小麦制粉能效管理办法探讨

小麦制粉能效管理办法探讨
陈红梅;凌晗;张会娟;刘楠嶓
【摘要】在现今社会,各个行业都提倡节能降耗,节能降耗是一个企业的立足之本.建立能源管理体系作为节能降耗工作的关键之一,已经引起了很多企业的重视.通过采取管理手段来节约成本、降低能耗对企业来说具有系统性和经济性的优点.这里以小麦制粉行业为基础,根据小麦制粉加工工艺,主要从能源管理系统、电力设备购买、生产过程管理、余热二次利用、节能奖惩五个方面对能源管理体系进行分析.为后续建立较为完善的小麦制粉能源管理体系做准备.
【期刊名称】《粮食与食品工业》
【年(卷),期】2018(025)001
【总页数】5页(P15-19)
【关键词】小麦制粉;能源管理体系;能耗;能效管理
【作者】陈红梅;凌晗;张会娟;刘楠嶓
【作者单位】河南工业大学郑州 450000;河南工业大学郑州 450000;河南工业大学郑州 450000;河南工业大学郑州 450000
【正文语种】中文
【中图分类】TS210
随着小麦制粉工艺的不断发展和技术改进，越来越多的企业选择使用创新型设备，也就意味着用电量不断增加。

而能源也变得日益紧张起来，这更使得电耗在小麦制
粉加工企业经济中占据重要地位。

再加上目前还有不少企业采用人工抄表，手动计算的方式来进行数据处理，存在计量数据不准确、人为误差较大等问题，严重影响了能源的有效管理。

所以建立能源管理体系可以实现对用能设备的在线监测、对能源数据的实时采集、分析和评估。

这种信息化可视化的管理可以帮助管理层面制定更合理的能效考核标准，同时也可以使生产层面更清楚的了解能耗状况，优化工艺流程，探索新的节能点，进而有效的提高企业管理水平，达到节约资源、降低能耗的目的。

本文主要从能源管理系统、电力设备、生产过程、余热二次利用、节能奖惩这5个方面阐述小麦制粉能源管理办法。

1 能源管理系统
能源管理系统[1]通过对制粉过程中的关键能耗设备进行能源数据的在线监测、采集、保存和分析，并将不同周期记录的能耗数据以报表的形式反馈给管理者，管理者通过这些报表全面了解企业的能源使用状况及所存在的问题，进而探索新的节能点，降低能源消耗，提高生产效益。

能源管理系统可以实现如下功能：实时数据存储：对数据进行实时保存，便于后期查询；实时监测：实时监控相关运行参数，使管理人员可以远程监测，了解生产现场的实际情况；实时趋势与历史趋势：时刻关注指标的变化趋势，便于工作人员进行后期分析处理，并做出有效、科学的调整，提高企业的竞争力和生产效率；灵活报表：主要是便于管理人员实现查询功能，对整个生产过程进行全面分析；报警功能：可以有效的预防故障的发生，清楚的辨别事故发生原因，并将相关信息反馈给客户。

1.1 能源数据的监控采集和信号控制
图1 能源数据的监控采集和信号控制平台
小麦制粉能源管理中心是整个系统的核心，通过对现场实时数据的存储、统计和分
析，为有效的能源使用和持续的能源节约提供实时依据；通过远程传输对能耗数据进行及时采集，并对其进行分类、分项精确计量，其中包括远程传输数据的计量，数据的采集存贮，数据的统计分析，数据的发布远传等。

能源数据的监控采集和信号控制平台流程示意见图1。

小麦制粉能源管理系统主要是针对各种能源介质和部分重点耗能设备，对其进行实时监测、控制、优化调度和综合管理，详细了解各能源介质的生产、使用状况和各能源管网、关键耗能设备的运行工况。

尽量做到科学决策和调度指挥，以确保生产的安全、可靠和能源系统的高效运行、经济性。

系统主要是由能耗数据采集和节能监控管理中心两部分组成。

第一，能耗数据采集。

主要采用多功能智能仪表和自动化数据采集系统对面粉加工厂的能耗数据进行实时采集和上传。

现场安装的仪表主要包括：智能电表、智能水表、智能气表、智能热能表等。

其中智能电表的用电数据监控功能和软件分析管理功能可以实现对关键能耗设备的在线监测。

监测的对象主要有磨粉机、高压风机、提升机等其它用能设备。

监测采集的数据主要有电压、电流、有功电能、无功电能、总有功电能、总无功电能、总功率因数等用电参数[2]。

第二，节能监控管理中心。

节能监控中心系统是在保证能够对实时采集的能源数据进行合理管理、有效整合的前提下，实现面粉厂能源的统一调度、合理规划能源使用、减少污染排放、提高单位产量和生产效率。

