黃嬌紅

（1 福建省計量科學研究院， 福建 福州 350003）

（2 福建省能源計量重點實驗室， 福建 福州 350003）

水泥行業(yè)能源審計在線審計系統(tǒng)研究

黃嬌紅1,2

（1 福建省計量科學研究院， 福建 福州 350003）

（2 福建省能源計量重點實驗室， 福建 福州 350003）

文中通過對硅酸鹽熟料水泥行業(yè)能源審計在線審計系統(tǒng)的研究，建立水泥行業(yè)能源審計在線審計系統(tǒng)，并將在線審計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場審計數(shù)據(jù)進行比對，證實水泥行業(yè)能源審計在線審計系統(tǒng)的可行性及其產(chǎn)生的現(xiàn)實意義。

水泥；能源審計；在線審計

1 前言

近年來，我國水泥工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結構調整取得了明顯進展，生產(chǎn)技術水平有了顯著提高，新型干法熟料水泥生產(chǎn)線已經(jīng)取代落后的立波爾窯等水泥生產(chǎn)工藝，水泥年產(chǎn)量從2011年起，每年超過20億噸。水泥生產(chǎn)中主要能耗是原煤、電力、柴油，其中煤耗占總能耗的85%以上。作為高耗能的水泥產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生的廢氣量多，粉塵濃度高，污染嚴重。因此，國家《水泥行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出以轉變經(jīng)濟方式為主題，以技術創(chuàng)新為手段，大力促進全行業(yè)節(jié)能減排［1］。在國家實施節(jié)能減排的大形勢下，開展能源審計工作對增強企業(yè)競爭力，緩解社會發(fā)展面臨的能源約束和環(huán)境壓力，具有重要意義。隨著現(xiàn)場審計的開展，和審計企業(yè)數(shù)量的增多，鼓勵水泥企業(yè)開展水泥單位產(chǎn)品能耗在線采集，采用在線數(shù)據(jù)開展單位產(chǎn)品能耗在線審計將成為一種發(fā)展趨勢。福建省經(jīng)濟和信息化委員會一直在推進該項工作的進展。

2 在線審計基礎

文中的審計對象是硅酸鹽水泥行業(yè)，審計形式是專項能源審計，即對硅酸鹽水泥行業(yè)的單位產(chǎn)品能源消耗指標進行審計。

2.1 審計涉及的參數(shù)

依據(jù)GB 16780-2012《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》提供的能耗統(tǒng)計范圍和統(tǒng)計方法，以及指標計算公式需要用到的數(shù)據(jù)，可以將在線審計參數(shù)分為兩類：一類是與量相關的參數(shù)，該類數(shù)據(jù)可以進行實時在線聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，是實時動態(tài)參數(shù)；一類是與化驗相關的參數(shù)，該類數(shù)據(jù)屬于離線檢測數(shù)據(jù)，可以分時間段設置對應的參數(shù)值。量的參數(shù)包括熟料產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量、原燃材料消耗量、余熱發(fā)電站發(fā)電量、余熱發(fā)電上網(wǎng)量、生料工序電耗、燒成工序電耗、煤粉制備工序電耗、水泥粉磨工序電耗、發(fā)運和包裝工序電耗以及輔助生產(chǎn)用電（空壓機用電、水泵用電、機修車間用電、辦公樓用電等等）?；炏嚓P的數(shù)據(jù)包括煤的低位發(fā)熱量、熟料28d抗壓強度、水泥28d抗壓強度。

2.2 在線審計的計算公式

依據(jù)GB 16780-2012《水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額》提供的計算方法，采集數(shù)據(jù)利用審計計算專用組件運用下列公式進行計算。

2.2.1 可比熟料綜合煤耗

可比熟料綜合煤耗計算公式［2］：

式中：

2.2.2 可比熟料綜合電耗

可比熟料綜合電耗計算公式［2］：——統(tǒng)計期內熟料綜合電耗，單位為千瓦時每噸（kW.h/t）。

2.2.3 可比熟料綜合能耗

可比熟料綜合能耗計算公式［2］：

2.2.4 可比水泥綜合電耗

可比水泥綜合電耗的計算公式［2］：

2.2.5 可比水泥綜合能耗

可比水泥綜合能耗計算公式［2］：

3 在線審計系統(tǒng)設計

在線審計系統(tǒng)采用四層結構設計模式：由各參數(shù)的計量設備組成的計量儀表層；以實時數(shù)據(jù)的采集傳輸組成的數(shù)據(jù)資源傳輸層；以操作系統(tǒng)、客戶端服務器組成的基礎平臺層；以數(shù)據(jù)管理、能源審計計算專業(yè)組件組成的邏輯層。見圖1。

圖1 能源在線審計系統(tǒng)結構設計圖

計量儀表層是由審計涉及到的各個參數(shù)的計量儀表組成，包括原煤計量的煤磨皮帶秤、原料配料系統(tǒng)的生料配料秤、水泥粉磨用原料配料秤、入窯生料秤、余熱發(fā)電電表以及各個工序電量的計量儀表等。計量儀表層是整個在線審計系統(tǒng)的基礎層，是基礎數(shù)據(jù)的來源，因此要求該層的計量儀表在保證計量器具配備率和準確度符合GB/T 24851-2010《建筑材料行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》要求的基礎上具備通信功能。

