王彦玲，贾 春 (中昊黑元化工研究设计院有限公司 自贡 643000)
摘 要：本文针对炭黑节能降耗系统，将价值工程技术用于分析炭黑生产中的主要节能设备。本文提供一种从价值工
程角度出发的设计方法，首先构建了节能设备的功能分析系统，然后测算其成本，最后进行价值分析，将节能设备的制造成
本和使用成本纳入节能设备的考核中，视其为一个整体。将技术与经济手段相结合，分析炭黑生产中主要节能设备资源配
置的合理性，为不断开发具有更高"性价比"的炭黑节能设备提供参考方向，从而进一步提升炭黑工业的经济效益和社会效益。
关键词：炭黑;价值工程;节能设备
1 前 言
价值工程是一门工程技术理论，其基本思想 是以最少的费用换取所需要的功能。这门学科以 提高工业企业的经济效益为主要目标，以促进老
产品的改进和新产品的开发为核心内容。本文针 对炭黑节能降耗系统，将价值工程技术用于分析 炭黑生产中的主要节能设备。首先构建了节能设
备的功能分析系统，然后测算其成本，最后进行价 值分析,讨论炭黑生产中主要节能设备资源配置的 合理性，为不断开发具有更高 " 性价比 " 的炭黑节
能设备提供参考方向，从而进一步提升炭黑工业 的经济效益和社会效益。
2 功能分析
通过多年的工艺、设备的技术改进、创新，中 昊黑元化工研究设计院有限公司(简称：炭黑院) 逐渐建立起了以关键节能设备为核心的炭黑生产
过程节能体系[1]，包括：
※ 以炭黑高温反应器、高温空气预热器为核 心设备的炭黑反应过程降耗工艺节能体系;
※ 以急冷锅炉、高温空气预热器、余热锅炉、 新型油预热器为核心设备的炭黑高温烟气物理热 回收工艺节能体系;
※ 以尾气燃烧炉、尾气锅炉为核心设备的尾 气化学热回收工艺节能体系。
典型的新工艺炭黑节能系统如图 1 所示[2]。
通过筛选本文主要集中分析上述节能系统中 具代表性的急冷锅炉、高温空气预热器、余热锅 炉、原料油预热器四种设备。
2.1 功能分析
在炭黑生产中，回收利用高温烟气物理热是 非常重要的，回收的温度段主要从280℃(袋滤器 滤袋材料使用温度的限制)到1250℃(终止炭黑反
应温度)。上述节能设备主要是对生产过程中物 理显热的回收利用，而每种设备的作用和目标产 物亦不同。以 3 万吨 / 年油 - 气路线炭黑生产线各
节能设备分析并计算如下：
2.1.1 热能利用指数(FA)
热能利用分析主要是分析被节能设备利用热 量段的热量。原料油预热器在这4个设备中，利用 的热量段最低，因此以原料油预热器吸收的热能
为基数，得到原料油预热器热能利用指数FA4为1， 再分别计算出另外三台设备热能利用指数，计算 过程及结果汇总如下：
由表1可以看出，不考虑成本时，空气预热器 吸收的温度段的热量最多，且FA2>FA1>FA3>FA4。
2.1.2 经济效益指数(FB)
经济效益分析主要是分析节能设备的功能量 化效益，和吸收显热后产生附加产品的经济效益， 具体分析如下：
由于地域不同，各种产品价格区间如下表：
取上述表3价格的均值带入表2中，计算得出 各台设备的经济效益，并且仍然以原料油预热器 的经济效益为基数，得到其经济效益指数为FB4为
1，再计算得出另外三台设备的经济效益指数 (FB1~3)。同理，取上述表3价格的均值带入表2， 计算得出各台设备的经济效益，并且除以表1中各
设备对应的热量，得到单位经济效益指数(Fc)， 将上述功能指数汇总如下表：
3 成本分析
设备的成本按照如下公式：成本 C= 购置费用 + 使用费用
3.1 购置费用(C’)
原料油预热器的管束及其壳体均为不锈钢材 质，购置费用在20万左右，以原料油预热器的购置 费用为基数，得到其购置费用C4’为1，再计算得
到余热锅炉购置费用C3’为2.12，空气预热器购置 费用C2’为10.59，急冷锅炉购置费用C1’为1.88。
3.2 成本(C)
工艺计算中，原料油预热器将原料油由 80℃ 升温至 280℃，空气预热器将空气由常温升温至 700℃，物理加热损耗忽略不计。急冷锅炉、余热
锅炉主要消耗的是软水，按照表3中的价格均值计 算使用成本，并将其计入成本C中。得原料油预热 器的成本指数 C4 为 1，余热锅炉成本指数 C3 为
2.47，空气预热器成本指数 C2 为 10.59，急冷锅炉 成本指数 C1 为 2.06。
4 价值分析
价值分析是一种无量纲，此处价值是指分析 对象具有的必要功能与取得该功能的总成本的比 例，即功能与成本之比。将上述4台节能设备的功
能指数、成本指数及价值指数计算并汇总如下：
由表5，可以看出考虑成本时，热能利用价值：VA2<va3<va4<va1;经 p="" 价值指数有以下三种情况：<="" 济="" 效="" 益="" 价="" 值：vb2<vb3<vb4<="" vb1;单位热能经济效益价值：vc2<vc1<vc3
※ V = 1 时，即 F = C，无需改进;
※ V<1 时，即 F<c，改善方向主要是降低< p="">
※ V>1时，即F>C，改善方向是增加成本或降低功能。
据此公式及表5可以进行判断：这四台节能设 备首先需要改进的是空气预热器，且改善方向首 先是降低成本，其次是改善余热锅炉。
5 结束语
价值工程是技术与经济手段相结合，针对设 备所需要达到的功能进行设计，合理的控制设备 购置成本和使用成本，提高企业的利润。此处的
价值指数是一个相对的对比分析，是无量纲，并不 能代表设备本身的价值。在此对炭黑生产中回收 利用高温烟气物理热的四台设备的“价值”进行对
比分析，目的就是甄选出节能设备的经济效率，并 寻找出改进的方向，对于合理配置炭黑生产资源 和降耗，促进企业发展有一定的意义。 随着知识
经济时代的到来，人们对价值工程将有一个更深 刻的认识和改进，价值工程在炭黑节能生产中的 应用将具有广阔的发展前景。随着开展价值工程
活动也可以不断开发具有更高"性价比"的炭黑节 能设备。
本文提供了一种从价值工程角度出发，炭黑 单元节能系统的改进方法及思路，可能一些炭黑 生产线的节能系统配置不一定符合本文中的配置
要求，或者说文中假定的一些基准指数不全面和 准确，希望同仁们理解。
参考文献
[1] 贾春，王彦玲.炭黑生产节能体系——关键设备浅谈[J]. 炭黑工业.2015(2).
[2] 王彦玲，贾春.炭黑生产节能体系——工艺技术浅析 [C].2014年炭黑展望会论文集.
[3] 闫一野，陈海峰，张士玺.油炉法炭黑生产过程的节能 措施[J].节能.2012(1).
[4] 周志敏.新工艺炭黑全由收率的数学模型及其应用[J]. 炭黑工业.1993(1)
