本期《節(jié)能環(huán)保》版刊發(fā)《如何算好能耗指標(biāo)這筆賬》一文，在分析計(jì)算各項(xiàng)能源指標(biāo)所需要注意事項(xiàng)的同時(shí)，指出現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對工序單位產(chǎn)品能耗計(jì)算的規(guī)定還有待進(jìn)一步完善，以更好地滿足實(shí)際需要，并適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步。
杜濱
鋼鐵行業(yè)作為能源消耗大戶，是國家節(jié)能減排工作的重點(diǎn)關(guān)注對象。同時(shí)，在我國當(dāng)前市場競爭激烈的大形勢下，鋼鐵企業(yè)面臨著巨大的成本壓力，而能源成本約占鋼鐵企業(yè)總成本的20%~35%，如何有效地降低能源消耗，提高余熱余能的回收率，成為微利甚至虧損經(jīng)營狀態(tài)下的鋼鐵企業(yè)的一個(gè)重要利潤增長點(diǎn)。因此，無論是對社會(huì)還是對鋼鐵企業(yè)自身來說，節(jié)能工作意義重大。
分析鋼鐵企業(yè)能源消耗水平，尋找其節(jié)能潛力點(diǎn)的一個(gè)重要方法是從企業(yè)的能源平衡著手，計(jì)算相關(guān)工序單位產(chǎn)品能耗和噸鋼綜合能耗等常用的能耗指標(biāo)，對其進(jìn)行對標(biāo)分析和趨勢分析。但是，目前我國鋼鐵企業(yè)的能源管理水平參差不齊，部分企業(yè)存在著能源計(jì)量體系不完善、能源平衡表內(nèi)容不完整、能耗指標(biāo)計(jì)算不準(zhǔn)確等問題，這就需要企業(yè)能源管理人員要充分理解相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，掌握能耗指標(biāo)的計(jì)算方法，并不斷推動(dòng)能源計(jì)量系統(tǒng)的完善，確保能源計(jì)量數(shù)據(jù)的全面和準(zhǔn)確。
其中，能源平衡、能源計(jì)量是計(jì)算鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)的基礎(chǔ)和起點(diǎn)，其面向的對象應(yīng)盡可能細(xì)化到具體工序甚至主要用能設(shè)備，能源平衡表應(yīng)盡量包含所涉及的全部能源和耗能工質(zhì)，能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)應(yīng)盡可能立足于實(shí)測值。
工序單位產(chǎn)品能耗只有在具有相同系統(tǒng)邊界時(shí)才具有可比性，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對工序單位產(chǎn)品能耗計(jì)算的規(guī)定還可進(jìn)一步完善，以更好地滿足實(shí)際需要，并適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步。而噸鋼綜合能耗只能反映企業(yè)自身能耗水平的變化，在企業(yè)間缺乏可比性，片面強(qiáng)調(diào)該指標(biāo)不利于企業(yè)和社會(huì)優(yōu)化能源的利用。在計(jì)算噸鋼綜合能耗時(shí)，應(yīng)注意計(jì)算方法的科學(xué)性、合理性，使其變化能夠正確反映本企業(yè)節(jié)能降耗成果。
能源和耗能工質(zhì)
在鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)計(jì)算中，納入統(tǒng)計(jì)的能源種類除了通常意義上的一次能源和二次能源以外，還包括耗能工質(zhì)，即在生產(chǎn)過程中所消耗的不作為原料使用、也不進(jìn)入產(chǎn)品，而是在生產(chǎn)或制取時(shí)需要直接消耗能源的工作物質(zhì)。常見的耗能工質(zhì)有氧氣、氮?dú)?、氬氣、新水、軟水、鼓風(fēng)、壓縮空氣等。有的耗能工質(zhì)同時(shí)也是二次能源，如乙炔取當(dāng)量值時(shí)被視作二次能源，而在取等價(jià)值時(shí)被視作耗能工質(zhì)。
