浅析建筑卫生陶瓷行业如何节能诊断

朱旻 饶先扬 黎明 凌鑫

摘  要  本文系统剖析建筑卫生陶瓷行业节能诊断流程，分析节能诊断方法，参考《工业企业节能诊断服务指南（2020年修订版）》要求，建立节能诊断服务体系程序，为建筑卫生陶瓷行业领域节能诊断提供参考依据。

关键词  节能诊断;建筑卫生陶瓷;能源计量

0  背  景

近年来，随着陶瓷行业的供给侧结构性改革的深入开展，为提升工业能效水平，促进企业降本增效，加快实现绿色发展，多数现行运营陶瓷企业自发实施了能源审计，将去产能、化解产能过剩矛盾作为未来“十四五”期间转型升级、优化结构、稳定增长的主要目标。

工业节能诊断是对企业工艺技术装备、能源利用效率、能源管理体系开展的全面诊断的市场行为，可系统规范性帮助企业发现用能问题，查找节能潜力，提升能效和节能管理水平。工业和信息化部于2019年5月16日出台关于印发《工业节能诊断服务行动计划》的通知（工信部节函【2019】101号），并于当年及目前2020年连续两年组织开展工业节能诊断服务工作，针对建筑卫生陶瓷行业如何开展好相关工作进行了深入探讨。

1  节能诊断工作程序及主要任务

陶瓷隶属硅酸盐系列，作为无机非金属材料，属于非可再生资源。建筑卫生陶瓷涵盖陶瓷墙地砖、饰面砖、琉璃制品、马赛克、陶管、卫生洁具等建筑卫生陶瓷制品及配件生产型企业。

咨询服务机构为建筑卫生陶瓷企业实施节能诊断服务的程序一般包括前期准备、诊断实施和报告编制、上传结果四个阶段。前期准备阶段的主要任务有明确诊断任务、组建诊断团队、确定诊断依据、编制工作计划等。

针对于建筑卫生陶瓷行业节能诊断实施阶段应首先要明确生产界区，主要包括从原料、釉料、煤、油、气等原材料和能源，经计量进入工序开始， 到成品建筑卫生陶瓷计量入库和辅助生产系统、附属生产系统的整个建筑卫生陶瓷产品生产过程。

其次应熟悉了解陶瓷行业生产工艺流程包括生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统设施相关主要技术装备，据此分析重点能耗单元和污染物排放单元，做好能源利用、能源效率和能源管理三方面诊断工作。

在此基础上对诊断的能源环保单元进行充分的经济性论证，汇总诊断结果、分析节能潜力、提出节能改造建议等，最终提出符合现行实际需求的节能环保改造方案，形成《企业节能诊断报告》，切实为企业解决实际问题，具体包括：

1.1前期准备

（1）遵循企业自愿参与原则开展，咨询服务机构采取自律机制，在保守企业商业秘密，保障数据和信息安全的职业操守下，与建筑卫生陶瓷相关企业签订《节能诊断服务合同》，合同内容中不得强制增补服务内容、增加企业额外负担。

（2）组建诊断团队，填写《节能诊断团队成员表》，提交工信主管部门与企业备案。

（3）通过提交资料清单与电话网络沟通等途径。对诊断对象建筑卫生陶瓷行业所涉相关企业的基本情况进行详细了解，主要包括界定诊断范围、主要工艺、产品、耗能设备、用能品种、污染物排放情况等。

（4）收集、整理建筑卫生陶瓷相关环保、能耗、排放相关标准，对诊断对象企业提供资料进行初步对标，核算相关数据。

（5）查阅《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》、《建材行业淘汰落后产能指导目录》等相关资料，对高耗能设备进行标注。

（6）设计能源因素识别表，以车间工序为单位，能源种类代码为基础，能源因素为依据，能源管理环节为佐证，就企业能源管理现状及改进进行表格设计。表格设计案例如表1所示。

