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新能源识别教材
能源使用相关变量（能源因素）识别教材
前言
有目地进行能源使用相关变量的识别与评价是组织建立和实施能源管理体系的良好开端。
能源管理体系的建立和实施其主要目的是使自愿实施能源管理体系的组织，通过利用系统方法对其活动、产品和服务中的能源使用的相关变量进行识别、评价和控制，实现对能源管理全系统的控制和持续改进，降低其能源消耗、提高能源利用效率。
为此，能源使用相关变量的识别和排序控制是建立和实施能源管理体系的基础和关键。
1、为什么要进行能源使用相关变量的识别？
1.1．GB/T23331-2012标准的要求：
GB/T23331-2012标准4.4.2条款指出：
“基于对能源使用和能源消耗的分析，识别主要能源使用的区域等，包括：
1——识别对能源使用和能源消耗有主要影响的设施、设备、系统、过程，为组织工作或代表组织工作的人员；
2——识别影响主要能源使用的其他相关变量；
3——确定与主要能源使用相关的设施、设备、系统、过程的能源绩效现状；
4——评估未来的能源使用和能源消耗。
a）识别改进能源绩效的机会，并进行排序，识别结果须记录。
”
▲：
标准在这里明确了：
a）要识别对能源使用和能源消耗有主要影响的范围、区域
b）识别重点用能区域内对能源使用、消耗有主要影响的设备、过程、岗位
c）要识别影响主要能源使用的相关变量（因素）
d）识别改进的机会并对改进的实施次序进行排序
1.2．加强钢铁企业能源管理、利用的要求
钢铁工业当前处于发展的艰难时期:
a.国民经济发展出现了不平衡、不协调、不可持续，要求转变发展方式---使企业的产业环境发生了重大变化，钢铁工业目前产能过大，能源消耗过高，与国内的资源、能源、市场需求不协调，国家要求必须调整。
钢铁工业是国家的能源消耗大户，在节能方面也应该做出自己的努力。
b．钢铁市场遭遇天花板，高成本不能转化为高价格、高效益----2012年，钢协会员企业累计实现销售收入35441.1亿元，实现利润15.81亿元，利润率仅为0.045%。
c.供求关系发生变化，高质量、高增产、多品种不能带来高效益
d.靠地区差异、规模差异、模仿技术和发展模式已不可能改变钢铁企业的经营状态
e.行业的产业链面临挑战，突显工艺链竞争的重要性----靠知识、智慧、自主创新已成为企业的核心竞争力
f.钢铁行业靠技术、规模、市场的竞争空间已十分有限，但从碳素流的使用看可有很大的竞争空间（钢铁成本以超总成本的30%以上），我国钢铁生产中能源的有效使用率平均仅为28.3%，余热余能占全部能耗的70%以上，折合490kgce/t，但利用并不理想。
1.3钢铁工业能源管理粗放：
表现为：
a.能源系统没有得到精细管理，有效利用和深度开发不够，导致管理粗放。
b.“大马拉小车”的现象普遍存在，使工艺装备长时间处于高耗能状态。
c.余热余能的回收利用不充分，往往重过程，轻结果;重回收，轻转化;不重视回收利用的效率，造成了低效回收，无效回收，甚至负效回收。
d.工艺技术落后，介质使用不合理，落后设备、产品仍大量存在，过程的控制集约化程度低造成浪费等。
1.4为解决企业能源管理中长期存在的“七无”问题:
●使用无依据-----对能源介质的质量不分析，使用很随意，高质低用；
●分配无定额-----无用能的基准值，也就无法进行科学的计算，只能无计划的分配；
●考核无计量-----计量器具配置不达标；
●管理无计划-----无基准，无计量、无依据决定了管理无计划；
●损失无监督-----无管理就无法进行监督；
●节约无措施-----不重视、不管理就不关心，也就不关心节约问题；
●浪费无人管------由于以上种种现象，因此浪费也就正常了。
2、几个概念
2.1能源
可以直接或通过转换提供人类所需的有用能（热值）的资源。
