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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第3期

預拌混凝土企業電耗高的原因分析及應對措施

李斌

［摘 要］電力消耗在預拌混凝土企業整個生產成本中的比例很低，每方混凝土的電力消耗在 1～5 元之間。雖然占比很低，但不同的企業之間的差距還是非常明顯的，競爭力也就發生了變化。筆者針對預拌混凝土企業在生產中的各個環節就影響電力消耗的各種因素以及應對措施表達看法。

［關鍵詞］電力消耗；高能耗落后設備；攪拌機臺時產量；問題與對策

1 高能耗落后機電設備、線路對電耗的影響

1.1 變壓器的影響

中國工信部曾發布過《高能耗落后機電設備（產品）淘汰名錄（第四批）》，該名錄涉及到3大類127項設備（產品）。其中包括變壓器52項。其中油浸式無勵磁調壓型號為S8系列的S8-30、S8-50 S8-63S8-80、S8-100、S8-125、S8-160、S8-200、S8-250、S8-315、S8-400、S8-500、S8-630、S8-800、S8-1000、S8-1250、S8-1600的變壓器有17項；型號為S9系列的S9-30、S9-50、S9-63、S9-80、S9-100 S9-125、S9-160、S9-200、S9-250、S9-315、S9-400、S8-500、 S9-630、S9-800、S9-1000、S9-1250、S9-1600的變壓器有17項；干式無勵磁調壓型號為SG(B)8-30、SG(B)8-50、SG(B)8-63、SG(B)8-80、SG(B)8-100、SG(B)8-125、SG(B)8-160、SG(B)8-200、SG(B)8-315、SG(B)8-400、SG(B)8-500、SG(B)8-630、SG(B)8-800、SG(B)8-1000、SG(B)8-1250、SG(B)8-1600、SG(B)8-2000、SG(B)8-2500的變壓器18項。

這幾類變壓器空載損耗、負載損耗、總損耗均較高，已經達不到現行標準GB 20052—2013《三相配電變壓器能效限定值及節能評價值》中的能效限定值要求，工信部要求最遲應于 2017 年底前停止使用。

變壓器的鐵損和銅損是表征變壓器內部損耗的兩個主要參數，也是變壓器運行中不可避免的能量損失。通常來講，200～400kVA變壓器的電損耗在在2%左右，鐵損在0.5%左右，而銅損則應該在1.5%左右，如果不能滿負荷運行，需再乘上負荷率（不低于10%）。由于部分預拌混凝土企業使用了老舊的變壓器，其電損遠超2%的水平。

另外變壓器損耗過高還會導致電網的供電質量下降。如果變壓器空載損耗過高會導致電壓波動很大，甚至造成負載不平衡、電源波動等問題，導致電力消耗的浪費。

老舊變壓器對電耗的影響很大，但是由于部分預拌混凝土企業建廠時間較早，該標準也沒有強制執行，多數預拌混凝土企業對此要求并不關注而沒有更換，造成目前國內很多預拌混凝土企業使用的變壓器為該淘汰的落后型號，這就直接造成了部分預拌混凝土企業電耗較高。

1.2 電動機的影響

工信部下發的《高能耗落后機電設備（產品）淘汰名錄（第四批）》還涉及到高能耗落后電動機58項。其中中小型三相異步電動機JK 系列的JK111-2、JK112-2、JK113-2、JK122-2、JK123-2、JK124-2等6項設備產品，JS 系列JS114-4、JS115-4、JS115-6、JS116-4、JS116-6、JS117-4、JS117-6、JS125-6、JS126-4、JS126-6、JS127-4、JS127-6、JS128-4、JS128-6、JS136-6、JS137-6等15項設備產品不符合標準 GB 18613—2012《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》中能效限定值要求。高壓三相籠型異步電動機JK-6kV系列JK133-2、JK134-2、JK500-2、JK630-2、JK800-2、JK850-2、JK900-2等7項設備產品，JS 系列-6kV中的 JS136-4、JS137-4、JS138-4、JS147-4、S147-8、JS148-4、JS148-6、JS148-8、JS1410-4、JS1410-6、JS1410-8、JS1410-10、JS157-4、JS157-6、JS157-8、JS157-10、JS158-4、JS158-6、JS158-8、JS158-10、JS1510-4、JS1510-6、JS1510-8、JS1510-10、JS1510-12、JS1512-4、JS1512-6、JS1512-8、JS1512-10、JS1512-12等30項設備產品不符合標準 GB 30254—2013《高壓三相籠型異步電動機能效限定值及能效等級》中的能效限定值要求。

