陕西电石行业能源管理体系实施指引.docx
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陕西电石行业能源管理体系实施指引
陕西省节能协会美国能源基金课题组
2014年3月
DB
陕西省电石行业能源管理体系
实施指南
陕西省节能协会美国能源基金课题组
前言
为落实陕西省“十二五”规划《纲要》节能目标任务，根据国家发改委等十二个部委制定的《万家企业节能低碳方案》，依照其中“建立健全能源管理体系，对企业的能源生产、输送、分配、使用各环节进行集中监控管理”的有关要求，陕西省节能协会根据2012年我国颁布的GB/T23331-2012《能源管理体系要求》和GB/T29456-2012《能源管理体系实施指南》，按照GB/T1.1-2009给出的规则，起草编写了《陕西省电石行业能源管理体系实施指南》（以下简称本实施指南）。
本实施指南涵盖了节能监测、能源审计、能效对标、内部审核、能耗计量与测试、能量平衡统计、管理评审、自我评价、节能技改和节能考核等内容，目的是指导电石企业建立能源管理体系或其他必要的管理过程，从而规范能源管理行为不断提高能源管理水平，达到预期的能源消耗和使用的目标，促进可持续发展。
本实施指南按照GB/T1.1-2009给出的规则起草，是GB/T23331-2012标准在电石企业的实施指南，不是对GB/T23331-2012的修改、增补或延伸。
本实施指南在GB/T29456-2012的基础上，结合电石行业的特点和能源管理要求，对电石企业建立、实施、保持和改进能源管理体系提供了系统的指导性建议。
本实施指南旨在为电石行业企业根据国家及行业的节能管理政策和相关法律法规、标准和其他要求，结合自身特点，建立、实施能源管理体系，切实提高其能源管理水平和绩效提供指导，由陕西省节能协会提出并归口。
本实施指南起草单位：
陕西省节能协会、陕西省电石协会、陕西省榆林市工信局、西安工程大学。
本实施指南起草负责人梁中枢，总顾问蔡颂尧，高级顾问曹桂花、贺晔春、封德胜、张德福，主编李延志，课题组长江开耀，副组长马柯，参加人管声启、陈永当、张克英、陈龙龙、梁建峰、王帅、李倩、高亚利、朱丹、刘广梅、陈小芳、谢正友等。
本实施指南编写过程中，得到了山东省能源监察总队、广东省节能监察中心、榆林市政府、国宏美亚（北京）工业节能减排技术促进中心、中国电石协会技术部、陕西省冶金学会、陕西省电石协会、榆林市工业和信息化局、榆林煤炭科技开发有限公司、榆林云化绿能有限责任公司、佛山欧神诺陶瓷有限责任公司、陕西北元集团锦园化工公司、华陆工程科技公司、西安化工厂电石分厂、天桥集团府谷电石公司等单位的大力协助，在此表示诚挚的感谢！
引言
编制本实施指南的目的是为了指导陕西省电石企业建立一套系统、科学且具有可操作性的能源管理体系，实施持续改进，实现节约能源目标，提高能源绩效，促进节能减排工作。
同时，本实施指南为认证机构在陕西省电石企业开展能源管理体系认证时提供统一、规范的依据。
GB/T23331-2012规定了适用于各类组织的能源管理体系的要求，为各类组织建立、实施、保持和改进能源管理体系提供了系统的要求。
本实施指南依据国家标准GB/T23331-2012《能源管理体系要求》，结合陕西省电石企业能源使用和管理的实际情况而制定。
本实施指南的基本框架与国家标准GB/T29456-2012保持一致。
在基本的框架内，提出了针对陕西省电石企业建立、实施能源管理体系的相关要求。
能源管理体系是组织管理体系的一部分。
陕西省电石企业按本实施指南建立、实施能源管理体系时，可将本实施指南与质量、环境、职业健康安全等管理体系要求相结合并加以应用，从而实现本企业整体管理体系的融合。
能源管理体系与其他管理体系整合的关键是各项要求在企业管理体系中得到落实。
