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1、如何计算水泥单位产品能源消耗 解读GB16780-2007,山西省建材工业协会 刘永凤 二0一一年九月一日,一、水泥单位产品能耗标准制定的必要性 1 本标准制定背景目前国家对能源问题高度重视，“十一五”规划纲要把GDP能源消耗降低20作为约束性指标，国家节能中长期专项规划将建材工业作为节能的重点领域。2006年，国家发展和改革委员会相继下发了水泥工业产业发展政策（国家发展改革委第50号令）、水泥工业发展专项规划（发改工业20062222号）、关于加快水泥工业结构调整的若干意见（发改运行2006609号）等政策性文件，2007年2月又紧急下发了国家发展改革委办公厅关于做好淘汰落后水泥生产能力有关
2、工作的通知，加快对水泥工业的结构调整。在此背景下，国家有关部门对中华人民共和国节约能源法进行了修订，作为新节能法的配套，22项高耗能产业单位产品能耗限额强制性国家标准将陆续制定，本标准就是其中的一项。本标准的出台对于落实国家节能减排工作要求、促进我国水泥行业能源利用水平的提高具有重要的意义。,2 本标准制定的意义,通过本标准确定的现有水泥企业水泥单位产品能源消耗的限额值，将目前国内水泥工业能耗较高的生产线产能淘汰2030，优化水泥工业的产业结构，促进水泥工业可持续发展。通过确定水泥企业水泥单位产品能源消耗限额目标值和新建水泥企业水泥单位产品能源消耗限额的准入值，促进各水泥熟料和水泥生产企业加强
3、管理，达到标准中规定的要求，使整个水泥工业的能耗水平进一步降低。当前水泥行业的主要任务应是科学发展新型干法和加快淘汰落后生产方法，以及解决局部地区盲目投资和产能过剩的问题。,3 本标准制定的过程,2006年8月，中国建筑材料工业协会和全国水泥标准化技术委员会下发任务，决定水泥单位产品能源消耗限额标准由天津水泥工业设计研究院有限公司负责起草，中国建筑材料科学研究总院和合肥水泥研究设计院协助完成。本标准在GB/T -1997 水泥企业能耗等级定额基础上修订。2006年12月完成水泥单位产品能源消耗限额（征求意见稿），2007年1月25日对送审稿初稿进行了审查。2007年2月9日在北京对送审稿进行了
4、审查，结合专家的意见修改后形成报批稿。2007年12月7日国家标准化管理委员会批准标准于2008年6月1日起实施。,二、我国水泥工业的总体情况 1.1 近几年全国水泥产量,1.2 近几年我省水泥产量,新型干法水泥产能的比例由2005年末的32.8%提高到77%，2010年末全省规模以上水泥产量达到3568.5万吨，全社会约3900万吨，2010年新增新型干法水泥产能2000万吨。预计2011年水泥产量4200万吨，新型干法熟料比例将达90%。2005年-2010年水泥及水泥熟料产量完成情况图 单位：万吨,2010年底全省各市水泥及熟料产能所占比例见下图：,2 我国水泥工业能耗情况,2.1 我国
5、各类水泥窑平均热耗对比,2.2 近几年来我国水泥工业新型干法不同规模生产线 设计能耗指标,2.3 GB 50443-2007水泥工厂节能设计规范规定的新建、 扩建水泥生产线主要生产工段分步电耗设计指标及熟料烧 成系统的能效设计指标,熟料烧成系统的能效设计指标,2.4 国内新型干法生产技术指标与国际水平比较,2.5 国内水泥粉磨水泥综合电耗情况,2.5.1 现有水泥粉磨站水泥综合电耗大致情况 （1）可比水泥综合电耗为3448 kWh/t的水泥产量90 （2）可比水泥综合电耗48 kWh/t的水泥产量5 （4）可比水泥综合电耗45 kWh/t的水泥产量202.5.2近几年新建的水泥粉磨站，规模一般
