利用現(xiàn)代化的管理工具提高企業(yè)的能源利用率
如今節(jié)能已成為一種趨勢,拜耳技術(shù)服務(wù)公司(BTS)不久前在德國北萊茵-威斯特法倫州貝爾吉施格拉德巴赫市成功地用BayOpX工廠優(yōu)化解決方案實現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。利用現(xiàn)代化的管理工具,例如利用能源效率分析表,節(jié)能技術(shù)專家們能夠發(fā)現(xiàn)企業(yè)能源利用方面的漏洞。
剛剛緩解的經(jīng)濟危機表明:在經(jīng)濟危機中能夠生存下來的都是業(yè)內(nèi)的優(yōu)秀者,是那些對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行了優(yōu)化、降低了生產(chǎn)成本的優(yōu)勝者。近幾年來,尤其是2009年,市場上各個企業(yè)對BTS公司卓越運營的工廠優(yōu)化解決方案的需求一路飆升,使之成為節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的一面旗幟。由于能源價格的不斷上漲,化工過程設(shè)備的耗能問題就顯得尤為突出,因此BTS公司的專家們也在節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域投入了很多精力,開發(fā)了新的節(jié)能技術(shù)。“利用這些新技術(shù),BTS公司發(fā)現(xiàn)拜耳公司的過程設(shè)備都是‘能耗大戶’。”BTS公司的過程工藝技術(shù)部負責(zé)人Norbert Kuscherus博士說。
由于過程工藝技術(shù)的連續(xù)改進(KVP)是每一個流程工業(yè)企業(yè)都渴望實現(xiàn)的目標(biāo),因此企業(yè)就會提出這樣的問題:為什么、何時邀請BTS的專家最為合適。“當(dāng)一個企業(yè)利用普通的KVP技術(shù)不能取得理想效果時,我們將為您提供更高水平的技術(shù)服務(wù)。” Kuscherus博士回答道。專家們在完成項目之后,可以把不合格產(chǎn)品的數(shù)量減少30%,把能源總費用降低8%~15%,或者減少10%左右的過程設(shè)備維護保養(yǎng)費用——這就是BTS公司對其完成的上百個項目的總結(jié)。另外,BTS公司BayOpX技術(shù)專家Hans-Joachim Leimkühler博士還說道:“在已經(jīng)優(yōu)化過的過程工藝設(shè)備中,我們總是還能再找出一些節(jié)能潛力。”
他們使用的重要工具就是BTS公司最新研發(fā)的Bayer Climate Check(拜耳氣候檢查)技術(shù),在這一工具的幫助下,過程設(shè)備和過程工藝技術(shù)的CO2氣體排放和能源消耗會更加透明。氣候檢查工具由兩部分組成: “氣候足跡”和能源效率分析表。氣候足跡是對危害大氣環(huán)境的溫室氣體排放進行檢測分析,主要是對過程設(shè)備的CO2的排放情況進行檢測分析,幫助流程工業(yè)企業(yè)自己采取措施減少有害氣體的排放。“這種循環(huán)利用技術(shù)使得有害物質(zhì)的足跡到工廠大門就結(jié)束了,包括原材料、物流和生產(chǎn)過程中的能源消耗帶來的有害影響。”Leimkühler先生解釋說。到目前為止,BTS公司承擔(dān)著總公司140個過程設(shè)備的減排工作,收到了非常令人滿意的CO2減排效果,并形成了一套完整的技術(shù)方案,由董事會主席Werner Wenning先生于2008年正式頒布執(zhí)行。
每一次節(jié)能分析的核心都是基于6西格瑪技術(shù)的能源效率分析表分析技術(shù),這一分析過程分為若干步驟,第一步為技術(shù)分析、形成解決方案和方案評估。再加上走訪過程設(shè)備的操作者、生產(chǎn)負責(zé)人和過程工藝技術(shù)人員,就可以得到更加全面的相關(guān)信息。過程工藝技術(shù)解決方案是多種多樣的,長遠地解決問題是要對原材料供應(yīng)、超大規(guī)格的流程泵或者分餾塔進行優(yōu)化。在能源生產(chǎn)和分配過程中,也能找到許多可以改進提高的切入點,例如冷凝水的利用。Leimkühler先生說:“把冷凝水排到污水里就相當(dāng)于向污水里扔錢。”
熱能哪里去了?
