水泥單位產(chǎn)品能源消耗電力折算標準煤取值探討

　　GB17680—2007《水泥單位能源消耗限額》國家標準（下稱《標準》）將于2008年6月1日實施，該標準制定的依據(jù)是目前國內(nèi)水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況、技術(shù)水平和相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策及國際先進的水泥生產(chǎn)能耗指標等數(shù)據(jù)，毋容置疑該標準將會對我國的水泥工業(yè)節(jié)能、降耗、減排起到促進作用，其意義還在于為淘汰落后產(chǎn)能做出貢獻。 

　　《標準》給出了熟料綜合標準煤耗、可比熟料綜合標準煤耗、熟料綜合電耗、可比熟料綜合電耗、可比熟料綜合能耗、水泥綜合電耗、可比水泥綜合電耗、可比水泥綜合能耗的定義及相關(guān)的計算方法，在計算過程中采用的電力折算標準煤取值是個非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，就此淺談對電力折算標準煤取值的理解和認識，作為探討的引玉之磚。目的是探討其客觀性、現(xiàn)實性，做到取值

　　一，具有良好可比性，促進節(jié)能工作進展。  

　　1. 電力折算標準煤系數(shù)理論值和實際值  

　　《標準》中稱：“可比熟料綜合能耗根據(jù)可比熟料綜合標準煤耗和可比熟料綜合電耗計算，其中電力折算標準煤系數(shù)按國家統(tǒng)計局規(guī)定的0.1229Kg標準煤/KW·h計算。”【1】  

　　對電力折算標準煤系數(shù)0.1229Kg標準煤/KW·h（下稱系數(shù)0.1229Kg）進行以下推算。其基準數(shù)據(jù)：  
　　1 KW·h=3.6×106J  
　　1Kg標準煤=2.93×107J   
　　設(shè)電力折算標準煤系為KDB;則  
　　KDB·1KW·h:1Kg標準煤=3.6×106J: 2.93×107J  
　　KDB=0.1229Kg標準煤/KW·h  

　　通過以上推算知道，0.1229是電力折算為標準煤的理論值。它與實際的電力折算標準煤量有著一定的差別。實際電力折算標準煤量一般以火電供電標準煤表示，在不同時期取值不同，隨著電力行業(yè)技術(shù)、裝備的進步，是在逐步降低的。故此水泥行業(yè)余熱發(fā)電生產(chǎn)的電力在換算為標準煤時，其電力折算標準煤系數(shù)是相應(yīng)年份電力行業(yè)發(fā)布的供電標準煤耗指標，而根據(jù)應(yīng)是國家發(fā)改委二零零七年四月份頒布的《能源發(fā)展十一五規(guī)劃》中主要產(chǎn)品單位能耗指標。有關(guān)電力、水泥行業(yè)的指標列入表1【2】  

表1　火電供電煤耗、水泥綜合能耗指標　

　　從表1數(shù)據(jù)可以看出，不同年代的指標是不同的，但趨勢是在下降。2000年到2005年火電供電標準煤耗平均每年下降4.4克，而2005年到2010年平均每年下降3克。若照此平均下降數(shù)量計算得出，2006年-2007年為367克，2007年-2008年間為364克，應(yīng)理解為國家要求的實際電力折算標準煤量。電力行業(yè)100MW以上機組完成供電煤耗指標列入表2。【3】     

表2　2006年我國火電供電標準煤耗運行指標

　　表2數(shù)據(jù)表明隨著機組容量等級的降低，供電煤耗指標上升，200MW以上機組均可達到“十一五”規(guī)劃2005年指標，100MW級機組超過指標。四類機組平均值為350.89克，能達到“十一五”規(guī)劃2010年指標?，F(xiàn)電力行業(yè)淘汰50MW以下的機組，若不考慮這些落后產(chǎn)能的指標，100MW以上機組的供電煤耗指標作為電力折算標準煤系數(shù)還是極有參考價值的。 目前新建投產(chǎn)的電廠有關(guān)技術(shù)參數(shù)列入表3【4】，這些指標較為先進，但整個行業(yè)還達不到。  

表3　×××電廠裝機4×1000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組技術(shù)參數(shù) 