在實(shí)際的管理過程中，有的鋼鐵企業(yè)是將電動(dòng)鼓風(fēng)、壓縮空氣等直接攤?cè)敫鞴ば螂姾摹＿@樣做雖然使統(tǒng)計(jì)工作得到簡化，但卻不便于從中分析用能的合理程度。
能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)
在計(jì)算能耗之前，各種能源和耗能工質(zhì)的量都需要乘以各自的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)煤量。每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的低位熱值為29307千焦；一次能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)為其低位熱值與標(biāo)準(zhǔn)煤低位熱值之比；二次能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)分為當(dāng)量值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)和等價(jià)值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，其中等價(jià)熱值折標(biāo)煤系數(shù)考慮了由一次能源轉(zhuǎn)換為二次能源的能量損耗。
在目前實(shí)踐中，二次能源都采用當(dāng)量值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，其中蒸汽是按其焓值折算。雖然有相關(guān)研究建議燃料能源的低位熱值取統(tǒng)計(jì)報(bào)告期內(nèi)的實(shí)測值，但是在實(shí)際的管理過程中，直接采用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給出的參考值的現(xiàn)象比較普遍，并且對于不同壓力、溫度的蒸汽，通常都采用同一折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，而忽略了其焓值的差異，這都會(huì)使計(jì)算出的能耗指標(biāo)偏離實(shí)際值。
工序單位產(chǎn)品能耗計(jì)算
鋼鐵企業(yè)涉及的工序通常有焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、石灰等，還有空分、動(dòng)力、熱電等輔助工序。其中，煉鋼工序又可細(xì)分為轉(zhuǎn)爐工序、電爐工序、精煉工序、連鑄工序，而軋鋼工序又可根據(jù)產(chǎn)品類型和規(guī)格進(jìn)一步細(xì)分，如高線、棒材、中厚板、冷軋等。對于不同的鋼鐵企業(yè)，由于生產(chǎn)流程的差異而涵蓋的工序有所不同。
確定了工序的能源消耗統(tǒng)計(jì)范圍也就是確定了該工序作為一個(gè)能源系統(tǒng)的系統(tǒng)邊界，通過該邊界流入系統(tǒng)的能源即為能源輸入，通過該邊界流出系統(tǒng)的能源即為能源輸出。對于有能源回收的工序，能源輸出量等于能源回收量扣除回收的能源被工序自身消耗的部分，能源輸入量等于能源消耗量扣除本工序回收的能源被工序自身消耗的部分。
鋼鐵企業(yè)中各工序回收的能源主要有蒸汽（或熱力）、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、電力等。除此以外，焦化工序回收的能源還有焦炭、焦油、粗苯。
工序單位產(chǎn)品能耗一般可按下列公式計(jì)算：
工序單位產(chǎn)品能耗=（能源輸入量-能源輸出量）/統(tǒng)計(jì)報(bào)告內(nèi)工序產(chǎn)品產(chǎn)量
工序單位產(chǎn)品能耗=[（能源消耗量-回收能源自用量）-（能源回收量-回收能源自用量）]/統(tǒng)計(jì)報(bào)告內(nèi)工序產(chǎn)品產(chǎn)量
工序單位產(chǎn)品能耗=（能源消耗量-能源回收量）/統(tǒng)計(jì)報(bào)告內(nèi)工序產(chǎn)品產(chǎn)量