檢測過程工藝生產(chǎn)過程中熱能耗散的方法就是“窄點分析”方法。把過程設(shè)備的熱能流動和冷能流動情況繪制在一個曲線圖上,兩條曲線非常接近的地方就是窄點,這里的溫差最小。BTS公司過程工藝分析技術(shù)部門負責(zé)人Andreas Jupke博士說:“一條重要的規(guī)則是不要在窄點處傳輸熱能。”因為過程設(shè)備生產(chǎn)過程中還要耗散一些熱量。壓力較低的蒸汽是生產(chǎn)實踐中經(jīng)常遇到的問題,在BTS公司把這樣的蒸汽稱之為“沒勁”的蒸汽,例如從高壓冷凝器中出來的蒸汽,或者是回收來的余熱。通常情況下,是簡單地把這些蒸汽釋放到大氣中,或者用冷卻水冷卻,而不是把其中含有的能量經(jīng)蒸汽渦輪機輸出。
BTS公司的專家們也得出了這樣的結(jié)論:過程工藝生產(chǎn)過程中也排出了大量的氣體。Leimkühler先生說:“過程設(shè)備通常是在良好的工況下運行的。”但過程設(shè)備在不利的條件下如何運行,如何進行技術(shù)和經(jīng)濟性能的優(yōu)化呢?討論最多的是使用在線監(jiān)控系統(tǒng),由它提供非常清晰的過程設(shè)備運行狀況的信息。“這就要求過程設(shè)備的操作者對他的操作方法進行改進。”有經(jīng)驗的項目技術(shù)人員Annette Conrad先生說。
另一個提高能源效率的方法就是過程自動化。這里,也要以在線分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息為基礎(chǔ),最有說服力的例子就是使用NIR傳感器,它在分餾塔的頂部對分餾物的純度進行檢測。在ZVEI發(fā)行的一份小冊子中通過大量的實例告訴人們,過程自動化能夠帶來的節(jié)能潛力大約在10%~15%之間。BTS公司的技術(shù)還達不到這樣高的水平,Kuschnerus先生給出了利用BTS公司的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的節(jié)能數(shù)據(jù)是5%~15%,這些技術(shù)方案中包含的措施從簡單的過程設(shè)備調(diào)節(jié)方法到費用高昂的現(xiàn)代化預(yù)測性調(diào)節(jié)技術(shù)。
一個重要的節(jié)能環(huán)節(jié)就是過程設(shè)備的管道系統(tǒng),尤其是連接距離較遠的管道系統(tǒng)。它后面蘊含的設(shè)計模型建模技術(shù)是非常復(fù)雜的。Martin Lehmann先生解釋說:“但在第一次改進時也有一些簡便方法。”這位BTS公司基礎(chǔ)技術(shù)的專家列舉了一些實例,介紹了如何構(gòu)建可循環(huán)使用的冷卻水管道系統(tǒng)。若流程工業(yè)企業(yè)已經(jīng)有幾年的歷史,即已經(jīng)有了相對固定的用戶群時,關(guān)注冷卻水管道系統(tǒng)中的壓力是十分必要的。若長期在壓力過高的工況下進行生產(chǎn)是要浪費大量金錢的。此時,從系統(tǒng)性的角度考慮問題也是非常重要的,例如看看管道系統(tǒng)中哪里有泄露,管道、熱交換器、儀表或者流程泵等都可能是壓力泄露的根源所在。Lehmann先生說:“千萬不要忽略任何一個細節(jié),因為在復(fù)雜的管道系統(tǒng)中,一切都是相互關(guān)聯(lián)的,任何一點小小的改動都可能對需要壓力的設(shè)備帶來影響
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