（电、燃料、蒸汽、热力、压缩空气以及其他相似介质）
又分为一次能源、二次能源、新能源、耗能工质。
2.1.1一次能源：
从自然界直接取得而不改变其基本形态的能源。
如煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。
其中前三者又叫化石能源。
2.1.2二次能源：
由一次能源经过加工转换而取得的另一形态的能源。
如电力、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及成品油、燃料油、液化气等。
在生产过程中产生的余热、余能也属于二次能源。
如：
高温烟气、可燃气体、蒸汽、热水、带有压力的流体、气体等。
一次能源无论几次转换而得到的另一种能源都是二次能源。
2.1.3新能源：
又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式，大多指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
2.1.4耗能工质:
在生产过程中所消耗的那种不作原料使用，也不进入产品，制取时又需要消耗能源的工作物质,这些工作物质被称为耗能工质。
它是由能源经过一次或多次转换而成的非热性属性的载能体，例如工业水、压缩空气、氧气、氮气、氩气等。
消耗这些物质也间接地消耗了能源。
从能量利用角度观察耗能工质可分两类：
一类通常称为能量形式来使用（如工业用水、压缩空气、电石、乙炔、氧气等），另一类通常不用作为能量使用的耗能工质（如自来水、深井水等）。
耗能工质的消耗也属于综合能耗计算种类。
2.2影响能源使用的相关变量
在组织的活动、产品和服务中，影响能源消耗、能源利用效率的因素（变量）。
例如：
在加热炉的生产活动中，煤气的消耗是能源消耗，而影响煤气消耗的因素就是影响主要能源使用的相关变量。
如：
管道泄漏、操作时风煤比不合理、煤气质量不好、余热未能回收利用……
2.3能源绩效改进机会的排序
通过对已识别的相关变量进行评价，确定的组织优先实施改进主要能源使用。
这种变量应是组织在预计的时间内，根据自身的条件（资金、人力、技术）可以进行改造、利用、控制的能源变量（因素）。
3，影响能源使用相关变量识别的重要性、目的
3.1.重要性：
影响能源使用相关变量的识别，是管理体系策划的重要过程。
影响能源使用相关变量的识别，是加强能源管理的基础。
影响能源使用相关变量的识别，是能源评审的要求。
3.2.识别目的：
通过识别能源管理体系覆盖范围内的能源使用相关变量，以期能够：
a.寻找对能源消耗和能源利用效率有影响的相关变量，实现能源管理的有效性。
b.寻找节能机会。
c.寻找余能余热利用的可能.
d.达到降低能源消耗，提高能源利用效率的目的。
4、能源使用相关变量的识别
4.1识别的过程：
根据对能源使用的总体评审所确定的用能区域-----划分作业过程-----明确所确定的主要用能的过程、设备、岗位的用能介质-----落实用能设备、使用过程、岗位------分析设备、过程、岗位的用能合理性-----确定存在的问题------提出整改措施------填表上报
4.2具体做法：
4.2.1划分作业活动：
划分作业活动就是将生产的过程按输入、输出的变化划分开。
如：
烧结、炼铁、炼钢、轧钢……。
但为把能源变量识别清楚，识别要求的划分作业活动应更细一些，如炼铁可分为：
上料、布料、煤粉制备、热风、炉内熔炼、出铁除渣等过程，只有这样才有利于能源变量的识别。
为使识别工作的顺利开展，划分作业活动可以组织的车间（作业区、工段）为第一级，也可考虑按能源介质的类型进行辨识，分厂或分公司进行第二级的辨识。
一般单位（厂或分公司）在这二级组织辨识、评价即可，在特殊单位（厂或分公司）（专业分工明确且差距较远时），可以考虑再分一级。
