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k 公司能源经营现状及医药企业节能对策研究 摘要 中国经济腾飞的同时暴露出能源资源的有限与紧缺，“十一五”期 间建设资源节约型社会已显得非常必要与紧迫。节能降耗对我国和企 业的发展意义重大。随着经济的可持续发展，如何协调能源与成本的 关系，如何确保企业的经济效益，是医药企业在“十一五”期间的重 要课题，也是撰写本文的目的。节能降耗是降低成本的最佳途径，如 今市场的竞争在很大程度上也就是能源成本的竞争。 本文首先介绍了节能的概念，统计了k 公司近几年能源消费的历史 数据。针对医药生产中主要的耗能环节，通过烟分析从根源上寻找节 能潜力，以获取最大的节能效果。通过主要耗能环节选型的经济技术 评价，建议电力供应宽裕的地区采用压缩式冷水机组。并通过深入研 究与实践，借鉴一些最新实用的节能技术，实施了医药企业节能技术 改造，力图提供典型案例以资借鉴。并在文章最后，提出了能源管理 优化的几点思考与建议，如医药企业实施p i 、e r p i 程及e m c 管理等， 提高中小型医药企业的能源经营。 关键词：医药企业，企业节能，能源消费，能源管理 t h es t a t u sq u oo fe n e r g ym a n a g e m e n tl nkc o m p a n y a n dt h er e s e a r c ho nt h e e n e r g y - e c o n o m i z i n g m e a s u r e si nm e d i c i n ee n t e r p r i s e a b s t r a c t n el i m i ta n dl a c ko fe n e r g yi st o t a l l ye x p o s e d w h i l ec h i n e s e e c o n o m i cd e v e l o p m e n ti sb o o m i n g i ts e e m st h a tc o n s t r u c t i n ga s o c i e t yo f t h ee n e r g y 。e c o n o m i z i n gb e c o m e sm o r en e c e s s a r ya n du r g e n td u r i n g “1 1 也 f i v e - y e a rp l a n p e r i o d s w i 也t h es u s t a i n e dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y h o w t oc o o r d i n a t et h er e l a t i o nb e t w e e nt h ee n e r g ya n dc o s t ，h o wt oi n s u r et h e e c o n o m i cp e r f o r m a n c eo ft h eb u s i n e s se n t e r p r i s e ，b e c o m et h ei m p o r t a n t t o p i ct ot h em e d i c i n ee n t e r p r i s ed u r i n gt h i sp e r i o d s ，a l s oi ti st h er e a s o n w h yt h et h e s i si sp r o p o s e d i ti st h eb e s tw a yf o rd e c r e a s i n gt h ec o s tt os a v e e n e r g ya n de c o n o m i z et h ec o n s u m i n g i ns o m ed e g r e e ，t h ec o m p e t i t i o no f t h em a r k e ti sa l s ot h ec o m p e t i t i o no ft h ec o s to nt h ee n e r g y t h et h e s i si n t r o d u c e dt h ec o n c e p to fe c o n o m ye n e r g yf i r s t t h e h i s t o r yd a t ao ft h ec o n s u m p t i o no ft h ekc o m p a n yi nl a s tf e wy e a r sw a s c o u n t e d b a s e do nt h em a i nc o n s u m i n gp r o c e s ss e c t i o ni nt h em e d i c i n e p r o d u c t i o n ，t h ep o t e n t i a lo fe n e r g ye c o n o m i z i n gw a sa n a l y z e d ，m e a n t i m e s o m