武汉市墙体建材及管桩行业节能状况调研

张世品 龚 龙 张修安(武汉市锅炉压力容器检验研究所 武汉 430024）

武汉市墙体建材及管桩行业节能状况调研

张世品 龚 龙 张修安
(武汉市锅炉压力容器检验研究所 武汉 430024）

本文从管理状况、能效状况、锅炉房状况、水质状况、管理人员和作业人员状况六方面调研武汉市墙体建材及管桩行业基本情况、整体耗能情况，着重剖析工业锅炉、蒸压釜两个主要耗能设备能效情况，发现该行业存在节能意识薄弱，管理不到位；主要耗能设备能效偏低等问题，提出增强企业节能意识，落实其节能主体责任；加强锅炉房管理；完善计量器具的配备和管理；加强对操作人员的节能培训，规范其操作；推进锅炉能效测试工作；加强蒸压釜余汽冷凝水利用等六方面建议。

墙体建材 管桩 能效情况

墙体建材及管桩行业由于投资少、技术要求不高，在我国改革开放期间飞速发展，为我国的房地产业及各地建设做出了重大贡献，但是由于产业结构不合理，产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏性加强；企业总体规模偏小、技术创新能力不足、管理水平落后等原因，使得该行业的节能减排尤为重要。国家发改委及经信委管理规模以上企业的用能情况，涵盖不了墙体建材及管桩行业，本文从管理状况、能效状况、锅炉房状况、水质状况、管理人员和作业人员状况六方面进行调研，有利于武汉“两型社会”的建设，是做好武汉市蒸压釜行业节能减排，顺利完成武汉市“十二五”能耗指标的重要举措。

1　武汉市墙体建材及管桩行业概况

1.1行业基本情况

墙体建材以生产加气块砖为主，该行业和管桩行业的生产工艺都需要高压蒸养，主要是把锅炉产生的蒸汽注入蒸压釜对釜内原料进行加温加压，从而制造出合格的产品。生产过程涉及到的承压类特种设备主要有：锅炉、蒸汽管道、分汽缸、蒸压釜。

武汉市墙体建材及管桩行业的企业共81家，拥有蒸压釜515台，在用锅炉95台，总容量578t/h。各企业锅炉总容量分布见表1，一家企业拥有锅炉的总容量大小间接反映了该企业的规模和生产能力。从表1可以看出，武汉市墙体建材及管桩行业规模化生产的大企业很少。其中燃煤锅炉84台，燃气锅炉2台，燃生物质锅炉2台，燃稻壳锅炉7台，锅炉燃料分布如图1所示。以额定出力4t、6t的锅炉为主，额定出力大于等于1t且小于4t的锅炉5台，占行业锅炉总量的5%；额定出力大于等于4t且小于8t的锅炉71台，占行业锅炉总量的75%；额定出力大于等于8t的锅炉19台，占行业锅炉总量的20%，锅炉容量分布如图2所示。

表1　各企业锅炉总容量

图1　锅炉燃料分布图

图2　锅炉容量分布图

为了掌握武汉市墙体建材及管桩行业耗能情况，笔者单位对该行业进行能效测试及节能服务，并对4家进行了热平衡测试。并发放了调查问卷，调查其燃料消耗量(未调查电能等其他耗能)，共获得了18家企业耗能数据，汇总见表2。通过这18家企业耗能数据可以看出，墙体建材行业每生产10000立方砖需消耗151．4t标煤，管桩行业每生产10000立方桩需消耗284．6t标煤，进而推算出武汉市墙体建材及管桩行业年燃料消耗量约22．2万t标准煤。

表2　部分企业年燃料消耗量

2　武汉市墙体建材及管桩行业主要耗能设备能效情况

2.1工业锅炉状况

近两年笔者单位对墙体建材及管桩行业28台工业锅炉进行了能效测试及节能服务。28台工业锅炉状况见表3，从表3可以看出，该行业工业锅炉的平均运行效率72．70%，过量空气系数平均为2．72、排烟温度平均为173℃，炉渣和飞灰平均含碳量分别为16．42%、18．70%。