作业活动的划分：
应以一个完整的作业流程为单位进行，也就是独立耗能单位。
尽可能结合能源的计量核算单位做到一致。
如:
烧结过程可分为配料、混料、烧结、冷却、出炉……。
4.2.1.1划分的方法：
1）可按统计核算单位分，如进行考核能源的最小单位；
2）可按耗能种类分，如按照条线消耗、管网的介值传递；
3）可按主要耗能设施、装置分，如单台设备、单一设备、独立设施等；
4）可按作业区域分，单独区域、独立厂区等；
5）将上述两种或以上方式结合使用。
如：
对于一个轧钢厂，可以分为：
按统计核算单位分：
轧钢车间、精整车间、机修车间、电修车间、准备车间等。
按耗能种类分：
电力供应系统、煤气供应系统、水供应系统（净、浊循环、自来水）、压缩空气供应系统等。
按主要耗能设施、装置分：
加热炉、轧钢机、余热锅炉等。
按作业区域分：
办公活动、后勤活动、相关方的活动等。
4.2.1.2作业活动划分程度的把握：
所划分的作业活动既不能太复杂（如包含有几十个作业步骤或作业内容），也不能太简单（如仅有一、两个作业步骤或作业内容）,要针对我们识别的目的，合理地进行划分。
4.2.2确定用能介质类别
根据确定的用能区域、过程、岗位，确定各区域、过程、岗位的用能种类的介质类别。
如：
配料----电；混料----电、蒸汽；卫生清扫----水；焙烧----煤气、电等等。
耗能类别可分为：
一次能源、二次能源、新能源、耗能工质等四类，但要落实到具体的能源类型：
如电、煤气、焦炭……，特别是不要忘记耗能工质，如：
水、氧、氮、氩……。
用能区域的能源确定应是全部能源介质种类。
4.2.3.确定用能设备/设施、过程、岗位
要根据用能的流程、能源的类型，确定用能的设备/设施，特别是重点的用能设备/设施。
应首先确定该区域的用能设备/设施、过程、岗位的“大户”，如烧结中：
主抽风机、点火器、冷却风机、滚筒及电机等。
再明确用能“大户”的用能种类，如主抽风机电机---电、点火器---煤气、滚筒及电极---蒸汽、电、水等。
4.2.4分析设备、过程、岗位的用能合理性
a.与能源使用、消耗相关的变量及时态要求：
影响主要能源使用和消耗的相关变量，应当是很多的，但为了做好变量的识别工作，在识别时，可从如下几个方面去考虑：
1）使用的能源的种类：
能源类型的选择、设计、能源的质量、包括对一次能源、二次能源、耗能工质的消耗和对新能源和可再生能源的利用；
2）使用能源的设施：
如设备选型、设备运行效率、设备的维修、设备的状态等；
3）能源配置优化；如：
不同能源的配置使用，不同燃料的掺烧、配比工艺的合理；
4）工艺技术：
●是否淘汰工艺、现行工艺有无改进空间、参数是否合理；
●是否有相应的节能技术；
5）生产组织：
如作业班次、间断作业、热送热装；
6）能源管理：
如跑冒滴漏、抛撒、遗漏，验收、不合理放散、库存量的控制；
7）产品：
组织的产品包括：
●组织自身生产的产品：
产业结构、产品性能（节能环保）；
●组织使用的产品：
选用产品的节能、环保性能。
8）余能回收：
如余热、余压是否回收利用；
9）员工操作及节能意识；
10）计量监测（不包括采购的验收环节）：
如：
计量监测失准、缺失的环节、计量器具的配置情况；
11）节能经验、方法的运用
注：
某一能源变量可能由一个方面的原因构成，也可能由多方面原因构成。
b.能源相关变量（因素）的识别时还应关注三种状态：
1）正常状态：
指正常、持续的生产运行。
2）异常状态：
指生产设备设施的损坏、启停、检修、能源临时转供、特殊情况下的使用等情况。
3）紧急状态：
指发生爆炸、火灾、泄露等重大突发性事件、能源断供、管线受损（如管路被撞断、电缆被挖断）等。
c.能源相关变量（因素）的识别时还应关注三种时态：
1）过去：
以前我们使用能源的种类、数量、单耗等，包括其合理性和达到的水平。
2）现在：