eo ft h en e w e s ta n dp r a c t i c a lt e c h n i q u e so ne n e r g y e c o n o m i z i n ga r et o b eu s e da sr e f e r e n c e h e n c et h ee n e r g y e c o n o m i z i n gr e f o r m a t i o ni sc a r r i e d o u ts ot h a tt h et y p i c a lc a s ec o u l db ep r o p o s e df o rr e f e r e n c e a t l a s t ， m o r e o v e r ，s o m es u g g e s t i o na n dc o n s i d e r a t i o no nt h ee n e r g y e c o n o m i z i n g w e r eb e i n g p u tf o r w a r d ，s u c ha st h ei m p l e m e n t a t i o no nt h ep i ，e r pa n dt h e e m cm a n a g e m e n te t c s ot h a tt h em a n a g e m e n to ft h em e d i u mo rs m a l l m e d i c i n ee m e r p r i s ec o u l db eh i f g i l l yp r o m o t e d k e yw o r d s ：m e d i c i n ee n t e r p r i s e ，e n e r g ye c o n o m i z i n go f t h e e n t e r p r i s e ， t h ee n e r g yc o n s u m p t i o n ，t h ee n e r g ym a n a g e m e n t 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包 含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大 学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。 作者签名：专彳砖咚 日期：知7 年岁月专，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本 学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密囱。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 日期：址 日期：。1 年 | f 月于，曰 f 只亏e l “今? 小 物俨 工程硕士学位论文 方钢强 第一章引言 1 1 选题背景 众所周知，中国改革开放后6 d p 总量快速增长。按此趋势，再过2 0 年我们将成 为全球最大的经济实体和出口国，继续对能源资源形成长久的巨大需求。目前， 我国已是煤炭的世界第一消费大国，石油和电力的第二消费大国。骤升的能源消 费促使着能源生产的快速增长，但我国的石油、天然气等重要矿产资源的人均储 量，最低者仅占世界平均水平的1 25 ，所以一直以来主要还是依靠煤炭维持 着经济增长。2 0 0 4 年的电荒、煤荒、油荒以及运力紧张，已成为中国经济运行中 的制约“瓶颈”。随着我国经济增长对能源的依赖程度日益提高，能源产业发展受 到政府高度重视。据相关职能部门预计，煤炭行业生产能力在2 0 0 7 年将达到2 5 亿 吨，比2 0 0 4 年增加2 5 ；此外，2 0 0 7 年电力行业生产能力也将达n 7 2 亿千瓦，是 2 n 3 2 年的两倍。2 0 0 5 年我国全年能源消费总量为2 2 2 亿吨标准煤，比2 0 0 4 年增长 9 5 ，已达到世界总能耗的1 1 5 ，成为仅次于美国、俄罗斯的第三大能源生产国 和仅次于美国的第二大能源消费国。1 。但占世界1 5 人口的中国仅消费世界能源的 1 9 ，人均耗能大约为世界平均水平的j 3 。我国也是全球人均能源保有量最低的 国家之一，据勘探，石油资源只够开采几十年，煤炭最多只能维持约2 2 0 年，人均 水资源为世界平均水平的1 40 1 。从1 9 9 7 年开始，我国已由能源出1 ：3 国转变为能 源进口国。在能源消费结构中，美国的发电效率较高，石油消费所占比例相对较 大；而我们煤炭消费占到近2 3 ，多数发电机组容量小、初参数低，导致发电效率 也远低于世界平均水平“1 。在作为能源主要形式的电力方面，我国2 0 0 5 年的电力缺 口达到9 9 3 ，电力来源的结构也对未来的电力市场造成了巨大的潜在威胁。但我 国每年的电力损失相当于1 0 个中等省的用电量。 从全球性能源危机爆发以来，节能已逐渐被世界各国所普遍接受，并成为世 界能源经济发展的重要政策。从2 0 世纪7 0 年代开始，美国、日本率先把节能作为 能源发展战略重点之一，采取各种措施控制能源消耗，以减轻“能源危机”对本 国经济的影响。