6、都在20万吨/年以 上，并且50万吨/年以上的占很大比例，如采用辊压机等先进技术和装备，则可比水泥综合电耗可以达到3438kWh/t。,三、本标准的主要内容,1 主要指标及计算 1.1 熟料综合煤耗,在统计期内生产每吨熟料的燃料消耗，包括烘干原燃材料和烧成熟料消耗的燃料。采用废弃物作为替代原料时，处理废弃物消耗的燃料不计入燃料消耗。在计算熟料综合煤耗时，应将余热发电产生的电量和余热利用的热量折算成标煤量扣除。余热发电折算时电力折标准煤系数按0.404kgce/kWh，计算时应将余热电站自用电量从电站总发电量中扣除。,熟料综合煤耗计算（1） 式中： ecl熟料综合煤耗；单位（kgce/t） Pc
7、统计期内用于生产熟料实物煤总量；单位：kg Qnet.ar统计期内实物煤收到基，加权平均低位发热量；单位kJ/kg QBM标准煤发热量29260kJ/kg Pcl统计期内熟料总产量，单位t ehe统计期内余热发电量折算成单位熟料标准煤量，单位kgce/t ehu统计期内余热利用热量折算成单位熟料标准煤量，单位kgce/t,余热发电折算标准煤量按公式（2）计算（2）式中： 0.404发每kwh电时，所用标准煤量，单位kgce/kwh； qhe统计期余热发电量，单位kwh； qo统计期余热自用电量，单位kwh,余热利用热量折算标煤按公式（3）计算（3）式中： HH1统计期内余热利用进口总热量，单位
8、 kJ； HHE统计期内余热利用出口总热量，单位 kJ； HHD统计期内余热利用散热总热量，单位 kJ。,由于熟料28d抗压强度高，可以提高水泥中混合材掺量，达到节能效果。为鼓励水泥企业通过提高熟料强度来达到节能效果，本标准制规定了熟料28d抗压强度对水泥熟料生产企业能耗进行修正方法。按公式（4）计算= （4） 式中： 熟料强度等级修正系数； A统计期内28d抗压强度，加权平均值，单位MPa； 52.5统计期内28d抗压强度，修正到52.5MPa。,不同熟料28d抗压强度对应的修正系数见表1 表1 熟料28d抗压强度对应的修正系数,从表1可看出，熟料强度越高，修正系数越小，即修正后的能耗小于修
9、正前的能耗。海拔高度对水泥生产的能耗也有影响。同样规模相同配置的生产线在平原地区和高海拔地区其产量和能耗相差较大，在高海拔地区水泥熟料的产量将大大降低，电耗也相应增大。当水泥企业所在地区海拔高度低于1000m时，海拔高度对能耗的影响较小。当海拔高度超过1000m时，特别是超过2000m时，对能耗的影响会比较明显。因此标准规定按公式（5）对海拔高度造成的影响进行修正。,（5）式中： K海拔修正系数； P0海平面环境大气压，101.325（帕a）； PH当地环境大气压，单位为帕（Pa）。,可比熟料综合煤耗根据熟料综合煤耗和海拔修正和熟料28d抗压强度修正后计算，计算方法见公式（6）。ekel=ak
10、eel （6） 式中： ekel可比熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）。,可比熟料综合电耗计算,Qkcl =K Qcl (7)式中： Qkcl可比熟料综合电耗，单位：kwh/t Qcl统计期内熟料综合电耗，单位kwh/t熟料综合电耗，要统计熟料生产中各工序的电耗，包括原料破碎预均化原料粉磨、熟料烧成、生料均化、熟料冷却输送等工序电耗。 注：在计算熟料综合电耗时，应将各工序的电耗折算到生产1t熟料基础上，不能将各工序电耗简单相加作为熟料综合电耗。,可比熟料综合能耗计算方法,Ecl=ekcl+0.1229Qkcl （8）式中： ekcl可比熟料综合能耗，单位为kg/t； 0.1229每
11、kwh电力折合标准煤量，单位为kg/kwh,可比水泥综合电耗计算方法,在计算水泥综合电耗时，将各工序电耗折算到生产1t水泥基础上并需采用加权平均计算，按公式（9）进行计算。（9）,式中： Qs水泥综合电耗，单位为千瓦时每吨（kw.h/t）； qfm统计期内水泥粉磨及包装过程耗电量，单位为千瓦小时（kw.h）； pcl统计期内熟料消耗量，单位为吨（t）； qm统计期内每吨混合材预处理平均耗电量，单位为千瓦小时每吨（kw.h/t）； pm统计期内混合材消耗量，单位为吨（t）； qg统计期内每吨石膏平均耗电量，单位为千瓦小时每吨（kw.h/t） pg统计期内石膏消耗量，单位为吨（t）； qfz统计期