系统还会根据设备的具体使用情况，自动预估故障率，并且及时制定方案预防事故发生、事故原因的快速分析和判断处理。

同时，系统还具有能源实绩分析、能源计划编制、能源质量管理、能源系统的预测等功能。

1.2 能源计量
能源计量是一种测量技术，可以为节能管理提供科学准确的基础条件，是节能降耗量化数据的体现，在实际生产中起着“标尺”的作用。

它主要是对生产过程中的各
种能源进行量化统计，包括能源名称、计量单位、数据宽度等。

企业应该根据小麦制粉行业特点和自身能源管理的要求，建立完善的能源计量数据中心和能源计量器具档案，并设立专人对能源计量器具进行管理和定期检查，保证及时获得全面、准确的能源数据，并对这些数据进行网络化管理。

其中对能源计量器具的管理主要包括：能源计量器具的配备、检定/校准、登录台帐、周期确认、能源计量器具档案管理等。

而对能源计量器具档案的管理主要包括：计量器具使用说明书；计量器具出厂合格证；计量器具最近两个连续周期的检定(测试、校准)证书；计量器具维修记录；计量器具其他相关信息。

相关管理人员需要严格按照规定进行操作，这样才能保证能源计量的科学性和规范性。

1.3 能耗指标
小麦制粉是一个连续的生产过程，整个生产流程涉及到的能源类型包括水、电等，其中电能是最不可或缺也是最重要的能耗，制粉工业的每个工艺都要消耗电能。

目前，我国小麦制粉行业主要能耗指标包括以下：可比吨/麦综合电耗、可比吨/麦综合能耗、可比吨/粉综合电耗、可比吨/粉综合能耗、小麦清理电耗、小麦制粉电耗、配粉电耗等[3]。

管理者应该根据工艺要求，从中选择适合企业需求的能耗指标，
用来监视和测量能源绩效。

如表1是550 t/d的小麦生产线吨麦耗电量。

表1 550 t/d的小麦生产线吨麦耗电量工段初清工段清理工段制粉工段配粉工段制粉总工段耗电量/(kW·h)6～89～1430～4010～1270～90
2 电力设备选择
从目前我国工程设计的实际状况来看，电力节能管理在实际应用中不仅要满足其基本功能要求，而且还要满足技术先进和经济合理的要求。

这就需要采购者在选材时既要考虑费用问题，也要考虑节能问题，所以企业在购买预制管道、电动机、磨粉机、风机以及选择供电电压时都必须更慎重[4]。

2.1 预制管道的选择
一般来说，制粉车间和配粉车间的管道均选择不锈钢材料。

对于小麦制粉行业而言，目前用的主要是201材质的不锈钢和304材质的食品级不锈钢，当然前后两者的
价格相差很多，企业可以根据自身的经济条件选择适合本企业发展的产品。

其次，管道的壁厚和直径选择与车间的规模大小、管道具体应用场合和生产工艺有关。

比如一条550 t/d的小麦生产线，车间高度为18 m，气力输送部分的提料管和接料器壁厚为1 mm，而卸料器壁厚则为2 mm；磨粉机至接料器的管道直径为150 mm，而其余部分直径则为120 mm[5]。

企业根据需求选择合适的管道可以达到
降低生产成本的目的。

2.2 磨粉机的选择
在小麦制粉整个生产过程中，磨粉机的能耗占60%以上是第一耗电大户，所以选
择合适的磨粉机可以从根本上降低能耗[6]。

企业在购买磨粉机时可以从原粮品质、产品质量、磨辊参数、研磨道数、加工精度、耐磨性能等多方面考虑[7]，选择电
耗少、效率高的设备。

同时，企业可以根据自身产量和工艺要求选择不同型号磨粉机合理搭配使用，在保证生产质量的同时可以节省投资、提高设备利用率[8]。

2.3 风机的选择
在实际生产中，企业所配备的气力输送风机都有一定的富余量，存在风力过大的现象。

这是因为传统的挡板截流方式虽然控制方便、价格便宜，但不能很好的调节风量，造成大量的能量损耗。

因此，在预算充足的情况下，企业应该优先选择带变频调节的风机，既可以实现变频调速控制又可以大大降低能耗。

3 生产过程
3.1 选择先进合理的工艺设计
为保证小麦制粉质量和出粉率的最大化，企业必须制定先进合理的生产工艺。

同时，生产工艺的好坏也与生产过程中的耗电量息息相关，这就要求小麦制粉的流向必须遵循品质、精度、粒度“同质合并”的原则，同时生产过程中的各个系统也要达到
流量平衡，“同质合并”能够提高小麦制粉的质量及出粉率，系统的流量平衡可以降低电耗[9]。

具体可以采取以下措施：
(1)根据市场需求，合理搭配软、硬麦的比例，同时保证清理小麦的产量与研磨小麦的产量相匹配。

(2)生产工艺必须保持稳定，要做好流量平衡，对于提料管道内的风量应根据实际需求设计成可变动、可调整的。

(3)制粉车间的生产工艺流程应采用自动化控制。

这样不仅缩短了设备启动时间，减少了设备启动过程中的故障率．而且由于整个系统的控制程序是连锁反应，当有的设备出现故障时，其他相关设备也将会立即停止运转。

3.2 选择合理的节能控制方案
小麦制粉加工流程中的每个工段都会消耗大量电能，其中制粉工段在整个过程中所占电耗量最大，而磨粉机作为制粉工段的主要设备，合理选择其型号的同时，可以加入先进智能控制方法，例如通过模糊神经网络PID控制器对湿度、硬度、入磨料量进行控制，从而使磨粉机达到节能降耗的目的。