采用能源輸入量和能源輸出量計(jì)算工序單位產(chǎn)品能耗可以使計(jì)算得到簡化，避免重復(fù)計(jì)算或漏記，但其不能進(jìn)一步反映工序內(nèi)部能源加工、轉(zhuǎn)換和回收利用的情況，不利于分析工序能耗狀況。而采用能源消耗量和回收量計(jì)算工序單位產(chǎn)品能耗則可以更為細(xì)致地反映工序能源消耗的狀況，但其對能源計(jì)量體系的完善程度要求更高。
除了軋鋼工序外，煉焦、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、轉(zhuǎn)爐、電爐、精煉、連鑄、石灰、空分等工序單位產(chǎn)品能耗在明確統(tǒng)計(jì)范圍后是可比的，可以在工藝和產(chǎn)品類似的企業(yè)之間進(jìn)行對標(biāo)分析。為便于對標(biāo)，《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21256-2013）》《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21342-2013）》對燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、轉(zhuǎn)爐、焦化等工序的系統(tǒng)范圍都做了明確的界定。
在《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21256-2007）》中，曾規(guī)定燒結(jié)工序的能源回收量既可以按回收蒸汽量計(jì)算，又可以按余熱發(fā)電量計(jì)算。事實(shí)上，這二者之間存在著熱電轉(zhuǎn)化效率的差異。企業(yè)在計(jì)算燒結(jié)工序能耗時(shí)，一般選擇蒸汽作為回收的能源，也有企業(yè)選擇電力作為回收能源，但是在計(jì)算電力消耗時(shí)采用了當(dāng)量值，而在計(jì)算電力回收時(shí)采用了等價(jià)值。在工程實(shí)踐中，燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的情況也往往比較復(fù)雜，有的是在發(fā)電的同時(shí)還向其他工序輸出蒸汽，有的從外部調(diào)入蒸汽作為汽輪機(jī)的補(bǔ)汽，還有的采用了具有補(bǔ)燃功能的余熱鍋爐。如按回收電力計(jì)算能源回收量，在量和質(zhì)上都難以準(zhǔn)確反映余熱回收的實(shí)際效果，導(dǎo)致計(jì)算出的工序能耗缺乏可比性。因此，在《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21256-2013）》中，已經(jīng)明確燒結(jié)工序的能源回收量按回收的蒸汽量計(jì)算。但是，當(dāng)遇到余熱鍋爐具有補(bǔ)燃功能時(shí)或采用燃料燃燒過熱蒸汽時(shí)，是將此項(xiàng)燃料消耗計(jì)入工序能源消耗，還是相應(yīng)扣除蒸汽量，還有待進(jìn)一步商榷。同樣，干熄焦也常常兼具供熱和發(fā)電的雙重功能，在《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21342-2013）》中有關(guān)干熄焦產(chǎn)出明確為蒸汽。
在高爐工序中，有的采用蒸汽拖動(dòng)鼓風(fēng)，也有的采用電動(dòng)鼓風(fēng)。由于蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率要低于電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，因此，如將鼓風(fēng)用蒸汽或電計(jì)入工序能源消耗，也會(huì)使計(jì)算出的工序能耗缺乏可比性。近些年新出現(xiàn)的BPRT技術(shù)（煤氣透平與電動(dòng)機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)的高爐鼓風(fēng)機(jī)技術(shù)），其作用直接體現(xiàn)在降低高爐工序用電，在計(jì)算高爐工序能耗時(shí)無需再扣除煤氣透平所輸出的機(jī)械能，而《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額（GB21256-2013）》中尚未涉及此項(xiàng)技術(shù)。
