山西省工业用水水平与节水潜力分析

山西省工业用水水平与节水潜力分析（通用2篇）

篇1：山西省工业用水水平与节水潜力分析

山西省工业用水水平与节水潜力分析

在分析工业用水指标历年变化趋势、现状用水节水水平及存在问题的.基础上,以作为现状水平年,针对电力工业、一般工业及农村工业,详细计算和分析了、及2030年不同水平年现状节水潜力,并同时提出了全面挖掘节水潜力所应采取的管理与技术保障措施.

作 者：程普云 Cheng Pu-yun  作者单位：山西省水资源研究所,山西,太原,030001 刊 名：水资源保护  ISTIC PKU英文刊名：WATER RESOURCES PROTECTION 年，卷(期)： 21(5) 分类号：X703 关键词：工业   节水潜力   保障措施   山西省  

篇2：山西省工业用水水平与节水潜力分析

第二次全国经济普查主要设备调查涉及炼焦、烧碱、纯碱、电石、黄磷、合成氨、铜冶炼、铝冶炼、铅、锌冶炼、水泥、原油加工和石油制品、钢铁、余热余能发电、电力等多个行业。山西省除黄磷、原油加工和石油制品行业外, 其余行业均有相关生产设备。普查结果显示, 山西省共有1 087家企业拥有工业高耗能设备, 其中, 规模以上661家, 规模以下426家。

1.1 主要耗能设备数量及类型

1.1.1 耗能设备数量

山西省主要耗能设备包括炼焦焦炉568座, 烧碱电解槽425台 (套) , 纯碱设备6台, 电石炉96台 (套) , 合成氨造气炉439台, 压缩机426台, 铜冶炼设备4台, 氧化铝窑15台 (套) , 铝电解槽2 254台 (套) , 锌冶炼设备406台 (套) , 水泥窑226台 (套) , 水泥磨机481台 (套) , 炼铁高炉236座, 炼钢转炉71座, 炼钢交流电弧炉25座, 炼钢直流电弧炉6座, 连铸机61座, 轧机147套, 铁合金高炉12座, 铁合金转炉1座, 铁合金电弧炉12座, 铁合金矿热炉82座, 余热余能发电设备250台 (套) , 发电机组664台 (套) 。

1.1.2 主要行业耗能设备类型

从设备类型来看, 炼焦、水泥、合成氨、钢铁、电力等行业类型较多, 涵盖的范围较广。炼焦设备既包括TJL4350、内热式小焦炉、余热回收焦炉等, 也包括清洁型热回收捣固式焦炉;合成氨生产过程中的造气炉和压缩机类型较多;水泥熟料窑包括立窑、新型干法回转窑、预热器回转窑、立波尔回转窑、中空回转窑、湿法回转窑等, 水泥磨机包括管磨机、立式磨机等, 且型号较为复杂, 类型较多;炼铁高炉的有效容积从30 m3～4 350 m3不等, 炼钢转炉的公称容积有较多类型, 连铸机流速、铸坯规格范围也有众多的型号;余热余能发电设备包括煤矸石发电机组、工业废料发电机组、高炉煤气、转炉煤气发电机组等机组, 且各机组容量大小不等;发电设备包括煤发电机组、燃气发电机组、煤矸石发电机组、水力发电机组等。

1.1.3 耗能设备的集中程度较高

与山西省工业内部经济结构相一致, 耗能设备主要集中于炼焦、化工、水泥、钢铁、电力等行业。炼焦、合成氨、水泥、钢铁、发电设备数量占到了设备总数量的56.97%。

1.2 设备投产时间

1.2.1 总体情况

山西省高耗能设备2006年之前投产的超过70%, 运行年限超过10 a的占30.00%, 2001年至2005 a间投产的设备占42.00%, 2006年至2008年间投产的占28.00%。

