機(jī)械制造企業(yè)能源管理體系要求應(yīng)用示例

1、機(jī)械制造企業(yè)能源管理體系要求應(yīng)用示例B.1 零部件制造企業(yè)能源評(píng)審和策劃的應(yīng)用案例B.1.1 企業(yè)概況某零部件制造企業(yè)，包括：熔煉、造型、 清理、機(jī)械加工四個(gè)生產(chǎn)車間及一個(gè)動(dòng)力車間。產(chǎn)品有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、離合器殼；變速箱殼體；車橋殼體等。鑄件材質(zhì)有HT250、HT300灰鑄鐵；QT450-10、QT400-15球墨鑄鐵。生產(chǎn)采用冷風(fēng)沖天爐及感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉（部分鑄件單用感應(yīng)電爐熔化）及粘土砂濕型造型、冷熱芯盒制芯工藝，具有熱處理及機(jī)加工能力，年生產(chǎn)能力為12萬(wàn)噸鑄鐵件，分別用于汽車、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械及中小型船舶，2012年實(shí)際生產(chǎn)10萬(wàn)噸。B.1.2 能源評(píng)審輸入及能源管理現(xiàn)狀初步分析B.1.

2、2.1 工藝流程該廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程參見(jiàn)圖B.1。圖B.1主要生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程B.1.2.2 采集分析能耗和能效數(shù)據(jù)，編制能源管理基礎(chǔ)圖表.1 噸出廠鑄鐵件能源結(jié)構(gòu)2012年噸出廠鑄鐵件能源結(jié)構(gòu)參見(jiàn)表B.1。表B.1 2012年噸出廠鑄鐵件能源消耗結(jié)構(gòu)能耗及占比能源結(jié)構(gòu)電力焦炭天然氣柴油新水合計(jì)能源單耗/t出廠鑄鐵件1500（kWh）180（kg）20（m3）10（kg）1（t）能源比例（%）70.224.13.662.00.01100注：該廠電力標(biāo)煤系數(shù)采用2012年公布的等價(jià)值0.34kgce/kWh計(jì)算從表B.1可見(jiàn)，該廠的主要用能品種為電力和焦炭，合計(jì)占用能總量的94.3%。.2

3、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗 2012年該廠產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗經(jīng)計(jì)算結(jié)果為624kgce/t鑄件。.3 能流示意圖該廠能流示意圖參見(jiàn)圖B.2。圖B.2零部件廠能流示意圖注：通過(guò)能流圖可了解全廠能源使用的種類、來(lái)源、轉(zhuǎn)換及分配的流向以及最終用途。.4 能源流向 2012年能源流向一覽表表參見(jiàn)B.2，其中能耗較大的部門是熔煉、清理和造型三個(gè)生產(chǎn)車間和空壓站，為主要能源使用的區(qū)域。 表B.2 2012年能源流向一覽表能源主要生產(chǎn)系統(tǒng)輔助生產(chǎn)系統(tǒng)附屬系統(tǒng)折標(biāo)煤合計(jì)(萬(wàn)tce)種類(折標(biāo)系數(shù))單位（標(biāo)煤）熔煉車間造型車間清理車間機(jī)加車間變電站空壓站天然氣調(diào)壓站柴油庫(kù)供水站辦公照明運(yùn)輸食堂浴室電力（0.34）億

4、kW·h（萬(wàn)tce）0.36（1.23）0.30（1.02）0.40（1.36）0.08（0.27）1.5（5.1）0.13（0.44）0.04（0.136）0.04（0.136）0.05（0.17）0.05（0.17）0.03（0.10）0.02（0.06）5.1焦炭（0.9714）萬(wàn)t（萬(wàn)tce）1.8（1.75）1.75天然氣（13.3）萬(wàn)m3（tce）100（1330）200(2660)50（665）50（665）0.266柴油（1.4571）t（tce）1000(1457)1000（1457）0.1457新水（0.857）萬(wàn)t（tce）2（1.71）2（1.71）2（1.7

