水泥单位产品能耗数据在线监测系统的研究

摘要：本 文对 水泥 单位 产 品 能耗 在线 监 测系 统进 行 了研 究 ，建 立 了水泥 单位 产 品能 耗在 线监 测平 台 ，并将 平 台数 据与 企业 实报 数据 进行 对 比 ，证 明该系 统基本 适合 现 场应 用要 求 。
关键 词：水泥 ；单 位产 品 能耗 ；远程 在线 监测 系 统
２． １ ． ３ 熟料 综 合 能耗
熟料综合能耗按公式 （ ５ ）计算
Ｑ ｓ ｒ 一 每千克标准煤发热量 ，单位为千焦每
千克 （ Ｉ ｄ ／ ｋ ｇ ）；
＆ ＝巷 ＋Ｏ 。 ｌ ２ ２ ９ × 毛
式 中：
— —
（ ５ ）
Ｐ ｃ 广— 统计期内的熟料总产量，单位为吨 （ ｔ ）；
位 为千克标准煤每千瓦时 （ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｋ Ｗｈ ）。
． ２ 系统 采 集 参数 ２ ． １ ． １ ． １余 热发 电折 算标准煤 量按 公 式 （ ２ ）计算 ２ 对水泥单耗数据在线监测 的关键就是能够 实时
ｅ 抽 ’ （ ２ ）
并准确地监测出计算单位产品能耗所需的各种参数。 例如：燃料消耗量 、熟料产量、工序用 电等 。在本文 中，该系统所需的参数 ，大致可分为两种类型。一种 是离线检测参数或者是设计参数，它们都在一个时间
１ 前 言
水 泥 工业 是耗 能大 户 。水 泥生 产 消耗 的燃料 占我 国燃料 消耗 的６ ． ０ ６ ％ ，水泥生产 的 电耗 占我 国 电力产量 的４ ． ５ ８ ％ 。水泥 生产 是能源 的消耗大户 ，
据支 持［ 卜 ３ ］ 。
２ 水 泥单 耗 数 据 采 集方 式
目前 我 国水泥行 业 的能耗 数据 基本 采用 企业
３ 采 集 系统 的设 计
本系统 由现场计量设备 、采集终端 以及水泥单 位产品能耗数据在线监测平台构成。煤耗动态称重设 备 、生料动态称重设备、电量实时计量仪表等构成水
Ｈ 。 —— 统计 期 内余热系 统的散热损失 总量 ，
单位 为千焦 （ ｋ Ｊ ）。
２ ． １ ． ２ 熟 料 综 合 电耗
ｅ 一 广 统计期 内余热发 电折算 的单位熟料标准
熟料综合能耗，单位为千克标准煤每 吨
煤量，单位 为千克标准煤每吨 （ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｔ ）； ｅ 一 广一 统计期 内余热利用的热量折算的单位熟 料标准 煤量 ，单位 为千克标准煤每吨 （ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｔ ）。
（ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｔ ）： Ｄ ． 工 ２ ２ 每 千 瓦 时 电力 折 合 的标 准 煤 量 ，单
利用 以下公 式进行计算 ：
收稿日期：２ ０ １ ２ ０ ５ —０ ９
作者简介： 林
玲 ，女 ，福 建 省 计 量科 学研 究 院 ，硕 士
・２ １・
２ ． １ ． １ 熟料 综 合 煤 耗
熟料综合 能耗按 公式 （ １ ）计算
一 ‰ 一雩 （ １ ）
熟料综合 电耗按公式 （ ４ ）计算
ｄ
屯 毒
式中：
（ ｋ Ｗｈ ／ ｔ ）；
（ ４ ）
式 中：
Ｑ ｎ 一 一 熟 料 综 合 电耗 ， 单 位 为 千 瓦 时 每 吨
Ｐ ｎ ——熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨
（ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｔ ）；
口 —— 统计期 内熟料 生产各 过程 ，包括原料破
Ｐ 广
