火電廠能源管理

1、火電廠能源管理系統(tǒng)方案研究隨著我國節(jié)能法的頒布與實(shí)施，越來越多的企業(yè)開始重視能源管理工作，而能源審計(jì)是企業(yè)能源管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。企業(yè)能源審計(jì)這一概念源于財(cái)會審計(jì)， 1982 年開始引人我國， 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 現(xiàn)代審計(jì)活動已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的審計(jì)范圍， 擴(kuò)大到對企業(yè)的管理和經(jīng)營決策進(jìn)行評價(jià)， 并提出指導(dǎo)性意見。 企業(yè)能源審計(jì)是對企業(yè)能源利用狀況進(jìn)行全面的監(jiān)督、 考核的過程，分析企業(yè)的用能水平， 查找企業(yè)的節(jié)能潛力，明確企業(yè)節(jié)能方向，為改進(jìn)能源管理，實(shí)施節(jié)能技術(shù)改進(jìn)，提高能源的利用率提供科學(xué)的依據(jù)?；痣姀S是一次能源消耗的大戶， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，火電廠全年煤耗量占全國能源總產(chǎn)量的 20% 左右。 因

2、此，對電廠進(jìn)行能源審計(jì)是電力行業(yè)節(jié)能工作的重點(diǎn)。 企業(yè)節(jié)能主要體現(xiàn)在直接節(jié)能和間接節(jié)能兩種方法上。 近年來，人們往往把注意力放在直接節(jié)能上， 而忽視了間接節(jié)能。據(jù)事實(shí)證明， 間接節(jié)能的潛力是很大的， 是提高企業(yè)能源利用率不可忽視的手段之一。 企業(yè)能源審計(jì)就是一種間接節(jié)能方案， 是近年來新興的一種科學(xué)有效的能源管理方法， 是審計(jì)工作在能源管理方面的延伸和滲透。1 電廠能源管理系統(tǒng)1.1電廠能源管理系統(tǒng)的生要內(nèi)容能源管理系統(tǒng)包括對企業(yè)能源管理機(jī)構(gòu)的審核、企業(yè)能量平衡和企業(yè)能源審計(jì)等方面的內(nèi)容。 對企業(yè)的能源管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行審查，主要是火力電廠的人員結(jié)構(gòu)情況、計(jì)量系統(tǒng)中計(jì)量表計(jì)的完善情況與精密程度等內(nèi)容

3、的考核，這一步的進(jìn)行同時(shí)也保證了下一步能源審計(jì)工作的可靠性和真實(shí)性。企業(yè)能量平衡是以企業(yè)為對象的平衡. 包括企業(yè)內(nèi)使用的各種能源的收人與支出情況的平衡、消耗與有效利用和損失之間的平衡，企業(yè)的能量平衡的工作目標(biāo)是建立企業(yè)能且的各種平衡關(guān)系。而企業(yè)能源審計(jì)是審計(jì)單位依據(jù)國家有關(guān)的節(jié)能法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，對企業(yè)能源利用的全過程進(jìn)行檢查和監(jiān)督，其工作目標(biāo)是經(jīng)過對利用過程的核查，市核企業(yè)用能的真實(shí)情況，審計(jì)結(jié)果不僅為企業(yè)節(jié)能工作提供科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)還具有社會公正性。1.2電廠能源管理模式在對電廠的用能情況進(jìn)行審計(jì)之前，首先對電廠的人員管理及計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行考查，審核電廠能源管理機(jī)構(gòu)、 能源計(jì)量系統(tǒng)的完善情況， 計(jì)量

4、儀表的配備及準(zhǔn)確情況， 制定能源計(jì)量系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表。電廠能源審計(jì)其實(shí)質(zhì)就是能耗審計(jì)，即對投入電廠的各種能源的消費(fèi)情況進(jìn)行考核。電廠能源消費(fèi)統(tǒng)計(jì)可根據(jù)各能源在廠內(nèi)的流動方向進(jìn)行，即由購入貯存、 加工轉(zhuǎn)換、 輸送分配和最終使用四個(gè)環(huán)節(jié)逐一進(jìn)行，每一環(huán)節(jié)又可分為若千個(gè)用能單元，以此為模式分析每一環(huán)節(jié)用能狀況，了解電廠能源消費(fèi)及分布情況，見圖1。圖 1 能源審計(jì)模式購入貯存環(huán)節(jié)：購入貯存環(huán)節(jié)包括電廠能源的供銷、財(cái)務(wù)和貯運(yùn)部門。在此，統(tǒng)計(jì)電廠各種能源購人量、庫存增減量、 虧損量、 外供盤等等，根據(jù)能量守衡原則來計(jì)算每種能源在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的消耗量， 即：消耗量期初庫存期末庫存期內(nèi)購入期內(nèi)調(diào)出期內(nèi)自產(chǎn)。電廠消耗的能