目前我们能源使用的情况。
3）将来：
企业发展（计划中的）后对于能源的需求，以使能源系统平衡。
如：
新上氮保护的退火炉，就可能使氧气放散。
4.2.6识别范围与层次：
a.标准的要求：
GB/T23331—2012标准4.4.2条款指出：
“基于对能源使用和能源消耗的分析，识别主要能源使用的区域等，包括：
5——识别对能源使用和能源消耗有主要影响的设施、设备、系统、过程，为组织工作或代表组织工作的人员；
6——识别影响主要能源使用的其他相关变量；”
从标准的表述看，识别的范围至少应包括：
1）所有使用的能源介质；
2）所有用能的场所、区域；
3）所有能源设施、设备、系统、过程；
而不论这些能源介质、用能场所、用能设施的提供者、使用者、所有者是谁；
b.但根据钢铁企业的能源管理现状和加强用能管理的需要，识别的范围可包括用能单位活动、产品或服务的全过程，识别一切影响能源使用、能源消耗的相关变量。
企业的识别活动除主要的用能区域外，还应包括：
●与生产相关的活动——开发设计（工艺设计）、材料采购、设备检修、检验测试、包装仓储、动力供应等；
●办公活动——管理部门的办公活动以及相关的现场管理活动。
如办公设施、照明设施、管网线路管理等；
●辅助活动——运输（车辆、运输过程）、支持性服务（通讯、网络等）等；
●生活后勤活动——食堂（厨房设备的节能性、热能综合利用）、医院、绿化、保洁（废物回收）等。
●相关方的活动：
如相关方消耗、向外部转供能源
注意：
在识别过程中会涉及能源设计、能源采购或输入、能源储存、能源加工转换、能源输送、能源使用、能源回收放散和损失等能源管理环节，但是，并非在每个划分的作业活动中涉及所有7个环节。
4.3对识别的问题进行确认：
对识别的问题要本着实事求是的原则进行确认，确认的问题应是：
①：
事实上存在的问题，如有台风机的挡板开启度只有40%，或存在一台应淘汰的机电设备；②：
虽然眼下没有但会经常发生的问题，如阀门的漏水，空煤比调整不及时。
5.排序的原则与要求：
5.1排序的作用：
由于种种原因，经过能源评审，各企业的能源使用会发现一些的不合理用能问题存在。
但这许多的问题，并不可能在一个早晨全部解决，因此，企业面对能源评审发现的问题应结合自身的能力（资金、人员、技术、环境等）对需要解决的问题排个队（排序），通过对能源消耗、能源利用效率影响程度的评价，确定能源使用影响变量的改进实施的优先次序（即确定主要能源使用），以利于问题的解决。
5.2能源主要能源使用评价的对象:
已识别的影响能源使用、能源消耗的相关变量。
①：
能源的消耗量大的变量------可以通过耗能的计量数据统计分析发现，；
②：
节能的潜力大的变量------与兄弟单位的同过程或设备、岗位相比，差距大的。
③：
同时也应关注新技术、方法、技术的运用带来的节能效率
5.3主要能源使用的评价应考虑以下方面的要求：
a）法律法规和其他要求；
b）耗能占比；
c）成本与收益；
d）成熟的技术：
包括节能技术和降低产品能源消耗的生产工艺技术；
e）企业的财务、运行和经营要求；
f）能源的可获得性；
g）社会效益；
h）相关方要求；
i）企业自身要求。
5.4排序的方法：
是非判断法、对比法
对于消耗大、占比大的能源消耗，由公司规定比例，各单位执行。
1）是非法：
符合以下情况之一的能源变量，可确定为主要能源使用：
a.违反法律、法规和其他要求的能源变量，（如违反国家产业政策、节约能源法等以及国家明令淘汰或禁止的工艺、产能、设施、设备）。
b.国家限制使用但仍然在使用的能源设施或设备。
c.不符合组织的有关规定的能源变量
2）对比法:
根据如下对比，存在其中之一的，可以确定为主要能源使用：
a.不同能源类型、不同能源结构对总体能源利用效率影响的对比，其中，使用能源类型、结构不合理，且可以改进的，应排序在前面，应评为主要能源使用；
