喬建國(guó)

（江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司徐州卷煙廠，江蘇徐州 221005）

1 問題

部分卷煙廠在行業(yè)公司改制、工商分離、兼并整合等多輪變革過程中，節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用方面存在諸多不足。

（1）節(jié)能建設(shè)缺乏總體規(guī)劃，沒有延續(xù)性。卷煙廠作為煙草行業(yè)的制造生產(chǎn)基地，其核心業(yè)務(wù)是制造加工優(yōu)質(zhì)卷煙產(chǎn)品，基于這個(gè)認(rèn)識(shí)，部分卷煙廠對(duì)企業(yè)節(jié)能建設(shè)的認(rèn)識(shí)上還浮于喊喊口號(hào)、開展專項(xiàng)活動(dòng)、短期治理措施等方面，從而導(dǎo)致在節(jié)能建設(shè)上沒有總體規(guī)劃，在節(jié)能改造上沒有可延續(xù)性和長(zhǎng)效性，常常頭痛醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳，從而造成節(jié)能成果往往短期見效，長(zhǎng)期反彈，甚至得不償失。

（2）對(duì)節(jié)能措施和技術(shù)整體認(rèn)識(shí)不足。卷煙企業(yè)人才眾多，但因行業(yè)的特殊性，其人力核心主要集中在卷煙產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)維護(hù)，部分卷煙廠在節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用方面，存在非專業(yè)人員管理，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏，對(duì)傳統(tǒng)節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用區(qū)域、層次模糊，對(duì)新型節(jié)能技術(shù)應(yīng)用前景不明、信心不足等問題。對(duì)節(jié)能知識(shí)一知半解，對(duì)節(jié)能技術(shù)體系整體認(rèn)識(shí)不足，從而造成許多節(jié)能工作效果達(dá)不到預(yù)期。

為此，通過對(duì)建設(shè)工程市場(chǎng)眾多成熟節(jié)能技術(shù)的研究，結(jié)合對(duì)行業(yè)內(nèi)多家卷煙廠節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用實(shí)際，系統(tǒng)性構(gòu)建卷煙廠建設(shè)過程中節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用框架。

2 節(jié)能措施及技術(shù)應(yīng)用

2.1 布局規(guī)劃節(jié)能

卷煙廠無論是在建設(shè)之初，還是在后續(xù)的改造過程中，應(yīng)在規(guī)劃布局方面充分考慮節(jié)能因素，通過各功能分區(qū)的合理布置，降低人力、物力、運(yùn)輸成本，提升能源利用效率。可采取的措施：①物流路線集中，縮短運(yùn)距。卷煙生產(chǎn)過程，涉及大量原、輔材料和成品廠內(nèi)倒運(yùn)、暫存和廠外運(yùn)輸，縮短物流運(yùn)距可從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。布局時(shí)應(yīng)把原輔材料入口和成品出口靠近廠區(qū)物流大門設(shè)置，原輔材料和成品倉(cāng)庫(kù)在聯(lián)合工房?jī)?nèi)部或外部臨近設(shè)置；②縮短能源供應(yīng)距離。卷煙生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)用能主要涉及電、正壓氣、負(fù)壓氣、蒸汽、冷熱水等能源供應(yīng)?？諌簷C(jī)、真空泵、制冷機(jī)組、換熱機(jī)組盡可能設(shè)置在聯(lián)合工房?jī)?nèi)部，可考慮建設(shè)地下設(shè)備用房；鍋爐房應(yīng)設(shè)置在距離主要用汽點(diǎn)——制絲車間和空調(diào)機(jī)房較近的位置；空調(diào)機(jī)房和除塵房應(yīng)設(shè)置在與制絲車間和卷包車間、摻兌區(qū)相鄰的位置；如考慮廠區(qū)整體設(shè)置動(dòng)力中心，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)施集中管理，應(yīng)將動(dòng)力中心設(shè)置在靠近聯(lián)合工房的位置，從而使公用動(dòng)力管道短捷，減少沿程損失、降低能源消耗；③充分利用自然能源。通過對(duì)廠區(qū)自然環(huán)境分析，在滿足消防、安全等規(guī)范的的前提下，合理設(shè)置聯(lián)合工房、動(dòng)力中心、庫(kù)房等各建筑物位置、朝向，提升自然通風(fēng)和自然采光效果，實(shí)現(xiàn)自然節(jié)能。