1.2.2 设备投产时间及数量

炼焦设备投产时间集中在2001年以后, 2001年以前投产数量只占总数量的13.20%;烧碱、纯碱设备有67.05%为2001年以后投产;电石设备有78.13%为2001年以后投产;铜冶炼设备全部为2001年以前投产, 运行年限超过10 a;铝冶炼设备有68.36%为2001年以后投产;钢铁冶炼设备大部分为2001年以后投产;合成氨生产设备、水泥生产设备、电力生产设备等由于锁定效应的影响, 2000年以前投产、运行超过10 a的比重较大, 分别占到了各自设备总量的41.04%、32.96%、41.72%。

1.3 设计生产能力

1.3.1 总体情况

普查结果显示, 山西省炼焦设计的生产能力已达到16 299.42×104 t/a, 烧碱93.50×104 t/a, 纯碱38×104 t/a, 电石973 900 kVA/a, 水泥熟料3 655.1×104 t/a, 铁合金277.2×104 t/a, 炼铁6 346.6×104 t/a, 炼钢4 984×104 t/a, 发电装机容量 (不包括余热余能发电) 3 337.45×104 kW。

1.3.2 单台设计生产能力参差不齐 差异较大

各类型设备受型号、技术参数等差异的影响, 生产水平参差不齐, 单台生产能力差异较大。炼焦设备单台单孔最大生产能力为1.571 4×104 t/a, 最小只有0.032 9×104 t/a;电石炉单台容量最大为25 500 kVA/a, 最小只有3 000 kVA/a;合成氨造气炉单台最大生产能力达9×104 t/a, 最小只有0.1×104 t/a;压缩机单台生产能力从0.019 4×104 t/a～45×104 t/a不等, 最大生产能力与最小生产能力的差距较大;水泥熟料窑单台最大生产能力为110×104 t/a, 最小只有4×104 t/a;水泥磨机单台最大生产能力达121×104 t/a, 最小仅为3×104 t/a;炼铁高炉单座生产能力, 最大达320×104 t/a, 最小仅有1×104 t/a;炼钢转炉单座生产能力5×104 t/a～200×104 t/a;电力生产设备各类型中, 单台机组容量最高可达60×104 kW (亚临界机组) , 最小仅为0.01×104 kW (水力发电机组) 。

1.3.3 投产时间主要产能集中在“十五”以后

2001年以后投产的产能占各设备总产能的比重较高。炼焦设备中89.92%的产能为2001年以后投产;烧碱、纯碱为85.93%;电石为82.13%, 合成氨为77.34%, 水泥为77.15%;钢铁生产设备中, 除炼钢转炉和炼钢直流电弧炉外, 其余设备产能的80%以上都为2001年以后投产的;电力生产设备中, 73.3%的装机容量为2001年以后投产。

2 高耗能设备利用的特点

2.1 社会需求引导设备投向

“十五”以来, 山西省基础设施建设加快, 全社会对于建材和钢铁等原料的需求量大增, 炼焦、水泥和钢铁行业迅速扩张。“十五”以后投产的炼焦设备数量占到全部炼焦设备的86.80%, 产能占到了全部炼焦产能的89.92%;水泥设备数量占到了67.04%, 产能占到全部产能的77.14%;炼铁高炉数量占到94.92%, 产能占94.99%;炼钢转炉设备数量占到77.46%, 产能占到74.01%。

2.2 节能政策引导设备投向

进入21世纪后, 山西省着力加快基础产业的结构调整, 严格控制新投产运行的高耗能项目的数量和质量。“十一五”前3 a山西省新投入高耗能设备1 823台套, 只占现有高耗能设备总数量的28.02%。炼焦、电石、水泥等行业成为压缩和限制发展的重点, 新投入高耗能设备集中于烧碱纯碱、合成氨以及发电领域。另外, 按照循环经济的发展要求, 山西省新增余热余能发电设备128.06×104 kW, 占全部余热余能的54.74%, 山西省利用余热余能发电的装机总量达到233.94×104 kW。

