锻造厂空气模锻锤EMC改造

1、案例名称锻造厂空气模锻锤改造 Air Hammer Renovation in Jinan Forging Factory 案例摘要本案例于1998年实施，是利用国内技术和国产设备，将1台5吨空气模锻锤改造成同吨位同型式的电液锤。投资70.8万元，年可节电70万千瓦时，年可减排二氧化碳158吨碳，年可获综合节能效益56.65万元，项目简单投资回收期为1.24年。Abstract: This case was implemented in 1998, which is about to renovate a 5-ton air forging hammer into a similar type

2、 of electro-hydraulic hammer by using domestic technology and equipment. This needs 708 thousand RMB yuan investment. After renovation, it can save electric power of 700 MWh and reduce CO2 emission of 158 tc annually. The annual comprehensive energy saving benefits is 566.5 thousand RMB yuan, and th

3、e simple investment repayment period is 1.24 years. 案例业主济南市锻造厂是锻造专业生产企业，主要生产汽车、压路机、装载机等配套锻件，年产量8000吨，产品出口美、英、德、新等国及香港；生产经营良好，信誉等级高（AAA级）。案例实施者山东省节能工程有限责任公司，详见附录2。原系统及耗能情况本案例拟改造的5吨模锻锤，由3台（2用1备）130千瓦电机拖动的空压机提供动力。原系统耗能情况如表1所示。表1 原系统年耗能情况锻件生产量（t）耗电量(kWh)年耗能量(tce)吨锻件耗电(kWh/t)962337434135350.8注：表中生产量和耗电量是

4、此锻锤建成投产后3个月的统计值。案例内容本案例是将1台5吨模锻锤的动力由压缩空气改为液压系统。具体内容如下述。（1）拆除原用气缸及锤杆、锤头，代之以液压动力头及配套锤杆、锤头；（2）购装一套2×45千瓦的液压动力系统，取代原3台130千瓦空压机；（3）使用原机装、砧座，组装成电液锤；（4）系统调试及试运行。案例于1997年8月签订节能服务合同，1998年4月验收并投入使用。新系统及耗能情况案例实施后，该5吨模锻锤的动力由2×130千瓦空压机，改为2×45千瓦的油压机，所以，锻锤生产能耗大大降低，该锤年产3000吨锻件，新系统耗能情况详见表2。表2 新系统年耗能情况

5、锻件生产量（t/a）锻件单耗(kWh/t)生产耗电量(kWh/a)年耗能量(tce/a)3000121.4364200145节能效果及其确认（1）年节能量及年节能效益案例实施后，年节能量和年节能效益见表3。表3 年节能量及年节能效益锻件产量 （t/a）原系统单耗(kWh/t)新系统单耗(kWh/t)年节电量(104kWh/a)年节能量(tce/a)年节能效益 (104yuan/a)3000350.8121.469.8227951.67注：“年节能量”及“年电量”栏中含节约冷却水泵耗电10000千瓦时，电价为0.74元/千瓦时。 此外，由于空压机停止使用，每年约节运行费用4.98万元，故案例综合

6、效益为56.65万元。（2）节能量的确认 案例实施者与业主共同确认，以案例实施前该锤生产锻件单耗及年产3000吨锻件为基准数； 案例实施后用配套的电度表计量几种主要锻件某1时段的耗电量，计算出平均单耗；用改后平均单耗与基准单耗比较，用确认的锻件产量即可得出本案例实施后的年节能量。节能项目贷款碳贷通 节能项目保险-碳险通节能公司融资评级 节能项目交易 史小姐： 郑先生：（3） 寿命期节能量案例所用之设备使用寿命按10年计，寿命期可节电700万千瓦时。环境效果案例实施后，主要大气污染物的减排效果如表4所示。表4 主要大气污染物减排效果年减排量寿命期减排量CO2（tc/a）SO2（t/a）TSP（t

7、/a）CO2（tc）SO2（t）TSP（t）1585415805040投资情况（1） 合同额：70.80万元；（2） 资金来源：由案例实施者出资，其中部分用世界银行资金，其余实施者自筹；（3） 合同类型：节能效益分享型合同，案例实施者在案例验收后2年期间，用分享节能效益的方式收回投资；（4） 项目简单投资回收期：1.24年。寿命期业主的收益案例寿命期内业主的收益如表5所示。表5 现金流量表 单位:万元 年 度0123910项目现金流-70.856.6556.6556.6556.64556.65业主现金流021.2521.2556.6556.6556.65节能设备案例所用的液压传动装置是标准定型

8、系列产品，技术成熟，正规企业的产品质量可靠，货源有保障；锻锤动力头是非标准设备，经过十多年的使用和改进，质量已有保证，货源可满足需求。参考资料：利用气压或液压等传动机构使落下部分（活塞、锤杆、锤头、上砧（或上模块），产生运动并积累动能，在极短的时间施加给锻件，使之获得塑性变形能，完成各种锻压工艺的锻压机械称为锻锤。锤头打击固定砧座的为有砧座锤；上下锤头对击的对击锤为无砧座锤。【词语】：锻锤 【注音】：duàn chuí 【释义】：金属压力加工用的机器，由动力带动锤头锤打而产生压力。常见的有空气锤、蒸汽锤等。 编辑本段一、锻锤的工作原理锻锤以很大的砧座或可动的下锤头作为打击的