2.2 建筑節(jié)能

建筑節(jié)能方面，傳統(tǒng)成熟的技術(shù)較多，有很多僅僅是一些小的節(jié)能措施，在建設(shè)時(shí)提前考慮，就可以為后續(xù)使用過程節(jié)能工作提供較大的便利。主要涉及的方面：①結(jié)構(gòu)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，滿足工藝需求的同時(shí)，應(yīng)充分考慮梁、柱、墻、頂、地面，以及門窗、中庭、外立面等結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)通風(fēng)、充分利用自然采光[1]、功能隔熱保溫等節(jié)能目的。如利用樓梯間、中庭、風(fēng)井等建筑物內(nèi)部貫穿多層的豎向空腔設(shè)計(jì)，滿足進(jìn)排風(fēng)口高差要求，并在頂部設(shè)置可以控制的開口，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的目的；②門窗[2]。除消防、建筑規(guī)范要求門窗設(shè)計(jì)外，外門盡可能采用保溫門，在人流密集頻繁的部位設(shè)置自動(dòng)感應(yīng)門，保溫重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置風(fēng)幕機(jī)，預(yù)留門窗保溫簾、棉位置和卡槽。外窗選用節(jié)能的隔熱塑鋼或斷橋鋁材質(zhì)窗框，加裝中空隔熱玻璃，設(shè)置能夠改變?nèi)~片翻轉(zhuǎn)角度的遮陽(yáng)百葉；③外墻、屋面。外墻采用保溫隔熱的加氣混凝土砌塊墻，外墻和屋面均按規(guī)范設(shè)置保溫層，選用高效隔熱保溫材料，如巖棉板、硬質(zhì)玻璃棉保溫板、擠塑聚苯乙烯泡沫板等；④縫隙處理。建筑中結(jié)構(gòu)縫隙處理，因?yàn)閿?shù)量眾多、分布廣散，往往在設(shè)計(jì)和施工時(shí)容易被忽視，但若不提前考慮，細(xì)致處理，往往會(huì)對(duì)建筑節(jié)能整體效果帶來巨大損害，如門窗縫隙、分隔縫、結(jié)構(gòu)粘結(jié)縫隙等地方均要進(jìn)行加強(qiáng)細(xì)致的密封節(jié)能處理。

2.3 公用設(shè)施節(jié)能

2.3.1 整體原則

在卷煙廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過程中，公用設(shè)施是耗能大戶，也是企業(yè)節(jié)能最有潛力可挖的環(huán)節(jié)。在建設(shè)公用動(dòng)力系統(tǒng)過程中，要按照以下整體原則考慮節(jié)能方案：①設(shè)備選型要梯級(jí)配置。合理選擇鍋爐、制冷機(jī)、空壓機(jī)、真空泵、空調(diào)、冷卻塔、變配電設(shè)施、給排水泵組等公用動(dòng)力設(shè)備臺(tái)數(shù)和規(guī)格，階梯級(jí)配置，以便能夠根據(jù)不同季節(jié)、不同時(shí)段、不同班次供需量實(shí)現(xiàn)多模式精益節(jié)能運(yùn)行，避免全年一個(gè)模式，出現(xiàn)大馬拉小車現(xiàn)象而造成能源浪費(fèi)；②系統(tǒng)運(yùn)行要自動(dòng)精益。要選用自動(dòng)化程度高、能耗低的設(shè)備，應(yīng)用PLC控制接口單元、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)總線、數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶端組件平臺(tái)、Web前端頁(yè)面等計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，建立公用動(dòng)力設(shè)施全過程數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，如MES（Manufacturing Execution System）系統(tǒng)，以便降低人力成本，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障，減少設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間，降低故障停機(jī)率，實(shí)現(xiàn)公用設(shè)施系統(tǒng)精益、節(jié)能運(yùn)行；③采取減少能源運(yùn)輸損耗的有效措施。水、氣、汽、冷熱風(fēng)等公用動(dòng)力系統(tǒng)，建設(shè)過程中首先須合理設(shè)計(jì)管道介質(zhì)流速，減少?gòu)濐^，以降低阻力損失；其次要對(duì)設(shè)備和管道、閥件采取妥善的保溫隔熱措施（可采用玻璃棉、橡塑保溫棉、鋁鎂質(zhì)保溫棉等），以減少能量散逸流失；另外還須選取優(yōu)質(zhì)、可靠、專業(yè)管件、閥件，以減少介質(zhì)漏損。

