王彥玲，賈? 春 (中昊黑元化工研究設計院有限公司 自貢 643000)

摘? 要：本文針對炭黑節能降耗系統，將價值工程技術用于分析炭黑生產中的主要節能設備。本文提供一種從價值工 程角度出發的設計方法，首先構建了節能設備的功能分析系統，然后測算其成本，最后進行價值分析，將節能設備的制造成 本和使用成本納入節能設備的考核中，視其為一個整體。將技術與經濟手段相結合，分析炭黑生產中主要節能設備資源配 置的合理性，為不斷開發具有更高"性價比"的炭黑節能設備提供參考方向，從而進一步提升炭黑工業的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：炭黑;價值工程;節能設備

1? 前? 言

價值工程是一門工程技術理論，其基本思想 是以最少的費用換取所需要的功能。這門學科以 提高工業企業的經濟效益為主要目標，以促進老 產品的改進和新產品的開發為核心內容。本文針 對炭黑節能降耗系統，將價值工程技術用于分析 炭黑生產中的主要節能設備。首先構建了節能設 備的功能分析系統，然后測算其成本，最后進行價 值分析,討論炭黑生產中主要節能設備資源配置的 合理性，為不斷開發具有更高 " 性價比 " 的炭黑節 能設備提供參考方向，從而進一步提升炭黑工業 的經濟效益和社會效益。

2? 功能分析

通過多年的工藝、設備的技術改進、創新，中 昊黑元化工研究設計院有限公司(簡稱：炭黑院) 逐漸建立起了以關鍵節能設備為核心的炭黑生產 過程節能體系[1]，包括：

※ 以炭黑高溫反應器、高溫空氣預熱器為核 心設備的炭黑反應過程降耗工藝節能體系;

※ 以急冷鍋爐、高溫空氣預熱器、余熱鍋爐、 新型油預熱器為核心設備的炭黑高溫煙氣物理熱 回收工藝節能體系;

※ 以尾氣燃燒爐、尾氣鍋爐為核心設備的尾 氣化學熱回收工藝節能體系。

典型的新工藝炭黑節能系統如圖 1 所示[2]。

通過篩選本文主要集中分析上述節能系統中 具代表性的急冷鍋爐、高溫空氣預熱器、余熱鍋 爐、原料油預熱器四種設備。

2.1? 功能分析

在炭黑生產中，回收利用高溫煙氣物理熱是 非常重要的，回收的溫度段主要從280℃(袋濾器 濾袋材料使用溫度的限制)到1250℃(終止炭黑反 應溫度)。上述節能設備主要是對生產過程中物 理顯熱的回收利用，而每種設備的作用和目標產 物亦不同。以 3 萬噸 / 年油 - 氣路線炭黑生產線各 節能設備分析并計算如下：

　　2.1.1 熱能利用指數(FA)

熱能利用分析主要是分析被節能設備利用熱 量段的熱量。原料油預熱器在這4個設備中，利用 的熱量段最低，因此以原料油預熱器吸收的熱能 為基數，得到原料油預熱器熱能利用指數FA4為1， 再分別計算出另外三臺設備熱能利用指數，計算 過程及結果匯總如下：

由表1可以看出，不考慮成本時，空氣預熱器 吸收的溫度段的熱量最多，且FA2>FA1>FA3>FA4。

2.1.2 經濟效益指數(FB)

經濟效益分析主要是分析節能設備的功能量 化效益，和吸收顯熱后產生附加產品的經濟效益， 具體分析如下：

?由于地域不同，各種產品價格區間如下表：

取上述表3價格的均值帶入表2中，計算得出 各臺設備的經濟效益，并且仍然以原料油預熱器 的經濟效益為基數，得到其經濟效益指數為FB4為 1，再計算得出另外三臺設備的經濟效益指數 (FB1~3)。同理，取上述表3價格的均值帶入表2， 計算得出各臺設備的經濟效益，并且除以表1中各 設備對應的熱量，得到單位經濟效益指數(Fc)， 將上述功能指數匯總如下表：

　　3? 成本分析

設備的成本按照如下公式：成本 C= 購置費用 + 使用費用

3.1? 購置費用(C’)

原料油預熱器的管束及其殼體均為不銹鋼材 質，購置費用在20萬左右，以原料油預熱器的購置 費用為基數，得到其購置費用C4’為1，再計算得 到余熱鍋爐購置費用C3’為2.12，空氣預熱器購置 費用C2’為10.59，急冷鍋爐購置費用C1’為1.88。

　　3.2? 成本(C)

工藝計算中，原料油預熱器將原料油由 80℃ 升溫至 280℃，空氣預熱器將空氣由常溫升溫至 700℃，物理加熱損耗忽略不計。急冷鍋爐、余熱 鍋爐主要消耗的是軟水，按照表3中的價格均值計 算使用成本，并將其計入成本C中。得原料油預熱 器的成本指數 C4 為 1，余熱鍋爐成本指數 C3 為 2.47，空氣預熱器成本指數 C2 為 10.59，急冷鍋爐 成本指數 C1 為 2.06。

4? 價值分析

價值分析是一種無量綱，此處價值是指分析 對象具有的必要功能與取得該功能的總成本的比 例，即功能與成本之比。將上述4臺節能設備的功 能指數、成本指數及價值指數計算并匯總如下：

由表5，可以看出考慮成本時，熱能利用價值：VA2<va3<va4<va1;經 p="" 價值指數有以下三種情況：<="" 濟="" 效="" 益="" 價="" 值：vb2<vb3<vb4<="" vb1;單位熱能經濟效益價值：vc2<vc1<vc3

※ V = 1 時，即 F = C，無需改進;

※ V<1 時，即 F<c，改善方向主要是降低< p="">

※ V>1時，即F>C，改善方向是增加成本或降低功能。

據此公式及表5可以進行判斷：這四臺節能設 備首先需要改進的是空氣預熱器，且改善方向首 先是降低成本，其次是改善余熱鍋爐。

　　5? 結束語

價值工程是技術與經濟手段相結合，針對設 備所需要達到的功能進行設計，合理的控制設備 購置成本和使用成本，提高企業的利潤。此處的 價值指數是一個相對的對比分析，是無量綱，并不 能代表設備本身的價值。在此對炭黑生產中回收 利用高溫煙氣物理熱的四臺設備的“價值”進行對 比分析，目的就是甄選出節能設備的經濟效率，并 尋找出改進的方向，對于合理配置炭黑生產資源 和降耗，促進企業發展有一定的意義。 隨著知識 經濟時代的到來，人們對價值工程將有一個更深 刻的認識和改進，價值工程在炭黑節能生產中的 應用將具有廣闊的發展前景。隨著開展價值工程 活動也可以不斷開發具有更高"性價比"的炭黑節 能設備。

本文提供了一種從價值工程角度出發，炭黑 單元節能系統的改進方法及思路，可能一些炭黑 生產線的節能系統配置不一定符合本文中的配置 要求，或者說文中假定的一些基準指數不全面和 準確，希望同仁們理解。

參考文獻

[1] 賈春，王彥玲.炭黑生產節能體系——關鍵設備淺談[J]. 炭黑工業.2015(2).

[2] 王彥玲，賈春.炭黑生產節能體系——工藝技術淺析 [C].2014年炭黑展望會論文集.

[3] 閆一野，陳海峰，張士璽.油爐法炭黑生產過程的節能 措施[J].節能.2012(1).

[4] 周志敏.新工藝炭黑全由收率的數學模型及其應用[J]. 炭黑工業.1993(1)