呂莉莉 顧利民 呂亳龍（中國(guó)石油規(guī)劃總院）

對(duì)折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)精細(xì)化管理的探討

呂莉莉 顧利民 呂亳龍（中國(guó)石油規(guī)劃總院）

針對(duì)當(dāng)前部分企業(yè)在能耗計(jì)算中對(duì)折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)粗放管理，影響綜合能耗及用能水平分析，不利于用能總量控制的情況，提出了對(duì)天然氣、原煤、電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)精細(xì)化管理思路：建立用戶端天然氣組分及低位熱值信息表，根據(jù)具體氣源采用相對(duì)準(zhǔn)確的低位熱值計(jì)算折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；對(duì)原煤實(shí)施熱值跟蹤測(cè)試，精確折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)同時(shí)強(qiáng)化用煤管理；區(qū)別對(duì)待水電、風(fēng)電與火電，根據(jù)具體電力來(lái)源計(jì)算電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。

標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù) 精細(xì)化管理 低位熱值 節(jié)能

引言

眾所周知，不同能源的實(shí)物量由于其計(jì)算單位不同，不能直接進(jìn)行比較和計(jì)算，因此，為了方便對(duì)各種能源進(jìn)行對(duì)比分析，定義了標(biāo)準(zhǔn)燃料的概念[1]。國(guó)際上習(xí)慣采用的標(biāo)準(zhǔn)燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤和標(biāo)準(zhǔn)油，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤為主。GB/T 2589—2008《綜合能耗計(jì)算通則》中規(guī)定：“計(jì)算綜合能耗時(shí)，各種能源折算為一次能源的單位為標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量”，規(guī)定每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的低位熱值為7000 kcal。

具有一定品位的某種能源，其熱值是不變的。各種能源的熱值與標(biāo)準(zhǔn)燃料之比，即為該能源的折標(biāo)系數(shù)。在進(jìn)行綜合能耗計(jì)算時(shí)，利用各種能源的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)可將不同品種、不同數(shù)量的能源換算成煤當(dāng)量，進(jìn)而計(jì)算分析。

燃料的熱值是指單位質(zhì)量（體積）的燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度（一般為環(huán)境溫度）時(shí)所釋放出來(lái)的熱量。燃料熱值有高位熱值與低位熱值之分，兩種熱值區(qū)別在于燃燒產(chǎn)物中的水呈液態(tài)還是氣態(tài)，水呈液態(tài)為高位熱值，水呈氣態(tài)為低位熱值，即從高位熱值中減去水蒸氣的冷凝熱即為低位熱值。由于燃料燃燒后的排煙溫度在不考慮煙氣余熱冷凝回收的情況下均超過(guò)水蒸氣凝結(jié)溫度，故我國(guó)當(dāng)前計(jì)算折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)均采用低位熱值。但未來(lái)當(dāng)煙氣余熱回收技術(shù)廣泛應(yīng)用，燃燒后排煙溫度普遍降至水蒸汽凝結(jié)溫度之下時(shí)，有可能采用高位熱值。部分國(guó)家（如美國(guó)、日本）采用燃料高位熱值計(jì)算折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)[2]。

1 精細(xì)化節(jié)能管理

現(xiàn)代管理學(xué)認(rèn)為，科學(xué)化管理有三個(gè)層次，依次為規(guī)范化、精細(xì)化、個(gè)性化。精細(xì)化管理是一種企業(yè)管理理念，也是一種精益求精的文化，是建立在常規(guī)管理基礎(chǔ)上并將常規(guī)管理引向深入的基本思想和管理模式。精細(xì)化管理作為一種先進(jìn)的管理文化和方式，已被越來(lái)越多的企業(yè)管理者接納。

隨著全球能源危機(jī)、氣候變暖等社會(huì)問(wèn)題和環(huán)境形勢(shì)愈加嚴(yán)峻，我國(guó)把節(jié)能減排作為基本國(guó)策及戰(zhàn)略任務(wù)，企業(yè)把節(jié)能減排作為可持續(xù)發(fā)展的重要保障。同時(shí)隨著節(jié)能工作的逐步深入，節(jié)能挖潛難度不斷增大，在這種情況下，國(guó)家和企業(yè)都提出以精細(xì)化管理為依托，通過(guò)管理提效、降低能耗。

節(jié)能工作的精細(xì)化管理，近幾年主要體現(xiàn)在細(xì)分崗位職責(zé)，細(xì)化計(jì)量單元、用能環(huán)節(jié)，優(yōu)化用能參數(shù)，深化定額管理，量化考核指標(biāo)等方面。通過(guò)精細(xì)化節(jié)能管理，使企業(yè)的全過(guò)程用能得到較好的控制，在一定程度上提高了企業(yè)能效水平。