本实施指南适用于各类和不同规模的电石企业，能源管理体系的详略和复杂程度、体系文件数量、所投入资源等，取决于组织的规模、体系覆盖的范围、能源利用和消费的类型及数量、能源利用过程及其相互作用的复杂程度等多方面因素。
本实施指南既不对陕西省电石企业规定具体的能源绩效准则，也不提供详细的能源管理体系设计规范。
陕西省电石企业可按照GB/T23331-2012、GB/T29456-2012及本实施指南寻求第三方认证机构对其能源管理体系的建立与实施进行认证，也可参照本实施指南开展自我评价和自我声明，寻求相关方对其符合性进行确认。
1范围
本实施指南提出了陕西省电石企业的能源管理体系认证要求及对其能源使用和消耗系统管理的基本要求，考虑了影响电石企业能源绩效的因素，明确了电石企业能源管理体系的核心要素。
本实施指南适用于陕西省各地各类电石企业建立、实施、保持和改进其自身的能源管理体系，为其提供统一、规范、系统地依据，与其规模、类型、位置和成熟程度无关，也可用于作为各相关方对其能源管理体系符合性进行确认的依据。
2规范性引用文件
本实施指南以下列出的规范性引用文件，对于本实施指南的应用是必不可少的。
凡是标注日期的引用文件，仅标注日期的版本适用于本实施指南；凡是未标注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）亦适用于本实施指南。
GB/T23331-2012能源管理体系要求及使用指南
GB/T29456-2012能源管理体系实施指南
HG/T4287石油和化工企业能源管理体系要求
GB/T2589综合能耗计算通则
GB/T3486评价企业合理用热技术导则
GB/T12497三相异步电动机经济运行
GB/T13234企业节能量的计算方法
GB/T13462电力变压器经济运行
GB/T13466交流电气传动风机（泵类、空气压缩机）系统
经济运行通则
GB/T15317工业锅炉节能监测方法
GB/T17167用能单位能源计量器具配备和管理通则
GB/T17954工业锅炉经济运行
GB/T21367化工企业能源计量器具配备和管理要求
TSGG0002锅炉节能技术监督管理规程
GB21343电石单位产品能源消耗限额
HG/T4190化工企业能源审计规范
HJ/T430清洁生产标准电石行业
部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录（2010年本）
产业结构调整指导目录（2011年本）
3企业能源管理体系要求
企业应符合GB/T23331-2012标准4.1条款要求，电石企业可以结合实际情况考虑以下内容：
（1）企业应根据其管理职责和地理区域界定能源管理体系的范围和边界。
能源管理体系的管理范围和边界应覆盖企业相关产品生产区域的生产系统、辅助生产系统和附属生产系统能源利用的全过程以及其它不可区分的所有活动。
至少应包括以下内容：
1）生产系统
从焦炭等原材料和能源经计量进入工序开始，到电石成品计量入库为止的有关工序组成的完整工艺过程和设备，主要包括原料输送、炭材烘干、电石生产、炉气净化、电石破碎和包装工序等。
2）辅助生产系统与附属生产系统
电石企业辅助生产系统和附属生产系统参见本实施指南附录A.2、A.3条款的内容，并结合企业的实际情况确定。
（2）对能源管理体系的管理范围和边界的界定应符合国家、行业和地方发布的相关法律法规、标准及其他相关要求；无相关标准及要求的企业可参照相关法律法规、标准并结合企业实际情况进行界定。
（3）企业在申请能源管理体系认证时，应具备以下基本条件：
1）如有要求时应取得相关资质，包括危险化学品安全生产证、工业产品生产许可证等；
2）生产工艺、设备装置、生产规模应满足国家产业政策、行业准入条件及国家、行业和地方法律法规要求；
3）能源消耗符合国家能耗限额的规定，如GB21343《电石单位产品能源消耗限额》等的规定。
4电石生产能耗分析