另外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，一些新的余熱回收技術(shù)也逐漸被采用。如回收高爐沖渣水余熱采暖技術(shù)和有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)，其余熱回收是否該納入工序能耗計(jì)算以及該如何計(jì)算，目前還缺乏具體的規(guī)定，有待相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善。在未來，對于余熱回收，應(yīng)考慮將實(shí)際回收熱量作為能源回收量。同樣，得到具有可比性的工序單位產(chǎn)品能耗的前提，是對應(yīng)工序范圍內(nèi)配備有足夠的能源計(jì)量儀表用于采集所需能源消耗數(shù)據(jù)。
能源平衡與能源計(jì)量
鋼鐵企業(yè)的能源平衡是以企業(yè)內(nèi)部的各工序或用能部門為研究對象，研究各類能源的收入和支出情況，對于企業(yè)的各種能源，無論是購入的還是自產(chǎn)的，都必須做到收支平衡。能源平衡表數(shù)據(jù)是鋼鐵企業(yè)計(jì)算工序單位產(chǎn)品能耗和噸鋼綜合能耗的基礎(chǔ)。
鋼鐵企業(yè)能源平衡表的編制應(yīng)盡可能覆蓋所有能源，對于每一種能源，應(yīng)如實(shí)反映能源的輸入、輸出、使用、庫存變動(dòng)及損耗等情況；對于研究對象，還應(yīng)盡量細(xì)分，不但要將用能單元?jiǎng)澐值焦ば蚧蚍謴S級別，還要盡可能劃分到某一工序的具體產(chǎn)線甚至某一用能設(shè)備，如煉焦工序的不同焦?fàn)t、燒結(jié)工序的不同燒結(jié)機(jī)、煉鐵工序的不同高爐等。如此，才能通過能源平衡表深入分析企業(yè)內(nèi)部耗能情況、查找節(jié)能潛力，明確改進(jìn)方向。
但是，目前一些鋼鐵企業(yè)在編制能源平衡表時(shí)還存在不少問題。例如，有些鋼鐵企業(yè)的煉鐵工序只在能源輸出中體現(xiàn)了高爐煤氣，而在本工序的能源消耗中卻沒有將高爐煤氣納入統(tǒng)計(jì)；有些鋼鐵企業(yè)的煉鋼工序，轉(zhuǎn)爐煤氣和汽化冷卻蒸汽除本工序自用外，其余全部放散，但在工序能源平衡中沒有將其納入統(tǒng)計(jì)。這樣做，容易掩蓋本工序在能源消耗上的不合理，增加了進(jìn)一步判斷節(jié)能潛力點(diǎn)和估算節(jié)能量的難度。還有些鋼鐵企業(yè)，其各單元合計(jì)的高爐煤氣消耗量比煉鐵工序高爐煤氣輸出量高出許多，用這樣的能源平衡表計(jì)算工序單位產(chǎn)品能耗和噸鋼綜合能耗，預(yù)測這些指標(biāo)的變化趨勢將會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。
能源平衡表的質(zhì)量，仰仗于能源計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和能源計(jì)量體系的完善度，能源計(jì)量的基礎(chǔ)作用體現(xiàn)在為能源管理提供充分、全面、準(zhǔn)確、可靠的能源數(shù)據(jù)。目前，有些鋼鐵企業(yè)的能源計(jì)量管理還處于比較初級的階段，存在著缺少專業(yè)的能源計(jì)量管理人員、能源計(jì)量器具配置不足，已有計(jì)量器具沒有按期檢定、校驗(yàn)、維護(hù)，準(zhǔn)確度等級不達(dá)標(biāo)等問題，很多能源消耗數(shù)據(jù)都是估算確定，從而影響了能耗指標(biāo)的準(zhǔn)確度和客觀性。當(dāng)前，國家明確要求鋼鐵行業(yè)必須建立能源管理體系并取得相關(guān)認(rèn)證，《鋼鐵行業(yè)能源管理體系實(shí)施指南》（GB/T30258-2013）已于2014年7月1日開始實(shí)施，鋼鐵企業(yè)可以在建立能源管理體系過程中完善能源計(jì)量體系、規(guī)范能耗指標(biāo)的管理。
噸鋼綜合能耗計(jì)算
鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗可按下式計(jì)算：
噸鋼綜合能耗=企業(yè)自耗能源量/統(tǒng)計(jì)報(bào)告期內(nèi)企業(yè)鋼產(chǎn)量
