太阳能高硼硅玻璃管及太阳能热水器生产项目耗能工序及主要能耗指标核定分析

1、太阳能高硼硅玻璃管及太阳能热水器生产项目耗能工序及主要能耗指标核定分析1.1项目用能体系能耗分析项目耗能体系划分及耗能量项目消耗的能源主要为电力和水以及少量的石油液化气。项目耗能系统图见下图4-1。二主要生产水 泵房“辅助生产:生活其它亠主要生产石油液化气电力高硼玻璃管生产r*警低压配电室项目耗能系统图图4-1-低压配电室咼压电力室太阳能玻璃管生产 太阳能热水器生产 辅助生产生活其它根据项目生产工艺特点，将项目耗能过程，划分为主要生产、辅助生 产和生活设施三大单元。其中生产单元又细分为：高硼玻璃管生产区、太 阳能玻璃管生产区、太阳能热水器生产区三个部分。重点能耗单元为高硼 玻璃管生产区部分（1

2、）耗电量核算方法步骤核算方法本次评估电能核算采用工业与民用配电设计手册（第三版）中的“企 业年电能消耗量计算”方法进行。计算过程中的各种参数系数来源于该手册各类图表相关数据并参考同 类企业相关数据确定。计算用电设备负荷采用建设项目在初步设计和施工图设计阶段常用的 需要系数法。核算步骤 确定各用电单元年实际工作小时数 Tn根据项目设计年产量、设备单机或生产线单线台时生产能力，结合项 目的实际生产情况，核算确定各用电单元年实际工作小时数。式中：GTn一 （小时）ngTn设备年实际工作小时数G年产量g设备台时产量g设备台数 确定单台用电设备的设备功率 Pe连续工作的用电设备的设备功率等于额定功率，间

3、歇工作的用电设备 的设备功率须换算到额定负载持续率下的有功功率。 确定用电设备计算负荷有功功率巳巳 ©Pe（kW）无功功率 QcQc Pctg （ kvar）有功功率 ScSc , PcQc2（ kVA） 确定用电单元（生产工段）计算负荷有功功率巳PcKP（KxPe） （ kW）无功功率QcQcK Q（Pctg ）（ kvar）有功功率ScSc, Pc2Qc2（ kVA）以上式中：Kx-需要系数tg 用电设备组功率因数角正切值K P K Q 有功功率、无功功率同时系数，根据实际情况在和范围内取值。 用电核算单元年耗电量计算采用年平均负荷计算法单元年耗电量 WyWy aavPcTn万k

4、Wh式中：aav 平均有功负荷系数，根据项目实际情况并参考同类企业经 验数据确定，取值范围。 项目年耗电量 WyWy万kWh供电系统设计方案本设计承担的工作范围为：厂区内10KV开关站、车间配电室、厂区内生产线主、辅生产车间的供电、车间电力拖动、生产过程自动化、建筑 物的防雷及照明设计。1. 厂区10KV开关站厂区10KV配电室向各车间变压器放射式供电。10kV中压柜采用KYN28-10-Z（ F） G型户内铠装移开式金属封闭开关柜。继电保护选用微机综合自动化保护系统，采用分层分布结构，后台微机集中监控管理，实现保护、测量、控制、通信一体化功能。操作电源选 用微机控制高频直流电源成套装置，电池

5、选用免维护铅酸蓄电池成套装置。2. 低压配电室根据工艺布置及电气控制要求，规划 2 个低压配电室，各配电室根据 实际负荷设置S11型变压器，即：玻璃熔炼车间低压配电室：完成对高硼硅玻璃熔炼车间设备配电及控 制。太阳能玻璃管及热水器生产车间低压配电室：完成对太阳能玻璃管车 间、热水器生产车间设备及生产辅助设施的配电及控制。各低压电力室由变压器降压至 0.4kV 后为其低压电气设备供电，低压 配电柜采用 GGD 型开关柜。3. 电缆敷设10kV 线路采用 YJV22-10kV 型交联聚乙烯电力电缆，车间内低压线路 采用 YJV-1000 型聚氯乙烯电力电缆， 控制回路采用 KVV-500 、KVV

6、RP-450 型控制电缆，仪表配线采用 DJYP2V 型屏蔽电缆。电缆敷设方式以电缆厂区电缆沟为主，支线配合以电缆桥架、穿钢管 或直埋方式敷设。1. 照明车间内采用工厂罩自整流水银日光灯 ,照度 20LKC, 控制室等采用荧光 灯照度100LKC,照明采用三相四线制，电压380/220V。生产车间检修照明插 座电压220/12V。照明配电箱采用墙挂式，分段集中控制。室外照明采用钢筋混凝土电杆 ,采用高压汞灯。所有照明均优先采用节能型灯具5. 防雷接地 全厂建筑物按三类防雷保护设计。各配电室均设接地装置，低压系统 为 TN-C-S 系统，通过电缆桥架上的接地干线及穿线钢管将各接地装置连成 全厂接