在炼焦行业, 进入21世纪后, 山西实施“发展大机焦、限制小机焦、坚决取缔土焦、改良焦”战略, 产业整体素质大幅度提升。机焦比例尤其是符合现行国家产业政策的大机焦比重显著提高。此次普查数据也显示, 环保与节能型炼焦焦炉数量提高, 产能也大幅提升。

2.3 集约化程度提高

高耗能设备的集约化经营可以提高能源利用效率, 降低能源消耗。

炼焦行业中, 设计生产能力超过50×104 t/a的企业有138家, 这部分产能占焦炭全部产能的61.72%, 单台单孔设计生产能力最高达到了1.571 4×104 t/a;水泥行业, 前20家企业立窑的熟料生产能力占全部立窑熟料生产能力的33.4%, 前20家企业新型干法回转窑的熟料生产能力占全部新型干法回转窑熟料生产能力的67.52%, 其中, 单窑水泥熟料生产能力最高已达110×104 t/a;前10家炼铁企业的设备生产能力占全部炼铁企业的26.14%, 单座炼铁高炉生产能力达320×104 t/a;前10家炼钢企业的设备生产能力占全部炼钢企业的45.11%, 单座炼钢转炉生产能力达200×104 t/a。

在发电设备中, 单台机组容量超过20×104 kW的设备有77台, 占全部装机容量的79.35%, 平均运行年限7.08 a。单机容量10×104 kW～20×104 kW的有22台, 只占全部装机容量的8.33%, 平均年限约10 a, 反映了近年来电力工业“上大压小”的政策效果。特别是2007年、2008年新投产的超临界发电机组, 单台机组容量均在60×104 kW。

2.4 能源消费品种优化效率提高

对比“十一五”前后新投入设备可以看出, “十一五”前投产设备主要在能源的消费终端 (钢铁、水泥、烧碱等) , 消耗品中以煤为主, 而“十一五”期间投入的发电设备等则转向于能源的加工转换环节, 进而生产更多清洁、高效的优质能源供全社会消费, 优化了山西省能源消费结构, 降低了污染物和碳排放量。2008年, 山西省终端能源消费量中, 电力3 974.78×104 t标准煤, 比2005年增长24.41%, 天然气煤气及其他1 702.53×104 t标准煤, 比2005年增长15.62%。

从火力发电设备结构看, 山西省燃煤发电设备机组容量3 043.20×104 kW, 占全部发电装机容量的91.18%, 仍居于主导地位。“十一五”期间陆续投产燃气发电机组, 总装机容量达25.07×104 kW。山西省火电设备已经由单一燃煤向燃煤为主, 燃气为辅并存转变, 发电结构得到优化, 预计未来燃气机组的比重将进一步提升。

2.5 单位能耗下降

生产工艺和管理水平的改进是实现效率节能的关键, 可以通过产品 (工序) 单耗的变化加以反映。与2007年相比, 2008年山西省高耗能设备所涉及的主要产品 (工序) 有多个种类单耗下降。山西省1 t原煤生产综合能耗下降9.82%, 炼焦工序单位能耗下降5.91%, 1 t钢综合能耗下降0.61%, 单位氧化铝综合能耗下降9.54%, 电厂火力发电标煤煤耗下降1.85%, 1 t水泥综合能耗下降14.60%。整体来看, 近几年企业通过设备工艺改进, 单耗水平已有一定程度的下降。

2.6 设备利用水平上升能源加工转换效率提高

能源加工转换效率是能源生产过程中产出量与投入量的比率, 是体现能源加工、转换技术水平及企业管理水平的重要指标。2008年山西省能源加工转换效率为82.03%, 比2005年提高2.31个百分点。能源加工转换效率的提高, 直接反映了设备利用水平的上升。

