山西省某公司二万吨导光板生产项目节能评估报告案例
第一章 编制说明
第一节 评估目的和意义
一、评估的目的
二、评估的意义
第二节 评估过程
第二章 项目概况介绍
第一节 项目建设单位概况
第二节 项目建设方案
一、项目基本情况
项目名称:山西省某公司二万吨导光板生产项目
建设地点:山西省
建设性质:新建
建设规模:年产2万吨led-lcd-tv用光学级pmma导光板
二、产品方案
三、项目工艺方案
1、技术来源
本项目第一期工程拟采用韩国三星第一毛织株式会社和日本日立造船株式会社的先进成熟技术生产led-lcd-tv用光学级pmma高亮度导光板,包括挤压板和激光表面改性制造工艺技术。
2、工艺流程
本项目导光板产品制造工艺包括挤压工序和表面改性工序两个部分。
(1)挤压工序
受料
首先将pmma塑料粒子用蜂巢式陶瓷转轮除湿干燥机进行干燥,干燥温度是80℃,干燥时间4小时。输送系统采用集中封闭空气循环输送系统,该系统设置除尘装置,粒子输送过程中产生的粉尘被除去,为高品质导光板提供了保证。
热熔
……
2、表面改性工序
……
四、建设内容及总平面布置
1、主要建设内容
建设综合生产厂房,厂房内包含综合动力站、变电所和部分办公区;购置设备组建2万吨光学级pmma挤压板生产线和pmma光学级导光板激光表面改性生产线,主要设备包括光学级pmma挤压板生产线、激光表面制图设备、切边磨边设备、产品检验设备等;并配套建设水源工程、循环冷却水站、纯水制备与输送系统、变(配)电站、电力照明系统、空调净化系统、空压站、制冷系统、环保设施(废水处理设施、废气处理设施、废液回收设施)、消防设施、劳动保护安全设施、室外工程等辅助设施。
2、项目总平面布置
……
五、主要经济技术指标
六、项目进度计划
第三节 项目用能情况
一、电力
本项目电源由开发区两路10kv电缆线路引入,电缆接于开发区110kv区域变电所10kv不同母线段上。项目一期用电负荷主要有生产、辅助设备、照明及生活系统等,装机容量约为7181kva,总用电量为3728.34万kwh。
二、水
项目用水主要为生产用水、员工生活及其他用水等,年耗水量为24.10万m3;考虑厂区内输水管网损失等未预见消耗性用水,年损耗水量为3.62万m3,投产后年耗水量为27.72万m3。
三、蒸汽
本项目蒸汽主要用于生产空调系统热源和冬季生活采暖,年消耗蒸汽量为1.62万t/a。
四、压缩空气
本项目工艺所需压缩空气消耗量为6162nm3/h,主要用于牵引、切割等设备,年消耗压缩空气5250.02万nm3。
五、项目资源能源消耗汇总
第三章 项目所在地概况及能源消耗、供应情况
第一节 项目所在地能源供应条件及消费情况
一、项目所在地能源生产供应条件
二、项目所在地能源消耗情况
第二节 项目能源消费对当地能源消费的影响
项目实施后年电耗为3728.34万kwh、蒸汽1.62万t、水耗27.72万m3,综合能耗为6689.21tce,该市2010年电力消费59189万kwh,水资源消费8415万m3,综合能耗总量127.53万tce。项目建成实施后电力消耗占全县电耗6%,采暖热耗占0.01%,水耗占0.3%;项目电力消费在该县占比较大,但考虑到本项目所用电源为企业自备电厂,同时接入开发区110kv变电站仅作为备用电源。因此,项目实施后不会影响目前区内正常的能源供应。
第三节 本章评估小结
经过收集项目所在地各种能源供应和消费条件的资料,经分析,项目建成实施后年能源消耗量占全县能源消耗的比例较小,对当地能源消费影响较小。
第四章 项目建设方案节能评估
第一节 项目选址、总平面布置节能评估
一、项目选址分析
二、总平面布置分析
1、平面布置方案
(1)平面布置方案
项目总占地48235m2,根据项目产品方案、加工特点及厂区的位置、风向,将全厂分为办公生活区、动力区和生产区三部分,生产车间充分考虑其相对位置,在厂区中间集中生产区,布置挤板产车间、光刻生产车间、后处理生产车间;东北侧布置物流入口、水泵房、成品库等,布置紧凑。锅炉房、变电室相对独立,锅炉房布置于办公生活区,变电室布置于生产区,并设置绿化进行充分遮挡。厂区南侧为办公生活区,主要设置办公楼、公寓楼和餐饮楼,动力车间位于生活区左侧。
……
2、平面布置节能分析
……