1.2现场诊断

1.2.1主要诊断内容

（1）核定建筑卫生陶瓷企业能源消费构成及消费量，编制企业能量平衡表，核算企业综合能源消费量，查找能源利用薄弱环节和突出问题。

（2）检查能源管理岗位设置、能源计量器具配备、能源统计制度建立及执行等能源管理措施落实情况。

（3）结合建筑卫生陶瓷行业特点，区分陶瓷砖加工企业与卫生陶瓷企业工艺流程特点，核算企业主要工序能耗及单位产品综合能耗，评估主要用能设备能效水平和实际运行情况，分析高效节能装备和先进节能技术推广应用潜力。

1.2.2主要诊断方案

现场填报能源因素识别表，通过查阅计量器具配备、梳理工艺流程、分析用能情况，寻找高耗能设备节能技术点，实施能耗对标等流程，对陶瓷产业中有可能的节能环保环节进行现场详细调查、数据采集、测试分析和评估。

（1）查阅能源计量器具配备

建筑卫生陶瓷行业应遵循国家标准（GB/T 24851-2010）建筑材料行業能源计量器具配备和管理要求，建立测量管理体系，保持和使用文件化程序来规范能源计量人员行为、能源计量器具管理、能源计量数据的采集处理和汇总，保持并持续改进其有效性。

节能诊断过程中，节能诊断人员需通过查阅企业能源计量网络图、能源计量器具配备及各项能源管理制度和原始记录，了解用能单位、次级用能单位、主要用能设备能源、载能工质及可回收利用的余能资源的统计情况，确定计量仪表的位置、准确程度和统计数据真实程度是否符合相关要求。

（2）梳理工艺流程

一般陶瓷生产加工行业包括窑炉热端、成品冷端、原辅配料制备、能源环保辅助等几个组成部分。工艺流程图详见图1。

原料：各种原料进厂后存入密封好的储料仓库;

配料系统：按工艺要求，用铲车装入喂料机料斗，在装料过程产生的粉尘经除尘器吸收，吸收粉尘用作原料使用。

球磨：原料车间根据技术科提供的配方装磨，按规定时间研磨到一定细度后，化验、放浆、过筛。

干燥工艺：由煤浆炉提供热源，干燥塔喷浆烘干制粉。煤浆炉、干燥塔工作产生的二氧化硫和粉尘经串联式旋风除尘和布袋除尘器后在经脱硫净化器脱硫，达标排放，除尘粉直接用作制浆使用。

煤气发生炉块煤进入炉体，产生热煤气，经旋风除尘、电捕焦、脱硫塔等工序后，生成冷净煤气提供给联合车间素烧、釉烧窑，煤气发生炉在冷却捕焦过程中产生的酚水直接用作水煤浆制造，经煤浆炉后焚烧掉，产生的炉渣和煤气发生炉产生的炉渣外卖水泥厂使用。

压制成型：料粉经过压机压制，制成生坯。压机在压砖过程中所产生的粉尘，经布袋除尘器吸收后，料粉用作原料使用，产生的废坯经收集回收用作生产原料。

素烧：将压机制成的生坯经窑炉烧制成素坯，产生的残次品经收集回收当原料使用。

施釉：素烧制成的素坯施上底釉、面釉后进入到印花工序，产生的废水和洗边废水经沉淀池沉淀后循环使用。

印花：将印花釉通过印花机印在釉面上。

釉烧：印花后的素坯经窑炉烧制成釉砖，产生的废砖经收集回收配与原料使用。

磨边：烧制成的釉砖进行磨边，湿磨产生的废水经多级沉淀后循环使用，产生的磨边泥返回原料车间重新使用。

检验包装：经检选车间选级、分色、分级，包装成品入库。

（3）分析用能情况

在对建筑卫生陶瓷行业实施节能诊断过程中，根据用能单位的生产机构设置，按照能源购入贮存、加工转换、输送分配、最终使用四个环节（如图2所示），考察整个能源系统、各个车间或单元能源输入量和输出量，并计算其当量值，从而了解企业能源的消耗状况和能源流向。