5、1）0.5（0.43）0.5（0.43）10（8.57）1（0.86）1（0.86）0.00086折標(biāo)煤合計(jì)萬(wàn)tce3.1141.0211.3610.2710.4420.1360.1360.170.31570.10060.12657.26所占比例%4314.2193.86.11.91.92.34.41.41.8100%B.1.2.3 主要終端耗能工序、設(shè)備設(shè)施的識(shí)別分析通過(guò)對(duì)各車間能源消耗的計(jì)算，識(shí)別出雙聯(lián)熔煉、鑄件熱處理和樹(shù)脂砂制芯過(guò)程是占比例最大的終端耗能工序，主要能源使用區(qū)域涉及的設(shè)備設(shè)施能耗狀況及比例參見(jiàn)表B.3。表B.3 主要能源使用區(qū)域涉及的設(shè)備設(shè)施能耗狀況及比例車間工序設(shè)備設(shè)施消

6、耗能源能耗占比（%）主要用能設(shè)備輔助用能設(shè)備熔煉車間雙聯(lián)熔煉冷風(fēng)沖天爐、感應(yīng)電爐除塵設(shè)備、應(yīng)急發(fā)電機(jī)、循環(huán)冷卻水設(shè)備、叉車焦炭、電力、新水、壓縮空氣、軟水53烘包/爐前處理及澆注鐵水包、烘包器、澆注機(jī)雙制動(dòng)吊車、除塵設(shè)備電力、天然氣3造型車間砂處理混砂機(jī)及砂處理系統(tǒng)舊砂再生設(shè)備、除塵設(shè)備、叉車電力、新水、壓縮空氣5粘土砂造型靜壓造型線、擠壓造型線除塵設(shè)備電力、壓縮空氣、新水4樹(shù)脂砂制芯覆膜砂熱芯機(jī)、三乙胺冷芯機(jī)除塵、除霧設(shè)備電力、壓縮空氣、新水10清理車間落砂除芯落砂機(jī)、除芯機(jī)除塵設(shè)備、吊車、叉車電力、壓縮空氣3后處理砂輪機(jī)、拋丸機(jī)、切割設(shè)備除塵設(shè)備、吊車、叉車電力、壓縮空氣、氧氣、乙炔、新水

7、7熱處理箱式電阻爐、臺(tái)車式電阻爐吊車、叉車電力、壓縮空氣11機(jī)加車間機(jī)械加工普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床吊車、叉車電力、壓縮空氣4注：輔助生產(chǎn)、附屬系統(tǒng)能耗已按比例分?jǐn)偟奖韮?nèi)終端耗能工序中。B.1.2.4 主要用能設(shè)備熱效率測(cè)試計(jì)算因冷風(fēng)沖天爐是該廠能耗最大的設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行了熱平衡及熱效率測(cè)試與計(jì)算，結(jié)果表明冷風(fēng)沖天爐熱效率只有26%，有很大提高潛力，冷風(fēng)沖天爐熱平衡及熱效率測(cè)試與計(jì)算結(jié)果參見(jiàn)表B.4 。表B.4 冷風(fēng)沖天爐熱平衡及熱效率測(cè)試與計(jì)算結(jié)果（以熔化1噸鐵料計(jì)）測(cè)試條件測(cè)試與計(jì)算結(jié)果熱效率設(shè)備名稱冷風(fēng)沖天爐序號(hào)項(xiàng)目熱量（kJ）占比例（%）容量15t/h1排出煙氣帶走的物理熱9724701192

8、6%2焦炭不完全燃燒的化學(xué)熱損失204732040燃料焦炭3爐壁及冷卻水散熱損失511830104爐渣、金屬殘料熱損失2559155鐵液出爐溫度150051噸鐵料從室溫熔化到1500鐵液所需熱量（有效熱鐵料從室溫熔化到1500鐵液實(shí)際消耗熱量5118300100B.1.3 識(shí)別主要能源使用根據(jù)對(duì)表B.3的分析，該廠能源消耗占比較大并具有能源績(jī)效改進(jìn)潛力的是熔煉車間的雙聯(lián)熔煉、造型車間的樹(shù)脂砂制芯和清理車間的熱處理，因此其主要能源使用的工序/設(shè)備參見(jiàn)表B.5。表B.5 主要能源使用的工序/設(shè)備序號(hào)區(qū)域（車間）主要用能工序主要用能設(shè)備主要能源類別能耗占比1熔煉車間沖天爐/