9、支承面，在工作行程时，锤头的打击速度瞬间降至零，工作是冲击性的，能产生很大的打击力，通常会引起很大的振动和噪音。 锻锤的规格通常以落下部分的质量来表示，但因它是限能性设备，其确切的性能参数应是打击能量。 锻件在锤上的成形过程是打击过程，可利用力学上的弹性正碰撞理论分析其打击过程的特性。由此可见，锻锤是一种冲击成形设备，工作过程中各主要零部件承受冲击载荷，并有振动传向基础和周围环境，因此，研究锻锤的打击过程、分析锻锤打击效率和打击力是锻锤整机设计及性能分析、零部件强度校核和锻锤振动分析的基础。 编辑本段二、锻锤的打击效率和打击刚性锻锤的打击过程分为两个阶段。 第一阶段为加载阶段。打击开始时锤头的

10、速度为V1，砧座的速度V2=0。在此阶段，随着砧块（或模具）彼此接近而致使锻件成形。第一阶段结束时，锤头和砧座达到一致的下沉速度V，这时锻件变形最大，砧座及基础下沉，落下部件的动能转化为锻件的塑性变形能、锤击系统内部的弹性变形能和系统运动的动能。对击锤，上下锤头相互靠拢，这能改善打击时钢带的受力状况。 第二阶段为卸载阶段。第一阶段末锤击系统所具有的弹性变形能在第二阶段释放    锻锤 图2，导致打击终了后锤头和砧座或上下锤头的反向分离，其速度分别达到U1和U2，此时二者开始分离。有砧座锤砧座以初速度U2的初速度打击基础，严重的地面冲击振动由此产生，无砧座锤上、下锤头是在空中

11、堆积，地面上基本上无冲击振动。 编辑本段三、锻锤的打击力锻锤是限能量的锻压设备，它的主要性能参数是落下部分的打击能量。但是，对其可能产生的打击力亦应有其度量准则，以满足锻锤零件的强度校核、模具承压面的确定及正确选用和使用设备的需要。 编辑本段锻锤的分类锻锤的种类很多，按打击特性分，有对击锤和有砧座锤；按工艺用途分，有自由锻锤、模锻锤和板料冲压锤；按向下行程时作用在落下部分的力分为单作用锤和双作用锤。单作用锤工作时，落下部分为自由落体；双作用锤在向下行程时，落下部分除受重力作用外，还受压缩空气或液压力的作用，故打击能量较大。通常按驱动形式将锻锤分为以下四类： 一、蒸汽空气锤 以来自动力站的蒸汽或

12、压缩空气作为工作介质，通过滑阀配汽机构和汽缸驱动落下部分作上下往复运动的锻锤称为蒸汽空气锤。工作介质通过滑阀配汽机构在工作汽缸内进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部分的动能，从而完成锻件变形。 二、空气锤 空气锤有工作缸和压缩缸，两缸之间由旋阀连通。其工作介质也是压缩空气，    锻锤它在压缩活塞和工作活塞之间仅起柔性连接作用。电动机通过减速机构带动曲拐轴旋转，驱动压缩活塞作上下往复运动，使被压缩的空气经旋阀进入工作缸的上腔或下腔，驱动落下部分做向下运动进行打击或回程。 三、机械锤 由电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称为机械锤。它是一类主要依靠重力位能实现锻件

13、变形的单作用落锤。根据连接不同，分为夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和链条锤（或钢丝绳锤）。 四、液压锤 液压锤是以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头作上下运动，完成锻压工艺的锻压设备。分气液和纯液压两种驱动形式。气液驱动原理为：在工作前，先向气腔一次充入定量的高压气体（氮气或压缩空气）。借助于下腔压力的改变，对定量的封闭气体进行反复的压缩和膨胀作功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。其工作特点是：油腔进油，锤头提升；油腔排油，锤头下降并进行锻件成形。纯液压式模锻锤的特点是：液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，锤头提升。 液压锤具有高效、节能、环保的优点，利用气液驱动

14、制成的液压动力头来改造高能耗的蒸空自由锻锤和模锻锤，在我国已有巨大的发展，特别是812t液压自由锻锤的制成并投入使用，在国际上尚属首创，是具有我国自主知识产权的产品。性能更优的快速液压模锻锤我国已有系列产品投放市场，利用纯液压原理制成的液压动力头来改造蒸空锤的产品也已投入市场。 编辑本段SAJ S350矢量变频器在锻锤的应用特点S350系列是新一代高性能矢量变频器，有如下特点： 采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应 硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行 外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观 结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好 无PG矢量控制、有P

15、G矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择 强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出 独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸 宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能力更强 内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求 内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制 编辑本段锻锤安全操作要点(1)锻锤起动前应仔细检查各紧固连接部分的螺栓、螺母、销子等有无松动或断裂，砧块、锤头、锤杆、斜楔等结合情况及是否有裂纹，发现问题，及时解决，并检查润滑给油情况。 (2)空气锤的操纵手柄应放在空行位置，并将定位销插入，然后才能开动，并要空运转35分钟。蒸汽一空气自由锻锤在开动前应排除汽缸内冷凝水，工作前还要把排气阀全打开，再稍微打开进气阀，让蒸汽通过气管系统使气阀预热后再把进气阀缓慢地打开，并使活塞上下空走几次。 (3)冬季要对锤杆、锤