數(shù)據(jù)資源傳輸層是通過RS485兼容接口或（4～20）mA的開關/模擬端口采集計量儀表層中各儀表上的數(shù)據(jù)；并將采集到的數(shù)據(jù)在采集設備DTU中加以分析處理，加密并存儲；通過GPRS/CDMA/GSM等無線通道或以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上報給上位機，即客戶端服務器。

基礎平臺層接收并保存從各個客戶端服務器，即數(shù)據(jù)資源傳輸層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并為在線能源審計系統(tǒng)平臺提供基礎數(shù)據(jù)。

邏輯層對基礎平臺層的數(shù)據(jù)進行管理、分析、統(tǒng)計并應用審計計算專用組件對審計計算5個指標值（可比熟料綜合煤耗、可比熟料綜合電耗、可比熟料綜合能耗、可比水泥綜合電耗、可比水泥綜合能耗）相關的數(shù)據(jù)進行設置，最終計算得出結果。

與量相關的參數(shù)，該類數(shù)據(jù)可以進行實時在線聯(lián)網(wǎng)采集；與化驗相關的參數(shù)（包括煤的低位發(fā)熱量、熟料28d抗壓強度、水泥28d抗壓強度）屬于離線檢測數(shù)據(jù)，可以分時間段設置對應的參數(shù)值。該參數(shù)值可以在基礎平臺層的客戶端服務器上設置，也可以在邏輯層的數(shù)據(jù)庫管理中設置。

4 實例分析

對某水泥有限公司進行能源數(shù)據(jù)在線采集?，F(xiàn)將某個月份該水泥行業(yè)能源審計在線審計系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場審計企業(yè)報表的數(shù)據(jù)進行比對，結果如表1所示。

表1 能源審計在線審計系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場審計企業(yè)報表的數(shù)據(jù)比對表

由表1可見，采用能源審計在線審計系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)報表統(tǒng)計的數(shù)據(jù)偏差最大絕對差值為0.76%，最小絕對差值為0.01%；采用能源審計在線審計系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)計算出的可比熟料綜合煤耗、可比熟料綜合電耗、可比熟料綜合能耗、可比水泥綜合電耗、可比水泥綜合能耗等5個指標值與企業(yè)報表數(shù)據(jù)計算的指標值最大絕對差值為1.00%，最小絕對差值為0.52%。根據(jù)《建筑材料行業(yè)能源計量器具配備和管理要求》（GB/T 24851-2010）規(guī)定，主要用能設備固體物料計量和電能表計量的準確度等級為2.0，即要求在使用中檢驗時其自動稱量物料時的動態(tài)累計誤差不大于2.0%［3］。按照該要求，能源審計在線審計系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與企業(yè)生產(chǎn)報表統(tǒng)計的數(shù)據(jù)偏差最大絕對差值均在規(guī)定的要求范圍內。

當采用能源審計在線審計系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與企業(yè)實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)偏差較大（即偏差不在規(guī)定的允許范圍內）時，通過在線審計系統(tǒng)的指標值計算結果，可以明顯看出是與哪個指標值計算有關的參數(shù)存在偏差。通過查看系統(tǒng)采集到的各相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，或者各數(shù)據(jù)變化趨勢圖，判斷數(shù)據(jù)存在偏差的原因并及時采取措施（詳見表2）。在有必要的情況下，可以對與企業(yè)實際生產(chǎn)偏差較大的數(shù)據(jù)進行后臺人工修正。

表2 根據(jù)各相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)判斷數(shù)據(jù)存在偏差的原因并及時采取的措施

5 結論與應用

該水泥專項能源審計在線系統(tǒng)經(jīng)驗證具有實際可操作性，可以廣泛應用于各個熟料水泥生產(chǎn)企業(yè)。此項研究的實際應用，不僅可以減少人工現(xiàn)場審計的成本，更可以減少因事后審計對審計結果產(chǎn)生的質疑；對安裝了該系統(tǒng)的企業(yè)本身查看自身各個時間段的能耗情況，分析能耗變化原因和能耗監(jiān)管部門隨時隨地了解查看各個企業(yè)各個時間段的能耗情況具有重要的現(xiàn)實意義。

[1]王旭烽，朱培武. 國內水泥行業(yè)能耗限額標準現(xiàn)狀如何.水泥工程[J].2014(5).

[2] GB 16780-2012. 水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額[S].北京:中國標準出版社,2013.

[3] GB/T 24851-2010.建筑材料行業(yè)能源計量器具配備和管理要求[S].北京:中國標準出版社,2010.

Research on Online Auditing System of Energy Audit in Cement Industry

HUANG Jiao-Hong1,2
(1 Fujian Institute of Metrology, Fuzhou 350003, Fujian, China)(2 Fujian Provincial Key Laboratory of Energy Metrology, Fuzhou 350003, Fujian, China)

Based on the research of online auditing system of energy audit in Portland cement industry, the article established the online auditing system of energy audit in cement industry, and compared the data of online auditing system and the site audit, con fi rmed that the cement industry energy audit online auditing system is feasible and has a great practical signi fi cance.

Cement; Energy audit; Online auditing system

2017-06-20

黃嬌紅，女，福建省計量科學研究院，國家城市能源計量中心科研人員，工程師，碩士