表3　蒸压釜行业工业锅炉状况表

2.2蒸压釜状况

据统计，灰砂砖生产中所用的蒸汽中，有73．5%是新鲜蒸汽，其余26．5%由三次转换汽来弥补。大部分蒸汽(约占72．6%)是养护过程所需要的。通过调研，武汉市管桩行业的蒸养能耗是30kgce/m3，大型灰砂砖企业的蒸养能耗是10kgce/m3，小型灰砂砖企业的蒸养能耗是20kgce/m3。通常灰砂砖行业蒸养用的蒸汽经过利用后产物主要是压力在 0．5～1．0MPa的冷凝水，其中携带大量的热量，72%企业没有充分回收利用，造成能量损失。

3　武汉市墙体建材及管桩行业存在的问题

3.1节能意识薄弱，管理不到位

目前武汉市81家墙体建材及管桩企业正在使用中的蒸压釜515台、锅炉95台，其节能运行，除受设计、制造、安装等先天性条件影响外，往往取决于能否正确使用和管理。

信息技术教育教学应用意识不够强 很多青年教师没有切实地把信息技术运用到实际教学环境中，没有引导学生主动利用信息技术工具进行学习[2]，是因为他们参加信息技术教育应用培训较少，对于信息技术认识不足，从而导致教学应用意识不强。

●3.1.1企业管理者不重视

锅炉、蒸压釜处于生产链的底端，部分企业管理者认识不到其重要性，单纯看中产品的经济利益，对锅炉、蒸压釜的节能工作不懂、不管、不问，导致锅炉管理人员、操作人员、甚至整个企业对锅炉生产存在轻视态度。55%的企业技术部门对于现用锅炉、蒸压釜的技术状态基本不明，甚至对其节能问题长期都没列入工作日程；81%企业不注重节能改造，节能意识淡薄，未对全体职工进行足够、系统的节能培训，更没有严格的操作规程及必要的奖惩制度。导致企业成本较高丧失生存空间，或者不按标准生产，以缩小规格尺寸来降低成本，形成恶性竞争。

●3.1.2锅炉房管理差

武汉市蒸压釜行业锅炉房管理较差，企业合格率仅为23．5%，锅炉合格率为35．7%。问题主要集中为：1) 65%的企业没有配备专门的管理人员或操作人员，或者管理人员、操作人员未取证或证过期，相关人员整体素质偏低；2)锅炉房内无节能、管理制度，无水质化验、锅炉运行等记录，更别说燃料、蒸发量的计量等记录，相关人员认为只要锅炉烧着，不熄火，能满足生产就算完成任务；3)水位表考克、排污阀等处均有不同程度的跑、冒、滴、漏，部分锅炉主蒸汽管未保温。

●3.1.3能源管理粗放

企业未对燃煤进行化验，其热值、颗粒度、挥发份、灰分等各项指标大部分无法得到保证。未配备流量计，燃料消耗量未计量，能源管理粗放，对生产需要耗能不了解，对自己是否有能源浪费不清楚。据调研，武汉市墙体建材及管桩行业计量器具的配备率及检测率约为31%。

●3.1.4锅炉操作人员技术欠佳

锅炉操作人员的操作水平是锅炉效率高低的重要影响因素。笔者在调研中发现，熟练的专业操作人员缺乏。蒸压釜用汽是间歇用汽，往蒸压釜注汽时，用汽量大，平时用汽量小。锅炉操作人员为了满足生产，保证蒸压釜注汽时锅炉升压快速，一般不管煤质品种的变化，不管锅炉负荷的大小，大量给风，常年一种燃烧状态，未能根据实际生产合理调整炉排速度、煤层厚度和鼓风、机引风机风量，部分企业的这些风门都已锈死，根本没办法调整。导致锅炉排烟处过量空气系数严重偏高，大量高温烟气排入空气，造成能源的浪费且污染环境。

●3.1.5水处理工作不够重视，锅炉结垢，影响安全与节能

目前武汉市墙体建材及管桩行业76%的企业对水处理工作不够重视，导致锅炉结垢。有的未配备合适的水处理设备，有的配备了先进的水处理设备但没有专门的水处理人员，有的水处理人员技术水平欠佳。

通过对36家蒸压釜企业原水及软化水的取样并化验其浊度、硬度、pH值、全碱度、电导率和氯离子含量，平均数值见表4。从表4可以看出，经软化器处理后水的硬度仍为1．05mmol/L，远远达不到标准值(≤0．030mmol/L)要求，排污率在20%以上。蒸压釜行业锅炉普遍结垢3～5mm，影响热交换效果，增加燃料消耗，引起局部钢材过热，严重影响工业锅炉安全经济运行。

