能效12大工具介绍莱钢集团培训材料2014/10McKinsey&Company|1消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法概览能效改进方法概览McKinsey&Company|2消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能源成本分析，总持有成本，能耗组成能源成本分析，总持有成本，能耗组成McKinsey&Company|3能源成本分析、总体拥有成本能源成本分析、总体拥有成本(TCO)、能耗概况、能耗概况每个区域大概需要1天由工程师进行分析所需技能、仪器和时间所需技能、仪器和时间每个区域大约半天到一天最好由财务经理做通过交叉检查确认数据质量将成本数据分配到各能源使用和生产单元将能量成本（按品种）分配到产品（按种类）从不同视角分析成本细分目标目标能源成本分析为初步确定节能举措的优先级提供了有用的基本情况数据的可获得性决定了不同的成本细分方式和可能的细分程度直接的使用成本和使用量按采购种类按内部消耗种类按能源生产的种类/单元 按单元/流程步骤按时间阶段设备的财务数据（投资、折旧）生产数据 生产的产品数量总体拥有成本能源费用（蒸汽、热量、压缩空气）按能源生产单元单位产品（按品种）的能源成本（工厂/生产区域层次）主要能源成本驱动因素热图（按能源费用、区域、产品）A数据输入数据输入程序程序结果结果适用工艺适用工艺/设备设备全部;贯穿整个工厂/生产的整体考虑浪费类型浪费类型并不细分到单一的浪费种类能源类型能源类型全部McKinsey&Company|4成本分析帮助节能工作的优先排序，并应涵盖转换、消耗和总体拥有成本成本分析帮助节能工作的优先排序，并应涵盖转换、消耗和总体拥有成本总计 253蒸汽 人造气压缩空气 城市水天然气电 130氧气氢气 氩 氮气 总计15.5水泵0.1流程3的锅炉0.81号大楼的锅炉 0.4卫星锅炉0.3加热器0.9压缩机 0.1主要锅炉8.8直接4.0能量能量直接成本直接成本百万美元直接使用成本直接使用成本 从生产单元看从生产单元看能量能量直接成本直接成本百万美元直接能源成本直接能源成本 从内部消耗类型看从内部消耗类型看下一步重点关注主要锅炉能量能量直接成本直接成本百万美元直接使用成本直接使用成本 从消耗单元从消耗单元/流程步骤看流程步骤看总计259流程 L 110流程 K流程 J流程 I流程 H流程 G流程 F流程 E流程 D流程 C流程 B流程 A 重点在这几个主要的成本产生环节额外的额外的 TCO（总体拥有成本）（总体拥有成本）浪费运输维修 过度加热折旧化学 品和添加 物成本成本总计总计全部运营成本税费和罚金运营6,0463,165其它采购全部采购设施成本可变可变燃料和其它消耗品加入的水各种因素固定固定需要进一步分析运营和维修成本通过对比产生蒸汽的总量评价蒸汽的成本有否更细的分类?x年地点 1,x年年 蒸汽-第1年实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|5某公司年能源成本分解某公司年能源成本分解合计合计23.93水0.25压缩空气0.27直流电动力电煤气蒸汽计量单位计量单位用量用量单价单价元总价总价亿元吨4,867,149141.366.88千立方米1,202,636531.856.40万千瓦时80,8980.544.37万千瓦时121,3600.475.76吨23,538,6031.050.25单位单位亿元千立方米316,21386.70.27实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|62012某石化企业能源成本概述某石化企业能源成本概述资料来源：客户资料某石化企业某石化企业2012能源成本分解能源成本分解其它成本73,237折旧成本875固定成本1,466能源成本2,976总成本78,553利润2,593总营收81,146单位：百万元人民币氮气1181180水1621620燃料油和气2,132370 1,762总能源成本4,7863,0241,7620天然气6446440蒸汽7070电1,0231,0233.8%外购自产实例McKinsey&Company|7事业部各能源介质成本事业部各能源介质成本某石化企业各事业部关键能源介质成本分析某石化企业各事业部关键能源介质成本分析某石化企业各事业部能耗成本某石化企业各事业部能耗成本单位：万元人民币炼油478,605PTA27,371塑料46,937总共69,600烯烃-178,466芳烃156,231资料来源：客户资料水燃料油蒸汽电氮气实例McKinsey&Company|894%2626,577循环水外售蒸汽其它能源40,054氮气32,124渣油38,510其它水53,236总共92,42340,43261电蒸汽燃料气和天然气某石化企业能源介质矩阵某石化企业能源介质矩阵某石化企业某石化企业2013年前三季度不同能源介质成本分析年前三季度不同能源介质成本分析单位：万元人民币绝对绝对百分比百分比蒸汽生产和耗用、电以及循环水占据绝大部分能源成本蒸汽生产和耗用、电以及循环水占据绝大部分能源成本 47.1 39.713.7 11.4-14.2-3.02.62.330.4化工副产品燃料气超高压中压低压高压外购天然气100实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|9各能源介质在不同产品上的成本分布各能源介质在不同产品上的成本分布2PP0%1PP0%线性低密度聚乙烯0%高密度聚乙烯0%CO16%PTA 