基于能源评审的能源管理方法
作者:李苏明
来源:《现代企业文化·理论版》2018年第13期
中图分类号:F272 文献标识:A 文章编号:1674-1145(2018)7-198-04
摘要 能源评审是能源管理体系有效运行的基础,其目的是要运用系统的方法找出改进能源绩效的机会,制定控制措施并组织实施,实现节能降耗。 关键词 能源 评审 管理方法
大冶有色金属集团控股有限公司是中国有色矿业集团公司控股企业,是国家“一五”时期建设的156个重点项目之一。经过60多年的发展,现已形成集铜矿开采冶炼与加工、稀贵金属与热能气能等多种资源的开发利用、工业与民用建筑及安装、机械制造与修理、现代物流与综合服务、城市矿产、资本贸易、环保产业、生态农业等于一体的国有特大型铜业联合企业。铜业板块具有采矿360万吨、选矿450万吨、阴极铜70万吨、硫酸120万吨、铜材加工45万吨、黄金20万吨、白银1198万吨的生产能力,拥有世界一流的30万吨澳斯麦特炉铜冶炼和艾萨电解生产工艺,综合实力居全国同行先进水平。公司下辖50多家全资、控股子公司和直属单位,产业分布于鄂东南、长三角、珠三角、新疆、西藏、香港等地区和吉尔吉斯、蒙古等国,业务范围遍及世界各地。年销售收入过千亿元,2016年公司名列中国企业500强第152位,所属子公司
大冶有色金属有限责任公司于2012年初在香港联交所上市。 一、基于能源评审的能源管理方法实施背景 (一)缺乏有效的能源管理方法
长期以来,大冶有色公司在能源管理方面没有形成系统的方法,日常管理更多地依赖于专家、能人的经验判断,节能降耗依赖于系统改造、设备更新,更多的是局部的改进;每年能源目标的制定缺乏科学的依据,指标制订的科学性不强;运行控制的标准和要求不细,现场能源消耗的浪费情况一直得不到有效控制,能源管理始终处于一种碎片化的管理状态。为此,公司迫切需要建立一种科学、系统的能源管理模式,健全能源管理机制,将传统的、碎片化的节能管理活动有机地结合为一个整体,使企业日常能源管理的细节问题能持续有效地解决,提高能源管理效率,降低企业生产经营成本,持续改进能源绩效,促进企业经济效益的增长。 (二)公司推进能源管理体系的适宜性不强
2014年,公司通过对GB/T23331能源管理体系标准的学习和理解,开始接触到系统化的能源管理的思路方法,在咨询机构的指导下开始了能源管理体系的贯标认证工作。公司以厂矿
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为单位,梳理能源管理基础资料,形成5项输出(能源基准、能源绩效参数、能源目标、指标和能源管理实施方案),能源评审只是重新描述了已经发现的问题,在起草了一系列文件后,咨询机构就建议申请审核认证。经过认真分析,公司认为此时自身并未掌握GB/T23331能源管理体系的思路方法,能源管理仍是过去传统的方式,如此建立的能源管理体系对促进企业节能降耗起不到实质性的作用。
公司认识到建立GB/T23331能源管理体系的核心是做好能源评审,导致以上问题的关键就在于,公司和各单位还未形成有效的能源评审工作方法。为此,公司决定重新选择试点单元,结合标准的要求,摸索有效的能源评审方法。 二、三级能源评审方法的形成过程
能源评审是能源管理体系有效运行的基础,其目的是要运用系统的方法找出改进能源绩效的机会,制定控制措施并组织实施,实现节能降耗。为了达到这一目的,公司在深入学习理解GB/T23331能源管理体系标准要求的基础上,结合自身实际和精益管理工作要求,创造性地提出了开展车间级、厂矿级和公司级“三级能源评审”的工作方法,不断探索能实现节能降耗目标的系统有效的能源能源评审模式。
在实际工作中,对于实施有效的能源评审,还找不到现成的经验和案例可供参考学习。为此,公司按照“先试点,后全面推广;先构建体系,后持续改进”的总体思路有步骤推进。具体分为三个阶段:
第一阶段是2015年5月-2016年4月,能源评审试点阶段。公司选取冶炼厂转炉车间进行车间级能源评审工作的试点。针对能源管理现状,依据能量平衡、物料平衡的原理,对用能点的能源利用状况进行统计分析,包括基本情况调查、生产与管理现场调查、数据搜集汇总、系统与设备运行状况调查等内容,配合现场监视测量、分析试验。查找各个影响能耗的因素和实际存在的问题,以此排查出主要用能点存在的浪费问题和节能潜力,并分析问题产生的原因,有针对性提出整改措施。
第二阶段是2016年5月-2016年12月,三级能源评审全面推广阶段。由试点单位针对主要用能点开展能源评审所取得的成绩和工作经验进行总结提炼,形成具体的能源评审方法。公司通过举办能源评审试点工作推广会的形式,在全公司范围内全面辅开三级能源评审工作。同时,公司层面组织各级能源评审工作达标验收。
第三阶段是2017年1月至今,三级能源评审常态化运行并持续改进阶段。公司经过不断地实践和总结,适时修订完善相应的管理制度流程,构建了较完整的公司、厂矿、车间三级能源评审管理机制。
三、三级能源评审工作的主要做法
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三级能源评审,是一个自下而上逐级分析查找和改进各能源环节存在的问题,促进企业实现节能降耗的过程。上一层级开展能源评审时需充分考虑下一级能源评审的评审结果,对需要协助解决或统筹规划的改进机会和管理方案要作为重点加以识别和考虑。三级能源评审的核心是树立精益思想,系统地发现改进能源绩效的机会,强化过程控制,落实岗位责任,切实开展系统性、持续性节能降耗为目标的能源管理工作,真正实现提质增效。主要做法如下: (一)车间级能源评审
车间组织成立能源评审小组,对车间边界范围内的能源使用情况进行全面统计和评审。评审的方法和步骤为: 1、成立评审小组。
车间级能源评审小组成员由车间主任、车间副主任、工艺管理人员、设备管理人员、能源管理人员、工段长(作业长、班组长等)、现场操作人员等组成,车间主任任组长。 评审小组应在保证人员基本稳定的情况下,分阶段、长期、持续地开展能源评审活动。 2、确定能源评审对象。
车间能源评审主要针对范围内的能源的最终使用环节。对于存在能源购入贮存、加工转换和输送分配环节的,也应将这些环节纳入评审范围。
对车间所有的能源使用进行梳理统计,单位边界范围内的每个可独立控制的用能点和设备要全部梳理、不能遗漏(包括辅助、生活)、成套设备可合并成一个用能点,并梳理出各用能点的能源消耗种类。梳理出的能源使用如:精炼炉的天然气消耗、电解过程的蒸汽消耗、电解直流电消耗、球磨机的电耗、转炉循环水的消耗等等。 评审对象应具体为某个用能点的某类能源的使用。 3、制定评审计划。
车间能源评审计划由评审小组讨论确定,计划涵盖各用能点的所有能源使用。计划可以根据具体实施状况、工艺、用能等变化,通过小组讨论做出实时的调整。 4、完善能源管理基础性工作。
车间主任应对车间范围内的能源管理基础性工作组织完善。至少包括:计量器具及数据采集的管理、统计分析管理。
统计上年度各消耗点的能源实物消耗量,以此作为评审的参照系。
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制订用能点的能源基准,能源基准是用于参照对比达到目标的基准,是一个可以量化的指标,可以采用与当前工艺无变化时期的最好水平或平均值:基准可以是能耗指标或实物量。 5、识别能源因素。
车间按计划组织能源评审小组和相关人员开展集体讨论,从能源种类、工艺技术、设备、过程控制、管理、员工、产品和废弃能8个方面找出可能影响能源消耗的全部因素。如: 能源的种类和质量要求:
工艺因素,例如:升温速度、保温时间;空燃比、压力控制、工艺设计、设备选型匹配等问题;