3 主要耗能设备能耗差距和工业节能潜力分析

近年来, 由于装备大型化、高效化、自动化水平的提高, 山西省技术装备水平与国内、国际先进水平的差距逐步缩小, 但设备结构调整依然严峻, 仍有提高的空间, 节能潜力巨大。

3.1 生产集中度低难以形成规模经济

规模经济代表着高集聚、高效益、专业化的现代化生产, 既反映了地区资源的集聚程度、效果以及资源的再配置能力, 也反映了经济增长方式的集约程度。规模经济水平高, 表明企业的技术水平、工艺水平以及劳动生产率都得到较大提高, 能够降低成本, 减少消耗, 从而取得较高的经济效益。山西省长期粗放发展形成的企业规模普遍偏小, 布局分散, 产业集中度低, 技术装备水平参差不齐, 落后产能比重大, 初级产品多, 产业链条短, 综合配套能力差, 远未形成规模效益。a) 电力设备。2008年, 山西省电力总装机3 337.45×104 kW, 但平均单机容量仅为5.03×104 kW, 这是大量小机组存在的结果。其中, 10×104 kW以下的机组数量占全部机组数量的85.1%, 装机容量占12.32%, 而从全国普查的情况来看, 这2个数字分别为56.7%、6.0%;b) 炼焦设备。虽然经过国家及省多项措施的有力调控, 炼焦行业的结构出现了积极变化, 但是, 从总体来看, 产业集中度还很低。目前, 焦化行业生产企业仍有360家左右, 平均规模仅45.91×104 t, 与日本的钢铁联合企业焦炭平均规模660×104 t, 独立焦化企业平均规模210×104 t比较差距很大;c) 炼铁高炉。单座生产能力仅26.9×104 t/a, 与国际上单座炼铁高炉生产能力320×104 t/a的差距较大。单座生产能力达50×104 t/a以上的企业合计产能仅2 515×104 t/a, 占山西省的39.63%。单座生产能力在10×104 t/a以下企业数量仍占到全部企业的10.83%;d) 水泥窑炉。山西省水泥窑炉单座生产能力为16.17×104 t/a, 而从全国普查情况看, 平均水平为单座22.25×104 t/a, 比全国水平低27.33%。生产能力在10×104 t/a以下的企业产能占全部产能的24.82%, 而全国比例仅为7.70%。

3.2 技术工艺落后能源综合利用率较低

一方面, 山西省工业企业大多数没有建立研发机构, 产学研联合开发活动较少, 科技成果转化率较低, 基本上处于跟踪模仿和配套技术的开发层面上, 缺乏核心技术的支撑, 未能达到消化、吸收并能够自主创新的境界, 低技术水平扩张不断延续, 难以推动整体技术进步。另一方面, 山西省不少耗能设备运行时间较长, 虽然大多经过技改, 但技术、工艺水平依然落后, 如, 山西省电力行业小火电机组比重大, 山西省燃煤机组408台, 10×104 kW及以下小火电机组占73.53%, 100×104 kW及高参数、代表当前世界先进发电技术水平的大容量超超临界机组项目尚属空白;钢铁企业高能耗、高污染、工业装备差的落后产能占总产能的30%左右;水泥行业则更高达40%以上。由此, 导致山西省工业领域的主要行业的单位产品能耗和工艺能耗与国际先进水平差距较大。

同时, 山西省钢铁、建材、焦炭、化工、有色等行业的余热余压以及其他余能没有得到充分利用, 钢铁行业许多高炉尚未配套炉顶压差 (TRT) 发电设备;现有干法窑水泥生产线, 尚有大量未配装余热发电装置。钢铁企业的焦炉气、高炉气、转炉气, 煤矿的煤层气, 焦化企业的焦炉气等可燃气体大量放空, 造成能源的严重浪费, 同时污染了环境。