電動機型號對電耗的影響也是一個比較復雜的問題，涉及到的因素較多。首先就是效率問題，效率的高低直接影響到電耗的高低。其次是負載特性，電動機的負載特性也會影響其電耗。再就是諸如工作環境、選型大小等多種因素也會對電耗產生較大的影響。總之電動機型號的老舊對電耗的影響還是非常顯著的。對于那些大型的、產量高用電量大的預拌混凝土企業來講，為了降低電耗建議對使用的電動機進行評估和測算。并考慮更換高效率、新型號的電動機。

1.3 用電線路的影響

不同的預拌混凝土企業用電線路距離不同，線路所用材質也不同，直接導致電耗的差異。特別是電纜的材質對電耗的影響較大，鋁芯電纜的電阻率高于銅芯電纜，單位長度的電阻率也更高。但即便如此，除非有特殊原因，也幾乎沒有哪家企業因為電纜電阻高而更換電纜。

1.4 應對措施

以上影響電耗的原因是不言而喻的，關鍵就是要根據自己的實際用電量來判定是否需要更新變壓器或者電動機。對于大型預拌混凝土企業來講，更換新型的電氣設備既是公司增加效益的手段，也是為國家節能減排承擔自己的責任。

2 電價計費政策的影響

2.1 收費方式的影響

不同的企業有不同的電價收費方式，主要有：單一電價計費方式，就是用電價格保持不變的收費方式，不管是工作日還是周末，白天還是晚上，單一電價都是一樣的；二是分時電價計費方式，也就是根據不同的時間段（如尖峰平谷）以不同的電價進行收費；三是與供電公司簽訂合同，約定電價和計費方式；四是包月電價計費方式，企業按照每月固定費用支付電費，不按實際用電量計費。不同的企業可以根據自己的實際情況與供電公司進行溝通，選擇自己合適的電費收費方式，降低自己的電力消耗和生產成本。

2.2 基礎電價的影響

企業在選擇自己的計費方式以后往往還會涉及到基礎電價的問題。基礎電價是電價體系中聯系電耗電價和基本電價的重要紐帶，也是合理補償發、供電成本，正確反映電力商品價值的重要環節。基礎電價是根據客戶變壓器容量或最大需量及國家批準的基本電價計算的電費。它有兩種計收方式，一是可以按照變壓器的額定容量來進行計收，二是也可以按最大需量計收。很多企業并不知道可以按照最大需量來進行計量收費的方式，供電公司為保證自己的營業收入也不會主動給企業說明這種計費方式。而一般的預拌混凝土企業在選擇變壓器的時候都會留出較大的富余量，這種富余量也增加了企業的電費負擔。以兩條混凝土生產線配置一個600kVA的變壓器、年產20萬方混凝土的企業為例，兩種不同的計費方式每年的電費差異大約在30萬元左右。

3 生產各個環節對電耗的影響

3.1 生產用電的影響

3.1.1 設備的空運轉帶來的影響

預拌混凝土的生產本身就是不連續的生產方式，在沒有攪拌車接料的情況下攪拌機到底是停下來還是繼續運轉，不同的操作員有不同的操作方式。有的攪拌機一旦停下來就會造成“抱軸”“掛壁”等各種增加工作量的情況。這時候操作員就讓主機一直在運轉，否則就得開展用水清洗主機并調動裝載機接水等工作。這時候還包括膠帶機的運轉，如果不把膠帶機停下來同樣會有空運轉帶來的浪費。

針對該問題的解決措施主要還是靠加強管理來實現。操作人員的責任心提高了，類似的問題也會隨之解決。

3.1.2 臺時產量的影響

臺時產量對電耗的影響也是不言而喻的。同樣的生產線在相同的時間內生產出不同方量的混凝土，單位電耗的影響往往是非常大的。攪拌機的臺時產量高低除了與攪拌機規格型號有關以外，其他方面的影響因素還有很多。最主要的還是攪拌過程中各個環節的時間問題。一個完整的攪拌過程由以下幾個環節構成：

（1）骨料投料時間。各種骨料通過裝載機或者皮帶機進入到配料倉，再進入到骨料稱倉計量。經皮帶機（一般是一條平皮帶一條斜皮帶）進入到主機頂部的中間倉，隨后進入到主機進行攪拌。正常情況下骨料從配料倉落入到計量倉以及從計量倉落入到皮帶機的時間是可以不考慮的，因為這兩個時間一般不會影響到生產時間。但是如果由于物料水分大、顆粒細以及粘度大等原因，就可能造成下一個環節的等待，從而耽誤生產時間。從皮帶機進入到中間倉的時間在一般情況下也不用考慮，但如果選型不好，比如膠帶機過窄或者運行速度太慢同樣也會造成生產時間的等待。但是這三個時間是顯性的，也就是在生產中是可以很容易被發現的。如果出現這種情況生產人員會根據骨料稱的計量結果顯示以及中間倉的模擬信號發現，從而采取人工處理或者技改的措施。接下來的時間往往就不容易被人關注，也就是骨料從中間倉進入到攪拌機的時間。所有物料中只有中間倉沒有稱重功能，其投料時間是系統設定的，并非是實際的，它是從投料開始計時，然后延時N秒后關門，這個N秒是系統設定，一般會比實際長10秒左右，也就是中間倉已經投料完畢但仍然會延時10秒關門，為的是保證所有的物料投放干凈。正是因為有這種安全措施導致了生產時間的延長。而且是延長了攪拌時間，假如我們設定攪拌30秒，其實是攪拌了40秒。