除以上整體原則外，公用動(dòng)力系統(tǒng)還須按照專業(yè)采取相應(yīng)的節(jié)能措施。

2.3.2 專業(yè)節(jié)能措施

（1）電氣。供配電節(jié)能：首先，要根據(jù)用電設(shè)備分布情況，按照就近集中原則，合理布置變配電設(shè)施位置，如廠區(qū)規(guī)劃有動(dòng)力中心，采用高壓變配電設(shè)備設(shè)置在動(dòng)力中心，低壓變配電設(shè)備就近設(shè)置在聯(lián)合工房、辦公樓、動(dòng)力中心、宿舍區(qū)等單體內(nèi)的方式，以縮短供電半徑，減少電能損失。其次，要在高低壓配電室和設(shè)備附近均設(shè)置無功功率自動(dòng)補(bǔ)償裝置，提高功率因數(shù)（一般控制在0.9以上，以0.95為宜），提升設(shè)備電氣效率，減少供電損失。第三，卷煙生產(chǎn)過程中，大、中、小、微型變頻電機(jī)設(shè)備種類廣、數(shù)量多，UPS電源應(yīng)用廣泛，諧波產(chǎn)生頻繁，須在高壓配電段配置大容量諧波治理設(shè)施（如有源、無源濾波器，電容器串接調(diào)諧電抗器等），并在電能質(zhì)量要求高的設(shè)備（如PLC控制柜、精密控制設(shè)施）前端安裝或預(yù)留專用諧波抑制設(shè)備。

照明節(jié)能：要根據(jù)不同區(qū)域照度規(guī)范要求，合理設(shè)置照明燈具密度，并盡可能多采用節(jié)能環(huán)保的LED燈具[3]。大空間的生產(chǎn)車間和公共場(chǎng)所須設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分時(shí)段、分區(qū)域等多種照明控制方式。具體可按照以下幾種原則實(shí)現(xiàn)：①總體按區(qū)域功能、天然采光狀況及車間生產(chǎn)條件采取分區(qū)、分組控制；②大空間生產(chǎn)場(chǎng)所按車間、工段、工序分區(qū)控制；③其余按列設(shè)置燈具的房間、場(chǎng)所，宜按所控?zé)袅信c側(cè)窗平行或采光帶平行設(shè)置燈具分段控制；④樓道等公共區(qū)域照明采用感應(yīng)式或延時(shí)的自動(dòng)控制方式；⑤每個(gè)照明開關(guān)所控光源數(shù)不宜太多，以便使用時(shí)避免照明浪費(fèi)。

電機(jī)節(jié)能：卷煙廠屬于生產(chǎn)類企業(yè)，電機(jī)種類廣、數(shù)量多，電機(jī)節(jié)能潛力大。①電機(jī)要考慮選擇大品牌、高效、節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品，嚴(yán)禁采購(gòu)和使用工業(yè)和信息化部網(wǎng)站公示的《高耗能落后機(jī)電設(shè)備（產(chǎn)品）淘汰目錄》第一、二、三、四批次中的產(chǎn)品；②電機(jī)啟動(dòng)宜采用變頻器控制、降壓軟啟動(dòng)裝置等方式，減少?zèng)_擊和啟動(dòng)電壓波動(dòng)，并盡可能采用變頻方式運(yùn)行，減少系統(tǒng)裕量浪費(fèi)；③部分電機(jī)可考慮選用高壓設(shè)備，降低運(yùn)行電流，減少損耗，如制冷機(jī)組采用10 kV高壓電機(jī)。