　　表中所示供電標準煤耗為290.9克，代表我國當前電力行業(yè)供電煤耗的先進水平，這說明技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進步的結(jié)果是降低了供電標準煤耗。  

　　通過以上介紹可知，理論性的電力折算系數(shù)0.1229Kg與目前最先進技術(shù)水平的供電標準煤0.2909Kg相差很大。上述有關(guān)數(shù)據(jù)列入表4。  

表4　供電指標比較表

　　從表4數(shù)據(jù)看出，在實際電力生產(chǎn)中，每生產(chǎn)一度電即1 KW·h用的標準煤量與系數(shù)122.9克相比，前者約為后者的3倍左右。根據(jù)當前的電力行業(yè)的實際情況及其他因素，“十一五”規(guī)劃中2005年的370克做為實際電力折算標準煤系數(shù)具有一定的權(quán)威性和現(xiàn)實性。  

　　2. 電力折算標準煤系數(shù)取值實際應(yīng)用  

　　電力折算標準煤系數(shù)在水泥行業(yè)的使用情況如何？還要通過一些有代表性文獻進行說明（引用文獻意在說明90年代后期及其之后不同時期供電煤耗的差別），這主要反映在余熱發(fā)電的電力減扣熟料熱耗使用的折算系數(shù)與電網(wǎng)供電和余熱發(fā)電電力直接投入到生產(chǎn)線用電設(shè)備的電力折算系數(shù)的差別方面。  

　　2.1. 《1997年水泥窯余熱發(fā)電技術(shù)》高級研修班論文集：“全國電網(wǎng)平均供電煤耗目前為0.431千克標準煤/千瓦時”，“關(guān)于（熟料）綜合能耗，假設(shè)每噸熟料生產(chǎn)1.2噸水泥，預(yù)分解窯綜合能耗每噸水泥為107Kg標準煤外加120 KW·h電，考慮區(qū)域電網(wǎng)及水泥廠總降壓變電站共12%的損耗后，水泥廠用電煤耗每千瓦時（KW·h）為1.12×0.431=0.483Kg標準煤，每噸水泥綜合能耗相當于165Kg標準煤”。【5】   

　　2.2. 《全國水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)裝備國產(chǎn)化論文集》：“到2010年，如果40%的新型干法生產(chǎn)線采用余熱發(fā)電技術(shù)，（注現(xiàn)有700條，屆時280條），預(yù)測發(fā)電量84億 KW·h，電站自用率8%，供電量77億KW·h，火電供電煤耗380克/ KW·h,相當于300萬噸標準煤”?！?】  

　　2.3. 《水泥工程：節(jié)能減排的途徑和潛力分析及相關(guān)政策介紹》：“2007年預(yù)計將投產(chǎn)50套左右純低溫余熱發(fā)電機組，“十一五”期間如能全部實施396條熟料生產(chǎn)線的余熱發(fā)電，按噸熟料平均38 KW·h估算，可節(jié)電155.8億KW·h，節(jié)約標煤5.9億噸[注：可能是590萬噸之誤]”。“例如：一條5000t/d熟料新型干法生產(chǎn)線通常配置9000KW純低溫余熱發(fā)電機組，按平均發(fā)電功率8500KW,年運轉(zhuǎn)7200h,則年發(fā)電量為6.12×107 KW·h，年節(jié)約標煤2.33萬噸（按電網(wǎng)平均煤耗380g標準煤/ KW·h計算）?！薄?】  

　　2.4. 《中國水泥雜志：論水泥工業(yè)能源消耗控制戰(zhàn)略》：“由于技術(shù)水平的不同，    水泥生產(chǎn)綜合電耗為92KW·h/t，有的則達到80KW·h的最佳水平?！薄八嗌a(chǎn)電耗為二次能源消耗，因電能也是燃煤轉(zhuǎn)換的。按1KW·h電能需要0.4克標準煤計，國際先進水平生產(chǎn)綜合電耗為37千克標準煤，我國每噸水泥生產(chǎn)綜合電耗為44千克標準煤?！薄?】  