7、地网。6. 电能计量电能计量设在 10KV 配电室。 各低压配电室的进线柜设电压表及电流表。照明用电在各低压配电室设专用照明箱与动力分表计量7. 通讯设一台 80 门程控交换机以满足生产调度需要。厂长、供销、财务办公 室另设国内直拔电话。8. 无功补偿： 采用低压侧补偿方式：低压配电室设低压电容自动补偿柜；大随机投 入和切除；最终使低压侧功率因数达 0.95 以上。（2）耗石油液化气量核算步骤程序 根据设备的工艺技术水平，评估核算年用量，（3）生活能耗核算 生活部分能耗按预测的消耗量核算1.1.2 项目能源购入贮存、加工转换、输送分配及终端利用等环节的用能高硅硼玻璃管工序耗能评估核算高硅硼玻璃

8、管是通过利用石英砂、硼砂、硼酸、氢氧化钠、工业盐以 及碎玻璃等原辅材料，经配料、熔制、成形、退火等工序，制成高硅硼玻 璃管。高硅硼玻璃管生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。分别 简述如下：1、配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混 合均匀。由皮带机输送至熔窑窑头料仓，经投料机均匀投入窑内。配合料 在熔窑内加热至熔融，经过一系列的物理化学反应，熔化成玻璃液，通过 流液洞进入料道，由作业室料碗形成料股，在制管机成型，玻璃管依次进 入跑道、料仓，经退火、冷却，最后检验包装入库。玻璃的主要原料有： 石英砂、硼砂、氢氧化钠、工业盐、碎玻璃等。2、熔制，将配好的原料经过高温加热，

9、形成均匀的无气泡的玻璃液。 这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行，玻璃 料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在 13001600 C。本项目采用电熔窑，电熔池窑都是连续生产的。本项目选用 21 平米、 9.5 平米的电池窑各三座， 21 平米电池窑日产玻 璃液 35吨， 9.5平米的电池窑日产玻璃液 15吨。，正常情况下， 年工作 300 天，实际运行 4800 小时即可满足年生产玻璃管需要的玻璃液产量。3、成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成 形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性 液态转变为可塑态，再

10、转变成脆性固态。本项目采用机械成形方法。机械 成形采用离心浇铸法，这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心 力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。4、退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这 种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳 定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过 程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆） 。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后 必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消 除或减少玻璃中热应力到允许值。本系统是生产过程的最大耗能单元，主要是电能，生产所用电能几乎 全部在本单元

11、投入，用于烧制玻璃熔融液以及生产工艺中的其它辅助设备。 经热电平衡计算得知在 1小时内 21 平方米和 9.5平方米的熔炼炉在满足产 量的前提下消耗的实际功率分别为 1603.54kW和789.17kW。而经电力平衡 核算，21平方米和9.5平方米的熔炼炉功率分别为 2000kW和1000kW，在 经需用系数计算后，可以满足熔炼炉实际消耗的功率。详见热电平衡计算 表及用电单元负荷计算表高硼硅玻璃熔炼耗电单元用电量核算 根据用电单元负荷计算表得知本单元低压电力室的设备总装机功率为11478 kW，其总的计算有功功率为8048.43kW，年平均计算负荷6036.32,年耗电约为 2897.43 万

12、 kWh。选用 5 台 S11-2500KVA 10巧/0.4D,yn11 电力变压器，负载率为： 68%。详见附件用电单元负荷计算表 。太阳能玻璃管生产耗能单元评估核算太阳能真空管是利用高硅硼玻璃管经过玻璃管切齐、退火去应力、清 洗烘干、镀膜、焊接卡子、内外管封口、排气、蒸散吸气剂、放置等工序 进而制成真空管。详见第二章工艺流程图。在该单元中，针对各个工艺流程分析，主要消耗的能源为电、以及少 量的石油液化气和少量的柴油。电能用于驱动设备，石油液化气用于烘干 及封口等，柴油用于厂区物品的运输。详见附件用电单元负荷计算表 。根 据用电 单元负 荷计 算表得知 本单 元总 的计算 有功 功率 为5