（2）動(dòng)力。動(dòng)力設(shè)備設(shè)施節(jié)能除滿足以上布局規(guī)劃、公用設(shè)施節(jié)能總則和電氣節(jié)能相關(guān)要求外，還須從以下方式進(jìn)行補(bǔ)充：①蒸汽在生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程會(huì)產(chǎn)生大量高溫凝結(jié)水，要全過程設(shè)置蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)[4]，將凝結(jié)排水全部回收、過濾、檢測(cè)后作為鍋爐補(bǔ)充用水或其他循環(huán)系統(tǒng)用水，不僅減少水資源浪費(fèi)，還充分利用了凝結(jié)水余熱；②鍋爐設(shè)備須配置節(jié)能器，充分利用鍋爐尾部高溫?zé)煔饧訜徨仩t給水，同時(shí)降低排煙溫度；③鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)中須配置水水換熱器，充分利用鍋爐連續(xù)高溫排污水余熱加熱鍋爐給水，同時(shí)降低排污水溫度；④空壓機(jī)考慮選用高效無油離心變頻機(jī)組代替螺桿機(jī)組；⑤真空泵考慮選用離心機(jī)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水環(huán)式真空泵，這里特別強(qiáng)調(diào)的是縮短負(fù)壓管道，減少管阻，對(duì)提高真空泵效率尤為有利，因而真空泵站應(yīng)就近設(shè)置在聯(lián)合工房?jī)?nèi)靠近卷包車間位置。

（3）暖通。暖通專業(yè)節(jié)能除須滿足以上布局規(guī)劃、公用設(shè)施節(jié)能總則和電氣節(jié)能相關(guān)要求外，還須重點(diǎn)關(guān)注以下5點(diǎn)：①合理利用新風(fēng)，在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置新風(fēng)接入系統(tǒng)，特別是在春秋過渡季節(jié)，充分利用新風(fēng)以推遲開啟制冷系統(tǒng)或縮短制冷系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，降低能源消耗；②合理利用排風(fēng)冷熱余量，對(duì)于車間工藝溫度要求與外界環(huán)境溫度全年長(zhǎng)期相差較大的卷煙廠，在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置利用排風(fēng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱處理的設(shè)施，降低后端新風(fēng)處理負(fù)荷實(shí)現(xiàn)節(jié)能；③合理利用冷卻塔直接制冷[5]，預(yù)留冷卻水與冷凍水供回水管道接入閥門，在過渡季節(jié)和冬季，當(dāng)車間內(nèi)溫度較高于設(shè)計(jì)溫度的情況下，直接利用冷卻塔供給的低溫冷卻水接入冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，保持車間內(nèi)溫度恒定，延遲制冷機(jī)組開啟時(shí)間，降低全年冷機(jī)開啟負(fù)荷；④合理利用水霧加濕方式，在空調(diào)蒸汽加濕系統(tǒng)中并入微霧水加濕系統(tǒng)，在春秋過渡季節(jié)，利用水霧加濕，既減少了加濕蒸汽消耗，也輔助起到了降溫的作用[6]；⑤充分利用地?zé)峥稍偕Y源，在地質(zhì)、環(huán)境適宜情況下設(shè)置地源熱泵系統(tǒng)[7]為中央空調(diào)提供冷熱水，降低電能、蒸汽消耗，既節(jié)能又環(huán)保。

