卷烟企业能源管理运行实践

红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂 雒莎

对生产制造业来说，清楚了解企业通过何种手段可以达到提高能源利用效率、降低能源消耗、减少碳排放的目的是十分必要的。本文以某卷烟制造企业为例，通过企业具体实施的能源管理工作，以及在新的行业要求下如何持续深入地开展能源管理工作，来阐述能源管理工作的运行与实践过程。

一、节能工作的瓶颈

“十三五”期间，在生产制造业转型升级改造的大背景下，卷烟制造企业也相继开展了技改工作，本文举例的企业于2014年完成易地技改工作，工厂生产在经历了工房及设备的全面生产运行调试之后，综合能耗在2014年达到历史峰值后开始呈现逐年下降趋势，非常具有代表性。

（一）综合能耗下降幅度逐年减小

2016年是企业完成易地技改搬迁并复产的第三年，新的生产厂区经过两年的磨合运行，可以说2016年单箱卷烟综合能耗比较客观真实地反映了新厂区的能源消费情况。

从该项指标近7年完成情况看（详见图1），每年都呈现下降的态势（详见图2），在2017年至2019年，企业单箱卷烟综合能耗变化幅度不大，基本处在同一水平，在2020年，由于疫情影响，按照疫情期间公共场所通风要求，对空调系统进行了较大调整，当年综合能耗大幅升高。

图1 企业单箱卷烟综合能耗年度完成值

图2 企业单箱卷烟综合能耗增幅

这说明在2016年以后，企业节能量较小，且应对风险能力较差。

（二）节能空间不足

单箱卷烟综合能耗是衡量企业能源消耗水平的重要指标，计算公式如下：

单箱卷烟综合能耗=一段时间综合能耗÷一段时间产品产量

从公式可以看出，作为基数的产品产量越大，对比所得出的单箱综合能耗数值就越小，在往年由于年产量不断上升，单箱卷烟综合能耗数值不断下降，使之成为高产量造就的低消耗。

受行业发展规划影响，企业产量在2015年达到峰值之后呈现逐年下降趋势，而随着产量逐年下降，单箱卷烟综合能耗反而有逐年上升的趋势。

这表明，在以往高产量掩盖下的高耗能问题随着产量的下降而暴露出来。企业节能量随着产量缩减而明显下降，同时随着设备使用年限的增加，企业节能空间也明显不足。

二、对策

正如开篇提到的，能源管理是对能源的生产、分配、转换和消耗的全过程进行科学地计划、组织、检查、控制和监督。对于生产制造业来说，一个工厂的能源管理从纵向来看，涵盖了企业整个生产过程中的能源生产、传输和消耗，从横向来看，涵盖了企业所有部门，包括主体生产、辅助生产和附属生产。

（一）能源管理体系建设

能源管理体系是企业能源管理工作的重要组成部分。整个能源管理体系运行过程严格遵循PDCA循环，大致包含四个部分，分别是能源管理的策划阶段、实施阶段、检查阶段和改进阶段，按照上述四个步骤进行系统化的运行，就是能源管理体系，它的建立依据是GB/T23331《能源管理体系要求》。

1.能源评审对日常能源工作的指导作用

能源管理体系运行当中的一项重要工作就是能源评审，通过能源评审可以识别工厂当前的能源种类和来源，评价过去和现在的能源使用情况和能源消费水平，识别出影响能源使用的主要设备、设施以及关键系统过程。能源评审的目的即帮助我们找出能源管理的重心和关键点，使能源管理工作做到有的放矢。

以蒸汽锅炉设备为例，作为天然气消耗的主要设备，在能源评审过程中可被识别为主要用能设备。通过对锅炉设备进行能源监控，根据对不同生产时段的能源数据加以追踪，便可以协助我们总结摸索出锅炉设备的经济运行方式。

以此方法对能源评审出的主要用能设备、设施以及关键系统进行全面的节能运行规范制度的编写及建立，从而使整个工厂处于节能、规范、经济运行的状态。

2.能源基准建立的途径

能源管理体系作为一个完整的体系，仅仅完成能源评审、主要用能设备设施以及关键系统过程的节能运行要求是远远不够的。以上工作的完成以及执行情况需要有一个合理的判断标准，那就是能源基准的建立。