3#0%PTA 2#0%PTA 1#0%丁二烯 3#0%丁二烯 2#0%丁二烯 1#0%对二乙苯0%正己烷0%PX43%苯5%重整22%加氢1%乙醇0%乙烯57%0%0%0%0%36%0%0%0%0%0%0%0%0%33%3%28%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%1%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%99%0%0%1%2%25%0%0%0%0%0%0%0%0%20%31%5%0%16%0%1%2%1%4%6%3%5%1%8%7%2%0%5%4%15%1%17%18%0%8%7%6%0%0%76%21%3%0%0%0%0%0%18%4%0%0%10%0%4%3%0%2%1%0%0%1%0%0%13%1%0%6%0%0%0%8%8%能源介质能源介质 92,430 40,431 53,235 30,825 21,685 6.401 38,510成本成本单位：万元人民币燃料燃料气气1 天然气天然气超高压蒸汽超高压蒸汽中压蒸汽中压蒸汽低压蒸汽低压蒸汽高压蒸汽高压蒸汽电电蒸汽消耗蒸汽消耗天然气消耗天然气消耗1 包括副产品燃料气实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|10 32,124-40,054 -8,493 7,053 6,576 794 262 610循环水循环水2PP2%1PP2%线性低密度聚乙烯3%高密度聚乙烯6%CO2%PTA 3#16%PTA 2#8%PTA 1#2%丁二烯 3#2%丁二烯 2#2%丁二烯 1#0%对二乙苯0%正己烷0%PX2%苯0%重整2%加氢2%乙醇16%乙烯34%0%0%0%0%24%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%10%0%0%66%外售蒸汽外售蒸汽0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%100%0%0%0%0%0%其它副产品其它副产品4%9%7%7%5%1%3%0%1%0%0%0%0%24%3%2%4%3%27%氮气氮气0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%99%0%1%0%0%0%渣油渣油0%0%0%0%0%0%0%0%0%88%0%0%0%0%12%0%0%0%0%4%7%2%11%6%2%36%5%0%0%0%1%3%6%8%8%0%0%0%0%0%0%0%0%3%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%0%97%0%化学水化学水循环水循环水脱盐水脱盐水其它水其它水各能源介质在不同产品上的成本分布各能源介质在不同产品上的成本分布能源介质能源介质成本成本单位：万元人民币单位：万元人民币实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|11总体持有成本总体持有成本(TCO)的理解和认识的理解和认识变变压压器采购方案器采购方案1设备整个生命周期的成本（欧元），根据净现值进行了修正1变变压压器采购方案器采购方案2总体持 有成本货运 成本安装 成本维修 成本能源 成本3采购 价2总体持 有成本货运 成本安装 成本维修 成本能源 成本3采购 价2设备整个生命周期的成本（欧元），根据净现值进行了修正11 假设使用期为30年，WACC（加权平均资本成本）为10%2包括箱体、线圈、冷凝器、压缩机 3负荷和非负荷损失 方案1购入价便宜600欧元，但是在整体生命周期中总体持有成本却比方案2高出近5,000欧元 在做与能源相关决策时，如原料采购、工艺变动、设备投入和更新、技术改造等，企业需要能按相应生命周期进行正确TCO估值，确保决策符合长期经济利益匿名公司案例资料来源：客户资料McKinsey&Company|12消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|13对生产和消耗的主要能源进行观察观察主要的流程和生产线对重要的流程进行测量不同能源种类的使用情况的概况验证由初步数据得出的假设对可能的改进措施设定优先级所关注的工厂或区域布局主要能源类型生产概况现场观察计划主要流程清单/产品及其在工厂中的生产区域适用工艺适用工艺/设备设备包含能够被观察到的整个循环中的所有流程 对设备状态有一个总体认识在现场观察过程中能够看到的所有种类对员工的节能理念和行为要进行着重观察浪费种类浪费种类能源种类能源种类在现场观察过程中可见的能源种类观察能源流目标目标初步识别并衡量生产环节中明显的能源浪费 其结果用于对后续展开的分析进行优先排序核实最初提出的假设现场观察和能源测量工具现场观察和能源测量工具B数据输入数据输入程序程序结果结果所需技能、仪器和时间所需技能、仪器和时间有技术人员完成感知,观察,倾听,识别泄露点,捕获热相图及温度分布图McKinsey&Company|14运用简单的工具，例如热成像图运用简单的工具，例如热成像图,对改善潜力进行快速对改善潜力进行快速,初步的评估初步的评估在管路和设备连接处的热量损失在管路和设备连接处的热量损失阀门处的热量损失阀门处的热量损失管路造成的热量损失管路造成的热量损失管路造成的损失管路造成的损失某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|15运用热成像仪进行现场观察举例运用热成像仪进行现场观察举例阀门没有很好的密封保温，导致暴阀门没有很好的密封保温，导致暴露区域温度超过露区域温度超过 