǎn)站暫無(wú)專門的能源管理部門,缺乏專門的能源管理團(tuán)隊(duì)、能源管理目標(biāo)和獎(jiǎng)懲考核制度,能源管理工作較為分散。
中轉(zhuǎn)站尚未根據(jù)用能系統(tǒng)建立能耗設(shè)備臺(tái)賬冊(cè),包括設(shè)備名稱、資產(chǎn)編號(hào)、規(guī)格型號(hào)、供應(yīng)商、功率、安裝日期、安裝位置和數(shù)量等,亦未進(jìn)行數(shù)字化運(yùn)行記錄管理。
4.1.1 摸清設(shè)備設(shè)施家底,對(duì)存量設(shè)備設(shè)施建立數(shù)字化檔案管理
建立設(shè)備設(shè)施檔案,一方面是為了統(tǒng)計(jì)核實(shí)中轉(zhuǎn)站范圍的設(shè)備總數(shù),防止流失和遺漏;另一方面是為了記述和反映設(shè)備從選型、購(gòu)置、安裝、運(yùn)行、維修、技改到報(bào)廢更新的全過(guò)程情況,具有“工作查考、分析研究、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、同行交流”的作用,對(duì)當(dāng)前和今后的設(shè)備管理工作都有著積極作用。
4.1.2 定期開展中轉(zhuǎn)站能源利用狀況調(diào)查研究評(píng)估
中轉(zhuǎn)站應(yīng)定期開展中轉(zhuǎn)站能源利用狀況調(diào)查研究評(píng)估,挖掘節(jié)能潛力。同時(shí),對(duì)重點(diǎn)用能系統(tǒng)開展深度能源審計(jì),為中轉(zhuǎn)站能源改造和能源管理提供技術(shù)支撐。
4.1.3 開發(fā)物業(yè)(設(shè)施)管理信息平臺(tái)
通過(guò)實(shí)施物業(yè)管理信息化建設(shè),對(duì)各種管理流程、活動(dòng)、崗位與制度等作系統(tǒng)的梳理、明確和提煉,促使物管企業(yè)從感性操作走向理性操作,從人治管理走向制度管理。
4.1.4 完善能源管理團(tuán)隊(duì),強(qiáng)化中轉(zhuǎn)站能源管理
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),中轉(zhuǎn)站對(duì)于自身用能設(shè)備進(jìn)行過(guò)統(tǒng)計(jì)整理,但相應(yīng)設(shè)備臺(tái)賬有所欠缺。建議中轉(zhuǎn)站對(duì)主要設(shè)備建立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備登記卡及運(yùn)行和保養(yǎng)計(jì)劃,并按時(shí)對(duì)后勤設(shè)備的運(yùn)行狀況和維保進(jìn)行記錄,發(fā)現(xiàn)運(yùn)行記錄中出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí),相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)及時(shí)通知設(shè)備維保單位及時(shí)維修,確保設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)。
設(shè)備的維護(hù)與管理是保證中轉(zhuǎn)站運(yùn)營(yíng)成功的關(guān)鍵因素之一。工藝設(shè)備長(zhǎng)期使用會(huì)造成機(jī)器的磨損、老化等,這些問題都會(huì)影響設(shè)備的耗能。對(duì)耗能設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)以及預(yù)防性維護(hù),是保證設(shè)備高效、低耗、低排放的關(guān)鍵。要充分發(fā)揮設(shè)備的功效和性能就要定期的預(yù)防性保養(yǎng)。例如,按照廠家推薦,對(duì)工藝設(shè)備實(shí)行操作人員維護(hù)、基本維護(hù)以及年度維護(hù),并且使用純正的原廠配件定期更新、更換設(shè)備或其相關(guān)配件,使設(shè)備保持在最佳狀態(tài),可以在各種情況下保持最高的工作效率。
在轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)中使用正確的油料也很關(guān)鍵。集卡對(duì)使用的油料有嚴(yán)格的要求。好的機(jī)油能降低排放、減少磨損以及降低油消耗。同時(shí),一些濾芯的保養(yǎng)和更換要做到定時(shí)及時(shí)。它們不僅可以起到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的作用,而且可以在一定程度上降低油耗。
中轉(zhuǎn)站工藝設(shè)備具有手動(dòng)、軟手動(dòng)、自動(dòng)三種控制方式。手動(dòng)由就地控制箱上的控制按鈕實(shí)現(xiàn),軟手動(dòng)由操作員通過(guò)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)人機(jī)界面上的控制按鈕實(shí)現(xiàn),自動(dòng)控制由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先編制好的工藝流程邏輯順序控制。三種控制方式優(yōu)先等級(jí)由上至下依次為手動(dòng)、軟手動(dòng)、自動(dòng)。
中轉(zhuǎn)站的垃圾處理工藝流程中,稱重計(jì)量系統(tǒng)和降塵除臭系統(tǒng)為感應(yīng)式自動(dòng)運(yùn)行,活動(dòng)地板、垃圾壓縮機(jī)、集卡、正面吊和碼頭橋吊等設(shè)備的運(yùn)行均為人工控制。針對(duì)垃圾量的變化,建議在設(shè)備運(yùn)行、操作方式上快速反應(yīng)。通過(guò)制定相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行制度和轉(zhuǎn)變操作方式,可以有效地降低中轉(zhuǎn)站的能耗。
首先,中轉(zhuǎn)站應(yīng)定期培訓(xùn)工作人員,使其了解工藝設(shè)備的相關(guān)信息及耗能情況,并熟練掌握設(shè)備的操作方法。其次,相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)中轉(zhuǎn)站運(yùn)營(yíng)至今的垃圾處理量及能耗情況進(jìn)行分析、總結(jié),并制定出針對(duì)不同垃圾處理量情況下,高效、低耗的設(shè)備運(yùn)行和操作方式。確保在工作環(huán)境和垃圾量變化的情形下,中轉(zhuǎn)站能夠快速反應(yīng),保持高效、低耗運(yùn)營(yíng)。此外,通過(guò)能耗績(jī)效評(píng)估手段激勵(lì)員工的工作熱情,為工作的開展明確了目標(biāo)和重點(diǎn),使有限的管理資源圍繞工作目標(biāo)和重點(diǎn)得到優(yōu)化。
中轉(zhuǎn)站的綜合樓、生活管理用房照明光源主要采用熒光燈和節(jié)能燈,可替換成節(jié)能LED燈。LED節(jié)能燈是用高亮度白色發(fā)光二極管發(fā)光源,光效高、耗電少,壽命長(zhǎng)、易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保,是新一代固體冷光源。白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10,節(jié)能燈的1/4。相比傳統(tǒng)的各類熒光燈管,LED燈壽命更長(zhǎng),無(wú)維護(hù)費(fèi)用,無(wú)污染,更加美觀;且LED燈管可通過(guò)對(duì)色溫、功率、顯色指數(shù)等多方面的調(diào)整設(shè)計(jì)達(dá)到不同場(chǎng)所的建筑照明標(biāo)準(zhǔn)要求。
節(jié)能減排是我國(guó)重要國(guó)策之一。開展能源利用狀況調(diào)查是強(qiáng)化能源管理和有效節(jié)約能源的手段和方法。本文以徐浦環(huán)衛(wèi)中轉(zhuǎn)站為例,對(duì)能源利用狀況進(jìn)行調(diào)查、分析,探究能源利用的特點(diǎn)和問題,從加強(qiáng)能源管理、加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)與管理、改進(jìn)設(shè)備運(yùn)行及操作方式和采用節(jié)能LED照明等方面提出節(jié)能建議,以期對(duì)環(huán)衛(wèi)中轉(zhuǎn)站的節(jié)能降耗有所裨益。
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