13、77.13kW，年平均计算负荷432.84,年耗电约为207.77万kWh。详见附件用电单元负荷计算表 。经估算年用石油液化气约为 471 吨,柴油约为 158吨。1 . 1 . 2 . 3太阳能热水器生产耗能单元评估核算太阳能热水器是通过组装太阳能真空管、热水器水桶而制成。工艺简 述详见第二章工艺流程描述 .在该单元中,针对各个工艺流程分析,主要消耗的能源为电能,用于 驱动设备,组装太阳能热水器。根据用电单元负荷计算表得知本单元总的计算有功功率为 62.15kW, 年平均计算负荷46.61 kW，年耗电约为22.37万kWh。详见附件用电单 元负荷计算表。辅助生产能耗核算在该项目中辅助生产工

14、段主要包括机修,化验等车间用电,据电力负荷估算年用量约为22.44万kWh，详见附件用电单元负荷计算表1.125生活及其它能耗核算生活照明用电核算根据GB50189-2005公共建筑节能设计标准中对照明功率密度值的 规定对该项目各个生产车间的照明用电进行估算，该项目建筑及道路照明 年需耗电约45.99万kWh。详见下表项目建筑及道路照明年耗电量计算表。项目建筑及道路照明年耗电量计算表4-1工程(车间)名称规模(M2)照明功率密度W/rm平均日照明时间(h)年耗电万kWh熔炼车间448881013.10热水器加工车间504081011.72成品库和原料库40005107.3机修车间120580.

15、22配电6008101.75车库80580.12检化验室8011100.32办公楼、食堂120011101.81道路20005103.65合计45.99米暖供热核算本次采暖供热范围为：生产车间办公、生活附属设施的供热，其中生产车间中的熔炼车间不采暖，项目所属区采用集中供暖。各建筑物及生产附属设施采暖热煤采用95/70 C热水。详见下表采暖热力计算表。室外气温参数表表4-2冬季采暖室外计算温度室外平均温度室内平均温度-13C-38C18C室内设计温度为18 C的采暖面积计算现表4-3序号建筑物名称米暖面积(m2)单位面积热负荷(W)建筑物耗热量(W)备注1热水器加工车间504090453600热

16、水采暖2成品库和原料库400090360000热水采暖3机修车间1209010800热水采暖4配电6009054000热水采暖5车库80907200热水采暖6检化验室80907200热水采暖7综合办公楼120090108000热水采暖总计1000800采暖全年耗热量：Qah=0.0864NQh(ti-ta)/(ti-t°.h)式中：Qah :采暖全年耗热量GJ/a；N :采暖天数，180天；Qh：米暖流设计热负荷kW,即Qmax；ti、ta、to.h :分别表示采暖室内、室外平均温度，采暖室外计算 温度，c；采暖全年耗热量：Qah=0.0864NQh(ti-ta)/(ti-to.h)

17、=0.0864 X80X1000.8 也8+3.8”(18+13) =10518.45GJ/a(折标准煤为 335.86tce。考虑到热力管网的输送损失按5%计算，得到全年采暖需要的热力11072.05GJ/a折标准煤 377.80tcet项目油品消耗核算该项目油品主要用于生产线倒运物料以及厂区叉车所用，厂区配叉车6台,油料消耗标准按100L/d来计算，年作业时间300天，柴油比重按0.86 kg/L 计算，总耗油量约为151.8吨，考虑损失2%,所以估算值按158吨考虑。石油液化气:本项目所需的石油液化气主要用于真空管生产过程中的退火、清洗烘干、封口、封端口这些工序。根据工艺技术要求，其生产

18、线耗量约为0.042kg /支管，年生产量为1120万支管，所以年耗量约为471吨。新鲜水消耗核算：该项目全厂用水99552吨，其中；年生产用水 84000万吨，生活水用量15552吨。生产用水重复利用率 70 %。未见损失的水分已经包括在生产和生活用水中。（详见下表表4-4）项目用水收支平衡表表4-4收入支出比例生产线用水995528400081.38%生活用水1555215.62%项目能耗统计（1）项目年耗电量项目年耗电量汇总表表4-5耗电单元名称耗电量（万kWh高硼硅玻璃熔炼工段2897.43热水器生产车间207.77热水器组装生产工段22.37辅助生产工段22.44全厂照明45.99变压器损耗23.44线路损耗59.08全厂合计3278.52经以上核算，本项目年总耗电量合计为：3278.52万kWh(2)项目年耗能统计表项目所耗能耗种类单位数量电万kWh3278.52水吨99552石油液化气吨471柴油吨158采暖热力GJ11072.051.2项目能量平衡表根据以上分析做出的项目能量平衡表见表4-6，项目能源网络图4-2,项目能流动图4-3。项目购入贮存输送分配最终使用实物量等价值当量值主要生产辅助生产其他合计能源种类12345678供入能量电力（万度）3278.5213245.224029.303927.882160.331335.48432.