4.1工艺流程分析
企业主要采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料（焦炭、无烟煤或石油焦）在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。
单位产品综合能耗定义为用单位标准产量表示的综合能耗，即单位标准电石产量直接消耗的能耗量，以及分摊到该产品的辅助生产系统、附属生产系统的能耗量和损失量。
产品综合能耗统计范围从焦碳等原材料和能源经计量进入电石生产开始，到电石成品计量入库的电石产品的整个生产过程。
由生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统设施三部分用能/用原料组成。
生产流程示例如图4-1、图4-2所示。
主要生产过程是：
原料加工→配料→通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：
GaO+3C→CaC2+CO↑
熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。
图4-1电石生产工艺流程示意图
图4-2电石生产工艺流程图
4.2工序能耗分析
1）原料准备工序能耗：
包括石灰石煅烧、石灰破碎、筛分输运以及炭的干燥、破碎、筛分、输运等所消耗的以电能形式计量的能源。
工序中主要耗能指标包括吨电石电耗、吨电石耗兰炭、烘干燃料消耗等；
2）电石生产工序能耗：
包括冶炼、电炉循环水、冷却系统、除尘系统等消耗的能源。
工序中主要耗能指标包括吨电石生产工序电耗（冶炼电耗、附属设备电耗）、吨电石炉气回收值、吨电石新鲜水耗、水循环利用率等；
3）电石冷却破碎工序能耗：
电石冷却、一次破碎、二次破碎、电石输运等所消耗能源。
工序中主要耗能指标包括吨电石电耗等。
4.3综合能耗分析
1）电力消耗包括电炉电、动力、照明用电和环保装置用电；
2）炭素原料包括焦炭、石油焦、无烟煤、电极糊和其它炭素还原剂等。
数量从进入生产后第一道工序开始计量；
3）干燥焦炭耗燃料，热值和计算起点同上。
如用电石生产的余热干燥焦炭时，其余热不计算燃料消耗；
4）电石生产系统中消耗的各种耗能工质：
包括冷却水、氧气、氮气、压缩空气，其热值按规定的当量热值计算；
5）辅助生产系统消耗的能源：
各辅助工序（包括电石生产界区内自石灰进厂到电石成品入库止）所消耗的能源（前项中计算过的不得重复统计）；
6）附属生产系统消耗的能源，包括电石生产界区内维修工段、化验室、控制室、库房及车间办公室等消耗的能源。
辅助和附属生产系统的能源消耗量和损失量应全部分摊到产品中去，产品分摊辅助、附属能耗及能源损失量，采取按产值比例分摊。
由于各种能源的热值不同，应折合为标准煤作为统一计量单位。
企业外购的各种能源，其热值以该地区或该企业在报告期内实测的低位热值为准。
综合能耗中应扣除向外输出的能源。
电石产品综合能耗具体包括耗电量、耗炭量和耗石灰量三种：
a）单位产品综合电耗：
单位标准电石产量总计消耗的电量，
包括动力电、照明用电和环保装置用电等；
b）单位产品耗炭量：
统计期内生产单位电石所消耗的炭量，
其中炭量按焦炭、兰炭、煤炭用量填写；
c）单位产品耗石灰量：
用单位标准电石产量表示的生产过程
中生成电石所消耗的石灰量。
4.4余热、废气利用指标
1）电石炉废热利用率：
电石炉废热利用率为电石生产过程中电石炉废热利用量与电石炉产生废热总量的比值；
2）电石炉炉气利用率：
电石炉炉气利用率为电石生产过程中炉气总使用量与电石炉炉气生产量的比值。
4.5电石能效标杆指标值
4.5.1电石单位产品综合能耗和电炉电耗限额指标
表4-1电石单位产品（标量）综合能耗和电炉电耗限额指标GB/T12723-2008
项目
单位
限额指标
单位产品（标量）综合能耗