b.对于消耗水平、能源效率比较低有改进空间的能源变量应评为主要能源使用；
c.工艺设计、生产组织、设备选型、余能回收利用等中存在的明显不合理，应评为主要能源使用；
d.组织、相关方重点关注的能源变量，如政府确定的节能要求、公司确定的攻关项目等，应从中评出主要能源使用；
e.紧急状态下可能产生严重后果的能源变量，如能源停供、设备突发故障、采购短缺、火灾、爆炸、泄漏等。
f.其它对能效有重要影响的能源变量。
如仓储过多、恶劣环境影响、生产组织不合理等。
排序是为了实施，因此要考虑企业的特点，如钢铁这样长流程生产企业，项目改造就不是说动就动的事，必须结合检修、设备改造等结合进行。
同时也要考虑自身的能力，如资金问题、技术力量问题、时间问题……。
5.5企业确定的优先控制的变量，就应采取实实在在的措施，认真解决；不允许排为主要能源使用，但还是一份“三年计划”并不能优先解决。
5.6排序的结果应形成文件，如主要能源使用表等。
6制定整改措施
6.1制定整改措施的思路：
●首先考虑更新改造，从根本上解决问题，如：
淘汰落后工艺、设备、产品；
●其次采取措施减少损失，如：
增加计量设施、改善生产组织等；
●再次是加强管理，如：
加强设备维护保养、监控检查、考核、培训等；
6.2制定整改措施时考虑的条件：
●法规要求；
●生产条件，如：
各系统和设备/设施的匹配；
●资金与成本的核算，优先选择效益最佳的措施；
●节能新技术和方法以及实际的经验与效果；
●人员能力；
●考虑所使用能源的种类、经济性、质量、环境影响，以及可获得性等。
6.3整改措施的形式：
●制定目标和管理方案（改造）；
●重新修改、制定、完善有关的运行程序：
如标准、工艺、制度等；
●重新修改、制定、完善有关考核办法；
●加强培训，提高员工能力；
6.4制定整改措施的要求：
要实事求是，从实际出发，符合遵法守纪，可行有效，先易后难，科学、可行的原则，针对原因制定切实有效的整改措施。
6.5填表上报：
按统一制定的识别表填写（见附件1）
7具体要求：
7.1为了确保识别充分，能源体系确定范围的各单位、部门都应开展识别工作（用能区域要更认真、细致），可采取全面识别二级评价的方法，即：
各耗能源使用、消耗单位识别，厂（分公司）、公司二级评价。
7.2相关单位按照统一的方法、时间，组织进行本单位的能源变量识别、主要能源使用排序评价结果进行汇总，可合并同类项，但要指出所涉及的各环节。
7.3各单位（厂或者分公司）将本单位的《能源变量识别评价表》以电子形式（Excel表格、A4横排）报，同时对于排序后的主要能源使用进行改进策划，具体形成本级的《主要能源使用清单》，并经主管领导批准，以书面和电子形式（Excel表格、A4横排）报送公司
7.4公司组织专业管理部门对各单位上报的《主要能源使用清单》进行审核，形成公司级《主要能源使用清单》，报管理者代表
7.5将批准后的《主要能源使用清单》，转发给各单位，各有关单位按要求执行
7.6对于其余也需要采取控制措施的能源变量，由有关的单位和部门负责控制措施的制订和实施（是制订目标、管理方案，还是采取运行控制方式），并落实责任人、资金预算（必要时）和完成时间。
8.识别的周期：
8.1标准的要求：
GB/T23331-2012标准4.4.3条款指出：
“组织应按照规定的时间间隔定期进行能源评审，当设施、设备、系统、过程发生显著变化时，应进行必要的能源评审。
”
也就是说，能源评审不是在建立管理体系时一次，而是要定期进行，多次的，特别是当设施、设备、系统、过程发生显著变化时，必须进行能源的评审工作。
8.2能源评审的更新
1）对能源评审结果的管理应是动态的，不是一成不变的，没有变化就不可能实施改进。
可能引起能源评审更新的情况包括：
a.公司活动、产品发生变化时，如产品结构调整、增加新设备、采用新工艺、新技术等；