120C干燥箱的门存在热量泄露干燥箱的门存在热量泄露新干燥器循环箱的门的保温能力比新干燥器循环箱的门的保温能力比老循环箱差老循环箱差“老”干燥器循环箱“新”干燥器循环箱某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|16由于初始保温缺乏，及保温层维修不及时，导致保温材料缺失严重，产由于初始保温缺乏，及保温层维修不及时，导致保温材料缺失严重，产生生1.5%的散热损失的散热损失保温层缺失的原因保温层缺失的原因初始保温缺乏：初始保温缺乏：单管、弯头保温不足保温维修不及时：保温维修不及时：氧化铝厂、装备部、保温修复外委单位三方没有建立长效沟通机制，责任不明晰保温材料外包铁皮导致修复困难普遍不重视：普遍不重视：普遍认为保温层问题不影响主流程，重视程度不够缺乏对于保温散热损失的认识保温层缺失严重，产生保温层缺失严重，产生1.5%的散热损失，导致每年约的散热损失，导致每年约800万元的能量损失万元的能量损失标准标准要求要求占总散热损占总散热损失百分比失百分比公司内部的问题操作和最佳操作公司内部的问题操作和最佳操作实际实际温度温度单管单管4012066%管道未保温房间有漏风高压蒸汽高压蒸汽管道管道4025020%阀门、弯头无保温部分直管无保温乏汽管道乏汽管道出料弯管出料弯管4011014%阀门、弯头无保温部分直管无保温某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|17除了除了ASPEN等仿真软件，也可以借助如等仿真软件，也可以借助如3E Plus等计算软件评估保温效果和损失等计算软件评估保温效果和损失McKinsey&Company|18消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|19能耗能耗/产出分析产出分析所需技能，仪器和时间所需技能，仪器和时间目标目标分析具体的具体能源消耗以识别：浪费可变性不灵活性适用工艺适用工艺/设备设备全部浪费类型浪费类型等候时间、过度处理、动作(低效的工序或机器)、未使用的员工潜力能源类型能源类型全部能耗数据(每小时、每天、每月)厂房范围工序/生产线范围 电、气、其它种类的能源生产产量及对应的产品规格(频率、等级)维修周期在可能范围内计算具体的能耗(每一产品)就每一项能耗，分析由时间、负荷、维修和操作等产生的影响进行量化生产产品所需的最低能耗水平 超过该能耗的时间能耗负荷的影响员工操作技能和维修对能耗造成的影响C数据输入数据输入程序程序结果结果所需技能、工具和时间所需技能、工具和时间对数据的有效性要求较高每个区域大约半天到三天最好由工程师进行McKinsey&Company|20按照不同的工序、车间进行分析按照不同的工序、车间进行分析细节见后页深入分析每个单元（如装配）深入分析每个单元（如装配）基本分析基本分析,最大能耗，按照最大能耗，按照:随时间的能耗随时间的能耗 能源类型能源类型随时间和产量的能耗随时间和产量的能耗负载曲线负载曲线 工序步骤工序步骤/设施设施ABDECStromverbrauch白天工歇期间的能耗比夜间高 48 kW 周末平时McKinsey&Company|21对一定时间内能耗的简单分析可以推论出直接的改善杠杆对一定时间内能耗的简单分析可以推论出直接的改善杠杆周末平时电能电能消耗消耗 kW换班时的负荷高峰 表明与人员行为相关的能耗工歇中的不同负荷水平没有固定目标工歇间的能耗比工歇间的能耗比晚上的负荷高出晚上的负荷高出 48 kW6:00 新班次开始8:45-9:00工歇12:00-12:30 工歇14:45 换班18.30-19.00 工歇21:00-21:15 工歇晚上负荷 8 kW 23:30 下班McKinsey&Company|22指标指标时间时间天数能耗与产出对比的简单制图可以提出一些有见解的问题能耗与产出对比的简单制图可以提出一些有见解的问题能耗生产什么造成了能耗的高峰?24782浪费种类4如何降低待机能耗?为什么这里的能耗远比之前低?McKinsey&Company|23分析较长时期的具体能耗以全面了解停机对能耗的影响分析较长时期的具体能耗以全面了解停机对能耗的影响0,550,400,450,50每个月的运行天数每个月的运行天数0,800,850,600,750,650,70具体气耗具体气耗,每月平均每月平均Nm3/part讨论讨论是否有不能在运行期间关闭的耗气设备?停机的标准操作流程是什么?