tce/t
≤1.15
单位产品（标量）电炉电耗
kW·h/t
≤3350
4.5.2新建电石生产装置单位产品能耗限额准入值
表4-2新建电石生产装置单位产品能耗限额准入值GB/T12723-2008
项目
单位
准入指标
单位产品（标量）综合能耗
tce/t
≤1.10
单位产品（标量）电炉电耗
kW·h/t
≤3250
4.5.3电石生产装置单位产品能耗限额先进值
表4-3电石生产装置单位产品能耗限额先进值GB/T12723-2008
项目
单位
先进指标
单位产品（标量）综合能耗
tce/t
≤1.05
单位产品（标量）电炉电耗
kW·h/t
≤3050
4.5.4陕西省电石生产电炉电耗先进值
图4-3陕西省榆林市榆电阳光密闭式电石炉2012年1月-7月电炉电耗指标统计
陕西省榆林市榆电阳光化工有限公司21000KVA密闭式电石炉2012年1月-7月电炉电耗指标如图4-3所示，其平均电炉电耗已达3034千瓦时/吨，低于国家规定的先进指标。
4.6陕西省电石单位产品综合能耗及电炉电耗限额标杆值
综合考虑国家相关标准及陕西电石生产实际水平，拟确定陕西省电石单位产品综合能耗及电炉电耗标杆值限额如表4-4所示。
表4-4陕西省电石行业单位产品综合能耗及电炉电耗限额标杆值
项目
省平均指标
省先进指标
国家限额指标
国家准入指标
国家先进指标
单位产品综合能耗（kgce/t）
1.01
0.98
≤1.15
≤1.0
≤0.98
单位产品电炉电耗（kW·h/t）
3703
3034
≤3350
≤3200
≤3050
4.7电石行业节能技术
电石的综合能耗包括：
工艺及动力用电、生产电石的炭素材料、烧石灰用的燃料、干燥炭材用的燃料、生产过程中所消耗的其他介质以及向外输出的能源等。
其主要是由耗电指标、原料利用率及能源回收率决定的。
降低电石生产的综合能耗，可以从以下几个方面进行。
4.7.1提高原料质量
提高原料质量可以减少其对电石生产的负面影响。
生产电石的主要原料是石灰和焦炭，原料质量的优劣与电石耗电量多少有着非常重要的关系。
经测定，原料带入的杂质在炉内消耗电能约占电石生产总耗电量的4-8%。
表4-516500KVA电石炉热平衡测定结果
收入
支出
项目
kcal
kW·h
%
项目
kcal
kW·h
%
输入电能
2924000
3370
100
CaC2生成热
1401700
1630
47.94
杂质还原热
134200
126
4.59
液态电石带出热量
680000
791
23.26
炉气带走热量
68800
80
2.35
烟尘等损失能量
28500
33
0.97
变压器短网损失
301200
350
10.3
电极焙烧及辐射热损失
309600
360
10.59
合计
2924000
3370
100
由表4-5可知，实际上每吨电石（含CaC280％）耗电约3400千瓦时，真正消耗在电石生产所需的能量仅占47.94％，其余的全部损失掉了。
根据上述情况，为了降低电石生产的电耗，首先必须把各种热损失降到最低点。
要求主要原料石灰中CaO质量分数>92％，生烧、过烧少，活性好；炭材料，高纯度、高活性、高电阻、高强度，固定炭质量分数>84％，灰分<14％，硫质量分数炭材料的纯度对电石生产影响较大。
目前使用的兰炭具有低灰分、高活性、高电阻的优点，但其强度较差。
兰炭与冶金焦配合使用可弥补焦炭的低电阻及兰炭低强度的缺陷。
图4-416500KVA电石炉各部分能耗份额示意图
石灰、炭材料的成分对电石生产的影响情况见表4-6。
主要杂质消耗的能量和焦炭数量见图4-5、图4-6。
除控制好上述指标外,还需控制好入炉原料的粒径。
对于大、中型电石炉来说，石灰粒径为10-40mm，石炭材料为5-25mm。
表4-6石灰、炭材料的成分对电石生产的影响
指标变化情况
耗电增加值/（kW·h·t-1）
降低产量/%
