水泥单位产品能源消耗电力折算标准煤取值探讨

　　GB17680—2007《水泥单位能源消耗限额》国家标准（下称《标准》）将于2008年6月1日实施，该标准制定的依据是目前国内水泥工业产业结构状况、技术水平和相关的产业政策及国际先进的水泥生产能耗指标等数据，毋容置疑该标准将会对我国的水泥工业节能、降耗、减排起到促进作用，其意义还在于为淘汰落后产能做出贡献。 

　　《标准》给出了熟料综合标准煤耗、可比熟料综合标准煤耗、熟料综合电耗、可比熟料综合电耗、可比熟料综合能耗、水泥综合电耗、可比水泥综合电耗、可比水泥综合能耗的定义及相关的计算方法，在计算过程中采用的电力折算标准煤取值是个非常关键的数据，就此浅谈对电力折算标准煤取值的理解和认识，作为探讨的引玉之砖。目的是探讨其客观性、现实性，做到取值

　　一，具有良好可比性，促进节能工作进展。  

　　1. 电力折算标准煤系数理论值和实际值  

　　《标准》中称：“可比熟料综合能耗根据可比熟料综合标准煤耗和可比熟料综合电耗计算，其中电力折算标准煤系数按国家统计局规定的0.1229Kg标准煤/KW·h计算。”【1】  

　　对电力折算标准煤系数0.1229Kg标准煤/KW·h（下称系数0.1229Kg）进行以下推算。其基准数据：  
　　1 KW·h=3.6×106J  
　　1Kg标准煤=2.93×107J   
　　设电力折算标准煤系为KDB;则  
　　KDB·1KW·h:1Kg标准煤=3.6×106J: 2.93×107J  
　　KDB=0.1229Kg标准煤/KW·h  

　　通过以上推算知道，0.1229是电力折算为标准煤的理论值。它与实际的电力折算标准煤量有着一定的差别。实际电力折算标准煤量一般以火电供电标准煤表示，在不同时期取值不同，随着电力行业技术、装备的进步，是在逐步降低的。故此水泥行业余热发电生产的电力在换算为标准煤时，其电力折算标准煤系数是相应年份电力行业发布的供电标准煤耗指标，而根据应是国家发改委二零零七年四月份颁布的《能源发展十一五规划》中主要产品单位能耗指标。有关电力、水泥行业的指标列入表1【2】  

表1　火电供电煤耗、水泥综合能耗指标　

　　从表1数据可以看出，不同年代的指标是不同的，但趋势是在下降。2000年到2005年火电供电标准煤耗平均每年下降4.4克，而2005年到2010年平均每年下降3克。若照此平均下降数量计算得出，2006年-2007年为367克，2007年-2008年间为364克，应理解为国家要求的实际电力折算标准煤量。电力行业100MW以上机组完成供电煤耗指标列入表2。【3】     

表2　2006年我国火电供电标准煤耗运行指标

　　表2数据表明随着机组容量等级的降低，供电煤耗指标上升，200MW以上机组均可达到“十一五”规划2005年指标，100MW级机组超过指标。四类机组平均值为350.89克，能达到“十一五”规划2010年指标。现电力行业淘汰50MW以下的机组，若不考虑这些落后产能的指标，100MW以上机组的供电煤耗指标作为电力折算标准煤系数还是极有参考价值的。 目前新建投产的电厂有关技术参数列入表3【4】，这些指标较为先进，但整个行业还达不到。  

表3　×××电厂装机4×1000MW超超临界燃煤发电机组技术参数 

　　表中所示供电标准煤耗为290.9克，代表我国当前电力行业供电煤耗的先进水平，这说明技术创新、技术进步的结果是降低了供电标准煤耗。  

　　通过以上介绍可知，理论性的电力折算系数0.1229Kg与目前最先进技术水平的供电标准煤0.2909Kg相差很大。上述有关数据列入表4。  

表4　供电指标比较表

　　从表4数据看出，在实际电力生产中，每生产一度电即1 KW·h用的标准煤量与系数122.9克相比，前者约为后者的3倍左右。根据当前的电力行业的实际情况及其他因素，“十一五”规划中2005年的370克做为实际电力折算标准煤系数具有一定的权威性和现实性。  

　　2. 电力折算标准煤系数取值实际应用  

　　电力折算标准煤系数在水泥行业的使用情况如何？还要通过一些有代表性文献进行说明（引用文献意在说明90年代后期及其之后不同时期供电煤耗的差别），这主要反映在余热发电的电力减扣熟料热耗使用的折算系数与电网供电和余热发电电力直接投入到生产线用电设备的电力折算系数的差别方面。  

　　2.1. 《1997年水泥窑余热发电技术》高级研修班论文集：“全国电网平均供电煤耗目前为0.431千克标准煤/千瓦时”，“关于（熟料）综合能耗，假设每吨熟料生产1.2吨水泥，预分解窑综合能耗每吨水泥为107Kg标准煤外加120 KW·h电，考虑区域电网及水泥厂总降压变电站共12%的损耗后，水泥厂用电煤耗每千瓦时（KW·h）为1.12×0.431=0.483Kg标准煤，每吨水泥综合能耗相当于165Kg标准煤”。【5】   