这一最低点的原因是什么?McKinsey&Company|24举例举例1：4个氧化铝溶出系列之间存在明显差异，个氧化铝溶出系列之间存在明显差异，1,2系列在系列在2011年年产生了约产生了约8%的额外蒸汽消耗的额外蒸汽消耗1.851.801.751.701.651.601.551.502系列平均1系列平均2012年5月12年4月12年3月12年2月12年1月11年12月11年11月11年10月11年9月1.4504系列平均3系列平均11年8月11年7月1.9011年5月11年4月11年3月11年2月2011年1月11年6月5系列4系列3系列2系列1系列全系列溶出月平均蒸汽单耗全系列溶出月平均蒸汽单耗某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|25举例举例1：而在各系列本身，以：而在各系列本身，以3系列为例，也存在较大的波动，有系列为例，也存在较大的波动，有5%的的运营损失和运营损失和6%的负载损失的负载损失单位气耗单位气耗2.01.91.80300350400450500550氧化铝产量氧化铝产量吨01.31.41.51.61.73系列溶出负载曲线（系列溶出负载曲线（2012年年4月、月、5月每班数据）月每班数据）班与班之间存在较大的波动班与班之间存在较大的波动3系列溶出蒸汽单耗，系列溶出蒸汽单耗，2011年年1月至月至2012年年5月月一年以来月平均单耗也存在一年以来月平均单耗也存在10%波动波动1.531.471.511.631.571.511.491.461.491.511.561.551.551.571.611.641.621.601.581.561.541.521.501.4801.551.4711年1月12年5月11年9月负载损失负载损失运营损失运营损失某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|26605856540蒸汽产量蒸汽产量吨吨/班班350300250062646668天然气单耗天然气单耗标立气标立气/吨汽吨汽1800018000装置天然气单耗装置天然气单耗vsvs产汽量负载曲线分析产汽量负载曲线分析所有班：所有班：管理波动损失管理波动损失 3.89%负荷损失负荷损失 3.73%举例举例2.1：废碱焚烧炉产蒸汽天然气单耗有一定管理波动损失和负荷损失，：废碱焚烧炉产蒸汽天然气单耗有一定管理波动损失和负荷损失，而且早班尽管能效上优于晚班，但晚班波动性相对较低而且早班尽管能效上优于晚班，但晚班波动性相对较低拟合(全)实际(晚)实际(早)天然气单耗天然气单耗标立气标立气/吨汽吨汽646260580 250666856540蒸汽产量蒸汽产量吨吨/班班350300拟合(晚)拟合(早)拟合(全)早班：早班：管理波动损失管理波动损失 5.61%负荷负荷损失损失 3.86%晚班：晚班：管理波动损失管理波动损失 4.12%负荷损失负荷损失 3.45%某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|27天然气单耗天然气单耗标立气标立气/吨皂化液吨皂化液1150皂化液处理量皂化液处理量吨吨/班班13501401351301251201601551501451401800018000装置天然气单耗装置天然气单耗vsvs皂化液处理量负载曲线分析皂化液处理量负载曲线分析举例举例2.2：皂化液处理量与天然气单耗分析更能反映出早班能效优于晚班，：皂化液处理量与天然气单耗分析更能反映出早班能效优于晚班，但管理波动性更高，需要从操控上优化但管理波动性更高，需要从操控上优化实际(晚)实际(早)拟合(全)160140124天然气单耗天然气单耗标立气标立气/吨皂化液吨皂化液1161201180皂化液处理量皂化液处理量吨吨/班班1301321351451500114122126128155拟合(早)拟合(全)拟合(晚)所有所有班：班：管理波动损失管理波动损失 5.36%负荷损失负荷损失 3.89%早班：早班：管理波动损失管理波动损失 5.54%负荷负荷损失损失 2.45%晚班：晚班：管理波动损失管理波动损失 3.04%负荷损失负荷损失 3.93%某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|28消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|29可用性与等待时间损失可用性与等待时间损失适用工艺适用工艺/设备设备浪费类型浪费类型能源类型能源类型全部等待时间全部目标目标降低机械、炉子及其他设备的能耗确定优化计划及非计划停机策略的主要杠杆停机类型概述（简要介绍生产停机时间、晚间或周末停机情况）这些停机情况的频率停机的战略及停机期间的标准操作规程(SOP)各类停机类型的能耗情况分析因停机而导致的能耗降低情况确定具有最大节能潜力的停机类型分析现有数据，并指定各类停机的基准值如有必要，通过现场观察识别停机期间能耗制定停机期间的战略和行动计划，以改善员工行为优先改进区域停机期战略，特别是关键区域D数据输入数据输入程序程序结果结果所需技能及持续时间所需技能及持续时间 每个区域约1天由工程师完成McKinsey&Company|30经过透彻分析后制定相应的停机期战略能够帮助能够减少在等待时间经过透彻分析后制定相应的停机期战略能够帮助能够减少在等待时间造成的能源损失造成的能源损失识别因停机而引起的能耗降低指定重要的停机类型确定具有最大节能潜力和较高实施可能性的区域协调优先顺序确定计量期间的最低能耗确认在标准条件下该水平是否能够实现 确定昼夜能耗情况，并推断全年能耗水平与生产人员沟通与运营主管合作，关闭所有可能的能源流失渠道，并确定能耗情况采取行动采取行动确定改进杠杆制定明确的停机期策略后面详细介绍分析停机期内的能耗分析停机期内的能耗情况情况优先工作优先工作设定基准设定基准识别并预估缺失的数据识别并预估缺失的数据McKinsey&Company|31能耗的时间分布图有助于确定非生产期间的能耗情况能耗的时间分布图有助于确定非生产期间的能耗情况楼宇楼宇 X 内随时间推移的用电情况内随时间推移的用电情况 kW休息期间休息期间楼宇 X 内，早晚换班间的半小时休息时间内的基本负荷变化约为15%(300 kW)夜间夜间楼宇 X 内，夜间基本负荷变化约为65%(1 