数 据采 集 系统 ，有利 于全 面 掌握现 阶段 的水 泥行 业 能耗 水 平和用 能模 式 ，积 累水泥 行业 单位 产 品
２ ． １在 线 监 测 的 计 算公 式
根据Ｇ Ｂ １ ６ ７ ８ ０ — ２ ０ ０ ７ 中的相 关定义 ，采集指标
能耗基 础数 据 ，为 国家制 定节 能 降耗政 策提 供数
统计期 内用于烘干原燃材料和烧 成熟料 碎 、原料 预均 化 、生料制备 、燃 料制 备 、熟料烧 成 、熟料储存与输送等工序 的耗 电量和生产 熟料辅
助过程 的耗 电量 ，单位为千 瓦时 （ ｋ Ｗｈ ）。
的入窑与分解炉的实物煤总量 ，单位为千克 （ ｋ ｇ ）； ， －一 统计期内实物煤的加权平均低位发热 量，单位 为千焦每千克 （ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ）：
・
２ ２・
式中：
０ ． ４ ０ ４ ——每千 瓦时电力折合的标准煤量 ，单
位为千克标准 煤每千 瓦时 （ ｋ ｇ ｃ ｅ ／ ｋ Ｗｈ ）；
口 —— 统计期 内余热 电站总发 电量，单位为千 段 内可作为固定值输入 ，主要是煤 的低位发热量、熟
瓦时 （ ｋ Ｗｈ ）；
料抗压强度等；另一种就是实时在线检测数据，这些
污染指数 高。工信部于２ ０ １ ０ 年发布 了 《 关 于水泥 工 业 节 能减 排 的 指 导 意 见 》 ，而 国务 院 《 “ 十 二
五 ”节 能减 排 综合 性工作 方 案》 中要 求要重 点推
手 工抄 表 的方式 进行 统计 ，该方 法不但 需 要大量
的人力 物力 ，而 且往往 不 能及 时为运 行管 理人员 提 供 机 组 当 前 的运 行 性 能 指标 和 可 以 改进 的方 向，同时对 节 能措施 的新 技术新 方法 也难 以及 时 验 证 。本文 旨在 建立 水泥 单位产 品 能耗数据 在线 监 测系 统 ， 以实 现各 单位 水泥单 耗数据 的 实时监 测 ，也 为各 窑炉 运行状 况 与其他 单位进 行 比较 ， 为水泥企业节 能改造提供数据依据 。
进 包括 建材 行业 在 内 的节 能减 排 。 因此水泥 行业
节 能 降耗 的工 作进 展对 国家 节能 降耗 目标 的实现 将 起 到非 常重要 的作用 。 目前 我 国水 泥行业 的能 耗 数据 采集 体 系 尚不完 善 ，能耗指 标 与 国际先进
水 平存 在较 大差 距 ，建立 水泥 行业 单位 产 品能耗
２ ０ｌ ２ 年第４ 期
Ｎ ０．４． ２０１ ２
（ 总第２ ２ 期）
Ｇｅ ｎｅ ｒ ａｌ Ｎｏ ． ２２
水 泥 单 位 产 品 能 耗 数 据 在 线 监 测 系 统 的研 究
林 玲１ ， ２
（ １福建省计量科学研 究院，福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ３ ）
（ ２福建省 能源计量重 点实验 室，福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ３ ）
归类，如表１ 所示 。
表１ 水 泥单耗数据 在线监测 系统计量单位 准确度等 级
ｌ 擒
ｌ舶
ｋ
（ ３ ）
式 中：
， 一 一
统 计 期 内 余 热 利 用 进 口 总热 量 ， 单位
为千焦 （ ｋ １ ）； Ｈ 一一 统计期 内余热利 用 出口热量 ，单位 为
千焦 （ ｋ Ｊ ）；
口 厂
统计期 内余热电站 自用 电量 ，单位 为千 参数是实时变化的。在线检测参数正是实现单耗在线 监测的关键，它们 的精确与否直接决定了单耗数据的
瓦时 （ ｋ Ｗｈ ）。
２ ． １ ． １ ． ２ 余 热 利 用 热 量折 算标 煤 量按 公 式 （ ３ ）计 算 ：
ｌ
可信度 ＿ ４ ＿ 。将在线检测Hale Waihona Puke Baidu数计量单元准确度等级进行