气力输送工段能量损耗约占面粉制粉工段总能耗的25%，这对实现小麦制粉过程中的精益化控制是非常有必要的。

为了达到节能降耗的目的，可以采用BP神经网络方法对气力输送管道的平均输出速度进行优化，提高设备的工作效率。

这对后期相关设备能耗数据的监控与采集有一定的帮助，对进一步的精益化控制也提供了一定理论支撑。

3.3 保证生产的连续性
在小麦制粉过程中，大多数设备的运行都是靠电力维持的。

如果生产中途停机，不仅会对制粉的产量和质量造成影响，而且在设备二次启动的过程中耗电量也会增加[10]。

例如：一条550 t/d的小麦生产线．每天计划生产12 h．中途停机1次(半个小时才可能稳定)，总吨麦电耗将会增加3～5。

所以在生产过程中要保证生产操
作的规范性，提高技术水平；保证设备正常运行，定期对其进行检查，重视设备的后期维护；保证用电高峰避免跳闸断电。

这样，可以减少用电，达到节能降耗的作用。

3.4 避峰就谷，降低生产成本
在实际生产中，企业可以加强车间生产用电管理，合理安排工作时间。

由于不同区域的用电收费不同，企业可以根据当地的电价适度调整工作时间[11]。

比如上海市工业用电，高峰电价为1.143元/(kWh)，平时电价为0.715元/(kWh)低谷时电价只有0.339元/(kWh)。

企业可以通过灵活调度，把耗电量高的工作安排在用电低
谷时期，耗电量低的工作安排在用电高峰时期，这种生产调度可以使用电量下降5%～10%，仅此每月可节约电费1万元以上。

4 余热二次利用
对小麦制粉工艺中的风能、罗茨风机的热能等各种能源应充分识别并有效利用[12]。

在经济合理、技术可行的前提下，可以对这些能源的产生、回收和使用过程的特性或参数进行监测，以便于企业的管理和后期改进。

能源的二次利用具体如下：(1)风能：对于去石机风网、清粉机风网的排风，可以对其进行精密过滤，然后通
过管道通至储粮仓、麸皮库，用于对粮仓内的存粮以及麸皮的风干，进而延长原粮及麸皮的储存时间；对于高压风机风网的排风，在经过除尘、除湿后，可将排风用于风力发电，产生的电能可供生产车间照明；而低压风网的排风通过过滤除尘后，可将其通到小麦平房仓、面粉袋装仓、麸皮袋装仓等，用于仓房的降水和通风。

(2)热能：罗茨风机经长时间运行后，会产生大量的热量，该热量会使风管外壁温
度高达，可以将热量用于麸皮烘干前的预热，这样不仅减少了烘干隧道温度的降低，而且起到烘干麸皮的作用。

(3)麦秆及麦糠：对麦秆和麦糠进行挤压后变成块状，放入锅炉燃烧，产生热能。

该热能在夏季可用于麸皮烘干，在冬季可用于对水加热，还可以用于车间取暖、润
麦仓升温等。

5 绩效考核、奖惩管理
绩效考核就是为了对员工工作考察需要设立的一种评估制度，通过制定系统的方法来对员工的工作绩效等进行测评和考核[13]。

绩效考核制度的设立首先需要领导的重视和支持，其次考核制度应该科学合理，最后还要设立专门的监督部门，确保考核工作公平公正，考核结果属实。

怎样通过合理的、公平的、公正的绩效考核制度来实现对员工的奖惩，以此来提高员工的工作热情，提升工作效率，实现员工自身价值和企业的效益是我们在制定绩效考核制度的时候需要考虑的。

对于工作能力突出，为企业做出贡献的员工，可以对其进行加薪、升职来树立榜样；对于工作不努力的员工实施一定的惩戒措施，事后对其进行教育和培训，以此提升他们的工作能力和效率。

这样奖惩有别，可以让全体员工信服。

建立规范、科学、健全、系统的考核体系可以督促工作人员严格遵循管理制度，并且按照生产规范进行操作。

这样做不仅可以提高员工的工作热情和积极性，而且可以让企业的生产效率大大提高，使企业能耗大大降低。

6 结论
每一个制粉企业必须认真考虑如何降低能源的消耗，因为未来能源不仅会短缺而且能源的价格会越来越高，这样制粉企业的成本就会越来越高。

对于小麦制粉行业来说，目前没有建立科学的、完善的能耗管理系统，也没有具体的实例来参考。

因此，建立科学和完善的能源管理中心，不仅会减少小麦制粉行业能耗，更对其以后的发展有深远影响。

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