中國是世界最大的紡織品加工國和出口國,其中棉紡織行業是中國紡織工業中規模最大的支柱行業,纖維加工量占纖維加工總量的65%左右,生產能力及紗布產量均居世界首位。紡織印染行業是污染物排放量較大的部門之一。據不完全統計,中國紡織行業的總能源消耗(以標準煤計)為6867萬t/a,耗水量達95.48億t/a,新鮮水用量居全國各行業第2位,廢水排放量居全國第6位,其中印染廢水則占全國紡織廢水排放量的8%。
與國外同行業相比,中國的單位產品(簡稱單產)能資源消耗比發達國家(美國、日本等)高l~2倍,而勞動生產率僅為國外的1/8~1/3。資源、環境約束對產業發展形成了較大制約。棉花、化纖原料缺口不斷加大,紡織用水量已居制造業前列,而水的重復利用率卻遠遠落后于制造業平均水平。浙江省印染布產量一直居于全國首位,而其中絕大多數都出自于紹興。紹興是紡織之鄉,紡織印染是其主要的經濟支柱產業。印染企業生產成本中,能源成本約占總成本的7O%,因此印染企業節能減排在紹興勢在必行。
面對“十一五”期間節能降耗、環境保護的嚴峻形勢,國家明確提出要把節約能源作為基本國策,發展循環經濟,保護生態環境,加快建設資源節約型、環境友好型社會。基于目前國內原材料價格大幅上漲、能源緊缺、能源價格大幅上漲,提高了企業的運行成本,壓縮了企業利潤。通過采用先進技術和裝備,提高工藝技術水平,提高管理水平,推進節能減排工作,從而達到提高產品的質量和穩定性,提升企業經濟效益,提高企業的綜合競爭力。
1印染企業能資源消耗分析
調查了紹興地區的6家印染企業A~F。其中,企業A主要生產名牌產品“特麗綸”和襯衫布,以棉印染為主;企業B既有染色又有印花,以棉麻軋染染色為主;企業C以氣流染色為主導工藝;企業D以襯衫布漂白為主,深度染色只占總產量的30%;企業E以印花工藝為主,染色生產線對外承包;企業F的主要生產車間是化纖車間和棉線車間,化纖車間以化纖、仿真織物等坯布的染色、漂白加工為主,主要生產工藝是浸染,棉線車間以麻棉坯布的軋染染色為主。
從表1可以看出,除了企業A和企業C均因新上了生產線,產品質量要求高、洗水強度大,引起單產耗水量增大,其余印染企業不同年份的單產耗水量總體上呈減小趨勢。不同印染企業相同年份的單產耗水量差異很大,這主要與各印染企業的產品和生產工藝有關。如企業D有7O%的工藝是淺色布漂白與染色,所以單產耗水量較小。企業A主要生產“特麗綸”和襯衫布,這兩種布較薄且水洗容易,單產耗水量比棉麻印染小得多。企業B、E和F是棉麻染色、印花居多,所以單產耗水量大。
在耗電量方面,各印染企業的單產耗電量與單產耗水量有一定的相關性,共同反映了產品品質、品種間的差異。當然,耗電量更多的決定于生產設備及生產工藝的復雜程度。在對企業B的數據調查中,原先的單產耗電接近400.0kW·h/km,后來經過仔細核對,扣除了近1/3的外租公司用電,由此可見,在對企業進行能源數據調查中,必須逐項分析、強化核對。從表1可以看出,各印染企業的單產耗電量總體呈現出逐年減小的趨勢,說明近幾年大部分企業都做了節電方面的工作,比如對主要耗電設備已經進行了變頻改造,所有耗電量大的電機進行變頻節能控制,有的通過合理調整工作時間、多用低谷電等。