（2）粉料投料時間。粉料從粉料倉經螺旋鉸刀進入到攪拌機頂部的計量倉，然后落入到攪拌機。不同的生產系統設置粉料卸料的方式也不盡相同，比較科學的是等骨料卸到約三分之一的時候開始卸粉料，然后和骨料同時卸完。但也有的粉料稱投料會延時M秒，此時骨料已經基本投完了，目的是先讓骨料蓋住大軸，粉料撒不到軸上，避免抱軸。這種設置的后果就是粉料在上骨料在下，形成分層，粉料投完的瞬間攪拌機高峰電流值很高，而且持續時間長，攪拌時間長，造成混凝土攪拌不均勻，攪拌刀、攪拌臂、耐磨襯板等易損件磨損隨之加大。再就是有的粉料卸料口太大，料點也高，投料速度太快，會加大攪拌的負荷，降低攪拌效率。干料還會撒到軸上，造成抱軸。

（3）攪拌時間。預拌混凝土的攪拌時間一般是和預拌混凝土的種類及型號有關，這個時間是各企業的技術人員根據預拌混凝土的出機狀態進行調整的。和季節也有很大關系。《混凝土攪拌站設計規范》對攪拌時間的設定一般是夏季不低于30秒，冬季不低于45秒。一些標準和規范對不同強度等級的攪拌時間也有具體的規定，比如強度等級在C35～C60的混凝土，其攪拌時間為60秒，如果是抗滲、抗凍或者添加其他特種外加劑的在原基礎上增加10～30秒。影響攪拌時間的因素還包括骨料的潔凈度以及是否有大塊，主機的攪拌臂、攪拌刀的布局以及磨損程度等等。總之不管是什么原因，攪拌時間的延長直接導致了電耗的升高。

（4）卸料時間。攪拌機的卸料時間一般也是系統設定的，同時也可以人工隨時調整。多數攪拌站的卸料時間為半開門15秒、全開門10秒。影響卸料時間的原因和攪拌機的規格型號、預拌混凝土的粘稠度和卸料口的形狀及攪拌車接料斗的形狀有關。

以上四個環節的時間直接決定了一個攪拌全過程的時間，也決定了一個機組的臺時產量，最終決定了企業的發貨速度和每方混凝土的電力消耗。這四個環節比較理想的指標，也是預拌混凝土業界的專家們不斷追求的一個指標，叫做“60秒工程”。也就是誰能夠做到在60秒內完成一盤混凝土生產的全過程，這個攪拌站也就在節能和效率上達到了比較理想的水平。

解決措施：解決一個預拌混凝土企業生產線的臺時產量問題并不是一件容易的事情，需要針對以上出現的問題逐一解決。關鍵還是靠領導的重視和職能部門的管理，以及加大創新力度。目前國內已經有許多致力于解決預拌混凝土企業生產線產能問題的技改專家。諸如“攪拌站均化投料法”的應用，該方法一是縮短了各個環節的投料時間；二是通過預均化縮短了攪拌時間，不但提高了產量還降低了電流；三是解決了主機抱軸的問題，大大減輕了清理主機的勞動強度，降低了安全風險；四是通過加大收塵效果，實現了攪拌過程的可視化監控。

3.1.3 其他方面的影響

影響臺時產量的其他因素還有：一是攪拌車與攪拌機的匹配度。舉例來說，12方的攪拌車在3方機生產時每車生產4盤，如果是13方的車就得生產5盤，攪拌車雖然大了但是時間也延長了很多，臺時產量隨之下降。二是操作員的操作水平。好的操作員不但能夠有效提高攪拌機產量，還能夠確保預拌混凝土的質量，甚至是一些熟練的操作員兼職試驗員和調度員。三是車輛的多少。攪拌車數量少導致長時間的等待同樣會造成電耗的升高。四是調度發貨程序的復雜程度。有的企業信息化水平較高，但是也造成了發貨的不順暢。司機裝完車以后還得跑上跑下地去拿發貨單，再去出廠檢驗簽字，去拿過磅小票，經過環保洗車平臺停留DS秒后才能起桿放行等等，也造成了發貨速度的延緩。五是司機的駕駛水平。攪拌車倒車進行接料的速度在很多時候也是造成了攪拌機臺時產量不高的原因。