第二节 工艺流程、技术方案节能评估
一、工艺技术选择的原则
二、工艺流程节能评估分析
1、工艺流程节能评估分析
(1)挤压生产线
项目导光板生产线采用生产工艺为挤压成型工艺,该工艺生产线是由日产专用挤压机和配套的贴膜牵引装置、锯齿切边装置、片材横切装置、碎屑收集装置、冷却循环水及生产线控制系统等组成。
目前导光板的成型方式主要有四种:
第一种是直接以板材切割成为所要的尺寸,再经过切割边的整平抛光过程成为粗胚,再以油墨印刷方式产生网点;
第二种生产方式是以注塑成型方式生产导光板白板,去除浇口且整平抛光后,再以油墨印刷方式产生网点;
第三种是同样以注塑成型方式生产,使导光板底部光学网点直接与导光板板体一同在模具内成型。
第四种是挤出成型工艺,能使导光板材料直接挤出成型,可批量化生产。
……
(2)表面制图生产线
第三节 主要用能工艺和工序节能评估
一、工序能耗情况
本项目导光板生产线主要生产工序能耗情况见下表:
……
二、主要用能工序节能评估
第四节 主要耗能设备节能评估
一、设备能耗情况
二、主要设备节能评估
1、挤出机
本项目按照生产要求选用日本导光板专用挤出机,为高速单螺杆挤出机,其生产优点如下:
(1)采用优化的螺杆和新型开槽套筒设计,使挤出机具有高塑化率、熔体均匀、生产连续稳定的优点。
(2)挤出机控制采用日本本日立造船株式会社人机界面电脑控制,操作参数可自由定义并显示在所有的监视屏上,例如转速速度、温度优化设定,一经建立即可存储;具有以下报警停车功能:主直流电机电流超值;主电机转动后,允许最大扭矩105%持续3分钟,报警显示,然后停车。整个系统采用分布式网络结构,不仅具有速度同步控制和自学习功能,而且具有智能管理功能。
(3)比功率消耗:每挤出一公斤物料(制品)所消耗的功率n/q(千瓦•时/公斤),挤出机的名义比功率一般在0.36~0.64kw/(kg/h)之间,本项目导光板生产选用单螺杆挤出机,其比功率消耗见下表(略)。
2、空压机组
本项目压缩空气年需要量为5250.02万m3,主要用于牵引、切割设备气动,由两台无油风冷螺杆空气压缩机提供。
传统的活塞式空压机容易受损的部件比较多,可靠性能比较差。
项目选用螺杆式空压机,采用高容量压缩组件,其转子外圆速度低而且达到最佳注油,实现了高效率、高可靠性。螺杆式空气压缩机通过高效传动系统以适合用途的最佳速度驱动压缩组件。正常操作期间完全无需维护。
螺杆式空气压缩机设计节省了不必要的维护费用。所有零部件均采用长寿命设计,大尺寸的入口过滤器、油过滤器和精细分离器确保最佳压缩空气质量。所有油过滤器以及22kw(30hp)以内各型号的分离器组件均为离心式启闭,维修时间进一步减少。所有螺杆式压缩机均装有智能控制系统,其控制菜单简便易用。
螺杆式压缩机比传统的活塞式压缩机节能10%左右,项目无油风冷螺杆式压缩机的总装机容量为400kw,年耗电量为395.41万kwh,年可节约电量为39.54万kwh。
3、冷冻机组
……
第五节 辅助生产和附属生产设施节能评估
一、电气单元
1、电源
本项目厂区总装机容量7181kw,项目用电工业园区110kv变电站输配线路,厂区新建2台1600kva、4台1250kva变压器,项目用电有保证。
2、供配电系统
全厂用电负荷电压均为380/220v。配电系统采用树干式和放射式相结合的方式,主干线用电缆埋地敷设,各分支线路采用绝缘导线穿钢管沿墙明敷至动力配电箱再至各用电点。
为保证安全生产,在污水处理设施(备)总电源进线处均做重复接地,所有用电设备正常工作不带电的金属外壳采用统一接地的保护措施,并要求接地电阻r≤4ω。
3、节能分析
该项目在电气节能方面采取以下两点措施:
(1)照明供电与生产用电分路供给
该项目照明供电由一条主干电缆供电,这样可使同样大的干线截面传输较小的电流,从而减少线路的损耗。
(2)对无功功率进行补偿
该项目补偿装置采用在变电室低压侧集中自动补偿方式,使补偿后的平均功率因数达到cosφ=0.95以上,达到降低线路无功损耗、节约能源的目的。
该项目电气节能措施实施后有效降低了供配电系统的线损及配电损失,最大限度地减少了无功功率,提高了电能利用率,节能效果较为显著。
二、照明系统单元
三、采暖、通风系统单元
四、给排水单元
五、建筑节能单元