　　2.2. 《全国水泥窑纯低温余热发电技术装备国产化论文集》：“到2010年，如果40%的新型干法生产线采用余热发电技术，（注现有700条，届时280条），预测发电量84亿 KW·h，电站自用率8%，供电量77亿KW·h，火电供电煤耗380克/ KW·h,相当于300万吨标准煤”。【6】  

　　2.3. 《水泥工程：节能减排的途径和潜力分析及相关政策介绍》：“2007年预计将投产50套左右纯低温余热发电机组，“十一五”期间如能全部实施396条熟料生产线的余热发电，按吨熟料平均38 KW·h估算，可节电155.8亿KW·h，节约标煤5.9亿吨[注：可能是590万吨之误]”。“例如：一条5000t/d熟料新型干法生产线通常配置9000KW纯低温余热发电机组，按平均发电功率8500KW,年运转7200h,则年发电量为6.12×107 KW·h，年节约标煤2.33万吨（按电网平均煤耗380g标准煤/ KW·h计算）。”【7】  

　　2.4. 《中国水泥杂志：论水泥工业能源消耗控制战略》：“由于技术水平的不同，    水泥生产综合电耗为92KW·h/t，有的则达到80KW·h的最佳水平。”“水泥生产电耗为二次能源消耗，因电能也是燃煤转换的。按1KW·h电能需要0.4克标准煤计，国际先进水平生产综合电耗为37千克标准煤，我国每吨水泥生产综合电耗为44千克标准煤。”【8】  

　　综上所述说明：①电力折算标准煤系数在不同的时期取值有所差别，但随着技术进步在降低。②水泥企业耗电与余热发电的电力折算系数基本保持在相同的水平，目前取值在0.38～0.4千克范围。③取值0.38千克与“十一五规划”的供电标准煤耗2005年期的0.37千克较为接近。④在取值时最好考虑电厂供电标准煤指标（包括余热发电）、电网和总降压损耗等因素。⑤电力消耗和余热发电电力折算标准煤系数虽然还没有统一到一个数值，但差别还不大。由此产生一个问题，电力折算标准煤系数应怎样取值才能对水泥工业计算标准煤耗的可比性和节电具有现实的指导意义。因此感到电力折算标准煤系数取值应反映一次能源煤的实际消耗水平，并且做到统一一致是很有必要的。  

　　3．“十一五”规划水泥综合能耗指标与《水泥单位产品能源消耗限额》  

　　当前，有关的政策法规如《水泥单位产品能源消耗限额》、《水泥工厂节能设计规范》中，在进行水泥综合能耗的计算时，使用的电力折算标准煤系数是0.1229千克标准煤/KW·h，由此计算出的水泥单位能源消耗与“十一五”规划指标列入表5进行比较。  

表5　水泥单位产品能源消耗限额、“十一五”规划指标、水泥工厂设计指标  

　　表5数据表示出“十一五”规划指标与“限额”、“设计指标”间存在差别。“十一五”规划指标2005年为159千克标准煤，2010年为148千克标准煤，平均每年降低2.2千克标准煤，计算到2007年为154.6千克标准煤，与＜1000T/D生产线的118千克标准煤比，相差36.6千克标准煤。目前，立窑等水泥与新型干法水泥的比例约为47：53，立窑熟料热耗为160千克标准煤，新型干法熟料热耗为115千克标准煤，水泥中熟料配比平均为75%，水泥生产电力消耗120 KW·h/吨，初步计算水泥综合能耗为117.87千克标准煤（注：此处电力折算系数为0.1229千克标准煤/千瓦时），与154.6千克相比，差36.73千克。如电力折算标准煤系数采用0.370千克进行计算，目前水泥综合能耗则为147.53千克标准煤/吨，与154.6千克比，仅相差7.07千克标准煤/吨，这反映出“十一五”规划指标还是比较切合实际的。今后落后产能立窑生产线等将被逐步淘汰，由新型干法生产线替代，立窑等水泥与新型干法水泥的比例会下降，计算结果则随之变化。  

　　4. 电力折算标准煤系数取值统一才客观  

　　近期看到《中国水泥》刊登的的文章【9】讲到了“水泥单位产品能源消耗计算方法”称，“如果水泥生产企业采用窑头冷却机和窑尾废气进行余热发电，应分别统计余热电站总发电量及自用电量，按公式（2.5）计算余热发电折算的单位熟料标准煤量。  

　　ehe=0.404×(qhe-qo)/pCL                                                  (2.5)  
　　式中：0.404—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（KgCe/ KW·h）  
　　qhe—统计期内余热电站总发电量，单位为千瓦小时（KW·h）  
　　qo—统计期内余热电站自用电量，单位为千瓦小时（KW·h）”。  