蒸汽是紡織印染企業能源成本最大的一種能源。從表I可以看出,企業F的單產耗汽量最大,其次是企業B和企業E。除了企業A、C外,其他各印染企業在不同年份的單產耗汽量基本穩定。從圖1可以看出,除了企業C外,印染企業的單產耗汽量與單產耗電量間的相關性較好,這反映出印染企業的節電與節汽在節能工作中應同步跟進;各印染企業近3年的指標分散度差異較大,企業B、E、D相對較集中,可能是他們近3年節能工作力度不夠。
2能資源成本分析
2.1能資源成本
按照2007年的計費標準,對各印染企業的能資源成本進行了估算,結果見表2。其實,實際計算更復雜,比如電價均實行峰谷計價等,但表2估算數據與實際成本相差不大。從表2可以看出:(1)各印染企業的能資源成本比例(能資源成本占能資源總成本的比例)相差較大。(2)當地河網密布,水資源較豐富,取水一般都是直接從附近河道抽取,因此僅需繳納水資源費,水成本比例一般不超過19/6(除企業F外)。當然,如果把印花調漿、生活用水等水質要求高的自來水算進來,則水成本應該會提高。另需注意的是,取水還伴隨有給水預處理,并且有相當數量的廢水產生,因此廢水處理費用與取水量直接相關。(3)各能資源成本比例中,總體上蒸汽成本比例最高(50%左右),其次為煤成本比例(25%左右)。(4)較特殊的是企業C,其電成本比例最高,這與其單產耗電量大(見表1)有關;企業C的外購蒸汽量不大,成本比例是6家印染企業中最低的,其中一個原因是該企業最早對所有的導熱油鍋爐安裝了余熱蒸發器,充分利用了煙氣余熱產生蒸汽回用于生產,另一個原因是該公司引進了II臺氣流染色機在蒸汽、水等消耗方面有較大幅度節省。(5)企業A的煤成本比例在所有印染企業中最高,原因是該企業有多臺小型分散的鍋爐,熱效率不高、耗煤量大。
2.2綜合能源消耗
為了更好地了解印染企業的能源問題,對6家印染企業按照統一的標準煤折算系數進行計算,進一步確定各項能源消耗比例(能源消耗占綜合能源消耗的比例),結果見表3和表4。
從表3可以看出,各印染企業的萬元產值能源消耗很高,這與各印染企業的產品和生產工藝有很大的關系。如企業D有70%的工藝是漂白,這與印染企業相比,萬元產值能源消耗自然較低。企業c設備較新,很多都是節能型的,且由于自產余熱蒸汽量大,耗煤和外購蒸汽量就小,因此萬元產值能源消耗最低。企業A的襯衫布、“特麗綸”前處理相對簡單,后整理水洗容易,因此萬元產值能源消耗也處于較低水平。企業B以軋染為主,萬元產值能源消耗最高。從表4可以看出,6家印染企業雖然生產工藝、產品各不相同,但各項能源消耗比例分配上極其相似,最大的能源消耗是蒸汽(62%~73%),其次是煤(22%~30%),兩者合計總體上為90%以上。由此可見,減小耗汽量和耗煤量對印染企業的成本控制有顯著效應。
為了解印染企業產品產量、品種與產值、能源消耗間的關系,調查統計了部分印染企業各車間產量產值及單產耗能量。以企業A為例,表5對其200年12月26日至2007年12月26日的運行數據進行了統計分析,表6給出了2007年12月各車間耗電量、耗汽量。
根據表5和表6,折算電和蒸汽消耗成本(蒸汽按2007年12月調價后的160.O0元/t計),則練染車間、染色車間、外貿車間和軋染車間的月單產耗電及耗汽的成本分別為196.4、459.7、277.9、612.元/km。可見,練染車間月單產耗電及耗汽的成本最低,其次是外貿車間,染色車間、軋染車間月單產耗電及耗汽的成本較高。因此,加強染色車間、軋染車間的能源成本控制將會給企業帶來較好的經濟效益。另外,不同產品因生產工藝不同,單產耗電量和耗汽量也有很大差別。練染車間的月單產耗電量和耗汽量均最小,染色車問月單產耗電量是最大,軋染車間月單產耗汽量最大,所以染色車問和軋染車間在節能方面存在很大的。機會。