3.3 部分行业落后生产跑力依然较多

部分行业落后生产能力依然较多, 淘汰落后产能工作面临巨大挑战。炼焦行业的总体水平还是不高, 落后产能偏多。根据国家产业结构调整指导目录 (2005年本) 规定, 属于淘汰类的炭化室高度小于4.3 m的焦炉还有192座, 产能还有3 600×104 t左右;有色金属行业中, 铜冶炼行业仍有20%左右的落后生产能力, 铅锌冶炼中有约1/3的落后工艺装备需要改造或淘汰;2008年末, 全国100 kA及以下铝电解槽有7 285个, 生产能力181×104 t/a。这是国务院7号文件明令淘汰的电解铝落后产能, 而山西省需淘汰的数量为480个, 生产能力10.13×104 t/a;水泥行业中, 立窑是落后的生产能力, 到2008年末, 仍在运行的有162座, 合计生产能力1 585×104 t/a, 平均产能仅有9.78×104 t/a。此外, 按照国务院7号文件, 山西省需淘汰的立窑数量为63座, 生产能力452×104 t/a, 湿法回转窑1座, 生产能力20×104 t/a, 需淘汰的管磨机数量为370台, 生产能力4 765×104 t/a, 立式磨机7台, 生产能力39×104 t/a。由于这些落后生产能力的存在, 加之技术进步和技术改造投入少, 导致行业资源和能源消耗居高不降。如果我们的能源利用效率能达到国际先进水平, 按单位产品能耗和终端用能设备能耗计算的节能潜力会相当可观。

4 工业领域节能潜力的路径分析

差距同样意味着潜力。总体看, 山西省工业能耗水平高, 生产集中度低, 企业规模小而分散, 工艺技术装备落后, 是导致山西省工业能耗与国际先进水平存在较大差距的主要原因。因此, 通过调整产业结构, 加强技术改造, 加强耗能设备的监测管理, 山西省工业领域节能降耗仍有很大潜力。

4.1 调整与改造并重提高能源利用率降低产品单耗是节能的最大潜力

工业企业技术装备水平落后, 是造成能源利用效益差、产品能耗高的重要原因之一。有计划地选择先进的节能型设备把耗能较高的陈旧设备逐步更新替换下来, 加强对工业企业特别是重点工业企业主要耗能设备的技术改造, 不仅可以有效地降低能源消耗、减少污染, 而且还可大大地提高工业企业的技术装备水平。应该通过加快技术进步, 降低高能耗工业的单位产品能耗及提高产品的附加值来降低高能耗工业的产值能耗, 这些直接节能量的潜力是很大的。如, 山西省10×104 kW以下发电机组, 发电标煤能耗约在550 g/kW·h, 这部分发电机组的煤耗如果达到山西省平均水平, 可实现节能约90×104 t/a标煤。因此, 我们要多方面筹集资金, 加大节能技术改造的投入, 力争使现有的设备在较短的时间内有较大面的升级和改善, 特别是在新建、扩建项目中要把节能降耗作为重要因素来考虑和论证, 在新建设施和生产能力中, 采用先进高效低耗技术和设备, 积极、优先采用节能技术和设备, 提升直接节能能力, 进而在不断提高山西经济总量的同时提高能源利用水平。

4.2 加快产业结构调整提升产业发展水平

a) 按照省委省政府制定的八大产业调整和振兴规划要求, 推进关停小企业和兼并重组工作, 提高焦炭、水泥、钢铁、有色金属、电力等行业的产业集中度, 提升产业技术水平, 促进产业升级。例如, 炼焦行业中引进、消化并掌握7 m以上超大型焦炉的生产管理控制技术。2015年, 炉容超大型化焦炉设计、建设、管理技术有重大突破, 开发应用焦炉清洁生产新工艺有重大进展;

b) 积极推进大集团、大企业战略, 促进原料、运输、资金等资源向龙头企业、优势企业、重点调产项目、大集团大公司集中。围绕“煤焦化联合”的主线促进循环经济企业集团的形成发展。推进煤、焦、化、钢产业联合, 积极引导大型骨干煤炭、冶金、化工企业与大型焦化企业实行强强联合, 形成具有国际竞争力的煤、焦、化、钢综合利用集团。