（4）分析生产环节节能措施

原料制备工序：淘汰落后粗细颚式破碎机和旋磨设备，采用氧化铝球磨工艺，提高球磨速度与精度，形成标准化原料制备工艺。

成型干燥工序：陶瓷砖成型工艺，取消小型压铸成型设备，采用大吨位压砖系统，实施压釉一体化工艺，确保产品成型合格率。卫生陶瓷成型工艺：摒弃传统石膏模依靠毛细管力吸水成型机理，利用多孔塑料模压滤排水机理，采用高中压注浆成型技术节省干燥和加热环节所耗的热能，促进卫生陶瓷快速烧结成型。

成品烧成工序：使用烧结温度低的坯料和釉料，充分利用余热、余压，采用低温烧结技术，积极应用硅酸铝等新型耐火材料、涂层，构建与推广辊道窑，逐步淘汰传统隧道窑及梭式窑。

（5）能耗对标

建筑卫生陶瓷行业根据企业类型不同、计量方式不同，具有多重能耗限额统计模式。

2014年12月1日国家标准（GB 21252-2013）《建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额》颁布，该项标准中将陶瓷砖单位产品能耗原标准按单位合格品重量产量（kgce/t）计量，更替为陶瓷砖单位产品能耗限定值采取以单位合格品面积产量（kgce/㎡）。

在节能诊断过程中，在了解企业能源管理目标及能源消耗定额完成情况时，应因地适宜适当转换单位产品能耗限额统计方式，分析能源消耗及其费用升降原因，完成能耗对标相关工作，为进一步提出改进对策寻找依据。

1.3报告编制

诊断工作完成后，基于诊断结果分析企业节能潜力、提出改造建议，最终形成建筑卫生陶瓷企业节能诊断报告。

1.3.1汇总诊断结果

以图表的形式汇总建筑卫生陶瓷企业能量利用、能源效率及能源管理三部分诊断的信息及数据结果，编制包括《建筑卫生陶瓷企业能源消费指标汇总表》、《建筑卫生陶瓷企业工艺设备统计表》、《建筑卫生陶瓷企业节能技术应用统计表》、《建筑卫生陶瓷企业能源管理制度建设和执行情况统计表》、《建筑卫生陶瓷企业能源计量器具配置和使用情况统计表》等，纳入最终建筑卫生陶瓷节能诊断报告。

1.3.2分析節能潜力

基于节能诊断结果，采用标准比对法、先进对照法、问题切入法、能源因素法、专家经验法等方法，客观评价建筑卫生陶瓷企业能源利用总体水平，全面分析能效提升和节能降耗潜力。

（1）分析能源损失控制、余热余能利用的节能潜力;

（2）分析用能设备升级或运行优化控制的节能潜力;

（3）分析能源管理体系完善或措施改进的节能潜力;

（4）分析工艺流程优化、生产组织改进的节能潜力;

（5）分析能源结构调整、能源系统优化的节能潜力。

1.3.3提出节能改造建议

结合建筑与卫生陶瓷企业差异化实际情况，从工艺流程技术优化、信息化建设转型、主要耗能装备升级改造、体系融合管理提升等方面提出节能改造建议，对各项改造措施的预期节能效果和经济效益进行综合评估。

1.4上传系统

节能诊断任务完成后，节能诊断服务机构应及时将结果上报当地经信节能主管部门，并通过工业节能诊断服务平台（从绿色制造公共服务平台网站www.gmpsp.org.cn进入）上传报送工作成果，以便省级工业和信息化主管部门开展验收活动。

2  节能诊断一般共性问题归纳

2.1电力资源综合利用

经节能诊断现场调研，多数卫生陶瓷产品生产企业因离散型生产，对配电系统功率因数的控制，主要采用在配电室集中补偿的方式，对车间的大功率用电设备基本上未进行就地补偿，这种运行方式虽然可补偿主变压器本身的无功损耗，减少配电室以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗，但由于终端用电设备所需要的无功主要通过配电室以下的低压配电线路输送，因此，集中补偿的方式无法降低公司内部配电网络的无功损耗。应按照“分级补偿、就地平衡、分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主”的原则，合理布局补偿位置和补偿容量。

根据节能诊断结果合理选择电容量，对车间低压配电线路较长的集群用电负荷或单台功率大的设备进行就地无功补偿。通过无功补偿，可使补偿点以前的线路中通过的无功电流减少，既可增加线路的供电能力，又可减少线路损耗。