他们把节约出的能源列为继煤炭、石油、自然能( 水力、地热、风 能、太阳能等) 、核能之后的“第五常规能源”，积极深入地开展节能新技术和新 方法的研究嘲。 第1 页 浙江工业太学 工程硕士掌位论文 自十一届三中全会以来，随着能源需求的急剧增加，短期内无法缓解能源紧 张的状况，节能从此就是解决问题的重要途径。“资源开发与节约并举，把节约 放在首位”是党的十四届五中全会提出的要求，节能已成为国民经济发展总战略 中必须完成的六大系统工程之一。中华人民共和国节约能源法也通过近8 年的 艰苦历程，终于在1 9 9 7 年1 1 月1 日经八届人大常委会2 8 次会议审议通过，1 9 9 8 年1 月1 9 起颁布施行。2 0 0 4 年间，方面是高速增长的经济对资源的“渴求”，另一 方面是资源相对不足的国情和资源利用率较低的现状，使得宏观经济运行中资源 约束的矛盾更加突出。经济运行中的这些信号显示，必须尽快建设节约型社会， 努力以最少的资源消耗获得最大的经济和社会效益。2 0 0 5 年1 1 月，中共中央在十 六届五中全会上再次提出把节约资源作为基本国策。“十一五”规划目标中要求单 位国内生产总值能源消耗比十五期末降低2 0 左右”1 。这是规划目标中最重要 的约束性指标之一，充分体现了落实科学发展观，加快经济增长方式转变，建设 资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的要求。为实现这一目标，必须 动员各行各业和社会各界的力量，共同做出巨大的努力。 随着中国经济融入世界经济一体化的步骤加快，市场经济的不断完善，企业 自主经营、自负盈亏，依靠国家政策或地区保护来获得经济效益的机会已越来越 少。在市场竞争日趋激烈的今天，企业如何保持自身的竞争优势? 如何保持高度 的应变能力? 如何在优胜劣汰的剧烈竞争的市场中占据一席之地? 这是企业急需 研究的课题之一。加入w t o 后，产品价格逐步与国际市场接轨，煤、电、油等资源 价格也必然将与国际市场接轨，能源在成本中所占的比例还会增大。在此条件下， 提高企业经济效益主要还是要通过节约挖潜，减少投入来达到。从成本构成角度 来看，降低原料成本、工资福利、销售成本的困难比较大，而降低生产成本最直 接、最可取、最有效的措旌就是降低各种能源消耗，因此2 l 世纪市场的竞争在很 大程度上是能源成本的竞争。节能降耗不仅是增强企业产品竞争力的客观需求， 也是企业生存发展的必然选择”1 。 医药行业作为中国经济的一个支柱产业，随着世界医药业的迅速发展，g m p ( 全 称g o o dp r a c t i s ei nt h em a n u f a c t u r ea n dq u a l i t yc o n t r o ld r u g ) ，即药品 生产与质量管理规范，己成为医药行业必须遵循的准则。2 0 0 6 年杭州市就有五 家医药企业因没通过硎p 认证而被强制停产。对于像k 公司这样的大输液生产线， 国家医药管理局1 9 9 8 年就要求实行g m p 。但实施g m p 需投入大量的资金、人力与物 第2 页 浙珏工业大学 工程预士学位论文 力，这样相应地也提高了医药行业的准入门槛。实施g m p 的关键是硬件改造，密闭 的厂房、洁净的环境有效的防止生产过程中药品不受污染和不产生人为差错的能 力，洁净区按生产流程及所要求的洁净等级进行合理布局，温、湿度也应与制药 工艺相适应。稍有经济实力的医药企业在g m p 改造初期，为符合日益严格的生产要 求 纷纷从国外引进了先进生产线，以此缩短工序、简化工艺。而多数公用辅助 设备，如中央空调系统等，则为节约外汇及次性投资，都采用了国产设备。实 施6 m p ，导致了生产环境的高能耗，带来了医药企业生产设备能耗低、辅助设备消 耗大量能源的行业特点。 我国目前拥有6 0 0 0 多家医药企业，无论从数量还是从规模上来说，江浙与广 东一带的医药企业都占主导地位。前几年沿海地区能源供不应求，导致大多数中 小医药企业不能满负荷生产。从企业规模看，我国医药企业多而小，中小企业所 占比例为8 6 8 ，医药行业整体水平较低，技术相对落后，管理水平也较低。 k 公司成立于1 9 9 5 年，被国家科委列为“全国重点高新技术企业”，同时被 列为浙江省“五个一批”重点企业和杭州市重点骨干工业企业。k 集团上世纪末 在杭州下沙经济技术开发区内投资约5 亿元兴建了符合g m p 标准的现代化中药生产 基地，k 公司于2 0 0 1 年5 月正式投产运行。公司主导产品系从传统中药中运用c 0 2 超临界方法提取有效抗癌活性部位，再经现代制剂工艺制备成可供静、动脉输注 用的天然植物抗癌药物，已在国内# 3 0 0 0 余家医院使用。公司拥有大输液、软胶 囊两条生产线，全部制药设备都从国# 1 9 1 进，是目前世界上先进的生产线。国产 公用辅助设备也有近千台，能耗大，节能降耗是公司近几年需要解决的重要课题。 本课题基于上述背景而提出，在日益要求提高能效和节约成本的今天，我们 通过剖析k 公司的能源经营情况，针对医药生产中主要耗能环节，借鉴一些实用 技术措施积极开展节能项目，最后提及医药企业能源管理优化的方法。成功的节 能典型案例在中小型医药企业内应该具有较强地复制能力，以此共同打造出资源 节约型企业。 