5、源一般既有一次能源又有二次能源，如：原煤、重油、柴油、煤氣、水、蒸汽、 氧氣、壓縮空氣等， 在統(tǒng)計(jì)能源購入量時(shí)，應(yīng)首先按各能源的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)將其折算成標(biāo)煤，以便于比較。加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：供入企業(yè)的能源有的直接使用，有的要經(jīng)過轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)變成二次能源和生產(chǎn)耗能工質(zhì)供用能系統(tǒng)使用。加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求，將投入企業(yè)的相關(guān)能源經(jīng)過轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品生產(chǎn)所需的能源形式。企業(yè)內(nèi)加工轉(zhuǎn)換的二次能源是本企業(yè)購入能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的二次能源，不包括企業(yè)購人的二次能源量。在電廠這一環(huán)節(jié)主要包括給水車間、鍋爐車間和空壓站等， 分別產(chǎn)出高壓給水、 蒸汽和壓縮空氣，統(tǒng)計(jì)每一轉(zhuǎn)換單元所消耗的能源量， 分別建立這些

6、單元的能量平衡式， 來計(jì)算轉(zhuǎn)換能源的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)。計(jì)算方法為： 轉(zhuǎn)換單元所消耗的各種能源折一次能源量之和等于產(chǎn)出各轉(zhuǎn)換能源與其相應(yīng)的折標(biāo)系數(shù)乘積之和，即：根據(jù)此式計(jì)算轉(zhuǎn)換能源等價(jià)折標(biāo)系數(shù)。式中， mi單元消耗能源云的量；di 單元能源i 的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)；n 單元消耗能源種類數(shù)；mzq該單元產(chǎn)出能源量( 二次能源 ) ；xzq 產(chǎn)出能源折標(biāo)系數(shù)。實(shí)際情況中，轉(zhuǎn)換單元往往既消耗了直接使用能源又消耗了轉(zhuǎn)換能源各轉(zhuǎn)換單元之間存在一定牽連關(guān)系，單獨(dú)進(jìn)行某一單元的計(jì)算，誤差較大， 為了精確轉(zhuǎn)換能源折標(biāo)系數(shù)的計(jì)算，應(yīng)將各轉(zhuǎn)換單元聯(lián)立方程組采用迭代的方式求解，當(dāng)有同一轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)出多種轉(zhuǎn)換能源的情況， 采用增加

7、附加方程的方法使方程個(gè)數(shù)與待求量個(gè)數(shù)相等，使方程組閉合。 附加方程的建立方法是按一定的比例關(guān)系將某一轉(zhuǎn)換單元的能耗分?jǐn)偟狡洚a(chǎn)出的各種轉(zhuǎn)換能源上。關(guān)于分?jǐn)傇瓌t的建立，不同的研究者存在不同的看法。本文提出的分?jǐn)傇瓌t是利用各轉(zhuǎn)換能源的朋值或國家統(tǒng)計(jì)局公布的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)為權(quán)值進(jìn)行分?jǐn)偂?這樣計(jì)算出的轉(zhuǎn)換能源折標(biāo)系數(shù)比較準(zhǔn)確，保證了后面電能指標(biāo)訓(xùn)算的準(zhǔn)確性。輸送分配環(huán)節(jié)，能源的輸送分配分兩大類：一類是管道輸送的能源與耗能工質(zhì)；另一類是電能輸配。對電廠內(nèi)部的輸送分配環(huán)節(jié)而言主耍指第一類情況。管道輸送能源包括：輸送能源或耗能工質(zhì)數(shù)量，管道進(jìn)出口壓力、 溫度等參數(shù)。耗能工質(zhì) ( 蒸汽、熱水 ) 的輸送損失量，

8、以漏失量計(jì)算，統(tǒng)計(jì)計(jì)算電廠內(nèi)各使用能源的利用系數(shù)。最終使用環(huán)節(jié)：這一環(huán)節(jié)可分為兩部分，一部分是電能生產(chǎn)中消耗的各種能源及耗能工質(zhì)， 另一部分是非生產(chǎn)單位、 職工生活及外供的各種能源和耗能工質(zhì)。 在統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)中消耗的各種能源時(shí)主要包括以下幾個(gè)系統(tǒng)： 主要生產(chǎn)系統(tǒng)、 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、采暖、照明和其它等用能系統(tǒng)所使用各種能源和耗能工質(zhì)的數(shù)量， 計(jì)算電廠電能生產(chǎn)總綜合能耗、 單位發(fā)電量綜合能耗、單位產(chǎn)值綜合能耗等指標(biāo)。非生產(chǎn)用能的統(tǒng)訓(xùn)包括：轉(zhuǎn)供外銷的各種能源數(shù)量，基建項(xiàng)目使用的各種能源數(shù)量及其它非生產(chǎn)使用的各種能源數(shù)量等，這部分能源消耗不計(jì)入電廠生產(chǎn)能耗中。2 能源管理系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)電廠能源審計(jì)的流程圖見