Mw)周末周末周六清洁班次期间，基本负荷变化约为13%(400 kW)周日，基本负荷变化约为65%(800 Mw)4001.2002.600 kW3.000 kWSoSaSoSaSoSaBsp.:KW 25-271.650 kW1.950 kW2220181614121086420UhrzeitBsp.:28.Juni 2010508 kW1.520 kWFrDoMiDiMoBsp.:KW 27资料来源：客户资料实例McKinsey&Company|32分析因停机和延误而导致的能耗下降分析因停机和延误而导致的能耗下降电力消耗，按不同运营模式划分电力消耗，按不同运营模式划分降低待机能耗根据停机时间长短情况，制定停机战略停机时间（占总时间的6%）2.2延误（占总时间的25%）5.2作业时间（占总时间的69%）17.2兆瓦 资料来源：客户资料McKinsey&Company|33将等待时间细分为短时间中等时间和长时间延误，并利用较容易实现的节能潜力将等待时间细分为短时间中等时间和长时间延误，并利用较容易实现的节能潜力总停机时间总停机时间生产停产生产停产(5.2 Mw)34,3689,6405,6773,7509,391计划停机计划停机(2.2 Mw)13324330964518,153延误时间长短延误时间长短不足1 小时1至2 小时2至3小时 3至4小时4小时以上预估节约潜力预估节约潜力千美元210604025215分钟 资料来源：客户资料McKinsey&Company|34确定停机时间内的最低能耗基准将有助于推动持续改善确定停机时间内的最低能耗基准将有助于推动持续改善周末时间电力消耗实施停机战略之前实施停机战略之前.18,00016,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,0000 实施停机战略之后实施停机战略之后1月2月3月4月5月2008年年 基准基准18,00016,00014,00012,00010,0008,0006,0004,0002,00001月2月3月4月5月2009年年潜在新基准潜在新基准 资料来源：客户资料McKinsey&Company|35消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|36确定改善杠杆确定改善杠杆选择流程选择流程工艺参数分析过程包含工艺参数分析过程包含3大步骤大步骤工作工作步骤步骤工艺流程专家参与确定驱动能耗的关键参数检查通过参数调整是否可以降低能耗根据初步假设或能耗分析选择高能耗的流程进行分析根据相应的选择标准，对分析流程优先排序根据选定分析的流程的推广到更多的同类流程产量产量选定进行分析的流程更低能耗的流程参数设定量化的改善潜力关键点关键点和建议和建议分析工作耗时耗力，须专注于少数几个流程验证能否在实际工作中实施新的参数质量部门参与审批E分析参数分析参数McKinsey&Company|37通过工艺参数调整优化，实现能耗降低的目的通过工艺参数调整优化，实现能耗降低的目的能耗能耗参数参数 2参数参数 1E1P2P1调查侧重于寻找可最大程度减少能耗的参数组合调查侧重于寻找可最大程度减少能耗的参数组合绝对最低能耗点有时可能被一些较小的局部低值域所包围绝对最低能耗点有时可能被一些较小的局部低值域所包围(P1/P2/E1)=最低能耗状态最低能耗状态McKinsey&Company|38对过程中和能耗相关的参数的控制可采用质量控制过程图对过程中和能耗相关的参数的控制可采用质量控制过程图(QCPC)的方法的方法P10P9P8P7P6P5P4P3P2240P138参数变化幅度参数变化幅度柏拉图柏拉图过程参数过程参数百分比80%的变化与近20%的关键参数有关定义：定义：持续发现、排序、消除关键参数变化造成的能效降效的系统的方法 关键参数的变化关键参数的变化指任何导致能效降低的参数值QCPC步骤步骤确定能源效率关键业绩指标整理不同时段的参数值数据对需消除的参数变化进行优先排序制定纠错行动计划监控参数变化，确保纠错行动长期坚持下去首先要确定决定能耗的关键参数建立建立 严格监控更小的控制范围!举例McKinsey&Company|39出焦温度的测量和焦炉温度控制尚未精细化，出焦温度区间出焦温度的测量和焦炉温度控制尚未精细化，出焦温度区间偏高，造成不必要的煤气消耗偏高，造成不必要的煤气消耗（约约5百万人民币的空间）百万人民币的空间）焦炭出焦温度趋势和波动分析焦炭出焦温度趋势和波动分析1.0601.0401.0201.000980960940920月月2112111098765430C目标温度控制=1,000 500C焦炭出焦温度期望控制区间焦炭出焦温度期望控制区间0C1.0601.0401.0201.000980960940920炉炉目标温度控制=1,000 200C测量平均温度=1,0250C测量平均温度=1,0000C目标温度实际温度控制区间分析工具示例分析工具示例 