1 2 企业节能的概念 节能是建立在人类对能、能的转换本质、规律性的认识与把握的基础上的。 所谓“节能”，是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会 可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、 第3 页 浙江工业大学 工程硕+ 学位论文 合理的利用能源m 1 。而“企业节能”就是指企业节约能源的消耗，以较少的能源生 产同样数量的产品或产值。综上所述，节能就是在满足相等需要或者达到相同目 的条件下使能源消耗得以减少。1 。 企业节能一般分狭义节能和广义节能两种。企业在生产中都需要直接消耗能 源，如果在满足相同需要或达到相同目的条件下降低的这种直接能耗，就是狭义 节能。通常人们所讲的节能也就是这一类节能，或叫直接节能，这种节能是直接 看得见的能源实物节约。如k 公司日产8 0 0 0 瓶注射液的能耗从五吨标煤降低到四 吨标煤，则能耗节约了一吨标煤，但在企业实际生产中，除了直接消耗能源外， 还必须消耗和占用其它多种资源。广义节能就是减少药品生产或服务所闻按消耗 的能源量而实现的节能，如降低油脂、辅助原料、零部件及其他消耗品的消耗， 提高产品质量、台理延长设备和产品的使用寿命，改变经济结构和产品结构等。 在满足相同需要或达到相同目的的条件下，广泛的节约能源，这是一种直接节能 和间接节能在内的完全节能。比如医药生产除了消耗能源外，还需要消耗传统中 药材、包材等原材料，而这些原材料的生产也是需要消耗能源的，并在交易过程 中，物资运输也直接消耗了大量能源。因此，所有物资包括能源本身，经过生产 流通过程，一些能源就无形地增值于物资里，故此也可以说节约物资就是节省能 源。 企业节能按性质可分为四种形式，即技术节能、工艺节能、管理节能和结构 节能。“技术节能”是指以科学技术进步为目标，通过提高设备装置的能力、改 造配套设施或更新设备工艺，促使单位产品生产能耗降低，能源利用率提高。技 术节能措施主要有：通过能耗监测，改进操作和维护，提高现有设备或系统的运 行效率；采用成熟的节能技术，对设备或系统进行技术改造；采用先进技术，更 新设备和工艺等。“工艺节能”是通过改变原先的生产流程，采用先进的生产新 工艺而达到节能的效果；“管理节能”是在不改变用能设备、工艺技术层次或水 平的情况下，通过强化能源管理和生产管理，避免不必要的浪费，合理组织生产， 减少设备在低效率( 低负荷) 下运转等等，减少能源损耗“”；“结构节能”是通 过调整生产过程中如原料的一些比例关系，改变产品的结构，增加低能耗、高产 值产品率等所取得的间接节能的目的。通常，结构节能是间接节能的主要方面。 对结构节能计算分析，一般按五个层次进行：部门结构、工业结构、行业结构、 企业结构、产品结构。通过工业产值结构模式的理论计算得出，整个工业产品产 第4 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 值结构节能量基本等于全国工业产值结构节能量，可见工业其他层次结构节能量 均反映在产品层次的结构节能量之中。 1 3 论文研究思路与内容安排 中小医药企业开展企业节能大有可为。针对医药生产中主要能耗环节，挖掘 节能潜力，实施节能改造，定能给企业效益带来立竿见影的效果。而在节能措施 实施前后，我们可充分运用经济学和统计学的方法，对节能项目进行技术经济的 统筹分析，选择最佳节能措施或评估节能效果。文章最后提出了中小型医药企业 在加强能源管理上的几点看法。本文力求在内容上详实全面，历史数据真实齐全， 并体现出一定的研究创新性。 内容安排：第一章引言部分，主要阐述选题的背景、论文研究的目的和核心 内容。第二章分析了k 公司能源消费的特点及管理现状。主要依据近几年k 公司 能源消费的历史数据以及当前能源消费的实际情况，掌握医药生产的主要耗能环 节。第三章全面介绍了企业能量分析涉及的概念和方法，重点分析了医药生产中 的主要能流系统。第四章叙述了能源项目投资技术经济评价的理论及其常用方法， 对医药生产中的主要能源系统进行了技术经济评价，并根据计算结果进行判断与 决策。第五章总结了k 公司近几年来开展的一些具体技术节能措施，力图提供典 型案例以资借鉴。第六章提出了中小医药企业近期能源管理优化的几点发展建议。 第七章是全文的总结以及对后继研究的进一步思考。 第5 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 第二章k 公司能源消费特点及管理现状 2 1 主要能源品种消费结构及特点 多数医药企业厂址一般都选择在环境清洁，附近无污染源，空气比较新鲜的 地块，这样既易于净化，又节约能源。一般而言，医药企业分原料厂与制剂厂两 大类，k 公司属于后者。在日常生产中，中小型医药企业只消耗电力、蒸汽等品 种极少的能源，同时还包括工业用水、压缩空气等耗能工质。压缩空气一般都由 自备空压机组提供，消耗着电能。品质良好的水源、蒸汽，对医药企业来讲甚为 重要，并力求靠近负荷中心，使介质输送距离最短，减少输送损耗。充足的电源 对医药企业也很重要，前几年沿海许多医药企业因停电停产而损失相当惨重，所 以一般要求有二路进线确保电源正常供应。