表4　原水及软化水测定项目表

●3.1.6企业对锅炉能效测试的意义认识不足

行业内锅炉多以燃煤锅炉为主，效率本身就偏低。锅炉操作人员以自身经验为标准，操作过程中不能全面考虑设备的运行特点，导致锅炉效率更低。管理人员不了解自身锅炉的能效状况，看不到锅炉的各项热损失，不清楚锅炉的能源浪费。笔者在测试过程中发现85%的锅炉存在过量空气系数偏高，排烟温度超标等问题。仅通过调整燃烧，锅炉效率就能够提高3%。目前，该行业95台锅炉中仅28台锅炉进行过一次能效测试(测试完成率仅29．5%)，达不到TSG G0002—2010《锅炉节能技术监督管理规程》中第三十八条 “锅炉使用单位每两年应当对在用锅炉进行一次定期能效测试”的要求。

3.2主要耗能设备能效偏低，节能空间大

●3.2.1工业锅炉能效状况

该行业基本为价格较低的燃煤小型简易快装锅炉，未按要求配备空气预热器、省煤器，无上排污或上排污管绣死；有的锅炉排烟温度高达257℃，灰渣含碳量在38．56%，致使排烟热损失q2和机械不完全燃烧热损失q4加大。不同额定出力蒸汽工业锅炉平均热效率如图3所示。

图3　不同额定出力的蒸汽工业锅炉平均热效率图

从图3可知，额定出力为8t/h＜D≤20t/h的工业锅炉热效率较高，但仍低于标准限定值，而额定出力为2t/h＜D≤8t/h的工业锅炉远低于标准限定值。该行业多为小企业，单个企业耗能量不大，有的每年仅消耗400t标煤，但是行业内企业多，整体耗能量约占2012年武汉市规模以上工业企业综合能源消费量的1%(2012年，武汉市规模以上工业企业综合能源消费量为2037．58万t标准煤)，加上能源管理落后，该行业仍存在较大节能空间。某管桩厂经过节能改造后锅炉效率提高4%。

●3.2.2蒸压釜能效状况

以灰砂砖厂为例：其生产主要环节是蒸压养护。蒸压养护过程中热损耗的方式主要有：表面损失、渗漏损失、排掉的冷凝水、排掉的蒸汽、贮存热。其中，蒸压釜的表面损失热不可避免，只能通过改善表面保温条件来降低，及时更换损坏的保温层，减少跑冒滴漏现象。据估算，保温效果好的企业比保温效果差的企业效率高0．5%，跑冒滴漏导致效率降低1%。

可以加以利用的热是蒸养结束排空的蒸汽，但蒸压余热利用率不高，因为一般的蒸压制品其恒温压力均在0．8MPa以上，利用余压倒釜，两釜余汽平衡后压力仍可达到0．3～0．4MPa，余热损失相当惊人。另一部分可以利用的热是蒸养过程中产生的大量冷凝水，但排出的冷凝水含有一定的杂质，成弱碱性，不能直接用于锅炉用水。

据调研测试，武汉市蒸压釜效率一般为32%，符合GB/T 15914—1995《蒸汽加热设备节能监测方法》中关于蒸煮设备效率不低于30%的规定值。但经节能改造，余汽和冷凝水通过不锈钢盘管加热软水箱，提高锅炉给水温度，整个系统能耗降低3%。某管桩厂经过余热回收系统节能改造，可将这些能量的70%回收利用，效率提高3．5%。

4　建议及对策

1）加大法律法规宣传力度，加强节能检查，增强企业节能意识，落实其节能主体责任。武汉市墙体建材及管桩行业门槛较低，大部分企业规模很小，安全和节能管理水平较低，应进一步加强该行业的安全节能管理，增强企业的节能意识，充分发挥企业的安全节能主体作用。只有领导重视，安全节能才能从上往下推进，取得实效。

2）加强锅炉房管理，配备专职管理人员及操作人员，建立健全节能制度。管理人员、锅炉操作人员、蒸压釜操作人员、水处理操作人员作为主要耗能设备的直接管理者和操作者，在节能降耗过程中有着不可替代的作用。应配备专职的操作人员，在日常培训工作中加强对其节能操作方面的培训。强调节能的重要性，突出培训节能操作，大力宣传节能技术，从源头进行节能培训，提高该行业能效，并建立健全节能及奖惩制度。