　　同一文章中还讲到可比熟料综合能耗计算方法和可比水泥综合能耗的计算方法，现摘录如下：  
　　“2.5. 可比熟料综合能耗计算方法  

　　可比熟料综合能耗按公式（2.7）计算  
　　ECL=eKCL+0.1229×QKCL                        (2.7)  
　　式中：ECL—可比熟料综合能耗，单位为千克标准煤每吨（Kg/t）  
　　0.1229—每千瓦时电力折合标准煤量，单位为千克标准煤每千瓦 小时（Kg/ KW·h）  
　　eKCL、QKCL分别代表可比熟料综合煤耗，单位为千克标准煤每吨（Kg/t）及可比熟料综合电耗，单位为千瓦小时每吨　　（KW·h/t）”。  

　　“2.7 可比水泥综合能耗的计算方法  
　　可比水泥综合能耗按公式（2.13）计算：  
　　EKS= eKCL×q+eh+0.1229×QKS                        (2.13)  
　　式中：EKS—可比水泥综合能耗，单位为千克标准煤每吨（Kg/t）  
　　q—统计期内水泥企业水泥中水泥熟料平均配比，%  
　　eh—统计期内烘干水泥混合材所消耗燃料折算的单位水泥标准煤量，单位为千克标准煤每吨（Kg/t）”。  
　　QKS代表水泥综合电耗，单位为千瓦小时每吨（KW·h/t）。  

　　在上述的（2.5）、（2.7）、（2.13）式中对每千瓦时电力折合的标准煤量分别取值为0.404和0.1229千克，很明显，企业内部的余热发电的电力折合标准煤量为国家电网供电的3.29倍。而在计算企业的水泥综合能耗时，用于生产水泥的电力消耗在计算式中为正，而余热发电的电力折为标准煤在能耗中扣除，同样1 KW·h电力在计算水泥综合能耗时，起到的作用却不同。故此，在已建成投产或改造成功的带有余热发电的水泥企业，其能耗的下降幅度不但因有了余热发电的节能效果，而且还因电力折算系数取值0.404千克标准煤使得节能效果更为明显。由此建议在水泥行业中，电力折算标准煤系数统一采用“十一五”规划指标0.370千克标准煤/千瓦时（Kg标准煤/KW·h），用於计算水泥企业的可比熟料综合能耗和可比水泥综合能耗。  

　　5. 电力折算标准煤系数统一取值0.370 Kg标准煤/KW·h  

　　根据以上的分析论述， 建议现阶段电力折算标准煤系数统一取值0.370 Kg标准煤/KW·h，其优点是：  

　　若采用0.370 Kg标准煤/KW·h，将水泥行业计算水泥综合能耗统一到国家发改委“十一五规划”的供电标准煤指标上。而这一指标将随着电力技术进步逐步降低。为了实现“十一五”规划2010年水泥综合能耗148 Kg标准煤/t的指标，采用此值（0.370Kg）计算出的水泥综合能耗与“十一五”规划指标相比，对推动水泥企业的节电工作具有现实意义。  

　　若采用0.370 Kg标准煤/KW·h，反映出目前我国电力行业的供电标准煤耗。水泥企业生产水泥消耗的电力是由一次能源煤转换的，电力消耗折成的标准煤应是实际的，而不是理论的。因此，取值0.370Kg标准煤进行计算，对水泥生产企业的水泥综合能耗的评价较为接近实际而合理。  

　　若采用0.370 Kg标准煤/KW·h，对于水泥行业在统计比较水泥综合能耗水平时，计算基准统一，计算出的结果便于分析比较，更具可比性。  

　　恳请业内外有识之士给予指正，确定合理取值。  

　　参考文献  

　　[1] 唐兴国，水泥单位产品能源消耗限额，数字水泥网  
　　[2] 能源发展“十一五规划”（国家发展改革委，二00七年四月），数字水泥网；  
　　[3] 全国火电100-600MW级机组竞赛2006年运行数据汇总表，电站技术，2006年6月，第3期统计；     
　　[4] 李虎，张峰，1000MW超超临界机组2953t/h锅炉设计特点及生产实践，电力设备，2007，5；  
　　[5] 唐金泉，董兰起，张富，我国水泥窑余热发电综述<水泥窑余热发电技术>高级研修班论文集，一九九七年六月，（原）国家建材局天津水泥工业设计研究院；   
　　[6] 张人为，用循环经济理念大力推广水泥窑纯低温余热发电，<全国水泥窑纯低温余热发电技术装备国产化研讨会论文集>，中国水泥协会，2007年4月；  
　　[7] 熊建华，节能减排的途径和潜力分析及相关政策介绍，水泥工程，2008年1月；  
　　[8] 汪澜，论水泥工业能源消耗控制战略，中国水泥，2006年10月；   
　　[9] 刘继开，陶从喜，肖秋菊，水泥单位产品能源消耗计算方法—解读GB16780-2007，中国水泥，2008年2月；