蒸汽与电能都是第一类二次能源，中 小医药企业因生产规模不大的原故，一般都没配套建设热电站，故此水、电、汽 等都由外界配套公用设施供应，只有压缩空气自产自足。 不同的消费结构对能源消耗水平具有重要影响。六年来k 公司生产仍以消费 电力为主，蒸汽消耗为辅，表现出冲高回落的走势。2 0 0 1 年至2 0 0 5 年，k 公司产 量逐年在增加，但五年来能源消耗总量表现为2 0 0 3 年最高，后两年又有逐步下降 的趋势。2 0 0 6 年由于国家对药品销售模式的干预，k 公司营销工作受到了严重挫 折，销售量回落到五年前的水平。生产断断续续，主导产品量也由2 0 0 5 年的1 2 0 万 瓶猛降至6 5 万瓶左右，累计只生产了约6 个月。从前几年能源的消耗表中统计分析， 在满负荷连续生产条件下，k 公司中央空调系统消耗着大部分的电力与蒸汽，分 别占全公司总用电量的7 0 和蒸汽量的5 0 左右。2 0 0 6 年在间断性生产状态下，因 停用消耗蒸汽为主的溴化锂冷水机组周期较长，所以表现出用电比例上升。 表2 - 1k 公司主要生产能源消费量 车劈 2 0 0 1 2 0 0 6 2 0 0 22 0 0 32 0 0 4 2 0 0 5 项目 按8 十月计) ( 按卧月计) 生产总能耗( 吨标煤) 1 3 3 8 01 7 5 1 2 1 2 2 8 4 1 51 7 5 4 8 11 7 1 6 2 31 0 6 6 4 2 生产用电( 度) 1 9 5 2 6 l o2 5 3 4 2 5 03 2 5 5 8 8 2 32 6 4 0 7 5 02 3 7 2 3 0 51 8 1 3 5 3 0 生产用汽( 吉焦) i 6 0 9 02 1 3 1 22 8 3 8 5 2 0 1 5 7 2 2 2 0 4 9 7 7 9 占总能耗电5 8 9 6 5 8 4 6 5 7 5 9 5 5 8 4 6 0 ，86 8 7 百分比 蒸汽 4 l _ 0 44 1 5 44 2 4 l 4 4 1 63 9 23 1 3 第6 页 浙江工业大学工程颀士学位论文 从表2 - 1 中可见，在2 0 0 3 年至2 0 0 5 年期间生产总能耗随着产量的逐年提高反而 减少，这要归功于前两年对中央空调系统的持续节能改造。虽然工艺生产用能随 药品产量的增加而增多，但因其所占的比重较小，故能源消耗总体表现为随着产 量的增加反而下降的现象。由此可见节能改造工作己做到点子上。 表2 - 21 1 公司主要生产能耗费用 年份 2 0 0 1 2 0 0 6 2 0 0 22 0 0 3 2 0 0 42 0 0 5 项目 ( 生产8 十月) ( 生产6 个月) 水费( 元)4 8 2 3 55 8 4 6 8 3 58 7 6 6 2 18 0 0 4 6 61 0 8 4 7 5 2 58 7 2 0 7 ，9 电费( 元) 1 4 4 9 8 9 21 9 1 2 3 5 52 3 2 5 8 3 1 62 0 7 8 0 3 7 9 1 9 8 8 1 7 0 11 5 7 4 0 1 3 4 蒸汽( 元)6 2 6 9 6 9 29 6 3 3 0 2 41 2 8 3 0 0 29 9 7 2 1 1 61 2 0 6 0 3 4 75 3 5 8 2 0 3 4 总费用 元)2 1 2 5 0 9 6 22 9 3 4 1 2 5 83 6 9 6 4 9 5 73 1 5 5 2 9 6 1 3 3 0 2 6 8 0 12 1 9 7 0 4 1 6 占总费水 2 2 7 1 9 92 3 72 5 43 2 83 9 7 用百分 电 6 8 2 36 5 1 86 2 9 26 5 8 66 0 2 0 7 1 6 4 比 汽2 9 5 03 2 8 33 4 7 13 1 6 03 65 22 4 3 9 表2 2 反映出k 公司近年来能源结算价格己呈现出逐步走高的趋势：水价( 包 括排污费) 2 0 0 3 年前为t 9 5 元立方，2 0 0 4 年为2 2 5 元立方，0 4 年比0 3 年前增长 1 5 ；而2 0 0 5 年为2 9 5 元立方，又比0 4 年增长了3 1 左右。电价( 包含两台变压器 容量费) 2 0 0 3 年前折合为0 7 1 4 3 元度，2 0 0 4 年为0 7 8 6 9 元度，0 4 年比0 3 年前增 长1 0 ；而2 0 0 5 年为0 8 3 8 1 元度，又比0 4 年增长6 5 左右；2 0 0 6 年因生产不足， 加之电力供应日渐宽裕，经用电统盘核算，我们停用了一台变压器组，使容量费 下降了一半，公司每月少支出2 5 z 元，但因电价的再次调高，使电价涨至0 8 6 7 9 元度，又比0 5 年增长3 6 左右。蒸汽费用2 0 0 3 年前为4 5 2 元吉焦，2 0 0 5 年为5 5 9 元吉焦，0 5 年l k 0 3 年前增长了约为2 3 6 7 ：2 0 0 6 年热电厂因供煤价格回落，供汽 价也相应调整至5 4 1 4 元吉焦，比0 5 年下降了3 1 5 。但从整个供应市场来看，因 为能源短缺仍然严重，故价格相对还是偏低。 2 一k 公司能源管理现状 k 公司在下沙生产基地投产之初就已严格按照g m p 的管理要求制定了“能源管 理规程”等s o p 管理文件。