3.2 試驗室的影響

根據預拌混土質量管控的需要，相關標準和規范對預拌混凝土企業試驗室的檢測環境的溫濕度做出了規定和要求。為保持這些溫濕度的要求，各個檢測室都安裝了空調、溫濕度控制儀等設備。試驗室各檢測室數量的不同、保溫效果的不同，以及這些空調功率的大小、空調能耗等級的差異、標準養護室的設計方式等等都對電耗造成了影響。這些用電設備對電耗的影響同樣不可小覷。

3.3 環保設備的影響

不同地區對預拌混凝土企業的環保要求不盡相同，所投入的環保設備也不同。例如砂石分離機和泥漿回收系統，這些設備必須間歇式運轉才能保證泥漿不沉淀在泥漿池里。一旦發生停電或者設備故障，清理泥漿池的工作也很麻煩。還有一些為降塵的噴淋設備，為定期進行噴淋，水井泵也要間歇式的運行，才能保證管道的壓力和噴淋的運行。這些連續運轉的設備的電力消耗不容小覷。例如一個站點有6個泥漿攪拌池，每個攪拌池的電機功率是22千瓦，每天運行10個小時，一天的電力消耗大約在1000kWh左右。其他諸如還有揚塵監管系統、揚塵在線設備以及環保設備的運行，都會造成電力消耗的上升。

3.4 生活用電的影響

3.4.1 無節制的生活用電影響

有的預拌混凝土企業是一個獨立的社會單元，吃、住、生產都在一個區域。如果生活用電和生產用電沒有分開也會造成在電耗數據上有很大的差別。實踐證明生活用電在整個站點的用電占比并不低。無節制的生活用電和粗放式的管理方式也會造成電耗的增加。

3.4.2 建議措施

增加一個電度表的成本并不高，一個好的電度表價格也就是幾百塊錢左右。建議不但要將生產用電和生活用電分開，還要將不同的用電設備分開，便于準確分析哪些設備或者環節電力消耗過高，從而便于分析并拿出解決方案。增加電度表還可以分析電損的多少，從而判定哪些設備和環節屬于高能耗落后設備。

3.5 跑冒滴漏的影響

“跑、冒、滴、露”不但表現在無形的管理上，也表現在水、電、氣上。比如壓縮空氣的漏氣會導致空氣壓縮機的頻繁啟動，漏水會造成水機泵的頻繁啟動。本身這些用電設備的功率也不小，長時間的運轉也會造成電力消耗的升高。

4 結束語

經過三十年狂飆式高速發展，在后疫情時代的當下，受經濟下行大趨勢、房地產緊縮、建筑業低迷等因素疊加影響，混凝土行業總體發展形勢、趨勢日趨困難。建筑行業已經進入到衰退期，開始加速市場洗牌；價格持續下行，行業進入微利周期，廣大中小微商砼企業淪為社會打工人，相當多的企業運營困難，甚至出現虧損；行業平均閑置產能高達80%以上，開始嚴重內卷內耗；價格戰致使部分企業觸達成本和性能臨界點，質量事故頻發，隨之監督力度加大；連續兩年來，房地產業相關環比和同比數據持續大幅下降。“活下去”儼然成為企業的最高綱領。在這種情況下，精細化管理已經成為預拌混凝土企業生存下去的必經之道。

參考文獻

[1] 中華人民共和國工業和信息化部．2016 年第 13號．高耗能落后機電設備（產品）淘汰目錄（第四批）[EB/OL]．https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/gg/art/2020/art_4c79221c10534566a220faa23eb9b76e.html.

供稿人：李斌

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標準規范】

《建筑固廢再生砂粉應用技術規范》行標

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術規程》CECS

《預拌混凝土使用說明書》團標

《砂漿和混凝土用石屑》團標

《預拌混凝土產品質量追溯規范》團標

【會議培訓】

2025全國混凝土行業創新發展與廢棄物資源再生技術交流大會

第十屆全國建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會暨中國砂石協會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續發展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預拌（商品）混凝土應用技術和工藝技能線上培訓

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實操教學線上培訓

【咨詢服務】

科技成果評價

預拌混凝土質量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術咨詢

課題研究

研發中心建設

產品檢測

綠色建材產品認證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護結構自保溫技術體系》推廣等

【建材“雙碳”業務】

低碳膠凝材料研發與制備

復合摻合料和再生復合摻合料研發與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應用技術

建筑垃圾再生輕粗骨料技術

碳化再生骨料制備技術

【期刊著作】

《新技術在混凝土中的應用》圖書

《常見預拌混凝土質量事故分析百例》圖書

《預拌混凝土企業標準化試驗室建設指南》圖書

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