　　綜上所述說明：①電力折算標準煤系數(shù)在不同的時期取值有所差別，但隨著技術(shù)進步在降低。②水泥企業(yè)耗電與余熱發(fā)電的電力折算系數(shù)基本保持在相同的水平，目前取值在0.38～0.4千克范圍。③取值0.38千克與“十一五規(guī)劃”的供電標準煤耗2005年期的0.37千克較為接近。④在取值時最好考慮電廠供電標準煤指標（包括余熱發(fā)電）、電網(wǎng)和總降壓損耗等因素。⑤電力消耗和余熱發(fā)電電力折算標準煤系數(shù)雖然還沒有統(tǒng)一到一個數(shù)值，但差別還不大。由此產(chǎn)生一個問題，電力折算標準煤系數(shù)應(yīng)怎樣取值才能對水泥工業(yè)計算標準煤耗的可比性和節(jié)電具有現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。因此感到電力折算標準煤系數(shù)取值應(yīng)反映一次能源煤的實際消耗水平，并且做到統(tǒng)一一致是很有必要的。  

　　3．“十一五”規(guī)劃水泥綜合能耗指標與《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》  

　　當前，有關(guān)的政策法規(guī)如《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》、《水泥工廠節(jié)能設(shè)計規(guī)范》中，在進行水泥綜合能耗的計算時，使用的電力折算標準煤系數(shù)是0.1229千克標準煤/KW·h，由此計算出的水泥單位能源消耗與“十一五”規(guī)劃指標列入表5進行比較。  

表5　水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額、“十一五”規(guī)劃指標、水泥工廠設(shè)計指標  

　　表5數(shù)據(jù)表示出“十一五”規(guī)劃指標與“限額”、“設(shè)計指標”間存在差別?！笆晃濉币?guī)劃指標2005年為159千克標準煤，2010年為148千克標準煤，平均每年降低2.2千克標準煤，計算到2007年為154.6千克標準煤，與＜1000T/D生產(chǎn)線的118千克標準煤比，相差36.6千克標準煤。目前，立窯等水泥與新型干法水泥的比例約為47：53，立窯熟料熱耗為160千克標準煤，新型干法熟料熱耗為115千克標準煤，水泥中熟料配比平均為75%，水泥生產(chǎn)電力消耗120 KW·h/噸，初步計算水泥綜合能耗為117.87千克標準煤（注：此處電力折算系數(shù)為0.1229千克標準煤/千瓦時），與154.6千克相比，差36.73千克。如電力折算標準煤系數(shù)采用0.370千克進行計算，目前水泥綜合能耗則為147.53千克標準煤/噸，與154.6千克比，僅相差7.07千克標準煤/噸，這反映出“十一五”規(guī)劃指標還是比較切合實際的。今后落后產(chǎn)能立窯生產(chǎn)線等將被逐步淘汰，由新型干法生產(chǎn)線替代，立窯等水泥與新型干法水泥的比例會下降，計算結(jié)果則隨之變化。  

　　4. 電力折算標準煤系數(shù)取值統(tǒng)一才客觀  

　　近期看到《中國水泥》刊登的的文章【9】講到了“水泥單位產(chǎn)品能源消耗計算方法”稱，“如果水泥生產(chǎn)企業(yè)采用窯頭冷卻機和窯尾廢氣進行余熱發(fā)電，應(yīng)分別統(tǒng)計余熱電站總發(fā)電量及自用電量，按公式（2.5）計算余熱發(fā)電折算的單位熟料標準煤量。  

　　ehe=0.404×(qhe-qo)/pCL                                                  (2.5)  
　　式中：0.404—每千瓦時電力折合的標準煤量，單位為千克標準煤每千瓦時（KgCe/ KW·h）  
　　qhe—統(tǒng)計期內(nèi)余熱電站總發(fā)電量，單位為千瓦小時（KW·h）  
　　qo—統(tǒng)計期內(nèi)余熱電站自用電量，單位為千瓦小時（KW·h）”。  