规范了能源及其设施的管理，明确了各部门的管理职责， 建立了水、电、汽的计量网络，网络示意见图2 一l 、2 - 2 、2 - 3 。 第7 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 图2 一i 水计量网络示意图 图2 - 2 电计量网络示意图 第8 页 浙江工业大学工程硕士掌位论文 图2 3 蒸汽计量网络示意图 设备动力部门负责能源计量数据的检测记录、统计汇总，对计量数据进行初 步分析或比对，以此来核查判别数据的可靠性和测量设备的完好，如发现数据异 常并怀疑测量设备有问题时，及时通知相关部门进行检查处理。设备动力部门同 时作好能源设施的维护、修理，并与外部能源供应单位的业务联系与协调工作。 计量部门负责能源测量设备的检定、标识、校准和维修，确保能源计量数据的准 确。生产技术部门负责能耗数据的分析与用能考核，必要时会同设备动力部门与 使用部门采取一定的节能措施来降低能耗。财务部门最终进行分析或比对，以此 作为成本核算的依据。设备动力部门能源管理员每月底抄表记录能耗计量数据， 并按财务部门规定的分类核算口径将能源的月消耗统计成数据表，进行本年度与 上年度同一月份能源月消耗对比分析，并把数据报送给相关部门。公司内各耗能 设备、器具和使用点的用能与节能，原则上由其所在部门负责管理，日常使用做 到人离灯灭，并指定专人控制设备开关机时间。对大能耗换热设备，按“设备管 理规程”s o p 文件的有关规定对换热器进行定期清洗，以提高换热效率，降低能耗。 能源管线及冷、热介质管道保温层的完好性在每月巡检中进行检查与维护。 但是由于多方面的原因，能源管理特别是用能考核方面并没有真正完全落实 到位。虽然有了设备动力部门的能耗数据汇总，却没有生产技术部门与财务部门 真正意义上的考核，导致不能及时反映出能源浪费点，使之得以杜绝。除此之外， 目前k 公司能源管理中还存在着以下几点不足： 第9 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 ( 1 ) 技改资金投入少，远远满足不了发展的需要 国务院规定企业用于技术改造的资金不能低于折旧基金的2 0 9 6 ，但一直以来企 业折旧基金提不足。一方面是近期公司资金比较紧张，另一方面可能是决策层缺 乏投资节能改造的动力，导致节能改造投资远远满足不了企业发展的需要。近几 年来，设备动力部门先后完成了第一、二车间冷水机组并列运行改造，第一车间 中央空调系统大功率循环冷却水泵节能改造，第一车间冷库与工艺制冷机组共用 循环冷却水泵的节能改造等。为节约技改资金，不仅把委外项目纷纷改为自行施 工，而且技改主要材料通过修旧利废获得或利用以前工程遗留物资。公司真正投 入节能技改的资金微乎其微，但节能新工艺、新设备等的投入往往需要巨额投资。 ( 2 ) 节能新工艺、新成果推广应用不足 公司虽然已在技术节能方面做出了一点点成绩，但在工艺节能、管理节能、 结构节能方面却还没有全面开展起来。决策层目前在意识形态上不重视企业节能， 执行层因缺乏有效的激励和约束机制都直接导致了节能新工艺、新成果的应用不 足。生产技术部门对企业节能管理力度明显不够，特别是在工艺节能、结构节能 方面，明显地感觉到人力、物力的投入不足。目前各种节能新成果很多，较成熟 的新工艺也不少，应多调研、多考察，如何尽快的把这些技术转化成生产力，目 前我们尚缺行之有效的方法，有待于进一步提高。 ( 3 ) 能源计量仪表管理还需加强 能源计量仪表是能源管理的科学基础。如果没有计量或计量不准，能源管理 也就无从谈起。虽然公司根据能源管线状况按照生产用能与管理用能分开统计核 算的原则配置了相应测量设备，但相对于主要耗能设施，计量设备配备却少得可 怜，或者计量不准，导致无法进行全面的能源分析。目前的测量设备计量误差问 题依然存在，特别是能源的流量仪表，计量误差较大。造成以上这些问题的原因 有两方面，一方面是企业节能基础工作薄弱，工程建设时计量投资偏少，导致关 键设备计量缺失，难以进行主要耗能点的节能统计分析；另一方面存在仪表本身 质量不过关和企业生产工作状况不稳定的闯题，目前客观上存在着流量仪表在投 入使用一段时间后，计量误差越来越大的现象。 第10 页 浙扛工业大学工程硕士学位论文 第三章企业能量分析 企业能量分析可分能量平衡及夕饵乎平衡分析两种方式。 3 1 企业能量平衡 能量平衡是以企业为对象的能量守恒关系，从能源购入储存，能量转换，再 输送分配到各个生产部门、辅助部门、附属部门用能之间的平衡。在企业里，能 的移动、转换都遵循能量守恒定律。能量平衡包括各种能源的收入与支出的平衡， 消耗与有效利用及损失之间的数量平衡1 。 3 1 。1 企业能量平衡的目的 ( 1 ) 掌握企业耗能状况，如能源消耗的数量与构成、分布与流向等。 ( 2 )了解企业用能水平，如能量利用损失情况、设备效率、能源利用率、综合 能耗等。 ( 3 )找出企业费能问题，如管理、设备、工艺操作中的能源浪费问题。 ( 4 )查清节能潜力，如可进行余能和重能回收的数量、品种、参数、性质等。 ( 5 )核算企业节能效果，如技术改进、设备更新、工艺改革等的经济效益、节 能量等。 ( 6 ) 明确节能方向，如怎样改造成省能结构、节能产品，怎样合理布局和制定 技改方案、措施等。 