设施、设备因素,例如:供能系统和设备效率、各种参数、节能设备使用、设备定期点检、润滑、维护标准不完善等;
生产计划和组织因素,例如:生产组织不连续,工作效率低、经济运行方案操作性不强;生产组织不连续,造成设备空转时间长或设备启停频繁等;
管理因素,例如:有无跑冒滴漏、不合理放散、生产负荷不满,有无制订经济运行方案、有无有效管控制度措施:
员工操作及节能意识因素,例如:操作水平不熟练、工作责任心不强、违反操作制度规程等。
产品质量因素:
能耗测量因素:例如:计量器具是否缺失、完好率和精度、测量的方法是否存在误差等。 影响因素的描述要具体、直接,如“人的不规范行为”,应明确出是什么行为导致能耗异常。
尽可能全面地识别。需要从技术、设备、管理、操作、经验、对比等方面收集,班组长及以上各类管理人员充分参与,利用“穷尽枚举原理”尽可能地识别,常用经验判断、头脑风暴法,不得主观判定是与否。此环节识别出的是影响能耗的“可能”因素。 6、确认影响能耗的问题。
一是对识别出的能源因素,逐一排查,筛选确认现实存在的问题。相关专业人员参与,必要时现场验证,以事实状况为依据,通过集体评审确定存在的影响能耗的问题。二是为了保证
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影响因素识别全面,需要相关管理、各类技术、操作人员共同分析。每个用能点通过集体讨论找出影响能源消耗的原因,暂时找不到影响因素的项目可空缺,不需要凭空编造。 7、分析与试验。
通过对影响能耗的问题的分析和试验得出各个问题对能耗变化产生的影响程度,为确定改进机会和节能目标提供依据。
对能耗变化产生的影响程度的得出,可以采取试验的方法,也可以采取理论估算的方法。 分析和试验是能源评审活动的难点,需要各专业人员共同参与,运用现场监测、试验、理论计算等方法,要求获得真实和相对准确的结果。 8、确定改进机会。
对存在的影响能耗的问题及其对能耗的影响程度进行排序,确定应优先实施的改进机会。 车间选择对能耗指标影响相对较大的问题做为改进机会,自身可以解决的由车间组织实施,自身无法解决的需向上一级管理部门报告。
计算并汇总通过实施改进机会后对用能指标的影响,在能源基准的基础上确定能源改进的目标。
9、制定改进措施或方案。
针对确定的改进机会明确责任人、制定改进的措施或方案、明确完成时限。 10、制定运行控制措施和能源指标。
针对能源因素识别并固化目前已经采取的有效的控制措施,制定、完善控制能耗所应有的措施要求。
控制措施是描述实施最佳用能控制的方法和要求,要具体可操作。 应针对各能源使用,设定出测量其用能控制程度的能源指标(参数)。
运行控制措施、系列能源指标(参数)应在评审完成后进入到管理规范、作业指导书中。 11、将评审结果进行输出,可以按公司提供的模板填写《车间级能源评审表》,表格内容可以根据需要进行调整,但核心内容应有反映。车间主要负责人对车间的能源评审结果进行审核确认,并传递给厂矿级能源主管部门,报厂矿主管领导审批实施。
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例:冶炼厂转炉天然气能源评审
冶炼厂转炉车间通过车间能源评审开展,识别出2014年天然气能耗占比高达73%,车间能源评审小组成员组织开展分析,发现2014年天然气单耗最高为32.77Nm 3/t.Cu,最低为24.26Nm 3/t.Cu,波动较大,存在较大的改进空间。经团队分析讨论,确定精炼工序典型用能点为精炼炉燃烧天然气。通过对能源影响因素的进一步分析,找出了影响能源使用的14个影响因素。针对这14个影响因素,车间能源评审小组成员采用现场调查、科学计算、技术改造论证和对标及差异分析等形式进行了分析和试验,并识别出了11项改进机会。如下表: 车间针对各项改进机会制订了措施和目标,并开展实施。通过落实改进机会和措施,2015年节省天然气134.28万Nm3,效果显著。 (二)厂矿级能源评审 1、明确评审内容。