　　同一文章中還講到可比熟料綜合能耗計算方法和可比水泥綜合能耗的計算方法，現(xiàn)摘錄如下：  
　　“2.5. 可比熟料綜合能耗計算方法  

　　可比熟料綜合能耗按公式（2.7）計算  
　　ECL=eKCL+0.1229×QKCL                        (2.7)  
　　式中：ECL—可比熟料綜合能耗，單位為千克標準煤每噸（Kg/t）  
　　0.1229—每千瓦時電力折合標準煤量，單位為千克標準煤每千瓦 小時（Kg/ KW·h）  
　　eKCL、QKCL分別代表可比熟料綜合煤耗，單位為千克標準煤每噸（Kg/t）及可比熟料綜合電耗，單位為千瓦小時每噸　　（KW·h/t）”。  

　　“2.7 可比水泥綜合能耗的計算方法  
　　可比水泥綜合能耗按公式（2.13）計算：  
　　EKS= eKCL×q+eh+0.1229×QKS                        (2.13)  
　　式中：EKS—可比水泥綜合能耗，單位為千克標準煤每噸（Kg/t）  
　　q—統(tǒng)計期內(nèi)水泥企業(yè)水泥中水泥熟料平均配比，%  
　　eh—統(tǒng)計期內(nèi)烘干水泥混合材所消耗燃料折算的單位水泥標準煤量，單位為千克標準煤每噸（Kg/t）”。  
　　QKS代表水泥綜合電耗，單位為千瓦小時每噸（KW·h/t）。  

　　在上述的（2.5）、（2.7）、（2.13）式中對每千瓦時電力折合的標準煤量分別取值為0.404和0.1229千克，很明顯，企業(yè)內(nèi)部的余熱發(fā)電的電力折合標準煤量為國家電網(wǎng)供電的3.29倍。而在計算企業(yè)的水泥綜合能耗時，用于生產(chǎn)水泥的電力消耗在計算式中為正，而余熱發(fā)電的電力折為標準煤在能耗中扣除，同樣1 KW·h電力在計算水泥綜合能耗時，起到的作用卻不同。故此，在已建成投產(chǎn)或改造成功的帶有余熱發(fā)電的水泥企業(yè)，其能耗的下降幅度不但因有了余熱發(fā)電的節(jié)能效果，而且還因電力折算系數(shù)取值0.404千克標準煤使得節(jié)能效果更為明顯。由此建議在水泥行業(yè)中，電力折算標準煤系數(shù)統(tǒng)一采用“十一五”規(guī)劃指標0.370千克標準煤/千瓦時（Kg標準煤/KW·h），用於計算水泥企業(yè)的可比熟料綜合能耗和可比水泥綜合能耗。  

　　5. 電力折算標準煤系數(shù)統(tǒng)一取值0.370 Kg標準煤/KW·h  

　　根據(jù)以上的分析論述， 建議現(xiàn)階段電力折算標準煤系數(shù)統(tǒng)一取值0.370 Kg標準煤/KW·h，其優(yōu)點是：  

　　若采用0.370 Kg標準煤/KW·h，將水泥行業(yè)計算水泥綜合能耗統(tǒng)一到國家發(fā)改委“十一五規(guī)劃”的供電標準煤指標上。而這一指標將隨著電力技術(shù)進步逐步降低。為了實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃2010年水泥綜合能耗148 Kg標準煤/t的指標，采用此值（0.370Kg）計算出的水泥綜合能耗與“十一五”規(guī)劃指標相比，對推動水泥企業(yè)的節(jié)電工作具有現(xiàn)實意義。  

　　若采用0.370 Kg標準煤/KW·h，反映出目前我國電力行業(yè)的供電標準煤耗。水泥企業(yè)生產(chǎn)水泥消耗的電力是由一次能源煤轉(zhuǎn)換的，電力消耗折成的標準煤應(yīng)是實際的，而不是理論的。因此，取值0.370Kg標準煤進行計算，對水泥生產(chǎn)企業(yè)的水泥綜合能耗的評價較為接近實際而合理。  

　　若采用0.370 Kg標準煤/KW·h，對于水泥行業(yè)在統(tǒng)計比較水泥綜合能耗水平時，計算基準統(tǒng)一，計算出的結(jié)果便于分析比較，更具可比性。  

　　懇請業(yè)內(nèi)外有識之士給予指正，確定合理取值。  

　　參考文獻  

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