3 。1 2 能量平衡的类型 通常情况下，能量平衡分为供入能平衡、全入能平衡及净入能平衡三种方法。 ( 1 ) 供入能平衡 以能源供给体系的能量为基础的能量平筑称供入能平衡。它主要考察能源供 给体系的能量之利用状况，典型的设备如锅炉、加热炉、干燥箱等。这是采用最 多、最普遍的一种能量平衡。平衡方程式为： e 供 = ( e 出一e ) - 4 - ( e 捧一e 化蘑) e 化艘- 一化学反应放热 ( 2 ) 全入能平衡 从全部进入体系的能量为基础的能量平衡成为全入能平衡。它主要考察所有 进入体系的能量之总体应用状况。这种全入能平衡在原料医药、石油化工等行业 第11 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 应用较多，这不但是由于上述行业化学反应热较多，能量回收多，而且在于它常 常不是按设备而是按照装置进行的单元操作能量平衡。平衡方程式为： e 耋 = e e 盎+ e 目：e s + e 捧+ e 目 ( 3 ) 净入能平衡 以实际进入体系的能量为基础的能量平衡称净入能平衡。它主要考察实际进 入体系的能量( 即净收入或纯收入) 的利用程度，即有多少真正被利用。例如在 换热器中，为了计算保温效率，以考察散热的大小，就采用了净入能平衡。平衡 方程式为： e 净 = ( e s - - e ) + e 攮* 而能量平衡按能源的品种也可分为热平衡、电平衡等，然后再进行综合分析。 ( - i ) 热平衡计算 为了进行全面和有效的热管理，首先就要研究工厂内各装置热的一般流向， 供给的热量为多少，装置有效利用的热量是多少，热量损失在哪些方面，各有多 少，如果把各项热量进行仔细计算，就能由此得到一系列热的数据。这样求得热 数据的计算成为热平衡计算。 一台设备的热平衡分析完成后，如果依次对其他设备同样进行计算，则可进 一步实行设备问的热平衡。而对设备相互间的热量进行取长补短才能完全实现工 厂全面热管理。 因此，热平衡计算是热管理中有价值的参考资料。 ( 2 ) 电平衡及其分类 所谓电能平衡是在确定的用电体系( 对象) 的界内，对界外供给的电量在用 电体系内的输送、转换、分布、流向方面进行考察、分析、测定和研究，并建立 供给、有效和损耗电量之间的平衡关系的全过程。 根据能量守恒定律，用电体系内的生产关系为： 供给电量| j f g = 有效电量w y + 损耗电量w s 根据研究的对象不同，电能平衡分为企业电能平衡、车间电能平衡、用电装 置电能平衡和用电设备电能平衡。 3 1 3 企业能量平衡的步骤与方法 ( i ) 选择能量平衡对象； ( 2 ) 明确能量平衡体系； 第12 页 浙江工业大学 工程硕士学位论文 ( 3 ) 选好基准： ( 4 )进行能量平衡测试； ( 5 )整理能量平衡测试数据； ( 6 )编制能量平衡表； ( 7 ) 进行能量平衡计算： ( 8 )绘制能量图； ( 9 )能量平衡结果分析； ( 1 0 ) 提出节能规划。 一般在企业内部平衡测算时，动力部门不作为耗能部门，而将它转换的二次 能源及耗能工质按等价值折算成一次能源的数量后，向相关部门折算。即将转换 部门的转换损失分摊在用户身上。 3 2 炯平衡分析 烟平衡分析建立在能量平衡的基础之上，不仅考虑了能量的数量，还顾及能 量的质量。在作岁四平衡分析时，需计入各项火日损失才能平衡，内部不可逆火嗣损 失项在能量平衡中并无反映。因此，两种分析方法有质的区别“”。 3 2 1 火嗣分析的意义 能量系统分析就是要搞清楚能量有效利用及损失的情况，以便寻求节能措施。 在对系统作能平衡分析时，应进一步作夕用分析，才更为全面，所得结论更为可靠。 火用分析的意义包括：评价、诊断、指明方向三个方面。 ( 1 )合理评价能量有效利用程度 热能是一种在不同条件下，质量上有很大差别的能量，而又是在整个能源最 终消费中占有较重要地位的一种能量。因此，利用火嗣分析的方法。正确地、合理 地按质利用热能，对于提高热能的利用效果，节约能源有着十分重要的意义。根 据用户需要，按质提供热能，不仅在数量上要满足，而且在质量上要相匹配，从 而达到热尽其用。在能源管理中，应按实际利用的燃烧产物的能级，选择所需的 燃料才较合理。 ( 2 )科学诊断各项能量损失的大小及比例 “节能”实质上就是要“节火用”，分析影响少佣损失的因素，寻找减少损失 的途径。在，、火用损失中，更主要是过程的不可逆造成的内部火用损失，能源工作者 第13 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 的任务就是要在用能过程中不要轻易地让火嗣贬值。 ( 3 ) 指导正确的节能方向 在能量损失中，对余能的回收利用是节能的重要方面，但能量损失大的不一 定火用损失大，即不一定有利用价值。因此，只有正确评价余能，才能有效利用余 能，采用火用分析可以正确指导节能的方向。 3 2 2 岁娜效率的概念 效率的一般定义为效果与代价之比，对能量转换装置，也就是取得的有效能 与供给装置耗费的能之比。在热平衡中，用“热效率”的概念来衡量被有效利用 的能量与消耗的能量在数量上的比值，但它没有顾及能量在质量上的差别，往往 不能反映装置的完善程度，热效率并不是一个很合理的尺度。而岁娲损失的大小可 以用来衡量热力学完善程度，达到全面衡量能量转换和利用的效益。