一是厂矿级能源评审重点是对能源的购入贮存、加工转换、输送分配环节的全面分析,对用能系统性、能源使用网络、管理等方面进行分析,找出厂级能源管理存在的改进机会。二是对车间无法控制的改进机会和提出的管理方案予以解决。 2、制定评审计划。
针对各种能源介质和环节,按评审的周期要求制定各评审项目和评审时间安排。 3、成立评审小组:厂矿级能源评审小组成员由主管厂矿长、机动、技术、生产等部室领导和专业技术人员、各车间主任、副主任等组成,主管领导任组长。 4、评审方法和步骤。
(1)针对各评审项目识别出可能的影响能源消耗的能源因素。 (2)针对能源因素进行现场查证,找出实际存在的问题。 (3)针对问题制定解决的措施或方案。 (4)措施、方案实施。
(5)评估未来的能源使用和能源消耗情况,各厂矿结合实际评估新能源和可替代能源使用的可能性,扩产、工艺改造后能源需求的变化等。
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(6)将上述过程形成能源评审报告。厂矿级能源评审应建立在车间级能源评审输出资料的基础之上,在评审时要考虑车间级能源评审传递的能源改进机会和方案。 (三)公司级能源评审
公司级能源评审是依据公司管理目标,从公司层面对能源的购入贮存、加工转换、输送分配、最终使用四个环节进行系统分析,主要是体现前端管理,关注策划设计、相关设备物资的购置等方面对耗能的影响。同时,以厂矿能源评审为基础,对厂矿提出的需要公司管控的改进机会进行评审,识别寻找改进机会和制度流程中的缺失,形成公司能源管理方案,并根据改进机会对公司的管理制度、流程进行不断修订完善,以逐步达到精益化管理的要求。公司级能源评审的方法步骤与厂矿级一致,由公司相关的部门组织开展能源评审,按评价准则确定公司优先改进机会。
公司级能源评审具体由:
投资发展部针对项目设计环节对未来能源消耗影响存在的问题进行查找和改进: 物资设备公司针对物资设备在购置环节对未来能源消耗影响存在的问题进行查找和改进; 生产管理部针对能源购入贮存、加工转换、输送分配环节和项目能评对能源消耗影响存在的问题进行查找和改进。
以上部门所主持的公司级能源评审,每年必须找出存在的主要问题,必须对问题实施改进。
例:冶化厂区水系统能源评审
在公司级能源评审过程中,公司生产管理部通过对输送分配、最终使用环节的全面分析,发现冶化厂区的水系统存在很大的节能空间,冶化厂区用水排水量都有改进的机会。为此,公司组织能源评审小组成员对整个系统的用水进行了全面梳理分析,根据能源流向、工艺流程、区域和总体规划等方面的影响,找出了工艺控制、循环使用、日常管理、输送分配、总体规划等影响水量的因素。在此基础上,公司开展了整个水系统的数据采集和分析,针对用水量、排水量、蒸发量、工艺消耗量等相关数据进行了水平衡测试,并围绕工艺和规划开展了讨论,形成了30余项改进机会。评审小组针对识别出来的改进机会制定了改进措施和方案,同时,明确了分步实施的控制目标,并进行了有效实施。
在项目实施中,针对厂区地下管网走向复杂,年久腐蚀的情况,公司组织专人对水平衡计算中偏差较大的区域进行了系统排查和逐点检测,排查出漏失点49处,并制定修复计划进行了全部修复,日减少漏损量约1201吨。
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针对输送分配因素的影响,公司通过对输送分配的总量控制,在满足生产需求的情况下,减小源头的总进水量。在工艺流程和区域规划环节,按工艺区域(火法片区、湿法片区、化工片区以及其他片区)分片成立片区领导小组,制定分步实施细则;各专业部门按照专业分工不同对各片区提出优化方案进行技术论证及审核;各单位按照总体进度要求进行分解,制定整改方案,分步实施,并按进度要求落实完成各项工作。