关键参数趋势和波动分析以寻找能耗降低空间关键参数趋势和波动分析以寻找能耗降低空间匿名客户案例McKinsey&Company|40举例举例1：通过过程参数分析，发现废气中氧含量波动较大，距离世界一流：通过过程参数分析，发现废气中氧含量波动较大，距离世界一流的控制水平仍有不小的差距的控制水平仍有不小的差距7.03.53.02.52.01.51.00.50世界一流水平4#炉3#炉2#炉1#炉焙烧车间各炉各班废气氧含量焙烧车间各炉各班废气氧含量(O2%)波动图波动图百分比1.1%的氧含量下降将会降低的氧含量下降将会降低5.5%的空气流量，减少的空气流量，减少5.5%的空气加热量，年降低成本的空气加热量，年降低成本275万元万元实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|41举例举例2：饱和温度和炉出温度这两个煤气生产关键参数的标准设定较宽泛，：饱和温度和炉出温度这两个煤气生产关键参数的标准设定较宽泛，存在很大优化空间存在很大优化空间各炉热值各炉热值MJ/Nm35.85.65.45.25.00饱和温度饱和温度度7570656055505.7热值热值MJ/Nm35.35.205.85.5炉出温度炉出温度摄氏度5.45.6在较理想控制范围内的的煤气炉平均热值较在较理想控制范围内的的煤气炉平均热值较未在范围内的高未在范围内的高0.13MJ/Nm3，或者，或者2.4%11 已去除型煤炉的影响通过测试发现现有炉出控制温度偏高，且通过测试发现现有炉出控制温度偏高，且范围偏广，如严格控制目标，则有望将热值提范围偏广，如严格控制目标，则有望将热值提高高0.18MJ/Nm3，或者，或者3.2%现有控制标准：55-68度较为理想的控制目标：55-60度现有控制目标：400-600度较为理想的控制目标：400+-25度实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|42举例举例3：蒸发过程中部分操作参数偏离标准，部分参数有进一步调整可能，：蒸发过程中部分操作参数偏离标准，部分参数有进一步调整可能，存在巨大提升的空间存在巨大提升的空间1-4效入料与效入料与5-6效入料比偏离标准效入料比偏离标准标准标准：1:1现状现状：1.1:1原因原因：降低5,6效蒸水量，防止钠碱泄漏能耗影响能耗影响：约增多1-3%新蒸汽消耗11 更多的水通过新蒸汽加热蒸发，而不是真空自动蒸发低压蒸汽压强设计要求和实际需求不匹配低压蒸汽压强设计要求和实际需求不匹配设计要求设计要求：5.5-6 bar实际需求实际需求：3 bar能耗影响能耗影响：多余压力用来发电的话，可以多发约1-3%的电在保证不泄漏前提下，立刻实际测试最低可能比值，在保证不泄漏前提下，立刻实际测试最低可能比值，并规范执行并规范执行确保钠碱不泄漏现场测试 调整每个系列该比值，到使得钠碱不泄漏的最低比值制定标准 以该比值为操作规范，在每个班组内部进行执行短期内模拟测试降压对气耗的影响，如果不大则在短期内模拟测试降压对气耗的影响，如果不大则在中期内协调汽机锅炉和氧化铝厂完成流程改进中期内协调汽机锅炉和氧化铝厂完成流程改进123如果将比值降到如果将比值降到1.03的话，全系列每年可以节约的话，全系列每年可以节约100万万现场测试 短期内模拟测试降压对气耗影响如影响不大，讨论可行性方案汽轮机可否稳压、高效供气管道和支撑体系可否满足新的流量需求三方协作-锅炉、汽机和氧化铝厂三方协调采取新的低压蒸汽标准123如果成功将压力降到如果成功将压力降到4.5bar，每年可以多发，每年可以多发300万元万元的电的电实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|43举例举例4：针对溶出流程各部温度的分析发现了生产工艺的波动改进潜力：针对溶出流程各部温度的分析发现了生产工艺的波动改进潜力20018016006月5月4月3月2月1月4系列3系列2系列1系列3系列单管出口温度高于正常系列单管出口温度高于正常1521020520006月5月4月3月2月1月24022006月5月4月3月2月1月4系列预热温度低于正常系列预热温度低于正常5+1系列首级加热压煮器出料温度低于预热温度系列首级加热压煮器出料温度低于预热温度12328026024022006月5月4月3月2月1月2系列末级压煮器出口温度低于正常系列末级压煮器出口温度低于正常4013513012506月5月4月3月2月1月各系列月平均闪蒸出料温度产生较大差异各系列月平均闪蒸出料温度产生较大差异4629028027006月5月4月3月2月1月3系列反应罐温度出现系列反应罐温度出现20波动波动5正常温度实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|44举例举例5：通过问题树和相关性分析，确定叔丁醇塔关键能效影响：通过问题树和相关性分析，确定叔丁醇塔关键能效影响KPI/KAI叔丁醇叔丁醇蒸气单耗蒸气单耗提升提升监测有无监测有无 监测频率监测频率指标范围指标范围肟化肟化(本车间本车间)人为可控人为可控影响因素影响因素公用公用(其它车间其它车间)人为可控人为可控回流比蒸汽出口温度（oC）蒸汽进口温度（oC）瞬时蒸汽进口压力（KP）瞬时进料温度（oC）进料含水量（%）4小时一次102-112 oC（夏季102-106 oC塔釜温度（oC）瞬时再沸器温度（oC）瞬时疏水罐液位（%）瞬时风机出口温度（oC）瞬时0.05%AE26110含醇（%）12小时一次65-80%AE26111醇浓度（%）4小时一次1%AE26111含xx（%）4小时一次E26106出口温度（oC）瞬时塔顶温度（oC）瞬时85-95 oC(夏季85-100 oC)叔丁醇塔举例当前当前考核考核排前三的：排前三的：回流比、塔回流比、塔釜温度、再釜温度、再沸器温度沸器温度能效建议重点关注绩效指标资料来源：客户资料McKinsey&Company|45消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|46确定各主要能源介质输出给主要用户的网络确定潜在关键点，例如：压力或体积损失，终端生成并分析网络使用概况生产和非生产时间内的压力或体积损失及能耗工厂层面个别机器层面 