工业节能诊断
常用方法及案例介绍
作者简介：
徐泽宇，节能领域项目经理，能源与动力工程专业，曾实施百余家工业企业节能诊断项目，熟悉多行业生产工艺流程及其配套生产设备、公用设备。能很好的根据企业现有运行情况，找出对应的节能潜力点并提供相应的整改建议，助力企业节能降耗工作。
一、能源利用
1、诊断要求
重点核定企业能源消费构成及消费量，分析能源损失及余热余能回收利用情况，核算企业综合能耗，分析企业能量平衡关系。
2、常用的方法学-历史数据分析法
收集企业近几年的能耗数据，与历史同期、平均值、指定值相比，单位时间段内能耗突然增加或者用能趋势变化过快等问题，根据不同的用能特点，判断其产生的原因。常用的工具有柱状图对比分析、散点图归一化分析等。
案例1：通过查看某建材企业近两年能耗及产量数据，发现企业两年来产品种类较为稳定，主要使用电力及蒸汽，能耗种类未发生变化。
2020-2021年产量及单耗情况
时间 | 2020年 | 2021年 | 下降率 |
| 产量（m³） | 168019 | 372592 | -122% |
| 单位产品综合能耗（kgce/m³） | 21.48 | 24.23 | -13% |
| 单位产品电耗（kW·h/m³） | 22.25 | 19.22 | 14% |
| 单位产品蒸汽消耗（kgce/m³） | 17.78 | 21.34 | -20% |
通过上表总能耗数据可知，企业2021产品产量提高了122%，但是单位产品综合能耗提高了13%。进一步确认企业单位产品电耗下降了14%，但是单位产品蒸汽消耗却提高了20%，判定企业2021年蒸汽消耗管控不理想，需要进行2021年蒸汽月度能耗分析。
2020-2021年单位产品蒸汽消耗量（kgce/m³）月度数据情况
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
| 2020年 | 0.00 | 164.65 | 8.55 | 15.15 | 15.40 | 16.41 | 19.91 | 15.45 | 20.16 | 22.52 | 20.70 | 19.83 |
| 2021年 | 20.67 | 2.37 | 21.82 | 21.21 | 20.63 | 22.68 | 22.61 | 21.92 | 23.26 | 22.16 | 16.68 | 27.86 |
通过上表蒸汽消耗月度数据可知，企业单位产品蒸汽消耗量指标主要是在2020年7月份开始升高，咨询企业相关负责人后，得知企业在2020年7月份开始引入蒸压釜智能疏水装置。后经现场查看，发现企业16台蒸压釜的智能化疏水装置旁通阀均处于半开状态，班组长解释说是要确保预养室的保温供汽才让疏水器旁通阀处于半开状态。但企业现状是蒸压釜倒釜均压后的废汽仍有大量直排未利用。发现问题后，企业进行了预养室、静养室保温供汽管线改造，确保智能化疏水器旁通阀处于关闭状态时能保证预养室的保温供汽需求。改造后年节约蒸汽消耗约1.3万吨，年节约蒸汽费用约300万元。
另外，利用散点图工具进一步分析企业2021年产量-能耗情况，发现企业2021年10月份产品单耗较高。咨询企业相关负责人后，确认10月份因为国庆假期影响，产量较低，但是能耗下降不明显，导致产品单耗上升。了解情况后，企业针对假期生产出具了专门的生产调配要求，进一步降低企业能耗。
二、能源效率
1、诊断要求
重点核算企业主要工序能耗及单位产品综合能耗，评估主要用能设备能效水平和实际运行情况，核查重点先进节能技术应用情况。
2、常用的方法学-标准对照法
通过核算公司级、工序级、设备级的能耗指标及相关运行状态与相关的国家标准、行业标准、地方标准进行对比，常用的有“能耗限额标准”、“经济运行标准”等。
案例2：通过核算某电池制造企业的一台天然气锅炉能耗数据，该锅炉6-9月份平均生产1吨蒸汽消耗天然气量为147Nm3，相对高效值80Nm3/t有较大差距，设备实际效率较低。咨询企业相关负责人后，发现企业由于实际产能较低，天然气锅炉处于低负荷运行。进一步了解该锅炉运行机制，锅炉产出蒸汽压力值达标后便会停炉，当炉后蒸汽压力下降至启炉压力后便会进行启炉操作，而启炉前会先开启通风机进行炉内吹扫，炉内大量的热量就会被带走。由于燃烧器的调节范围太小，导致锅炉频繁启停，最终造成锅炉蒸汽单耗偏高。燃烧器改造完成后，年可节约天然气费用约80万元。
三、能源管理
1、诊断要求
重点核查企业能源管理组织构建和责任划分、能源管理制度建立及执行、能源计量器具配备与管理、能源管理中心建设和信息化运行、节能宣传教育活动开展等情况。
2、常用的方法学-专家判断法
根据专家的经验，寻找企业生产运行过程中的节能机会有哪些，主要从管理节能、工业节能、设备节能和余热余压利用四个方面进行着手。
• 管理节能
常浪费的能量现象包括：采购低能效设备（以空压机为例，一级能效设备相对三级能效设备节能15%以上）、所有的跑冒滴漏（以压缩空气使用为例，0.7Mpa压力下1mm2漏气孔年浪费压缩空气制气电费约2000元）、没有生产（工作）时还在耗能（运转）的设备、生产能力低于设备能力（低效率生产）、设备维护不当（润滑不足、换热器不清洗、保温较差等）造成的设备故障和效率下降。
• 工艺节能
工艺能耗占企业总能耗80%以上，因此，工艺节能才是降低企业总能耗的关键。影响工艺能耗的因素较多，涉及工艺流程、生产设备、工艺参数等。但是很少有企业在工艺节能上下功夫，一般认为工艺节能会影响产品质量、涉及企业所有部门，改造、试验的难度很大。绝大多数企业在生产设计阶段的参数选型都会偏高，目的是提高生产安全系数、质量系数。那么在正常生产运行中，如何合理平衡安全、质量、能源、材料成本等因素才是节能关键，在生产中通过试验，适当降低工艺参数，降低能源介质供应参数，能耗会大大降低。
• 设备节能
确认企业相关设备是否属于高效设备，有无列入国家低能效设备淘汰清单；确定设备本身的“设计工况”是否和工艺需求匹配，有无“大马拉小车”的问题；还可通过设备能效测试或根据企业现有的计量情况确定多台相同型号设备的运行效率情况，日常运行过程中采用高效设备（球磨机、大功率冷水机等优化运行后节能效益明显）；另外，多台相同低功率设备同时运行时，考虑是否可将多台低功率设备替换成单台高功率设备，提高设备运行效率。
• 余热余压利用
在能量转化过程中，往往会产生余热余压的浪费，回收这部分能量，提高能源的利用率。较为常见的余热有烟气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、化学反应热、高温产品和炉渣余热及可燃废气、废料余热等。常见的余压有蒸汽余压、气体余压及液体余压等。
案例3：专家组在某化工企业进行节能诊断时，发现企业燃煤锅炉生产压力为2.6-4.0Mpa的蒸汽，平均产汽量为26t/h，但实际使用点压力主要为1Mpa蒸汽和少部分2.5Mpa蒸汽。现企业使用减温减压装置进行降压后供给使用点使用，造成蒸汽能量的浪费。采用透平机合理利用蒸汽余压后，年节约电费约450万元。
在“双碳”背景下，企业自主节能减碳的需求越来越迫切，只要进一步提升能源管理人员专业技术能力，企业还有大量得节能减碳潜力可以挖掘。