如無附加規(guī)定，鋼噸綜合能耗統(tǒng)計(jì)范圍將覆蓋整個(gè)企業(yè)。由于各企業(yè)之間生產(chǎn)流程和工藝的差異，噸鋼綜合能耗在企業(yè)間缺乏可比性，其變化只反映本企業(yè)能耗水平的進(jìn)退，但有時(shí)噸鋼綜合能耗也作為行業(yè)的統(tǒng)一考核指標(biāo)。
噸鋼綜合能耗反映了本企業(yè)自身能耗水平變化，但卻不能反映企業(yè)在全社會(huì)范圍內(nèi)的合理用能程度。例如，當(dāng)企業(yè)用自產(chǎn)焦炭代替外購焦炭時(shí)，會(huì)使企業(yè)噸鋼綜合能耗提高，但采用自產(chǎn)焦炭后，焦炭質(zhì)量穩(wěn)定，可促進(jìn)后續(xù)煉鐵工序的穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能降耗。高熱值的焦?fàn)t煤氣和干熄焦所產(chǎn)蒸汽可以用于鋼鐵企業(yè)其他工序，而焦?fàn)t則可以使用廉價(jià)的高爐煤氣。因此，片面強(qiáng)調(diào)噸鋼綜合能耗，反而不利于促進(jìn)能源的高效利用，除非將焦炭的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)統(tǒng)一采用等價(jià)值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。
與焦炭類似的還有石灰。鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)中要消耗大量的石灰，而石灰的生產(chǎn)也要耗費(fèi)大量能源，但是目前石灰還沒有被視作耗能工質(zhì)，外購石灰的企業(yè)比自產(chǎn)石灰的企業(yè)可以達(dá)到更低的噸鋼綜合能耗。為此，很多企業(yè)在計(jì)算噸鋼綜合能耗的時(shí)候都扣除了石灰工序的能耗。但事實(shí)上，鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)石灰可以充分利用其豐富的煤氣資源，選用更為節(jié)能的氣燒窯型，并綜合利用余熱，其能效明顯優(yōu)于獨(dú)立的石灰生產(chǎn)企業(yè)。因此，在未來，可以將石灰視作一種耗能工質(zhì)，采用等價(jià)熱值折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。
此外，對噸鋼綜合能耗影響比較特殊的還有熱電工序。熱電工序可以為企業(yè)提供蒸汽、電力、鼓風(fēng)，鋼鐵企業(yè)熱電工序的工藝設(shè)備類型也比較復(fù)雜，有純?nèi)蓟蚧烊纪赓從茉矗ɡ缑海┑腻仩t，也有純?nèi)济簹獾?/span>CCPP機(jī)組（燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組）和純?nèi)济簹忮仩t，有的企業(yè)甚至將干熄焦、燒結(jié)余熱發(fā)電以及飽和蒸汽發(fā)電機(jī)組也納入熱電工序。燃?xì)忮仩t作為煤氣的調(diào)節(jié)用戶，對實(shí)現(xiàn)煤氣零放散具有重要作用，而鋼鐵企業(yè)燃煤熱電機(jī)組一般容量小、參數(shù)低、發(fā)電煤耗高，且又會(huì)增加企業(yè)外購能源消耗，因此，有逐漸被淘汰的趨勢。
利用企業(yè)的富余煤氣和余熱發(fā)電，在降低企業(yè)能源消耗的同時(shí)，還具有相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益，是企業(yè)降本增效的重要手段。但是，由于在計(jì)算噸鋼綜合能耗時(shí)電力一般取當(dāng)量熱值，這使噸鋼綜合能耗下降幅度較小。有的企業(yè)在計(jì)算噸鋼綜合能耗時(shí)，將熱電工序排除在外，并從企業(yè)總能耗中扣除了熱電工序的能源損失（熱電工序能源輸入量-熱電工序能源輸出量），即將熱電工序的能源輸入作為企業(yè)能源輸出的一部分，而將熱電工序輸出的蒸汽和電力作為企業(yè)能源輸入的一部分，這樣會(huì)導(dǎo)致因熱電工序能效提高而使噸鋼綜合能耗上升，扭曲了熱電工序節(jié)能工作的作用。相對合理的做法是，將熱電工序中燃煤氣和余熱回收部分還保留在企業(yè)能耗統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi)，而只將燃煤部分排除在外。