b.相关法律法规和其他要求发生变化；
c.内部管理的要求。
2）即使以上情况没有发生，用能单位也应按规定的时间间隔对能源变量进行重新确认和评价，并根据评价结果，适时更新能源变量的信息。
8.3实施的实际：
由于能源评审的工作量比较大，也不宜经常性的进行，如果企业的系统、过程、设施、设备、产品变动不大，1---2年做一次也是可以的，但以上情况有变动时则必须进行此项工作。
9.案例：
某轧钢厂的能源使用相关变量（能源因素）的识别
-----了解识别对象的用能情况；
某轧钢厂的能源消耗占比：
介质种类
单位
单耗
能耗（kgce/t）
能耗占比
输入来源
焦炉煤气
GJ
1.49
50.74
57.40%
动力分厂供应
电
kwh
90.08
36.39
41.17%
动力分厂供应
压缩空气
m3
24.81
0.99
1.12%
动力分厂供应
氧气
m3
0.10
0.04
0.04%
制氧厂供应
氮气
m3
0.15
0.03
0.04%
制氧厂供应
蒸汽
GJ
0.00
0.04
0.05%
动力分厂供应、自产
软水
m3
0.29
0.11
0.12%
动力分厂供应
循环水
m3
0.06
0.01
0.01%
动力分厂供应
轧线天然气
GJ
0.00
0.05
0.05%
动力分厂供应
余能回收
回收蒸汽
GJ
0.14
4.69
5.31
-----划分作业过程
轧钢厂按下列划分：
轧钢过程，包括：
加热、轧制、收集冷却等活动；
精整热处理过程，包括：
矫直、检查修磨、热处理等活动；
工辅过程，包括：
供水、供电、煤气、压缩空气、蒸汽、氧（氮）气、天然气等系统；
办公后勤过程，包括：
办公室（含现场办公室）、食堂、更衣室浴室、库房、绿化、车辆等活动。
-----明确所确定的主要用能的过程、设备、岗位的用能介质（以加热活动为例）
包括：
水（循环水、软水）、电、焦炉煤气、压缩空气、蒸汽、氧（氮）气。
------分析设备、过程、岗位的用能合理性（部分）
1）能源介质的种类方面；
Ø燃料使用的是焦炉煤气，但公司的高炉煤气还在放散；
Ø煤气压力、热值、水分不稳定；
2）用能设备设施；
Ø加热炉鼓风机电机没有采用变频调速；
Ø现场照明使用的是白炽灯；
Ø装钢滚道电机采用的是JO2--82—4电动机，属于淘汰型号；
Ø压缩空气阀门存在泄露；
Ø加热炉西侧蒸汽管道没有保温包扎；
3）从能源价值考虑能源配置优化；
Ø回收的蒸汽用于取暖和食堂，夏季有部分放散；
4）工艺技术；
Ø没有采用双预热模式；
ØQ345钢种的加热温度比其它企业偏高30-50℃；
5）生产组织的合理性；
Ø热装温度较低，平均只有380℃；
Ø热装率较低，平均为26.4%；
Ø生产组织不连续，热停工时间长；
6）能源管理和用能规范；
Ø没有用能规范，当轧机出现故障时，不能及时准确降温和停止出炉滚道；
Ø空调没有规定使用温度，温度设置过高（或过低）；
7）产品；包括组织自身生产的产品和组织使用的产品。
无。
8）余能、余热、余压的充分回收、梯级利用、高效转换；
Ø烟气温度较高，但没有回收利用；
9）员工操作及节能意识；
Ø上料滚道对位限位失灵，滚道来回运行对位，浪费电耗；
Ø员工操作水平低，钢坯间隔大；
Ø工作责任心不强，出钢后不及时关闭炉门；
Ø轧钢工技术水平低，每月回炉重轧率为2.3%；
10）计量设施的配置与能源监测；
Ø蒸汽回收无计量；
Ø电能转供运输部，但没有计量，每月包干；
Ø压缩空气、软水的使用没有计量；
Ø加热炉与退火炉共用煤气表，无法加热炉的消耗量；
11）节能经验、方法的运用
无。
-----确定主要能源使用
Ø燃料使用的是焦炉煤气，但公司的高炉煤气还在放散；
Ø加热炉西侧蒸汽管道没有保温包扎；
Ø热装率较低，平均为26.4%；
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