在网络中确定位置的输入和输出能源介质的测量数据网络布局和设计应用区域应用区域 所有生产区域运输损失由于布局和网络设计原因导致运输效率低下浪费类型浪费类型能源类型能源类型压缩空气蒸汽热能冷却温水对各类输送管道进行分析，以量化各能源介质的压力或热损失如果发生重大泄露事件，建议进行仔细的泄露检查网络损失分析网络损失分析目标目标所需的输入数据所需的输入数据程序程序结果结果所需技能所需技能、仪器和持续时间、仪器和持续时间单位区域约1至2天理想的情况下，由工程师完成EMcKinsey&Company|47气压监测系统指示发生漏气气压监测系统指示发生漏气压缩空气压缩空气巴巴时间时间网络 I网络 II生产停机时间内气压监测系统提醒发生漏气生产停机时间内气压监测系统提醒发生漏气范围不同，例如：工厂、机器、网络范围不同，例如：工厂、机器、网络 发生更大压降的原因是什么？消费者端喷嘴是否已完全关紧？软管是否仍然密闭？工厂停工压力X杠杆因素3示例McKinsey&Company|48压缩空气泄露的实用评估方法压缩空气泄露的实用评估方法压缩空气进入管子泄露所附气球发生漏气测量风量和时间然后可以推断压缩空气损失t=x 小时小时方法方法 一个简单而务实的压缩空气管道的泄露评估方法是在管道漏气处加一个气球，测量随着时间的推移该气球的漏气情况客户案例McKinsey&Company|49举例举例1.1：1#汽机、汽机、3#汽机入口压力与管网存在近汽机入口压力与管网存在近1MPa的压力差，造成的压力差，造成发电量的损失发电量的损失1#汽轮机8.7Mpa539179T20.9MW2#汽轮机停机3#汽轮机8.13Mpa523174T1552KW4#汽轮机9.12Mpa523175T2145KW5#汽轮机停机6#汽轮机9.1Mpa522148T25MW1#锅炉停炉2#锅炉停炉3#锅炉9.08Mpa53082T4#锅炉8.43Mpa537120T6#锅炉9.70Mpa530182T7#锅炉8.85Mpa534204T8#锅炉9.40Mpa537170T主蒸汽母管5#锅炉停炉注:以上数据取自热电厂锅炉、汽机运行记录本（2012年5月5日22：00）虽然使用同样的母管，虽然使用同样的母管，1#汽机和汽机和3#汽机的进气压力明显低于其他汽机，造成了发电量低于设计值。
同时整个管网的平均压降汽机的进气压力明显低于其他汽机，造成了发电量低于设计值同时整个管网的平均压降接近接近0.4MPa，大大高于正常水平，需要进一步详细检查，大大高于正常水平，需要进一步详细检查某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|50举例举例1.2：同时在：同时在3、4汽机背压端存在大量异常的压降，导致背压偏高，汽机背压端存在大量异常的压降，导致背压偏高，发电量不足发电量不足转速转速 2,997.59 r/min功率功率 2,045.62 KW背压背压 6.47 MPa1232567.4T66.12%189.04T/h8.58MPa98.77%531.678.55MPa 至溶出二期至溶出一期740,769.06T86.46T/h5.98MPa284.3587.56%1054760.1T94.94T/h6.01MPa310.1194.90%1#高减2#高减100.97%92.81%24.06%502.746.47MPa 6.24MPa497.6298.61%3#减温器6.23MPa304.90-0.93%27.32T/h194,918.56T148.9512.93MPa 二期低温给水母管来一期低温给水母管来3号号 汽机管道图汽机管道图在汽机出口至热电出口这一在汽机出口至热电出口这一小段管道上，存在小段管道上，存在0.5Mpa的压降，导致发电量不足的压降，导致发电量不足设计值3000KW实际最佳仅2200KW经过一个阀门后压力下降了经过一个阀门后压力下降了0.23MpPa某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|51事业部蒸汽冷凝水装置某片区分析25t 0.95MPa热电热电101kg/t64万吨万吨34t/hr3.48 MPa425210t0.9MPa2808-25t/hr(15t)3.3MPa 315 10-15t/hr 3.0MPa 35835t/hr0.85MPa 180 108t/hr0.7-0.8MPa 260-280 53.50t/hr 0.65MPa 162橡胶橡胶树脂树脂61.5t/hr12.8t/hr20.0t/hr16.3t/hr0.85t/hr19.24t/hr11.15t/hr4.20t/hr9.40t/hr9.50t/hr环氧氯丙烷烧碱提纯离子膜蒸发6套环氧树脂3套氯苯烯3.0MPa减温减压器8-10t/hr60t/hr3.4MPa 410 25-28t/hr3.4MPa 390 7t/hr3.4MPa 390 减温减压器催化富液压缩机循环水汽轮机苯乙烯尾气压缩机10t 1.3MPa2t 2.0MPa4t 2.0MPa环己酮氢化脱氢制氢70t/hr 水冷凝水0.95MPa 290 55-60t/hr10-20t/hr余热锅炉外送主管网4.25t/hr 加热器工艺用水15t/hr 直接工艺加热201后处理盐水余热利用盐水盐水排放7.41t2.00t6.50t3.00t盐水排放自产90t/hr3.7MPa430烯烃烯烃工艺水内用排放60-70%30-40%35t 回收30t 去烯烃5t 排放35t/hr1.2MPa185环己酮环己酮2.30t/hrSBS顺丁SEBS-1SIS/SSBS-2聚丙烯精制丁二烯1 从热电事业部出口到四个事业部入口处，共约220吨/小时的蒸汽有温度和压力下降，焓值损失折算回中压蒸汽共8吨/小时，按130元/吨成本计，供844万/年；烯烃和环己酮共25吨/小时蒸汽经过减温减压，平均浪费21元/吨，即460万/年。