3印染企業節能減排方案
3.1無低費方案
許多污染和能源消耗問題是由于管理不善、職工人為操作失誤造成的,因此進一步完善企業管理制度,將有關節水、防污、節能操作納入崗位責任制,并加強監督檢查。另外,職工密切配合是實施節能減排的基礎,企業通過各種渠道進行節能減排宣傳教育,使廣大干部職工牢固樹立預防污染的思想和方法,切實把落實節能減排措施作為自覺行動,結合到日常工作中去。表7是通過調查總結的一些常見的無低費方案。
從表7及現場調查的結果來看,企業C是把上述無低費方案落實得最好的一家,在實施這些無低費方案中總投入的資金是5O多萬元,每年可節省運行成本20多萬元,實施難度不大,經濟效益較顯著。
3.2中高費方案
改進生產工序及設備、提高企業的運行管理水平、加強參數在線監控、促進廢物循環再利用等手段是紡織印染行業實現節能減排和提高產量的主要途徑。通過走訪調查,將各印染企業節能減排的中高費方案匯總列入表8。
6家印染企業在近期的節能減排工作中,對于投入產出效益明顯的方案果斷上馬,對于長期效益顯著、提升產品品質和企業管理水平但投資回收期稍長的項目,在經過慎重的經濟、技術和環境效益可行性評估后決定取舍。在中高費方案的實施中,各印染企業的要求不同,投資規模與效益差距也很明顯。如印染廢水的處理與回用方案中,部分企業采用將輕污染水單獨收集后采取簡易的物化處理后過濾回用,這種方案投資較少、運行管理簡單,但減排效果不太明顯,難以實現綜合廢水的達標排放;有些企業則采用綜合廢水末端處理,采用生化/物化相結合的工藝,將綜合廢水處理到回用程度,雖然投資較大、運行成本較高,但減排效果顯著,消除了企業發展的污染控制指標制約,在排污費漸漲的情況下,經濟效益也較好。
4對策與建議
當前,印染企業面臨著能資源價格居高不下、勞動力成本上升、環境保護執法趨嚴、國際競爭力下降的諸多不利因素,要想順利度過難關,只有通過企業在運行成本最大的能資源消耗上深挖潛力,努力降低消耗、減少排污,實現清潔生產。
在印染企業的節能降耗對策方面,除了表7和表8中的方案外,還有很多值得借鑒的方法,需要印染企業根據自身實際自覺開展清潔生產審核和計量管理認證工作,通過細致的評估查找企業耗能、耗水、產污的關鍵環節,分析原因,從而制定出相應的減排方案。如實行水、電、汽的合格計量管理認證,并制定相應的考核獎懲制度調動員_丁的積極性等;合理調度生產,錯峰用電,在安裝變頻器的基礎上,安裝綜合節電裝置;有機熱載體鍋爐(如導熱油鍋爐等)加裝余熱回收系統,穩定控制導熱油溫度的同時吸收其多余的熱量,進而轉換熱能產生蒸汽;利用太陽能產生60℃以上的熱水,輔以蒸汽加熱供應前處理所需的高溫補充水;汽油式燒毛改成電火口燒毛或高溫電熱板燒毛以降低高價且不安全的汽油用能方式;在染色機缸上安裝冷凝水回收裝置,使蒸汽水回收率達10%左右;稀堿直接回用或濃縮回用;針對南方雨水充沛的特點,完善廠區雨水獨立收集系統。
必須指出,節能減排方案的實施必須根據企業實際進行科學分析,決定取舍。印染產品的原料性質、品質要求各異,適宜的技術與手段才是可行的、有效的方案。
來源 陳建軍,郭春景,何曉潔,王曉芳
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