2 折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)的精細(xì)化管理思路

當(dāng)前在能源統(tǒng)計(jì)方面，企業(yè)對(duì)于折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)還處于粗放型管理階段。GB/T 2589—2008中規(guī)定各種能源折算標(biāo)準(zhǔn)煤的原則：當(dāng)無(wú)法獲得各種燃料能源的低（位）發(fā)熱量實(shí)測(cè)值時(shí)，可參照該通則附錄所給的折標(biāo)準(zhǔn)煤參考系數(shù)。但當(dāng)前多數(shù)企業(yè)尚未試圖去獲得燃料的低位發(fā)熱值，常采用“通則”給出的大平均值。按照精細(xì)化管理理念，應(yīng)注重每個(gè)環(huán)節(jié)的精益求精，精細(xì)化核算是管理者認(rèn)清經(jīng)營(yíng)情況的關(guān)鍵[3]。折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)的精細(xì)化管理主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 天然氣折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)

作為能源的天然氣是埋藏于地層中自然形成的烴類和非烴類氣體的混合物，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有不同數(shù)量的乙烷、丙烷、丁烷等低碳烷烴以及二氧化碳、氮?dú)?、氫氣、硫化氫等非烴類物質(zhì)。當(dāng)前主要開(kāi)采并作為燃料的有氣田氣、油田伴生氣、煤層氣。原始煤層氣中甲烷的含量達(dá)95%以上；氣田氣的成分較為復(fù)雜，部分氣田氣高含硫含碳，但經(jīng)凈化及處理后，作為燃料的氣田氣主要成分也是甲烷；油田伴生氣中甲烷成分相對(duì)較低，含有不同數(shù)量的其他低碳烷烴。

天然氣組分不同，其低位熱值及折標(biāo)系數(shù)不同。油田伴生氣與氣田氣熱值不同；不同的氣田地質(zhì)條件不同，所產(chǎn)氣熱值不同；相同的油田，未處理的濕氣與處理后的干氣熱值不同；若干個(gè)油氣田，原產(chǎn)氣熱值各有不同，處理后增壓輸至同一匯管后，混合氣熱值亦不同。表1列出了部分油氣田濕氣、干氣以及多個(gè)氣源混合后城市用戶的天然氣熱值及折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。

表1 部分油氣田及城市天然氣熱值

由表1可見(jiàn)，天然氣組分、低位熱值及折標(biāo)系數(shù)具有很大的個(gè)性化特點(diǎn)。而某些企業(yè)，對(duì)于所有消耗的天然氣，甚至不分油田氣與氣田氣，全部采用1.33 kg/m3作為天然氣的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，在一定程度上來(lái)說(shuō)，屬于相當(dāng)粗放的管理方式。在對(duì)耗氣環(huán)節(jié)、耗氣設(shè)備單獨(dú)計(jì)量等精細(xì)化管理的基礎(chǔ)上，采用大平均的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)綜合能耗數(shù)量及數(shù)據(jù)分析影響很大。以某油氣田企業(yè)為例，僅2012年氣田耗氣采用油田天然氣折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)計(jì)算，增加能耗24.5×104t標(biāo)準(zhǔn)煤，而該企業(yè)“十二五”期間節(jié)能指標(biāo)僅15×104t標(biāo)準(zhǔn)煤。企業(yè)千方百計(jì)投入巨資采取各種措施節(jié)能降耗，但在最后核算時(shí)，由于采用了不準(zhǔn)確的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，致使綜合能耗增加幾十萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。尤其國(guó)家將對(duì)企業(yè)實(shí)施用能總量控制，油氣田企業(yè)耗氣量大，同時(shí)天然氣折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)大，對(duì)綜合能耗影響大，節(jié)能工作者對(duì)此應(yīng)嚴(yán)肅慎重對(duì)待。

綜合以上分析，建議對(duì)天然氣折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)采用精細(xì)化管理，針對(duì)不同的耗氣單位及耗氣環(huán)節(jié)，采用具體的相對(duì)準(zhǔn)確的燃料氣低位熱值計(jì)算分析。對(duì)于油氣田企業(yè)，應(yīng)摸清各油氣田天然氣組分及低位熱值，建立用戶端天然氣組分及低位熱值信息表。而另一方面，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的商品天然氣計(jì)量多采用熱值計(jì)量，當(dāng)前我國(guó)部分城市也具備了對(duì)天然氣進(jìn)行熱值計(jì)量的條件。天然氣作為商品采用熱值計(jì)量是大勢(shì)所趨，油氣田企業(yè)也應(yīng)儲(chǔ)備各種燃料氣的熱值信息，為此早做基礎(chǔ)工作。各企業(yè)可根據(jù)氣源情況，對(duì)天然氣折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)具體細(xì)化到主要用能單位或主要耗氣設(shè)備，對(duì)天然氣計(jì)入到綜合能耗的分析精益求精。