所以总共1300万/年，考虑到客观条件限制，按50%计算炼油自产蒸汽平炼油自产蒸汽平均量低于额定值均量低于额定值热电出口端到事热电出口端到事业部入口端压差业部入口端压差温差大温差大冷凝水回水率低冷凝水回水率低缺乏必要温度、缺乏必要温度、压力或流量计量压力或流量计量热电出口端到事热电出口端到事业部入口端压差业部入口端压差温差大温差大二次热能就近利二次热能就近利用，无法最大价用，无法最大价值利用值利用使用减温减压使用减温减压装置，耗费热能装置，耗费热能举例举例2：某片区蒸汽平衡经过前几年专攻已有大幅改善，但在管网保温：某片区蒸汽平衡经过前几年专攻已有大幅改善，但在管网保温和供需合理对接上还有进一步完善优化空间和供需合理对接上还有进一步完善优化空间某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|523#低压蒸汽管网一共有低压蒸汽管网一共有13个疏水阀，检查结果如下个疏水阀，检查结果如下疏水阀总数100.0%正常61.5%轻微漏气，滴水30.8%蒸汽泄漏7.7%按照0.6Mp的压力，在30mm管径的情况下，每个泄漏点每每小时泄露蒸汽约小时泄露蒸汽约100Kg，按照7.7%的泄漏几率计算，全厂全厂5个低压蒸汽管网一共有个低压蒸汽管网一共有97个疏个疏水阀水阀，全年全年泄漏蒸汽6,132吨举例举例3：低压网络沿路疏水阀缺乏维护，没有定期的维护计划，年泄漏：低压网络沿路疏水阀缺乏维护，没有定期的维护计划，年泄漏6,000余吨蒸汽余吨蒸汽疏水阀泄露的损失疏水阀泄露的损失某公司实例资料来源：客户资料McKinsey&Company|53消耗/产量分析C能源成本分析，总持有成本，能耗组成A现场观察 及能源测量工具B可用性及等待损失D工艺能源再利用H工艺参数分析E网络损失分析F能源流分析G理论极限L产能均衡I机器灵活性和效率分析K负载曲线分析J00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.205,00010,00015,000单耗单耗产量所用的拟合函数所用的拟合函数y=-0.1627Ln(x)+1.9652009年1-4月负荷曲线最优的 20%在可能的情况下使用下列拟合函数：F(x)=b+axx对低异常值应进行分析，以了解潜在的最佳做法负荷不足负荷不足造成的损失造成的损失可变性造成的损失能效改进方法一览能效改进方法一览McKinsey&Company|54具体说明能源使用分步骤勾画各类能源的能源流确定并量化损失（计算/估计）各类能源从产生到消耗的路线图回收未利用、滥用能源的改善杠杆生产设备清单，包括电力/蒸汽/热/空气输入技术数据发电和传输设备清单（包括变压器、电容器）工厂设备布局，包括距离适用工艺适用工艺/设备设备侧重于使能源参数发生变化的转换点(如压力减小)关注能源参数的变化(如排气排污中的余热).生产过剩如排出的蒸汽运输，如热损、网络冗余、过长网络系统优化，如未回收余热过度加工，如压缩空气网络中压力过高浪费类型浪费类型能源类型能源类型全部，主要针对集中供应实现各类能源从产生点到消耗点的可视化路线图将布局信息（如机器位置）加入能源流视图，对布局进行分析能源流分析能源流分析目标目标G输入数据输入数据程序程序结果结果所需技能所需技能、仪器和时间、仪器和时间每个区域约1天由工程师完成McKinsey&Company|55设计能源流草图并进行分析设计能源流草图并进行分析勾画能源产生点（参数、尺寸）勾画络/运输路线（距离、分配点、参数）勾画消耗区（网络分划、负荷）验证关键能源产生/分配装置的尺寸具体明确所有能源损失确定热损，与热用户比较在不同能源之间比较，找出共同点潜力分析，侧重于能源再利用机组捆绑网络简化网络小型化设备升级工作工作步骤步骤成果成果各类能源总能源流图各能源流图和改善杠杆量化改善杠杆且优先排序陷阱和陷阱和提示提示明确详细程度；在用三个方法对消耗区域优先排序之前不深入考虑从电力/压缩空气入手考虑真实消费需求考虑原峰时需求水平(如启动)确定改善杠杆确定改善杠杆评估解决方案评估解决方案勾画能源流勾画能源流McKinsey&Company|56各类能源流各类能源流 桑基桑基(Sankey)能量平衡图能量平衡图供电 机组购买电力热损变压器内部发电一次能源购买机械 损失热损机械损失热损机械 能源供电输送损失机器 1机器 2机械损失热损机械损失热损运输 损失热损机械损失热损冷凝器变压器运输 损失热损热能源机械能源机械 能源热能源网络损失机械 能源产品流产品流产品流机器 3机器 4第一步第一步总流程总流程识别损失识别损失McKinsey&Company|57技术系统工具举例：使用桑基图将能源消耗可视化技术系统工具举例：使用桑基图将能源消耗可视化实例McKinsey&Company|58工厂布局能够显示出能源在运输过程中的损失工厂布局能够显示出能源在运输过程中的损失 产品流压缩空气空气蒸汽M 机器杠杆锅炉锅炉 1锅炉锅炉 2空压机组空压机组 1网络总长网络总长空气 蒸汽 压缩空气100 bar压缩空气50 barw 米x 米y 米z 米如锅炉2置于。