能源精益化管理的實(shí)踐與創(chuàng)新

高軍 徐偉 陳鵬

1 .精益化能源管理的內(nèi)涵及特點(diǎn)

1.1 精益化能源管理的內(nèi)涵

能源管理具有全員性和全流動性的特征。能源消耗是為產(chǎn)品制造服務(wù)，能源利用效率和生產(chǎn)組織安排、用能設(shè)備狀態(tài)、用能管理水平等多因素關(guān)系密切。將能源管理模式轉(zhuǎn)變到全方位的系統(tǒng)化、精益化管理是冷軋廠能源管理的工作重點(diǎn)。

精益化管理模式是以能源計量、統(tǒng)計管理為基礎(chǔ)，以能源管理目標(biāo)為方向，以管理、技術(shù)節(jié)能項目為支撐，以能效對標(biāo)為手段，不斷完善節(jié)能管理制度體系建設(shè)和能源考核評價機(jī)制，應(yīng)用PDCA實(shí)現(xiàn)了持續(xù)改進(jìn)，努力創(chuàng)造最佳能源指標(biāo)。

1.2 精益化能源管理的特點(diǎn)

1.2.1實(shí)施全過程控制。能源管理牽涉到產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)提供的全過程，在明確目標(biāo)、職責(zé)、程序和資源要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面策劃、實(shí)施、檢查和處置，以高效節(jié)能產(chǎn)品、實(shí)用節(jié)能技術(shù)和方法，以及最佳管理實(shí)踐為基礎(chǔ)，提高能源利用效率，對全過程實(shí)施控制、監(jiān)督和管理，進(jìn)行有效的能源管理。

1.2.2注重節(jié)能技術(shù)和項目應(yīng)用。精益化能源管理將能源統(tǒng)計、節(jié)能技術(shù)、最佳實(shí)踐方法與管理體系有機(jī)結(jié)合。精益化能源管理模式以資源節(jié)約為目的，針對冷軋產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全過程中各個環(huán)節(jié)的能源使用或能源消耗，采用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和方法以及最佳管理實(shí)踐，尤其是最佳節(jié)能實(shí)踐的甄別和應(yīng)用，為應(yīng)用先進(jìn)有效的節(jié)能技術(shù)和方法、挖掘和利用最佳的節(jié)能實(shí)踐與經(jīng)驗搭建良好平臺，促進(jìn)降低能源消耗，提高能源利用效率。

1.2.3持續(xù)改進(jìn)。持續(xù)改進(jìn)是有效的精益化能源管理的重要特性。通過實(shí)現(xiàn)能源目標(biāo)和指標(biāo)，提升管理整體有效性實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)，是推動能源管理不斷循環(huán)上升的動力，是自我改進(jìn)、自我完善機(jī)制的基本措施。不斷完善能源管理評價考核機(jī)制和精益化能源管理中各個過程的節(jié)能潛力和改進(jìn)機(jī)會，對重點(diǎn)用能設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行效率、綜合能耗和節(jié)能量進(jìn)行審核，為改進(jìn)提供了機(jī)會。

2 .精益化能源管理的實(shí)踐與創(chuàng)新

2.1 完善能源監(jiān)測系統(tǒng)，夯實(shí)能源管理基礎(chǔ)

冷軋廠將能源采集系統(tǒng)的使用推廣到所有作業(yè)區(qū)和崗位，通過過程跟蹤、實(shí)時能源用量監(jiān)控并動態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)問題及時改進(jìn)。完善工序計量儀表，形成覆蓋全廠工序的能源計量管理體系。以完善能源計量體系為支撐，加強(qiáng)能源消耗定額管理。通過對能源使用情況進(jìn)行全面分析、科學(xué)診斷、精確控制，推動能源管理步入精細(xì)化和科學(xué)化軌道。為夯實(shí)能源管理基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，冷軋廠完善工序能源儀表，安裝了除鹽水、壓縮空氣等各種能源介質(zhì)的計量檢測儀表，以提高計量的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