9、感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉冷風(fēng)沖天爐、感應(yīng)電爐焦炭、電力53%2造型車間樹(shù)脂砂制芯覆膜砂熱芯機(jī)、三乙胺冷芯機(jī)電力10%3清理車間鑄鐵熱處理箱式電阻爐、臺(tái)車式電阻爐電力11%B.1.4 主要能源使用相關(guān)變量（影響因素）分析對(duì)主要能源使用的工序/設(shè)備的相關(guān)變量進(jìn)行分析，參見(jiàn)表B.6。表B.6 主要能源使用的工序/設(shè)備的相關(guān)變量分析序號(hào)主要用能工序相關(guān)變量（影響因素）相關(guān)變量分析現(xiàn)狀存在問(wèn)題可選措施1雙聯(lián)熔煉（沖天爐熔化）焦炭品種及性能、鐵焦比、排煙溫度、排煙處CO體積分?jǐn)?shù)、余熱回收率、沖天爐熱效率使用冶金焦，強(qiáng)度低，反應(yīng)能力過(guò)強(qiáng),不符合法規(guī)要求沖天爐爐氣余熱未回收利用鐵焦比很低（7：1），焦炭消耗過(guò)高， 沖

10、天爐熱效率很低（26%） 可以采用鑄造用焦炭，提高鐵焦比 回收沖天爐爐氣余熱，提高沖天爐熱效率雙聯(lián)熔煉（感應(yīng)爐升溫保溫）感應(yīng)電爐功率因數(shù)、電源高次諧波、感應(yīng)電爐熱效率有一臺(tái)10t工頻電爐，為落后設(shè)備，能耗很高一臺(tái)中頻感應(yīng)電源無(wú)就地功率補(bǔ)償并存在高次諧波感應(yīng)電爐功率因數(shù)低，電力消耗及無(wú)功損耗大更換工頻電爐為中頻電爐，降低能耗對(duì)中頻感應(yīng)電源就地功率補(bǔ)償2樹(shù)脂砂制芯芯盒溫度、硬化時(shí)間、射砂時(shí)間80%采用覆膜砂熱芯工藝，芯盒溫度280300熱芯盒制芯工藝電力消耗大采用冷芯盒工藝，減少電力消耗3鑄鐵熱處理原鐵液成分、孕育劑球化劑成分及處理工藝、澆注溫度及速度、熱處理電耗、高溫退火溫度、保溫時(shí)間兩種球鐵件

11、采用高溫退火熱處理球鐵高溫退火熱處理的電力無(wú)謂消耗大采用先進(jìn)的無(wú)退火的鑄態(tài)球鐵技術(shù)，取消高溫退火B(yǎng).1.5 識(shí)別改進(jìn)能源績(jī)效機(jī)會(huì)并排序根據(jù)表B.6 的結(jié)果，并對(duì)對(duì)主要能源使用的工序/設(shè)備進(jìn)行節(jié)能診斷，識(shí)別改進(jìn)能源績(jī)效的機(jī)會(huì)。按照其技術(shù)、資金難易程度、需求迫切性、投資回報(bào)期，作出排序，能源績(jī)效改進(jìn)機(jī)會(huì)識(shí)別及排序結(jié)果參見(jiàn)表B.8。表B.8 能源績(jī)效改進(jìn)機(jī)會(huì)識(shí)別及排序排序改進(jìn)機(jī)會(huì)現(xiàn)狀改進(jìn)措施內(nèi)容實(shí)現(xiàn)目標(biāo)排序1沖天爐采用鑄造焦替代冶金焦，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)沖天爐焦炭消耗過(guò)高試驗(yàn)并優(yōu)化鑄造焦冶煉的工藝參數(shù)優(yōu)選鑄造焦供應(yīng)商同樣鐵液質(zhì)量，鐵焦比由7：1提高到8：1優(yōu)先，第一年實(shí)施2采用鑄態(tài)球墨鑄鐵技術(shù)，取消球墨鑄