4.3 大力淘汰落后产能

落后生产能力是资源能源浪费、环境污染的源头, 淘汰落后产能是挖掘节能潜力、实现节能减排目标的重要手段。

a) 根据国务院发布的节能减排综合方案以及《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》, 进一步发挥市场配置资源的基础性作用, 充分发挥法律法规的约束作用和技术标准的门槛作用, 在电力、钢铁、水泥、焦炭、有色金属等行业淘汰落后产能;b) 严格贯彻落实行业准入条件, 以行业准入条件为依据, 严格把关, 决不允许再上新的落后能力;c) 建立和完善落后产能的退出机制。落实中央及省财政对淘汰落后产能的激励措施, 充分调动地方的积极性, 加快淘汰进程, 确保落后能力的淘汰和产业结构的优化。

4.4 加强耗能设备监测管理

a) 建立和完善企业的耗能设备监测和管理中心, 对企业生产过程进行监视、控制、调整、故障分析诊断, 能源平衡预测、系统运行优化、数据采集归档处理, 实现耗能设备的分散控制、集中管理;b) 加强对高耗能单位的节能管理和监督。组织对重点用能单位能源利用状况的监督检查和主要耗能设备、工艺系统的检测, 定期公布重点用能单位名单、重点用能单位能源利用状况及与国内外同类企业先进水平的比较情况。通过对企业的耗能设备进行集中管理和全面监视, 及时分析和进行动态调整, 能够提高各类设备的使用效率, 有力的保证耗能设备的经济运行, 进而对节能降耗产生积极影响。

4.5 工业节能降耗的发展方向是发展循环经济提高资源综合利用水平

许多工业废弃物都可作为生产过程的替代原料和替代燃料, 工业废弃物的综合利用, 是工业另一重大节能潜力所在, 如, 冶金行业使用可燃工业废弃物作为替代燃料;电力、热力行业对窑炉、转炉的余热利用等。有效地利用工业废弃物将会降低企业的能源投入成本, 对发展循环经济起到促进作用。要积极规划和发展资源回收产业和环保产业。变过去“资源—产品—排放”的单向流程模式, 为“资源—产品—排放—资源再利用”的闭环模式, 鼓励扶持发展垃圾发电、余热余能回收发电等环保型产业项目。

5 结语

目前, 山西正处于工业化的关键时期, 可以预见, 未来工业用能仍将是山西能源需求的重要增长源, 分析、挖掘工业领域潜力具有十分重要的意义。近年来, 山西省通过调整产业结构, 推广节能新工艺、新技术、新设备等, 主要耗能行业能耗下降明显, 节能降耗取得了显著的成效, 但应该清醒到看到, 山西省高耗能设备在技术工艺、生产能力等方面与国内国际先进水平差距较大, 主要高耗能产品的单耗与国际先进水平差距也仍然较大, 节能潜力有待进一步挖掘。因此, 未来高耗能设备的退出和改造升级仍然是山西省工业节能的重点领域。随着山西省基础产业的调整升级, 山西省加快对存量高耗能设备的节能改造, 老旧设备和落后产能将被淘汰, 山西省工业高耗能设备的数量有望持续下降, 设备能效将进一步提高。

摘要：叙述了截至2008年末, 山西省工业领域拥有耗能设备的数量, 分布的范围及行业。指出, 山西省耗能设备规模不经济、技术工艺落后等问题较为突出, 在产业结构调整、技术节能、淘汰落后产能等方面, 能源节约潜力巨大, 提出, 应采取提高耗能设备开发利用水平、调整产业结构、加大技术创新力度、加强耗能设备监管等措施, 提高耗能设备的运行水平, 挖掘节能潜力。