2.2 制定精益化能源管理目標(biāo)，明確節(jié)能方向

2.2.1能源指標(biāo)分級制定，指標(biāo)到崗。冷軋廠為一廠十線21個工序分級制定管理目標(biāo)。將所有線的所有工序，按使用介質(zhì)能源指標(biāo)分T80、T90、T100分三級管理。其中T80為去年同期水平基礎(chǔ)上有提高，T90為去年最好三個月平均水平指標(biāo)，T100為國內(nèi)先進(jìn)水平或最好月指標(biāo)。按此指標(biāo)全部落實(shí)到崗位和個人，實(shí)施正負(fù)激勵，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確可控。

2.2.2能源管理目標(biāo)明確能源成本指標(biāo)，依據(jù)項目制定節(jié)能目標(biāo)并落實(shí)到人。冷軋廠深入挖潛，大力推進(jìn)技術(shù)、管理及工藝節(jié)能降耗，確立鍍鋅線余熱回收、3號線、彩涂高壓系統(tǒng)無功動態(tài)功率補(bǔ)償裝置等多個項為重點(diǎn)節(jié)能項目，明確節(jié)能降耗2000萬元的目標(biāo)。通過立項實(shí)施節(jié)能項目和節(jié)能管控優(yōu)化措施的同步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)降耗目標(biāo)。

2.3 建立精益化能源管理責(zé)任體系，完善考核評價機(jī)制

2.3.1建立能源管理責(zé)任體系。冷軋廠建立、健全了各級節(jié)能管理體系，建立、完善了自上而下的能源管理機(jī)構(gòu)。設(shè)立能源主管部門，配置能源管理崗位及作業(yè)區(qū)兼職能源主管主任和能源管理人員，明確了廠、作業(yè)區(qū)、班組三級節(jié)能管理責(zé)任體系。在全廠共建立能源責(zé)任主體單位13個，劃分能源責(zé)任區(qū)域33個，規(guī)范能源責(zé)任崗位77個。責(zé)任主體單位對某種能源介質(zhì)負(fù)主要管理責(zé)任，將能源消耗納入成本核算。各作業(yè)區(qū)根據(jù)《月生產(chǎn)經(jīng)營計劃》將能源消耗納入月成本核算，強(qiáng)化運(yùn)行控制提高能源使用效率，為精益化能源管理提供保障。

2.3.2建立能源動態(tài)管理體系。為完成更加精準(zhǔn)的班組成本核算，實(shí)現(xiàn)能源成本動態(tài)管理機(jī)制，冷軋廠增建了一套能源管理系統(tǒng)，可實(shí)時顯示能源使用狀況，將噸鋼消耗的能源量作為各分線、工段、車間、班組績效管理的數(shù)據(jù)參考，能源調(diào)度人員和管理人員依據(jù)實(shí)時掌握的用能狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整、平衡能源介質(zhì)結(jié)構(gòu)、消耗，完成冷軋廠對噸鋼能源消耗與生產(chǎn)績效對比考核的要求，實(shí)現(xiàn)了通過能源消耗反饋優(yōu)化排產(chǎn)的目的。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)，實(shí)時監(jiān)控范圍和系統(tǒng)容量得到擴(kuò)展，因此能對能源介質(zhì)進(jìn)行實(shí)時精細(xì)計量[1]，能從系統(tǒng)的角度實(shí)施能源介質(zhì)的平衡調(diào)度，以及考核能源實(shí)績、控制能源成本，提高能源管理的效果和水平。

2.3.3完善考核評價機(jī)制。為提高能源管理的科學(xué)性、嚴(yán)肅性和準(zhǔn)確性，建立、健全冷軋廠能源使用考核制度，明確考核內(nèi)容、檢查途徑和獎懲標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)能源管理約束性懲罰與鼓勵性獎勵的有機(jī)統(tǒng)一。為更好地調(diào)動各單位主動實(shí)施節(jié)能措施的積極性，優(yōu)化考核評價機(jī)制，將每種介質(zhì)的消耗與責(zé)任單位應(yīng)負(fù)責(zé)的權(quán)重掛鉤，績效分配上充分體現(xiàn)耗能主體的責(zé)任比例，使每一種能源的消耗管理與該單位的績效直接相關(guān)，充分發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)責(zé)任制的引導(dǎo)作用，有效提高了員工主動實(shí)施節(jié)能降耗的動力。