12、鐵件高溫退火球墨鑄鐵熱處理電力無(wú)謂消耗大優(yōu)化熔煉、球化孕育及澆注工藝，采用鑄態(tài)球墨鑄鐵技術(shù)取代高溫退火球墨鑄鐵件鑄態(tài)滿足金相和力學(xué)性能要求，取消退火優(yōu)先，第一年實(shí)施3降低感應(yīng)電爐電力消耗和無(wú)功損耗感應(yīng)電爐電力消耗及電源無(wú)功損耗大10t工頻爐改用8噸中頻爐；兩臺(tái)8噸中頻爐采用“一拖二”電源節(jié)電20%-30%第二年實(shí)施采用無(wú)功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備提高功率因數(shù)功率因數(shù)從0.80提高至0.95第二年實(shí)施4提高冷芯制芯工藝比例，降低制芯工序能耗熱芯盒制芯工藝能耗過(guò)高采用“冷芯代熱芯工藝”，使冷芯比例提高至80%降低制芯電耗30%第二年實(shí)施5回收利用沖天爐爐氣余熱沖天爐爐氣余熱未回收利用“采用熱風(fēng)沖天爐替代

13、冷風(fēng)沖天爐”充分回收爐氣中的化學(xué)熱及物理熱節(jié)約熔煉能耗25%30%調(diào)研后，第三年實(shí)施B.1.6 能源策劃輸出B.1.6.1 能源策劃輸出的內(nèi)容a) 能源基準(zhǔn)b) 能源績(jī)效參數(shù)c) 能源目標(biāo)指標(biāo)d) 能源管理實(shí)施方案B.1.6.2 能源基準(zhǔn)年及各相關(guān)數(shù)值的確定原則和方法a）該廠2012年生產(chǎn)穩(wěn)定，能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)比較齊全、真實(shí)可靠，以該年的數(shù)據(jù)作為能源基準(zhǔn)，參見(jiàn)。b）能源基準(zhǔn)應(yīng)符合行業(yè)相關(guān)限額標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)；能源目標(biāo)指標(biāo)應(yīng)結(jié)合企業(yè)情況，在能源基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上確定；能源績(jī)效參數(shù)應(yīng)根據(jù)企業(yè)主要能源使用和主要用能設(shè)備設(shè)施的情況確定。B.1.6.3 能源基準(zhǔn)、標(biāo)桿、績(jī)效參數(shù)及目標(biāo)指標(biāo)根據(jù)上述原則和方法，

14、建立能源基準(zhǔn)、標(biāo)桿、績(jī)效參數(shù)及目標(biāo)指標(biāo)，參見(jiàn)表B.9。表B.9 能源基準(zhǔn)、績(jī)效參數(shù)、目標(biāo)指標(biāo)及標(biāo)桿一覽表類別層級(jí)能源績(jī)效參數(shù)能源基準(zhǔn)能源目標(biāo)指標(biāo)能源標(biāo)桿（參考）2014年2015年2016年能耗公司級(jí)t鑄鐵件綜合能耗（kgce/t）624540440420380車間級(jí)沖天爐熔煉t鐵液能耗(kgce/t)175148125105100感應(yīng)電爐熔化t鐵液電耗（kWh/t）800700600550500感應(yīng)電爐保溫t鐵液電耗（kWh/t）200180150120100球鐵件高溫退火電耗（kWh/t）5502505000灰鐵件去應(yīng)力退火電耗（kWh/t）330320310300230工序級(jí)空氣壓縮機(jī)用