天然氣的熱值可采用直接測(cè)定法，也可采用間接計(jì)算法。直接測(cè)定法可將燃?xì)馔ㄟ^(guò)量熱儀，使其完全燃燒，燃燒放出的熱量被水或其他吸熱氣體吸收，根據(jù)燃?xì)怏w積、水或其他吸熱氣體的流量及進(jìn)出口溫差，即可測(cè)出燃?xì)鉄嶂担壳坝性诰€連續(xù)自動(dòng)測(cè)定儀，可連續(xù)自動(dòng)測(cè)定燃?xì)鉄嶂?。間接計(jì)算法是用氣體各組分含量及組分的低位熱值進(jìn)行計(jì)算，目前有帶微處理機(jī)的氣相色譜儀，可在線對(duì)氣體進(jìn)行全組分分析并結(jié)合氣體流量計(jì)算熱值。當(dāng)前油氣田、各類天然氣處理廠大都具備氣體組分分析能力，部分站建有在線分析及測(cè)試設(shè)備，獲取氣體組分、熱值等數(shù)據(jù)并無(wú)困難。

2.2 其他能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)

2.2.1 原煤

煤炭作為我國(guó)最主要的能源消耗品種，其質(zhì)量與熱值差別很大。尤其煤易揮發(fā)，在煤礦、煤廠、運(yùn)輸過(guò)程中、不同的儲(chǔ)存地點(diǎn)等等，其熱值也會(huì)發(fā)生變化。建議對(duì)作為燃料的原煤低位熱值進(jìn)行跟蹤測(cè)試，尤其對(duì)于燃煤發(fā)電廠等耗煤大戶，將有助于進(jìn)一步控制原煤采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及充分燃燒各個(gè)環(huán)節(jié)，挖掘節(jié)煤潛力。

2.2.2 電力

電力分火力發(fā)電、水力發(fā)電及風(fēng)能發(fā)電等，當(dāng)前火力發(fā)電效率一般都在40%以下，且發(fā)電廠規(guī)模越小，發(fā)電效率越低；而水力發(fā)電效率要比火力發(fā)電高出很多，多在80%左右，三峽水電站穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，發(fā)電效率可達(dá)90%。而部分企業(yè)在計(jì)算用能時(shí)，自發(fā)電、網(wǎng)電均按全國(guó)平均火電發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗計(jì)算，一是未考慮地方發(fā)電及企業(yè)自發(fā)電的發(fā)電效率，二是電力均被當(dāng)做火力發(fā)電對(duì)待。在此建議，對(duì)于企業(yè)自發(fā)電，應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算發(fā)電煤耗及折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；對(duì)于水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，在計(jì)算用能量與節(jié)能量時(shí)，應(yīng)按電力來(lái)源具體分析、分別對(duì)待。煤、電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)提出了精細(xì)化管理思路：一是建立用戶端天然氣組分及低位熱值信息表，根據(jù)具體氣源采用相對(duì)準(zhǔn)確的低位熱值計(jì)算折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)；二是對(duì)原煤實(shí)施熱值跟蹤測(cè)試，精確折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)，同時(shí)強(qiáng)化用煤管理；三是區(qū)別對(duì)待水電、風(fēng)電與火電，根據(jù)具體電力來(lái)源計(jì)算電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。

3 結(jié)論

綜合以上分析，可見(jiàn)當(dāng)前某些企業(yè)對(duì)折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)采用的粗放管理方式，對(duì)計(jì)算綜合能耗及用能分析影響較大，在很大程度上影響了節(jié)能工作成績(jī)，不利于用能總量控制。為此，針對(duì)天然氣、原

[1]汪中求,吳宏彪,劉興旺.精細(xì)化管理[M].北京:新華出版社,2005:1-196.

[2]魏建新.電力折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)對(duì)鋼鐵節(jié)能的影響探析[J].中國(guó)統(tǒng)計(jì),2010,11：34-35.

[3]GB-T 2589-2008綜合能耗計(jì)算通則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.004.017

2014-01-14）

呂莉莉，高級(jí)工程師，1997年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）（石油天然氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)），從事節(jié)能工作，E-mail：lvlili@petrochina.com.cn，地址：北京海淀區(qū)志新西路3號(hào)中國(guó)石油規(guī)劃總院節(jié)能中心，100083。