第六节 本章评估小节
本报告经过对该项目平面布置、工艺技术、主要工序、主要耗能设备、辅助生产系统和公用工程等方面系统分析,该项目建成实施后在满足供水质量的前提下,能够有效节约占地,缩短工艺流程,减少设备选型,选用节能产品,节能效果显著。因此,评估认为从节能评估角度出发,本项目的建设是可行的。
第五章 项目能源消耗及能效水平评估
第一节 项目能源消费种类、来源及消费量评估
一、项目能源消费种类
本项目设计工艺合理,能耗部分主要为生产设备、辅助及附属设备,运行中所消耗能源种类主要为电力和蒸汽,耗能工质为水和压缩空气,其中压缩空气不计入项目能源平衡中。
二、能源来源
三、项目用能核算
1、电力核算
根据山西省平遥煤化(集团)有限责任公司二万吨导光板生产项目可行性研究报告及业主提供的技术资料,以项目达产达标后分析能源消耗情况。
项目用电量核算依据用电设备装机容量和需要系数,结合最大负荷利用小时数计算年需电量,需要系数和最大负荷利用小时数的选取依据《工业与民用配电设计手册》,计算结果计入适当的同时工作系数。
1)用电设备组的计算负荷
根据用电设备组的设备容量pe,即可算得设备的计算负荷:
有功计算负荷
无功计算负荷
视在计算负荷 或
式中: kx——设备组的需要系数;
pe——设备组设备容量(kw);
φ——用电设备功率因数;
2)配电干线或变电所的计算负荷
有功计算负荷
无功计算负荷
视在计算负荷
式中: ——有功功率和无功功率的同时系数,一般取为0.8~0.9和0.93~0.97;
——各用电设备组有功计算负荷之和(kw);
——各用电设备组无功计算负荷之和(kvar);
3)项目耗电情况根据项目耗电设备所属系统可以分为生产系统耗电、辅助及附属系统耗电及电能损失,其中生产系统耗电按照产品可划分为挤压生产线、激光表面制图生产线、切边磨边线、产品检验线。辅助及附属设施耗电包括冷冻系统、空压站、通风系统、照明及其他设备耗电;电能损失包括变压器电能损失和输配线路电能损失。
……
2、用水量核算
3、压缩空气
四、项目能源消耗汇总
山西省某公司二万吨导光板生产项目能源消耗指标详见下表。
注:压缩空气由无油螺杆空压机制的,其能耗已计入电耗,故项目不计入总能耗中
资源能源消耗指标
由上图可见,本项目所消耗的能源为电力和蒸汽,按当量值计电力占68.50%,蒸汽消耗占31.14%。因此,项目节能重点为节约电力和节约蒸汽。
第二节 能源加工、转换、利用情况分析评估
项目能源消耗种类电力和蒸汽,耗能工质水和压缩空气,其中电力、蒸汽为外购直接消费。
牵引、切割等装置在生产过程中所需压缩空气由企业加工、转换后自用,不计入购入能源内,压缩空气选用四台(一台备用)总产气量为102.7m3/min。
第三节 能耗水平评估
一、项目综合能耗
综合能源消耗是指用能单位的统计报告期内实际消耗的各种能源实物量,按规定的计算方法和单位分别折算后的总和,对同时生产多种产品的情况,应按每种产品实际耗能量计算;在无法分别对每种产品进行计算时,折算成标准产品统一计算,或按产量与能耗量的比例分摊计算。
对企业,综合能耗是指统计报告期内,主要生产系统、辅助生产系统和附属生产系统的综合能耗总和。其计算公式如下:
式中:e——综合能耗;
n——消耗的能源品种数;
ei——生产中消耗的第i种能源实物量;
pi——第i种能源的折算系数,按能量的等价值折算。
本项目导光板产能为年产2万吨导光板,年主要生产耗电量为2824.07万kwh,按照当量值折标煤为3407.78tce,项目辅助生产及损耗耗电量为904.27万kwh,按照当量值折合标煤为1094.92tce;采暖耗蒸汽1.62万t,折合标煤2083.32tce;生产及生活用水27.72万m3,折合标煤23.75 tce。综合能耗按等价值计算为14746.15 tce/a,按当量值计算为6689.21/a。
二、单位产品综合能耗的计算
单位产品综合能耗是统计报告期内,某种产品的综合能耗与同期合格产品产量的比值。
单位产品综合能耗的计算公式如下:
ej = ej/pj
式中:
ej——第j种产品单位产品综合能耗,单位为千克标准煤每吨(kgce/t);
ej——第j种产品的综合能耗,单位为千克标准煤(kgce);
pj——第j种合格产品的产量,单位为吨(t)。