通过清污分流改造、各工艺系统内循环水、冷却水收集回用,整体区域输送分配系统改造、现场定额控制和督导等工作的实施,厂区2016年用水总量同比下降206万吨,日外排水量控制由实施之前的1.1万吨减少至0.3万以下,节水效果明显,达到了能源评审制订的初步目标。目前该项工作仍在按照能源评审中未实施的改进措施和管理方案要求持续改进中,力争取得更大的成效。
(四)持续改进,建立基于三级能源评审的能源管理的系统性方法
通过开展三级能源评审,系统性地找出节能降耗的改进机会并制定改进措施、明确与能源相关的各环节相关活动的控制方法、形成个能源环节的能源绩效指标。这些成为促进企业实现节能减排、节能降耗的基础和先导。
在能源评审成果基础上,通过实施能源改进措施、强化能源各环节的运行控制、持续对给环节的能源绩效实施测量和分析,以全面实现企业节能减排、节能降耗目标。
公司确定,每两年完成一次车间级能源评审管理过程的循环,每两年完成一次厂矿级能源评审管理过程的循环,每一年完成一次公司级能源评审管理过程的循环。完成一次能源评审管理过程的循环是指每个用能点(环节)在两年(或一年)的时间内要完成能源评审、措施方案实施、目标实现、检查、总结提高和标准化的PDCA循环。一个循环完成以后,再接着开展下一循环,循环往复,实现能源利用效率的螺旋式上升。
公司在前期试点的基础上,总结形成明确的方法,组织方法的学习交流会和成果展示,公司建立了《能源评审控制程序》文件,要求专业管理部门按照文件的要求到各单位现场指导能源评审工作的开展,对工作开展情况进行周期性和全覆盖的达标验收和工作考核评价。对因新、改进等项目和发生显著变化及存在问题的能源使用,则适时开展专项能源评审。基于三级能源评审的能源管理的系统性方法和思路初步建立形成。 四、开展三级能源评审的效果
大冶有色公司三级能源评审实施工作从试点到全面辅开,经历了近三年的时间,效果较为明显。
(一)精益管理水平明显提高
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公司通过三级能源评审工作的开展,对生产经营过程中的工作活动进行全方位分析,能系统查找各用能点影响能源消耗及能源利用水平的因素:应用专业的能源管理技术和方法对其进行评估和分类,有效地识别存在的浪费问题和节能潜力,并针对问题产生的原因,系统地发现改进能源绩效的机会,制定能源管理方案。通过对措施方案的实施,将节能工作切实落实到各岗位、成为各级员工看得见、摸得着的内容,促进节能目标的实现。这一过程是能源管理工作落实精益管理理念的具体体现,促进了公司各级管理人员对精益管理的认识和实施水平的提升。
(二)能源基础管理明显加强
在能源评审过程中,通过能源管理工作方法的改进,控制措施和参数指标的优化完善、固化,并按照公司“三化”建设标准的要求形成有效的执行标准,在工作中进行贯彻落实,逐步规范了公司在能源管理方面的各项基础工作。三级能源评审的推行,使能源管理的各项手段和措施形成了一个有机整体,企业日常能源管理的细节问题得以持续有效地解决,提高了能源管理效率,降低企业生产经营成本,持续改进能源绩效。特别是在能源计量管理和能源数据采集和统计分析方面较以往有较大的提升,为公司能源管理体系持续有效的运行和健康的发展打下了坚实的基础。
(三)节能降耗取得明显效果
通过三级能源评审工作的开展,公司能耗指标也逐年降低,成效明显。从公司2014年-2016年主要产品能耗指标统计情况看,吨铜新水减少了5.11t/t;矿产铜冶炼综合能耗减少了40.52kgce/t;矿产粗铜电耗减少了12.82kWh/t。
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