（4）給排水。給排水專業(yè)節(jié)能除須滿足以上布局規(guī)劃、公用設(shè)施節(jié)能總則和電氣節(jié)能相關(guān)要求外，還須重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：①減少水資源的無用消耗，選用節(jié)水型衛(wèi)生潔具，在集中衛(wèi)生間選用感應(yīng)式?jīng)_洗閥，廠內(nèi)所有水池、水箱溢流水位要設(shè)置報(bào)警裝置，防止進(jìn)水管閥門故障時(shí)，水池、水箱長(zhǎng)時(shí)間溢流排水，減少浪費(fèi)；②重視水資源循環(huán)利用，在公用和工藝設(shè)施中冷卻系統(tǒng)中，采用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，減少排放，提升水資源利用效率；③設(shè)置廠區(qū)污水處理與回用系統(tǒng)，對(duì)全廠污廢水統(tǒng)一回收、處理，使處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》、《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，可回用于綠化澆灌、沖洗、景觀水體補(bǔ)水等。在條件允許情況下，還可采用反滲透技術(shù)對(duì)中水進(jìn)一步深度處理達(dá)標(biāo)后，可回用于全廠冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水，從而減少排放，大大提高水資源循環(huán)利用率；④充分利用太陽(yáng)能，在聯(lián)合工房、辦公樓等單體建筑屋頂布置太陽(yáng)能集熱器，建立太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，為廠區(qū)洗浴系統(tǒng)提供主熱水源；⑤充分利用車間工藝設(shè)備高溫排水和工藝爐煙氣余熱，通過換熱裝置制備熱水，就近供應(yīng)聯(lián)合工房熱水系統(tǒng)用水。

2.4 能源計(jì)量管理系統(tǒng)

除以上節(jié)能措施外，還須在建設(shè)過程中重視企業(yè)總體能源計(jì)量管理設(shè)施配套，建立全方位、全過程的專業(yè)能源計(jì)量管理系統(tǒng)[8]，為企業(yè)節(jié)能降耗分析、決策提供全面詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。對(duì)于卷煙廠來說，能源管理主要是指卷煙生產(chǎn)過程的水、電、正壓氣、負(fù)壓氣、蒸汽、天然氣、柴油等能源消耗的全面計(jì)量、統(tǒng)計(jì)和分析，因而須在各級(jí)能源介質(zhì)分供點(diǎn)裝設(shè)全面、可靠的計(jì)量設(shè)備（如計(jì)量表、流量計(jì)等），實(shí)現(xiàn)企業(yè)用能二級(jí)計(jì)量，盡可能的完善三級(jí)計(jì)量。其中一級(jí)（廠級(jí))計(jì)量，主要用于對(duì)外核算，二級(jí)（部門級(jí)或區(qū)域級(jí)）計(jì)量用于內(nèi)部核算和考核，如生產(chǎn)車間、辦公樓等區(qū)域能源計(jì)量，三級(jí)（設(shè)備級(jí)）計(jì)量主要用于能耗高的重點(diǎn)設(shè)備的用能分析和考核，如制冷、空壓、制絲、卷接包等設(shè)備的用能分析，當(dāng)然在投資條件允許情況下，可將三級(jí)計(jì)量覆蓋至全部用能設(shè)備點(diǎn)。

2.5 可再生能源利用

隨著可再生能源技術(shù)的發(fā)展，卷煙廠作為大型國(guó)有性質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)，在可再生能源利用上具有廣闊前景。除以上提到的利用溫差的冷卻塔直接供冷系統(tǒng)、利用地?zé)岬牡卦礋岜孟到y(tǒng)、利用太陽(yáng)能的熱水系統(tǒng)，對(duì)于聯(lián)合工房、停車雨棚、庫(kù)房頂面等有大面積空置區(qū)域的卷煙廠，還可考慮設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)，充分利用優(yōu)質(zhì)清潔太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電補(bǔ)充自用。而在北方、西部風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，在條件允許情況下，可以建立風(fēng)力發(fā)電設(shè)施補(bǔ)給自用電能。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)卷煙廠建設(shè)過程中布局規(guī)劃、建筑、公用設(shè)施、能源管理、可再生能源利用等方面節(jié)能措施和技術(shù)的探索研究，系統(tǒng)構(gòu)建卷煙廠節(jié)能措施和技術(shù)應(yīng)用框架，為保證卷煙廠節(jié)能建設(shè)的實(shí)效性和可持續(xù)性提供借鑒思路。