项目生产产品单位产品综合能耗为:导光板单位产品综合能耗:
三、项目能源消耗分析
1、单位产品综合能耗
在正常工况下,生产单位产品对资源、能源消耗程度可以部分地反映一个企业的技术工艺和管理水平,即反映生产过程状况。从清洁生产方面分析,资源指标的高低同时反映企业生产过程中宏观上对生态系统的影响程度。
本项目导光板生产单位产品能耗为334.46kgce/t,在国内仅有一家同行业生产企业,与其单位产品能耗相比较不能说明项目导光板能耗水平,故与具有相同生产工艺流程、相似产品类型的企业进行比较,以下为国外几家导光板生产企业能耗情况。
单位产品能耗指标对照表
第四节 本章评估小节
经过分别对该项目各种能源消费、各个系统能源消费、主要工序能源消费量、各个设备能源消费进行了核算、比对,经核算,本项目建成实施后年耗电量为3728.34万kwh,耗蒸汽量1.62万t,耗水量27.72万m3,综合能耗当量值为6689.21tce,等价值为14746.15tce,单位产品综合能耗为334.46kgce/t,低于台湾奇美化工单位产品能耗;万元生产总值能耗为0.16tce/万元0.19tce/万元,低于晋中市和全省的平均水平,因此评估认为从节能评估角度讲本项目能耗指标较小,项目建设是可行的。
第六章 节能措施评估
第一节 项目节能措施概述
一、工艺设计节能
项目工艺设计选用连续、自动化生产线,并且充分考虑了各工序设备选型的生产符合性和节能效果,其中挤出机采用变频控制;选用内定型装置为导光板定型;选用循环冷却水进行冷却,有利于提高传热效率;采用履带式牵引机,板材不易产生塑性变形,项目生产工艺设计可有效提高生产效率,降低物料、能源损耗,节能效果较为显著。具体节能措施如下:
(1)挤出机采用优化的螺杆和新型开槽套筒设计,使挤出机具有高塑化率、熔体均匀、生产连续稳定的优点;高性能的齿轮箱减速机扭矩大,寿命长,噪音低。
(2)牵引装置设计为可在连续稳定状态下牵引板材,结构紧凑,免维护的结构和运行中的绝对平稳,是其突出特点。
(3)实现生产用水厂内循环,主要由蒸汽冷凝水回收利用,工艺冷却水和水塔冷却水循环利用,可有效节约生产用水,年可减少水的消耗37952t,其中生产冷却水回收24992t,蒸汽冷凝水12960t,折合标煤3.25tce,节能效果显著。
二、电气节能
三、采暖节能
四、节水措施
五、建筑节能
六、资源综合利用
第二节 单项节能工程
第三节 节能措施管理
第四节 节能措施效果评估
一、节蒸汽措施效果
项目利用冷凝水回收作为工业园区锅炉补水,减少能源的消耗,同时能够节约软化水处理的能耗;蒸汽年耗量为16200t。蒸汽冷凝水回收按80%计,年回收冷凝水量为12960t,相对冷态补给水可减少燃料的消耗,年可节约能耗1.63×109kj,折合标煤55.78tce。
综上所述,项目所用工艺先进成熟,在保证产品质量要求的前提下,最大限度地降低生产成本,节约能源和资源,提高生产效率。最大量的回收蒸汽冷凝水,提高供热系统的热效率,同时减少项目综合能源消耗,节能效果显著。
二、节水措施评估
项目生产用水循环利用,主要为蒸汽冷凝水回收和工艺冷却水循环利用,年可减少水的消耗37952t,其中生产冷却水回收24992t,蒸汽冷凝水12960t,折合标煤3.25tce,节能效果显著。
三、节电措施效果
……
第五节 节能措施经济性评估
项目节能措施实施后,项目可节约耗电达840.42万kwh,按照0.74元/kwh计,年可节约支出约合610.91万元;通过节约蒸汽减少能源消耗量为1.63×109kj,折合标煤55.78tce,合4.69万元;可节水24992 t,按照2元/吨计,年可节约支出约合4.99万元,合计620.59万元,项目采用节能措施经济效益明显。
第六节 本章评估小结
本项目严格遵循节能设计相关标准及规范、相关终端用能产品能效标准,不采用国家明令禁止或淘汰的落后工艺、设备,在节能措施中积极采用新工艺、新技术、新产品,所有设备均选用先进、成熟、可靠、高效率、低能耗节能型设备,最大程度降低能耗。
第七章 存在问题及建议
第一节 存在问题
第二节 建议
第八章 结论
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