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(jié)能降耗系統(tǒng)，將價值工程技術用于分析炭黑生產(chǎn)中的主要節(jié)能設備。本文提供一種從價值工 程角度出發(fā)的設計方法，首先構建了節(jié)能設備的功能分析系統(tǒng)，然后測算其成本，最后進行價值分析，將節(jié)能設備的制造成 本和使用成本納入節(jié)能設備的考核中，視其為一個整體。將技術與經(jīng)濟手段相結合，分析炭黑生產(chǎn)中主要節(jié)能設備資源配 置的合理性，為不斷開發(fā)具有更高"性價比"的炭黑節(jié)能設備提供參考方向，從而進一步提升炭黑工業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。
關鍵詞：炭黑;價值工程;節(jié)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(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益為主要目標，以促進老 產(chǎn)品的改進和新產(chǎn)品的開發(fā)為核心內(nèi)容。本文針 對炭黑節(jié)能降耗系統(tǒng)，將價值工程技術用于分析 炭黑生產(chǎn)中的主要節(jié)能設備。首先構建了節(jié)能設 備的功能分析系統(tǒng)，然后測算其成本，最后進行價 值分析,討論炭黑生產(chǎn)中主要節(jié)能設備資源配置的 合理性，為不斷開發(fā)具有更高 " 性價比 " 的炭黑節(jié) 能設備提供參考方向，從而進一步提升炭黑工業(yè) 的經(jīng)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(chuàng)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(jié)能設備為核心的炭黑生產(chǎn) 過程節(jié)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(jié)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(jié)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(jié)能體系。
典型的新工藝炭黑節(jié)能系統(tǒng)如圖 1 所示[2]。
通過篩選本文主要集中分析上述節(jié)能系統(tǒng)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(chǎn)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(jié)能設備主要是對生產(chǎn)過程中物 理顯熱的回收利用，而每種設備的作用和目標產(chǎn) 物亦不同。以 3 萬噸 / 年油 - 氣路線炭黑生產(chǎn)線各 節(jié)能設備分析并計算如下：
2.1.1 熱能利用指數(shù)(FA)
熱能利用分析主要是分析被節(jié)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(shù)，得到原料油預熱器熱能利用指數(shù)FA4為1， 再分別計算出另外三臺設備熱能利用指數(shù)，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(jīng)濟效益指數(shù)(FB)
經(jīng)濟效益分析主要是分析節(jié)能設備的功能量 化效益，和吸收顯熱后產(chǎn)生附加產(chǎn)品的經(jīng)濟效益， 具體分析如下：
?由于地域不同，各種產(chǎn)品價格區(qū)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(jīng)濟效益，并且仍然以原料油預熱器 的經(jīng)濟效益為基數(shù)，得到其經(jīng)濟效益指數(shù)為FB4為 1，再計算得出另外三臺設備的經(jīng)濟效益指數(shù) (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(jīng)濟效益，并且除以表1中各 設備對應的熱量，得到單位經(jīng)濟效益指數(shù)(Fc)， 將上述功能指數(shù)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(zhì)，購置費用在20萬左右，以原料油預熱器的購置 費用為基數(shù)，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(shù) C4 為 1，余熱鍋爐成本指數(shù) C3 為 2.47，空氣預熱器成本指數(shù) C2 為 10.59，急冷鍋爐 成本指數(shù) 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(jié)能設備的功 能指數(shù)、成本指數(shù)及價值指數(shù)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(jīng) p="" 價值指數(shù)有以下三種情況：<="" 濟="" 效="" 益="" 價="" 值：vb2<vb3<vb4<="" vb1;單位熱能經(jīng)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(jù)此公式及表5可以進行判斷：這四臺節(jié)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(jīng)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(yè)的利潤。此處的 價值指數(shù)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(chǎn)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(jié)能設備的經(jīng)濟效率，并 尋找出改進的方向，對于合理配置炭黑生產(chǎn)資源 和降耗，促進企業(yè)發(fā)展有一定的意義。 隨著知識 經(jīng)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(jié)能生產(chǎn)中的 應用將具有廣闊的發(fā)展前景。隨著開展價值工程 活動也可以不斷開發(fā)具有更高"性價比"的炭黑節(jié) 能設備。
本文提供了一種從價值工程角度出發(fā)，炭黑 單元節(jié)能系統(tǒng)的改進方法及思路，可能一些炭黑 生產(chǎn)線的節(jié)能系統(tǒng)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(shù)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(chǎn)節(jié)能體系——關鍵設備淺談[J]. 炭黑工業(yè).2015(2).
[2] 王彥玲，賈春.炭黑生產(chǎn)節(jié)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(chǎn)過程的節(jié)能 措施[J].節(jié)能.2012(1).
[4] 周志敏.新工藝炭黑全由收率的數(shù)學模型及其應用[J]. 炭黑工業(yè).1993(1)