3）进行精细化管理，完善计量器具的配备和管理。政府引导企业完善计量器具配备和管理，把计量器具的配备率和检测率作为考核指标。墙体建材及管桩行业煤耗较高，应对燃料耗量、蒸汽产量等进行精确计量，并对燃料进行化验分析，掌握企业能耗水平，并通过行业内能耗对比，相互促进、共同发展。

4）加强对操作人员的节能培训，规范操作。操作人员的操作水平直接影响设备的能效状况，应完善操作制度，通过规范操作提高行业内操作水平及能效水平。如：杜绝向空气排汽，尤其在锅炉启动时，应尽量少向空气排汽，或将这部分蒸汽利用起来；为了节省能量，锅炉应尽量少排污，排污量应控制在5%以下，最佳为2%，尽量利用排污热量，可装排污扩容器或换热器利用之；应保持疏水器正常工作，可用扩容器回收疏水器的热量，并利用疏水器里的蒸汽凝结水作为锅炉给水；应防止各种管道、阀门漏汽漏水，总泄量不超过2%～3%；应回收各种余热和废热；加强水处理工作，避免锅炉结垢。

5）推进锅炉能效测试工作，提高锅炉热效率。该行业锅炉效率较低，由于锅炉安装单位受利益的影响，仅仅考虑锅炉安全的安装后转交给使用单位，不会过多的考虑锅炉安装后使用是否节能，是否达到了最佳运行状况。企业只考虑安装好的锅炉能否满足生产要求，没有意识到调整锅炉最佳燃烧状况或者通过节能改造可以节约大量人力物力。应进一步加强锅炉能效测试工作，通过减少锅炉漏风，合理调整燃烧，保证最佳燃烧状态，降低过量空气系数，加装节能装置等措施，有针对性地进行锅炉改造和燃烧调整，提高锅炉效率6%，行业内每年可节约标准煤13320吨标准煤。

6）加强蒸压釜余汽冷凝水利用，提高蒸压釜热效率。鼓励企业投入一定财力物力，及时跟换管道等的保温层，杜绝跑冒滴漏现象，提高系统热效率。推广余汽和冷凝水回收装置，整个系统能耗可降低3%，行业内每年可节约6660t标准煤。

[1] 于缘宝. 管桩厂节能减排的几项技术措施[A]. 中国混凝土与水泥制品协会. 中国混凝土与水泥制品协会2012年会论文集[C]. 中国混凝土与水泥制品协会，2012：2.

[2] 郭德生，张瑞红，王楠，等. 管桩行业能耗特点与节能减排途径[J]. 节能，2011，03：13-16.

[3] 马括. 灰砂砖行业用能系统整体优化与节能研究[D].广州：华南理工大学，2009.

[4] 李从典. 我国蒸压砖发展现状和前景[J]. 新型墙材，2010，(1)：38-41.

[5] 武宪章. 综观我国蒸压釜安全生产的隐患[J]. 硅酸盐建筑制品，1983，(5)：3-5.

[6] 苗理会. 贵阳市墙体材料现状调查及发展对策研究[D]. 重庆：重庆大学，2005.

Energy Efficiency Investigation of Construction Material and Tubular Pile Industry in Wuhan

Zhang Shipin Gong Long Zhang Xiuan
(Wuhan Boiler Pressure Vessel Inspection Institute Wuhan 430024)

Six modules has been considered in this paper to investigate the fundamental states and energy consumption for the industry of the construction material and tubular pile in Wuhan. Modules include the states of industry management, energy efficiency, boiler room, administrative staff and operating group. As mainly discussing on energy consumption of the equipments for industrial boiler and autoclave, it is found that the consciousness of energy saving and the management are weak, as well as the efficiency of the equipment which consumes main energy. The solutions can be drawn in six aspects, i.e. strengthening the awareness of energy saving, reinforcing the management of the boiler room, improving equipping measurements stepping up the standardized training for operating group, carrying out the energy efficiency test of boilers and intensifying the recycle of residual gas and condensate water.

Construction materials Tubular piles Energy Efficiency

X959

B

1673-257X(2016)01-0065-05

10．3969/j．issn．1673-257X．2016．01．015

张世品(1982～)，女，硕士，工程师，从事能效测试、水（介）质检测、质量管理工作。

（2015-05-15）