3 .運(yùn)行效果及效益分析

3.1 管理及工藝技術(shù)降耗，實(shí)現(xiàn)降耗的可持續(xù)性

模擬市場推進(jìn)降低能源消耗。以彩涂線為例：通過分析產(chǎn)品的成本構(gòu)成得知，能源消耗占加工成本44%以上，而煤氣消耗是能源介質(zhì)中的關(guān)鍵要素，從而將煤氣消耗作為重點(diǎn)對象，分解責(zé)任到崗位，進(jìn)行重點(diǎn)控制。通過給定單價，按貨幣形式進(jìn)行計算，每名員工可自己按：“指標(biāo)消耗測算——計算理論消耗——輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)——效益動態(tài)管理——負(fù)效益分析說明”五個步驟，對成本進(jìn)行核算、管控，有效激發(fā)了崗位人員創(chuàng)新熱情，先后創(chuàng)新出“三控”操作法等節(jié)能降本操作法，生產(chǎn)成本有顯著降低，噸鋼煤氣消耗成本由163.51元/噸降低到114.07元/ 噸，見圖1。

圖1 彩涂線可控成本占比

3.2 技術(shù)攻關(guān)降耗效果顯著

根據(jù)鋼鐵企業(yè)不同工序的能耗特點(diǎn)及降低能耗的方法[2]，主要通過工藝改造、余熱余能回收和綜合利用、設(shè)備優(yōu)化控制來大幅度減少能源消耗。

3.2.1充分利用集團(tuán)提供的節(jié)能創(chuàng)新平臺和機(jī)制。抓住機(jī)遇立項，實(shí)施了通過控制焚燒爐、固化爐總風(fēng)量，精確控制固化爐進(jìn)風(fēng)量，根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格，合理調(diào)整供固化爐熱風(fēng)溫度和焚燒爐負(fù)壓，降低煤氣消耗達(dá)25%以上。鍍鋅優(yōu)化空燃比降煤氣消耗、再生酸值控制降低煤氣等項目均取得較大效益。

3.2.2 大力發(fā)展合同能源管理，促進(jìn)節(jié)能減排。合同能源管理既可以幫助企業(yè)解決項目資金問題，又可以避免項目的技術(shù)風(fēng)險，開創(chuàng)了企業(yè)能源管理、節(jié)能減排的一種全新模式。

余熱回收利用是長期困擾鋼鐵企業(yè)的一道難題，也是繼降低能源單耗后的一個重要的節(jié)能減排手段。冷軋廠在低溫余熱回收利用方面積極探索，實(shí)施了鞍鋼股份公司首個余熱回收利用合同能源項目。目前，鍍鋅機(jī)組和3號線連退機(jī)組煙氣余熱回收已基本實(shí)現(xiàn)，節(jié)能效果顯著。

3.3 采暖蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，供汽成本大幅降低

冷軋廠為深入推進(jìn)降本降耗，形成采暖蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化模式，分為二步實(shí)施。第一步：設(shè)計出采暖蒸汽用量平衡表，依據(jù)環(huán)境溫度水平控制蒸汽使用量。第二步：將各生產(chǎn)線除主廠房外的辦公樓及公輔站點(diǎn)區(qū)域的取暖設(shè)備全部改為水暖。通過一系列防寒措施，保證關(guān)鍵設(shè)備和人員的采暖需求，同時對主廠房進(jìn)行封閉，加強(qiáng)大門開關(guān)管理，減少熱源散失。通過采暖蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化控制，采暖蒸汽降幅大于30%，年節(jié)約采暖資金483多萬元。

3.4 實(shí)施節(jié)水管理創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)廢水零排放

冷軋廠節(jié)約新水資源，加大水資源管理，對廢水排放進(jìn)行源頭治理，控制除鹽水消耗，實(shí)現(xiàn)廢水回用，水循環(huán)率達(dá)99%以上。2020年全廠新水單耗創(chuàng)歷史最好水平，居國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平。

3.4.1將新水消耗指標(biāo)分解到責(zé)任人，使每個用水點(diǎn)都得到切實(shí)控制。引入冷卻水循環(huán)率、濃縮倍數(shù)評價指數(shù)，持續(xù)提高設(shè)備冷卻水循環(huán)利用率，設(shè)備冷卻水實(shí)現(xiàn)了全部循環(huán)利用。