9、圖 2。本軟件是在 Windows 系統(tǒng)下主要利用數(shù)據(jù)庫語言 Foxpro 開發(fā)研制而成的，本軟件在制作過程中充分利用了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，分模塊進(jìn)行編制的，該軟件主要由數(shù)據(jù)錄人模塊、計(jì)算模塊、報(bào)告生成模塊及輸出模塊等組成。圖 2 軟件流程框圖數(shù)據(jù)錄入是輸入審計(jì)所需的各類幕礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即進(jìn)廠能源的對外校核數(shù)據(jù)，包括了購入貯存、 加工轉(zhuǎn)換、 輸送分配和最終使用四個(gè)環(huán)節(jié)及其中一些主要耗能設(shè)備和技改項(xiàng)目的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 為確保審計(jì)結(jié)果的可靠性， 程序中所輸如的數(shù)據(jù)即電廠消耗的每一種能源， 包括直接使用能源與轉(zhuǎn)換能源，都應(yīng)該真實(shí)、可靠且滿足能量守恒。計(jì)算及報(bào)表生成模塊的主要功能是首先完成電廠使用的各種能源折

10、標(biāo)系數(shù)的計(jì)算，前面曾提到過， 投入電廠使用的各種能源有的直接利用( 如煤、燃油 ) ，其折標(biāo)系數(shù)可直接按能源供人時(shí)提供值進(jìn)行折算，此處折標(biāo)系數(shù)的計(jì)算主要是指廠內(nèi)用于發(fā)電的二次能源的折標(biāo)系數(shù)的計(jì)算， 如鍋爐車間消耗一次能源將水轉(zhuǎn)化為二次能源( 蒸汽 ) ，將蒸汽供入汽機(jī)車間帶動汽機(jī)發(fā)電， 為使最終的計(jì)算指標(biāo)具有行業(yè)之間的可比性，需進(jìn)行轉(zhuǎn)換能源等價(jià)折標(biāo)系數(shù)的計(jì)算。在轉(zhuǎn)換能源折標(biāo)系數(shù)計(jì)算及產(chǎn)品能耗指標(biāo)計(jì)算完成的基礎(chǔ)上，軟件自動生成具備一定格式的審計(jì)報(bào)表，包括：企業(yè)能量平衡表、能耗指標(biāo)表、能源節(jié)超情況表( 不同審計(jì)時(shí)期或行業(yè)之間對比 ) 及技改后節(jié)能情況表。報(bào)告生成模塊為企業(yè)編寫審計(jì)報(bào)告提供了一個(gè)文書

11、編輯環(huán)境。這部分內(nèi)容卞要包括審計(jì)工作計(jì)劃、企業(yè)概況、審計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)分析及整改措施等。3 電廠能源審計(jì)結(jié)果電廠能源審計(jì)中主要包括以下內(nèi)容：(1) 反映電力生產(chǎn)能源消耗情況的能0 網(wǎng)絡(luò)圖；(2) 電廠能量平衡表；(3) 電能生產(chǎn)的各項(xiàng)能耗指標(biāo)表；(4) 統(tǒng)計(jì)期內(nèi)電力生產(chǎn)能源節(jié)超情況表；(5) 技改措施節(jié)能情況表。能量平衡表是反映全廠能源消耗情況的總表。能耗指標(biāo)的計(jì)算主要在最終使用環(huán)節(jié)進(jìn)行， 該環(huán)節(jié)可分為兩部分，一部分是電能生產(chǎn)中消耗的各種能源及耗能工質(zhì)，另一部分是非生產(chǎn)單位、 生活及其它部門所消耗的各種能源和耗能工質(zhì)。在統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)中消耗的各種能源時(shí)，主要包括以下幾個(gè)系統(tǒng)： 主要生產(chǎn)系統(tǒng)、 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)