12、内应分摊的辅助用电量，单位为千瓦小时（kw.h）； Pc统计期内水泥总产量，单位为吨（t）。,可比水泥综合电耗根据水泥综合电耗进行混合材掺量修正和水泥28d抗压强度修正后计算。水泥28d抗压强度修正方法见公式（10）：（10） 式中： d水泥强度等级修正系数； B统计期内水泥加权平均强度，单位为兆帕（MPa）； 42.5统计期内水泥平均强度修正到42.5 MPa。,实际生产中混合材掺量和混合材的种类对电耗影响均较大，但由于目前水泥中混合材掺加的种类繁多，混合材的易磨性相差较大，因此无法对每一种混合材对水泥粉磨电耗的影响进行修正。考虑到普通硅酸盐水泥中混合材的最大掺量为20%，因此本标准中混合材
13、掺量修正规定为按公式（11）计算。,f=0.3%（FH-20）（11） 式中： f混合材掺量修正系数；FH统计期内混合材掺量百分数%；0.3%混合材掺量每改变1.0%，影响水泥综合电耗百分比的统计平均值；20普通硅酸盐水泥中混合材允许的最大掺量百分数。,可比水泥综合电耗按公式（12）计算。Qks=d(1+f)Qs （12）式中： Qks可比水泥综合电耗，单位为千瓦小时每吨（kw.h/t）。,如果水泥生产企业生产不同品种水泥，应单独计算每个水泥品种的可比水泥综合电耗，然后根据各品种水泥产量和水泥总产量加权计算水泥企业的可比水泥综合电耗。对于水泥粉磨企业，水泥综合电耗主要包括水泥粉磨及包装工段、混
14、合材和石膏破碎工段、混合材烘干的电量。计算方法与水泥生产企业基本一样，主要区别在于将公式（9）中的熟料综合电耗按0计算。,可比水泥综合能耗的计算方法,可比水泥综合能耗按公式（13）计算：Eks=ekclg+ eh+0.1229Qks （13）式中： Eks可比水泥综合能耗，单位为千克标准煤每吨（kg/t）； g统计期内水泥企业水泥中熟料平均配比，%； eh统计期内烘干水泥混合材所消耗燃料折算的单位水泥标准煤量，单位为千克标准煤每吨（kg/t）。 由于通用硅酸盐水泥中熟料配比相差较大，本标准中规定的可比水泥综合能耗限额指标按水泥中熟料平均配比按75%考虑。,水泥单位产品能耗计算注意事项,在实际对
15、水泥企业进行能耗计算时主要应注意以下几点：,（1）对于生产中使用的各种计量设备，如各种物料的喂料秤、给料秤和电表必须经过检定和校准，以便准确计量各种物料的消耗量及消耗的电量。 （2）考核期间各种物料的消耗和电耗不得重复计算和漏算。,（3）考核期间生产过程应相对比较稳定，以便使能耗的计算结果准确。（4）对于生产不同水泥品种的水泥企业，在计算水泥综合电耗和综合能耗时，应单独统计生产每种水泥的粉磨电耗，计算各水泥品种的可比水泥综合电耗，然后根据各品种水泥产量和水泥总产量加权计算水泥企业的可比水泥综合电耗和可比水泥综合能耗。,2、重点技术内容说明,2.1 关于燃料统计的范围熟料综合标煤耗的统计包括从原燃材料进厂到熟料烧成整个熟料生产过程消耗的燃料量。目前国内水泥行业中废弃物利用十分广泛，主要是利用废弃物作为替代原料，作为替代燃料的情况比较少，由于部分废弃物水分比较大，烘干废弃物或废弃物本身对熟料烧成带来不利影响会导致熟料烧成热耗增加，此次修订中增加了水泥厂采用废弃物作为替代原料时煤耗的计算方法。,2.2 关于电耗的统计范围,由于国内水泥生产的工艺流程种类较多，因此电耗统计的范围也有区别。如矿山距厂区距离不一样，石灰石输送电耗相差较大，有的企业石灰石外购，没有输送电耗，此次修订作了明确规定，都从原材料进入厂区开始到熟料或者水泥出厂为止。,