石灰中CaO质量分数降低1%
75-80
2.5
生烧品质量分数提高1%
30-35
1.0
过烧品质量分数提高1%
20
0.6
焦炭灰分提高1%
57-60
2.0
焦炭水分提高1%
12
0.3
根据实际经验和国外资料介绍，石灰、焦炭的质量应符合表4-7、表4-8要求。
图4-5主要杂质耗电量对比
图4-6主要杂质耗焦炭量对比
表4-7生石灰质量要求
化学成分/%
粒度规格/mm
电石炉容量/KVA
CaO
生过烧
杂质
5000-10000
10000-20000
20000以上
>92
<9
<2
5-30
5-35
5-40
表4-8焦炭质量要求
化学成分/%
粒度规格/mm
电石炉容量/KVA
固定炭
灰分
水分
5000-10000
10000-20000
20000以上
>84
<15
<1
3-15
3-18
3-20
4.7.2采用密闭电石生产装置结构改革创新技术
生产装置结构改革创新技术是电石生产节能的重要技术，例如陕西密闭式电石炉通过生产装置结构改革创新技术，使单位产品电炉电耗比引进挪威埃肯密闭式电石炉降低200千瓦时/吨，4.5万吨密闭炉年可节约电能1000万千瓦时。
因此，结构改革创新技术节能潜力巨大，是电石产业节能主方向。
我国是发展中国家，国资民财来之不易，按照国家准入条件鼓励改造成密闭的政策，实施内燃改密闭将炉气资源变成利润是解决在市场竞争中长期生存和节能的措施。
4.7.3降低电炉电抗，保障电石炉高自然功率
降低电炉电抗可以提高电石炉自然功率。
小功率的电炉，自然功率可达到0.9以上，而超过1万kW的电炉为0.85-0.90，当容量超过2万千瓦时，很难达到0.85。
自然功率随着容量的加大而降低，因而，降低电抗、合理选择变压器容量，提高自然功率成为提高电炉有功功率的主要措施。
电炉的电抗是下列电抗的总和，即变压器、短网、挠性橡胶管、馈电铜管、导电颚板、电极、炉料。
降低电抗值，除降低变压器阻抗外，改进短网结构，缩短长度，减少接触电阻，导电设备焊接代替螺栓压接，增加炉料电阻，均有利于电抗的降低，提高电炉的自然功率。
4.7.4提高电炉有效功率
a．选择合理的电器参数，增加入炉深度，操作中必须达到埋弧操作。
保证炉料结构的稳定性，减少热能的浪费，从而减少工艺电的消耗。
b．降低把持器位置，缩短电极的有效长度，减少电极电阻的电能消耗，提高电炉的有效功率。
c．减少固定的停电时间，采用带电压放电极，带电测电极的方法，提高电炉的开动率。
4.7.5有效利用炉气
电石炉气是高温多粉尘高载能气体，对于密闭炉来说，主要成分为CO气体，占总气量的70-80％。
每吨电石产生炉气450立方米，其热值为11259千焦每立方米，由于潜热和显热都比较高，极具利用价值。
如果回收并加以利用，每吨电石可节约能耗173千克标煤。
1）开发节能效益型密闭电石炉气直燃式回转窑生产石灰暨煅烧去氰根自主创新装备技术
可以解决我国几十年密闭电石炉气不能合理应用、难以节能、减排、安全，不能给生产企业增加经济效益的一系列制约密闭电石炉发展的难题，填补了电石产业发展方向中的提升空间。
2）开发节能型煅烧电石渣生产石灰进行钙循环创新技术装备产业链
这是在借鉴吸收美国、西德先进适用技术、设备的基础上，进行的我国自主创新密闭电石炉废气煅烧乙炔渣装置科研项目。
项目工程实施后，不但节约了石灰石资源，而且大大减少了二氧化碳排放量。
一个年生产50万吨电石与大型乙炔深加工企业配套建设的循环经济工程，每年可节约12万吨标准煤、可以减少向大气排放25万吨二氧化碳气体，节约80万吨石灰石矿山资源，可以解决500万吨电石渣固体废弃物。
这是进行以钙为载体实现电石渣—石灰—电石—电石渣的闭路循环工艺。
氧化钙密闭电石炉碳化钙
电石炉气乙炔水化
回转煅烧窑氢氧化钙乙炔渣
图4-7电石渣—石灰—电石—电石渣的闭路循环工艺示意图
5管理职责