3.4.2嚴(yán)格控制除鹽水使用。制定各工序除鹽水使用標(biāo)準(zhǔn)，同時實(shí)施鍍鋅線等機(jī)組及全廠采暖蒸汽等冷凝水回用項目，降低除鹽水消耗30%以上。

3.4.3生產(chǎn)線實(shí)施廢水回用。將含酸廢水全部回用到再生機(jī)組，將含油廢水全部回用到罩式爐噴淋系統(tǒng)中作為補(bǔ)水，此改造成功后，又推廣到2號線、4號生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了1、2、4號線廢水零排放。

3.5 以對標(biāo)為手段，提高冷軋廠能源管理競爭力

3.5.1與國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)唐鋼、寶鋼等對標(biāo)找差。通過節(jié)能降耗對標(biāo)、內(nèi)部繼續(xù)挖潛，找出與國際國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)的差距，明確追趕目標(biāo)，改進(jìn)降耗措施，尋找突破口，形成本單位行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)和節(jié)能工藝及設(shè)施，促進(jìn)節(jié)能工作開展。

組織不同層次人員到唐鋼高線進(jìn)行能源考察對標(biāo)，通過與唐鋼冷軋廠橫向?qū)?biāo)，發(fā)現(xiàn)存在聯(lián)合機(jī)組生產(chǎn)效率低造成電耗高、罩式爐裝爐量低造成煤氣單耗高等問題，找到了差距，使每個單位、班組和崗位都明確了節(jié)能降耗目標(biāo)和工作重點(diǎn)，制定了落實(shí)到崗位的降耗措施。

3.5.2持續(xù)推進(jìn)機(jī)組縱向?qū)?biāo)。通過廠內(nèi)各機(jī)組能耗縱向?qū)?biāo)，發(fā)現(xiàn)了2號線聯(lián)合機(jī)組電耗高于歷史水平、罩式爐煤氣單耗最高等問題，制定了降耗措施并落實(shí)到崗位。

為降低2號線聯(lián)合機(jī)組電耗，首先是對酸洗工藝速度進(jìn)行了優(yōu)化，將平均酸洗速度提高10%；其次是對入口活套跑偏、活套擺門故障等限速進(jìn)行恢復(fù)處理，提高了生產(chǎn)效率，電耗節(jié)約9.9%以上。調(diào)整了2號線罩式爐精調(diào)加熱罩燒嘴燃燒系統(tǒng)的空燃比，使之達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，對燒嘴存在缺陷的地方進(jìn)行改進(jìn)，同時將排煙風(fēng)機(jī)改為變頻控制，降低排煙量，達(dá)到降煤氣的目的。

4 .結(jié)語

4.1 促進(jìn)冷軋廠能源管理水平和競爭力的提升

在深化細(xì)化能源管理上，夯實(shí)了冷軋廠能源管理基礎(chǔ)工作，實(shí)現(xiàn)了能源管理信息化，全面建立并完善了計量手段、統(tǒng)計信息數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)定額指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、工序成本控制等基礎(chǔ)管理，大大提升了冷軋廠的能源管理水平。

實(shí)施精益化能源管理有助于能源的節(jié)約和合理利用，降低生產(chǎn)過程的能源使用成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，保持能源價格上漲時的競爭力。綜合能耗和新水單耗等各項指標(biāo)居國內(nèi)領(lǐng)先水平的實(shí)現(xiàn)，給鞍鋼冷軋產(chǎn)品價格優(yōu)勢提供了有利支撐。

4.2 促使冷軋廠各項能源指標(biāo)的不斷提升，實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)，具有推廣意義

通過實(shí)施精益化能源管理，克服了合同不飽滿、產(chǎn)量規(guī)模不能釋放、換規(guī)格頻繁、生產(chǎn)組織不平衡、難軋品種多、成本控制難度大等不利因素影響，使綜合能耗和新水單耗達(dá)均達(dá)到歷史最優(yōu)，能源成本消耗實(shí)現(xiàn)了大幅降低，2020年實(shí)現(xiàn)降耗1125余萬元。