15、電單耗（kWh/m3）0.1400.1300.1100.1050.100能效公司級(jí)全廠用電功率因數(shù)0.930.930.940.950.95車間級(jí)沖天爐熱效率（%）2630324850中頻感應(yīng)電爐功率因數(shù)0.800.820.900.920.95沖天爐爐氣余熱回收率（%）0004045用能工序/設(shè)備工藝參數(shù)工序設(shè)備級(jí)沖天爐沖天爐出鐵溫度（）14801500150015001520沖天爐鐵焦比7：18：18：18.5：19：1沖天爐送風(fēng)溫度（）252525450500沖天爐排煙溫度（）2502202205040排煙中CO體積分?jǐn)?shù)（%）16151520請(qǐng)核實(shí)數(shù)據(jù)，功率因數(shù)需要大于0.9，但并不是越高越

16、好。沖天爐排煙溫度到40度，如何達(dá)到。排煙中CO體積分?jǐn)?shù)0是不可能的。B.1.6.4 能源目標(biāo)、指標(biāo)、管理實(shí)施方案一覽表為實(shí)現(xiàn)上述能源目標(biāo)指標(biāo)，以持續(xù)改進(jìn)績(jī)效，制訂動(dòng)態(tài)的節(jié)能目標(biāo)、指標(biāo)和管理實(shí)施方案，參見(jiàn)表B.10。表B.10 能源目標(biāo)、指標(biāo)和能源管理實(shí)施方案一覽表能源目標(biāo)能源指標(biāo)能源管理實(shí)施方案實(shí)施時(shí)間序號(hào)項(xiàng) 目序號(hào)項(xiàng) 目序號(hào)項(xiàng) 目啟動(dòng)完成1節(jié)約焦炭，提高沖天爐熱效率1通過(guò)優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)，節(jié)約焦炭10%以上，熱效率由26%提高到30% 1采用鑄造焦替代冶金焦2014年1月2014年3月2通過(guò)回收利用煙氣余熱，節(jié)約焦炭30%，熱效率由30%提高到48%2采用長(zhǎng)爐齡熱風(fēng)沖天爐替代冷風(fēng)沖天爐2016

17、年1月2016年4月2提高重點(diǎn)用電設(shè)備的電能利用率3提高感應(yīng)電爐功率因數(shù)和電能利用率淘汰無(wú)芯工頻電爐熔化，節(jié)電2030%提高20t中頻保溫電爐功率因數(shù)，由0.80提高至0.953“一拖二”中頻電爐熔化替代無(wú)芯工頻電爐熔化2014年10月2014年11月420t中頻電源配置無(wú)功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備2014年10月2014年12月3優(yōu)化工藝路線，杜絕能耗浪費(fèi)4鐵素體球墨鑄鐵取消熱處理，全廠熱處理能耗降低60%5采用鑄態(tài)球墨鑄鐵技術(shù)，取消球鐵件高溫退火2014年4月2014年6月4采用節(jié)能技術(shù)與設(shè)備，降低能耗5降低制芯電耗30%6采用“冷芯盒替代熱芯盒工藝”提高冷芯工藝比例2015年10月2015年1

18、2月B.1.6.5 能源管理實(shí)施方案能源管理實(shí)施方案和能源管理實(shí)施方案內(nèi)容及檢查表參見(jiàn)表B.11和表B.12。表B.11 能源管理實(shí)施方案節(jié)能目標(biāo)提高全廠和重點(diǎn)用電設(shè)備的電能利用率節(jié)能指標(biāo)提高20噸中頻感應(yīng)電爐功率因數(shù)，由0.80提高至0.95管理方案20噸中頻感應(yīng)電源配置無(wú)功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備負(fù)責(zé)部門動(dòng)力車間配合部門采購(gòu)部，熔煉車間控制的重要能源使用消耗感應(yīng)電爐電力消耗及無(wú)功損耗大經(jīng)費(fèi)預(yù)算50萬(wàn)元完成時(shí)間2013.12步驟工作內(nèi)容實(shí)施部門負(fù)責(zé)人啟動(dòng)時(shí)間1進(jìn)行技術(shù)方案設(shè)計(jì)，提出改造方案，并確定能源績(jī)效改進(jìn)的方法及對(duì)其效果進(jìn)行驗(yàn)證的方法動(dòng)力車間熔煉車間2014.102014.102根據(jù)技術(shù)方案，選擇合格技改外包方采購(gòu)部2014.10