5.1最高管理者
应符合GB/T23331-2012标准4.2.1条款要求，电石企业可以结合实际情况考虑以下内容：
（1）建立能源管理机制，完善能源管理网络。
（2）设立能源管理岗位，配备具有节能专业知识和实践经验的人员。
（3）确保先进的能源管理理念、工艺技术、设施设备在企业得到应用。
（4）建立节能目标责任制及相关的激励性政策和约束机制。
注：
理解最高管理者时，首先应该明确他是在最高层指挥和控制组织的人员，应该在能源管理体系的范围和边界内控制组织。
最高管理者在组建能源管理团队时，应该根据企业的规模、性质、可用资源的多少等因素确定团队的大小。
团队可以是一个人，如管理者代表。
最高管理者或指派的代表在企业内进行沟通时，要通过授权、激励、奖励和参股等方式让员工尽可能地参与到活动中来，以提升能源管理地位。
另外，最高管理者在建立、实施、保持和持续改进能源管理体系过程中起着决定性的作用，其承诺直接关系到能源管理体系推进的成败。
5.2管理者代表
应符合GB/T23331-2012标准4.2.2条款要求，电石企业可以结合实际情况考虑以下内容：
（1）完善能源管理制度，对相关的职责和权限做出规定，包括：
日常能源管理、用能结构与用能状况分析、能源统计、能源报表和能效对标等。
（2）预测能源发展趋势，识别节能机会，提出节能建议和意见，制定节能方案。
（3）组织实施能源评审，组织编制能源利用状况报告，负责相关外部联络等。
注：
管理者代表可以是企业现有的、新录用的或合同制员工。
管理者代表宜由节能意识强、具有管理能力和能源管理经验、分管节能工作的高层管理人员担任，负责全部或部分能源管理工作。
为了保证能源管理体系的有效运行，应授予管理者代表必要的权限，包括必要的人力、物力、财力、技术和信息等资源的分配权。
6能源方针
应符合GB/T23331-2012标准4.3条款要求，电石企业可以结合实际情况考虑以下内容：
（1）能源方针应体现国家及陕西省有关循环经济、清洁生产及节能减排的要求。
（2）能源方针应体现所在地市及上级单位的能源管理要求（适用时）。
注：
能源方针是企业最高领导者正式发布的能源管理的宗旨和方向，是企业开展能源管理工作的指导思想、行为准则和奋斗目标。
电石企业在制定能源方针时应当结合政府、电石行业的能源发展战略、规划、政策等，结合企业自身的特点制定出符合本企业实际的能源方针，并且要形成文件，使全体员工充分理解并实施，根据需要定期评审和更新。
能源方针在内容上必须包含两个承诺和一个框架，即降低能源消耗和提高能源利用效率并持续改进的承诺，遵守有关能源的法律法规、标准的承诺，提供建立和评审能源目标和指标的框架。
能源方针是企业整体方针的一部分，可纳入企业其他方针文件中，或将他们相融合。
电石企业可参考以下内容建立能源方针：
（1）识别并收集与企业能源使用、能源消耗及能源效率相关的法律法规及其他要求。
（2）通过能源评审，分析企业当前的能源使用和能源消耗，识别重要能源使用的区域，评估企业未来的能源绩效。
（3）收集和确定的信息，企业管理层进行充分讨论，根据企业目前的能源使用和消耗的特征和规模，确定企业的能源方针。
（4）最高管理者对确定的能源方针进行评审，提出评审意见，由相关部门修改完善后签署发布。
7策划
7.1总则
应符合GB/T23331-2012标准4.4.1条款要求。
7.2法律法规及其他要求
应符合GB/T23331-2012标准4.4.2条款及以下要求：
（1）及时收集、识别适用的国家、行业和地方法律法规、标准及其他要求，应重点关注国家产业政策，包括国家鼓励、限制、淘汰的生产工艺、用能设备等相关规定和要求。
（2）确保适用的国家、行业和地方法律法规、标准及其他要求处于最新状态，并传递或传达到相关层次、
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