能源基准的建立是基于分布于工厂关键节点及设备的水表、流量计以及电表等能源计量仪表，源源不断地采集各类用能信息，并将这些能源数据信息加以收集整理，通过数据描绘出工厂能源概况。根据对不同生产时段的能源数据加以追踪，特别是主要用能设备的数据监控，便可以得知设备或是工序是否处在最节约的状态。根据设备或是工序的用能规律，结合以往的经验数据，通过计算便可制定出能源基准。

有了能源基准做对比，一旦设备或是工序的用能消耗数据偏离了基准，便可对该设备或是工序进行分析，查找原因、不断改善，确保节能运行规范落实到位，从而保证整个工厂处于节能、规范、经济运行的状态。需要说明的是，能源基准不是一成不变的，一旦进行设备改造或是工序改善等情况，使耗能发生变化，就要重新进行能源评审以及能源基准的制定工作，保证能源工作的灵敏性。

（二）新时期能源管理系统建设及能效对标工作的开展

国家“十四五”规划明确加快发展方式绿色转型，全面提高资源利用效率，加快能效提升。行业“十四五”规划也将能效对标提到了重要的位置。新时期，企业可以借助能源管理系统科学有效地进行能效对标。

1.新时期能源管理系统的建设与升级

“十三五”时期，行业内生产企业已基本完成能源管理系统平台的开发与建设，能源计量水平最低也达到了二级，但企业对于能源管理系统的认识和定位还基本处在能源监控、数据报送阶段，对于工厂巨大的各类能源数据并未真正重视和挖掘。

同时，随着计量要求的提升，需要在能源系统新增数采点位来满足数据采集报送需求，在实际能源消耗数据采集时，如果每个地方都布设信号线，会因用能点分散、距离遥远等情况增加过量的成本和工作量。为此，在数据采集端设计了总线信号转以太网信号的数字电路，能源数据通过以太网协议传输到计算机。在没有以太网的地方，用无线信号发射和接收的方式采集信号，图3给出了采集系统的原理框图。

图3 能源管理数据采集系统原理框图

能源数据经本地的采集系统转化为数字信号后，由以太网上传到计算系统，由于现场每一类仪表都有各自的通讯协议和规约，比如，流量计算仪和水表采用Modbus通讯协议，智能电表采用DLT645通讯协议，西门子PLC系统采用Profibus通讯协议，通过在SCADA计算机设置OPC Server数据交换层，现场不同格式的数据转制为OPC数据格式，SCADA服务器只需要取得OPC Server中的标准数据即可，随后，数据存储到历史实时数据库中。图4是能源计量系统的数据流向图，给出了能源数据计量系统的数据结构和软件设计模块。

图4 能源管理系统数据流向图

2.能效对标

企业将能效对标分为内部对标及外部对标，内部对标即针对两台以上同等机型设备进行能效摸底，根据能效摸底情况设定能效基准值，达到能效基准值的设备则视为达标。通过内部对标，工厂可以真实掌握各类设备的运行状况及运行效率。企业还可根据设备能效的波动情况，分析出影响设备能效的原因，实现设备能效的动态管理。

外部对标即与企业外部（一般指行业标准）进行对标，外部对标可以反映企业设备能效在行业中所处位置及优劣情况，同时为企业设定目标提供了数据支撑。

对标内容的选择，对于通用设备，可以参考国家标准，提取企业适用的数据指标。对于行业专有设备，可以参考行业内部标准或是行业统一对标内容。

同时，充分利用各类系统平台采集的各类数据，包含能耗、温度、压力等，通过能源管理系统来实现设备实时的能效摸底情况，通过曲线、柱形图等方式展现设备实时的能效状态。还可以通过预警模块的建立，实现能效的实时监控以及设备的多维评价。

立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，推动烟草行业绿色高质量发展，助力碳达峰、碳中和，加快建立资源节约型、环境友好型行业，是国家及行业“十四五”时期提出的目标任务。

通过能源管理工作的实施及系统化的运行，规范能源运行，加强能源管理，加强生产制造全过程节约管理，大幅提高资源利用综合效益，减少污染物排放总量，这不仅是企业自身需要，更是全面建设资源节约型、环境友好型烟草行业，实现烟草行业绿色健康发展的必经之路。