12、、 采暖、照明和其它等用能系統(tǒng)，電能生產(chǎn)的各項(xiàng)能耗指標(biāo)主要有：電能生產(chǎn)直接綜合能耗：，其中 Ezi 為直接生產(chǎn)所消耗的能源 i 的實(shí)物量， di 為能源 i 的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)，n 為直接生產(chǎn)消耗的能源種類數(shù)。單位發(fā)電量直接綜合能耗：Ecz Ez/Mi(Mi統(tǒng)計(jì)期內(nèi)發(fā)電量) 。電能間接直接綜合能耗：，其中 Efi為間接生產(chǎn)所消耗的能源 i 的實(shí)物量， di 為能源 i 的等價(jià)折標(biāo)系數(shù)，n 為間接生產(chǎn)消耗的能源種類數(shù)。單位發(fā)電量間接直接綜合能耗：Ecf Ej/Mi(Mi統(tǒng)計(jì)期內(nèi)發(fā)電量) 。注：非生產(chǎn)用能的統(tǒng)計(jì)包括轉(zhuǎn)供外銷的各種能源數(shù)量，基建項(xiàng)目使用的各種能源數(shù)量及其它非生產(chǎn)使用的各種能源數(shù)量等，這部

13、分能源消耗不計(jì)入電廠生產(chǎn)能耗中。能源節(jié)超情況表包括：發(fā)電總節(jié)能量：統(tǒng)計(jì)期內(nèi)按單位發(fā)電綜合能耗計(jì)算出的節(jié)能量與期內(nèi)總發(fā)電量的乘積。即：EcEd×MEc 總節(jié)能量；Ed單位發(fā)電節(jié)能量；M期內(nèi)發(fā)電量。產(chǎn)值總節(jié)能量： 統(tǒng)計(jì)期內(nèi)按單位產(chǎn)值綜合能耗計(jì)算出的節(jié)能量與期內(nèi)凈產(chǎn)值的乘積。即：EGEg×GEG節(jié)能量；Eg單位產(chǎn)值節(jié)能量；G凈產(chǎn)值。技改后節(jié)能量表包括：技術(shù)措施節(jié)能員：某項(xiàng)技術(shù)措施實(shí)施后比采取該項(xiàng)措施前單位發(fā)電量能源消耗減少的數(shù)量，各項(xiàng)技術(shù)措施節(jié)能量之和等于技術(shù)措施節(jié)能量。即：Er 技術(shù)措施節(jié)能量；Eti 第 i 種單項(xiàng)技術(shù)措施節(jié)能量；m技術(shù)措施項(xiàng)目數(shù)。單項(xiàng)能源節(jié)能量：電廠按能源品

14、種討算的實(shí)物節(jié)約量為單項(xiàng)能源節(jié)能量。節(jié)能率：統(tǒng)計(jì)報(bào)告期比基期的單位產(chǎn)量( 產(chǎn)值 ) 綜合能耗降低率。產(chǎn)量節(jié)能率：，其中 EDj基期的單位產(chǎn)量綜合能耗量。產(chǎn)值節(jié)能率：，其中 Egj 期內(nèi)的單位產(chǎn)值綜合能耗量。4 電廠能源管理方案的實(shí)施電廠能源審計(jì)的實(shí)施分為3 個(gè)階段 : 技術(shù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場審計(jì)測試和分析總結(jié)。技術(shù)準(zhǔn)備階段：該階段是審計(jì)實(shí)施的前期階段，主要進(jìn)行審計(jì)小組成立、現(xiàn)場調(diào)查及審計(jì)技術(shù)方案的編寫。 要明確小組成員的任務(wù)分工， 對電廠的能源管理機(jī)構(gòu)、 能源計(jì)量系統(tǒng)及能源購銷、 加工轉(zhuǎn)換、 輸送分配和最終使用環(huán)節(jié)進(jìn)行考查， 制定廠內(nèi)主要用能設(shè)備的測試方案?，F(xiàn)場審計(jì)測試階段：這個(gè)階段是實(shí)施能源審計(jì)的重要階段，主要包括有關(guān)資料的收集、現(xiàn)場調(diào)查分析和現(xiàn)場測試。 數(shù)據(jù)收集是為電廠能量平衡表及能源消耗網(wǎng)絡(luò)圖的制作做準(zhǔn)備，同時(shí)還要收集各環(huán)節(jié)主要耗能設(shè)備、 生產(chǎn)及技措項(xiàng)目有關(guān)的數(shù)據(jù)資料， 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行必耍的設(shè)備效率測算。分析總結(jié)階段：這一階段是依據(jù)上述的調(diào)查及測試數(shù)據(jù)結(jié)果，對電廠的總體用能悄況進(jìn)行分析， 計(jì)算出電能生產(chǎn)的各響應(yīng)指標(biāo)，并對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行分析評價(jià)，指出電廠能源利用水平， 提出節(jié)能技術(shù)改造