从综合能量 的数量和质量的岁胡的概念出发，用“火硐效率”来表示系统中进行的能量转换过程 的热力学完善程度，或能量系统烟的利用程度。 火嗣效率是指能量转换系统或设备，在进行转换的过程中，被利用或收益的 烟与支付或耗费的岁日记比，以此衡量能量转换设备或装置系统的技术完善程度或 热力学完善程度的统一指标。火用效率越接近1 ，表示设备或系统的热力学完善程 度越好。当考虑系统内部不可逆必b 损失及外部必稃损失，支付火蹋中扣除这些芦h 损 失之和才为收益岁胡，而根据各项火目损失的大小，可知分配情况及它们所占的相对 地位，为改进设备、节约能源提供主攻目标，以便采取相应的对策。 3 2 3 火嗣分祈四种常用的方法 ( 1 ) 统计的方法。通过每天的运转数据，分析影响热效率和单位能耗的各种因 素，找出其相互关系。 ( 2 ) 动态模拟的方法。对操作条件给予某一阶梯形的或正弦形的变化，以测定 对其他量有何影响，对随时间与随空间的变化情况进行分析。一般装置的动态特 性相当复杂。 ( 3 ) 稳态的方法。可用于蒸汽式溴冷机组等连续工作的热工设备的分析。正常 情况下，工况几乎不随时间变化。通过对分析对象的物料及能量平衡测定，可弄 清能流情况以及各项损失的大小。它是最常用的方法。 ( 4 ) 周期的方法。适用于间歇工作的热设备，例如灭菌釜等。分析时至少要测 定一个周期内的数据，并要考虑装置积蓄能量的变化。其物料平衡以及能量平衡 第14 页 浙江工业大学 工程硕士学位论文 的分析方法与稳态法相同。 3 2 4 岁国分析步骤 ( 1 )确定体系。首先要明确分析对象，确定体系的边界。所取体系可大可小， 主要取决于分析的需要，并用示意图标明所取体系的范围； ( 2 )分析体系与外界的质量交换。物料平衡是分析的基础。要标明和计算出穿 过边界的各股物质流的流量和成分； ( 3 )分析体系与外界的能量交换。通过边界的能流包括功量、热量和物流携带 的焓( 岁涠) ，有的要通过测定温度、压力等参数后计算确定： ( 4 )计算各项的数值，确定各项损失的大小。计算时明确环境基准状态，确定 所需的热力学基础数据以及计算公式； ( 5 )分析能量平衡和火r 平衡。能量平衡是夕嚣抨衡的基础，在此基础上，建立 体系的火孵衡关系，确定各项输入、输出岁涸及火r 损失，画出能流、火h 强氚图； ( 6 )计算火r 擞率及局部火日弱员失率等评价指标； ( 7 )评价与分析结果。根据计算结果，分析造成能量损失与岁媚损失的原因，探 讨体系进一步提高有效利用能量的措施及可能性。 3 3k 公司主要能耗系统能量分析 能源是为生产和生活服务的，因此能源供应是医药企业经营的一个重要组成 部分，它与各个部门之间存在着密切的相互依赖、相互制约的关系。k 公司能源 转换系统相对比较简单，由生产工艺设备、公用辅助设备、质保设备、办公设备、 运输设备、厨房设备等多种设备组成，主要消耗电力与蒸汽。 k 公司生产系统由大输液生产线、软胶囊生产线和辅助公用设施组成。大输 液生产线可划分为洗瓶处理、胶塞清洗、原料配制、灌装轧盖、灭菌处理、包装 捆扎等几个部分；软胶囊生产线可划分为化胶处理、配料处理、压丸处理，选丸 处理、洗丸处理、内包装、外包装等几个部分；辅助公用设施可划分为水处理、 中央空调、工艺冷媒、压缩空气、真空处理、变供电、污水处理等几个部分。 为了分析问题简便、清楚，紧紧抓住生产中主要耗能环节，特此我们着重分 析一下大输液生产线的中央空调能源系统。图3 一l 是大输液空调系统一例，它由制 冷系统和空调风柜组成。制冷系统又可划分为冷水机组、冷却塔、循环冷却水泵、 循环冷媒水泵等几个部分。在图中，对每个子系统的设备分别用边界线划分开， 第15 页 浙江工业大学工程硕士学位论文 并标出了通过边界的各股物流和能流的状态值。通过能流示意图可以清楚地知道 各子系统之间的相互关系以及与外界的联系。 i l 医萄 e 一医f ! 丘 司哩阍f ! 一黔禹! 搁；2 赢 甜嗣隔 lal b 。i c一jj d 一i e f “i g ；j h 净 “；| i h + 一4 = i _ | 邢i t t t h t邢i 哪 f + _ _ ；i- r 矗矗i if 卞 。 愿轳 l i 甜一组皇| ；0 丁一 玉 l ；i ! l i j i 嵫 l- l ；引上i ：馐 i ：，： 鞴 t m ) i i ， i ；i ； 可一乳； t ； 一蒜； j 三j ! i t 守 ：i： 一电力一蒸汽 一- 垮却水 一峥娣水一空气一一体_ 系边界 一一系统边界 1 一漶化包净媒水循环幕2 一魂化赶冷却水循环泵3 一棋蚨机峥蝶水镛环泵4 一一棋块机净却水街环摹 一泷量- h ：i t 一堰廑p 一压力 x l o p a ；6 x 一一火用g j h 图3 一l 大输液空调能流系统示意图 在确定了空调系统为整个体系后，根据各股物流的情况以及外界功量、热量 交换的情况，可以列出能量平衡关系式。在此基础上，还可以进一步列出爝衡 的关系式。 能量平衡是建立在能量守恒基础上得出的平衡关系式。物流携带的能量以焓 表示，带入的总能量h 。带出的总能量为。外界提供的热收入项为q 。 热支出项q 0 ，。中包括散热损失等。对于与外界有功量交换的设备，还应包括收入 功项w ；。和支出功项w 删。所以一般的能量平衡关系式可表示