降低铸件产品能耗的技术要求和管理措施,低碳经济论文

降低铸件产品能耗的技术要求和管理措施,低碳经济论文近20年我们国家铸造行业发展迅速，2018年各类铸件产量达4150万吨，占世界铸件总产量的44%左右。2020年铸件总产量上升到4250万吨。我们国家已成为名副其实的铸造大国，但是与其他工业发达国家相比，我们国家铸造产品在质量、生产设备、效率、能耗和环境等众多方面仍存在很大差距。铸造行业是国民经济高能耗行业之一，降低铸造生产经过的能耗，提高能源效率，需要从加强行业能源管理、改良企业落后工艺技术和设备等多种途径解决。全国绿色制造技术标准化技术委员会在国家高技术研究发展计划〔863计划〕绿色制造基础共性技术项目的支持下，开展了铸件单位产品能耗限额标准的前期研究工作，从量大面广的铸钢、铸铁和铸铝件单位产品能耗入手，研究制定合适我们国家国情的铸件单位产品能源消耗限额标准。本文从标准化角度提出降低铸件产品能耗的技术要求和管理措施，为降低铸造行业能耗提供技术支撑和标准根据。1铸造能耗现在状况分析我们国家铸造行业在能耗方面与发达国家存在很大差距，据资料介绍，我们国家铸造能耗是发达国家的1.5倍～2倍，以铸铁件为例，我们国家每生产一吨铸铁件的能耗是550kg～700kg标煤，而美国是323kg标煤，日本是308kg标煤，法国是368kg标煤，我们国家铸造行业能耗高主要有下面几方面原因：〔1〕铸造企业规模小、产品种类多我们国家现有铸造企业约三万家，多数企业规模小、专业化程度低。2020年我们国家铸件总产量4250万吨，平均每一铸造企业的年产量缺乏1500吨，而工业发达国家的铸造企业一般规模都在5000吨以上。我们国家相当多铸造企业生产的产品种类冗杂，并且设备配置不合理、利用率低，往往为了生产大铸件配备了大型熔化设备，而当生产小铸件时，熔化设备负荷缺乏，能源损失大。〔2〕铸造技术水平低我们国家很多铸造企业仍采用落后的铸造生产工艺，并且缺乏必要的实验和检测手段，导致铸件废品率高、加工余量大。我们国家铸造企业废品率一般在7%～15%之间，有些企业甚至超过20%，而先进国家铸件废品率一般在2%～3%左右；我们国家铸件毛坯重量比国外平均重10%～20%，加工余量大，既浪费原材料又增加直接生产能耗。〔3〕熔炼工艺设备落后熔炼工序是铸造主要用能工序，其消耗的能量占整个铸造企业的50%～65%，熔炼工序能耗决定了企业铸造能耗水平。工业发达国家大多数采用外热风连续作业的长炉龄冲天炉，而我们国家多数企业仍采用冷风短炉龄冲天炉，反复开炉和打炉造成大量炉体蓄热损失和打炉底焦的热损失，降低了熔炼工序能源效率。〔4〕能源管理落后我们国家铸造行业能源管理法规和标准还不健全，不少铸造企业对能源管理工作不够重视，没有建立健全能源管理机制，很多企业只重产量、产值，不计能耗。2铸造能耗标准化现在状况及需求分析随着能源短缺问题的日益凸显和我们国家(十二五节能减排综合性工作方案〕的施行，我们国家相继出台了一系列节能管理政策、措施及标准。GB/T233312020(能源管理体系要求〕正式施行，标志着我们国家节能工作进入了一个新的阶段，也预示着在全国范围内普遍推广和建立能源管理体系的机会已经到来。当前，我们国家能源管理方面的标准多数是各行业通用的基础性标准，主要有GB/T233312020、GB/T155872008(工业企业能源管理导则〕、GB/T34842018(企业能量平衡通则〕、GB/T171661997(企业能源审计技术通则〕、GB171672006(用能单位能源计量器具配备和管理通则〕、GB/T127232008(单位产品能源消耗限额编制通则〕〔该标准将被GB/T127232020代替，于2020年7月1日起施行〕、GB/T25892008(综合能耗计算通则〕、GB/T132342018(企业节能量计算方式方法〕等。铸造行业能源方面的行业标准还比拟少，主要是工业炉能耗分等，如JB/T501841999(砂型枯燥炉能耗分等〕；当前已有铸造能耗限额地方标准，如DB37/7852007(冲天炉金属炉料耗焦限额〕、DB31/6382020(铸钢件单位产品能源消耗限额〕。总体而言，当前我们国家铸造行业有关的节能标准非常缺乏，标准的研究和制定工作比拟薄弱，铸造行业能源管理和企业开展节能工作都缺乏系统化的标准规范和技术根据。在工业和信息化部的指导下，中国铸造协会制定了我们国家(铸造行业准入条件〕，初次将能耗限额指标作为指导我们国家铸造企业转变发展形式、淘汰落后产能的考核及评定根据。该文件中对于吨铸钢和吨铸铁能耗规定了限额指标，但对铸造生产能耗指标怎样确定、能耗怎样计量、统计和计算等没有规定，当前也没有相应标准可参照，铸造企业在执行时没有统一的方式方法和根据。因而对铸造生产经过中的能耗数据进行深切进入调查分析，研究制定铸件单位产品能耗限额标准非常必要。3标准主要内容单位产品能源消耗限额是指生产合格产品时，每单位产品所允许消耗能源的限定值。根据GB/T127232008(单位产品能源消耗限额编制通则〕框架、原则以及前期调研结果，初步确定了铸件单位产品能源消耗限额标准的主要内容，包括铸件单位产品能耗指标、能耗统计范围、能耗计算方式方法、能源计量管理、节能技术和管理措施等。〔1〕能耗指标铸件单位产品能耗限额指标主要有三个方面：1〕单位产品能耗限额限定值；2〕新建及扩建企业单位能耗限额准入值；3〕单位产品能耗限额先进值。〔2〕能耗统计范围包括直接生产与辅助生产系统以及附属生产系统实际消耗的一次及二次能源和耗能工质，扣除工序回收的能源量。直接生产系统包括砂处理、造型、制芯、模具、熔炼、浇注、出模、清理等生产工艺经过；辅助生产系统包括动力、供气、供水、机修、化验、计量、环保、采暖等辅助经过及设施；附属生产系统包括生产管理及调度指挥系统等，不包括为生产服务的附属生产系统〔如食堂、保健站、休息室等〕。〔3〕能耗计算方式方法1〕铸件生产消耗能源总量按式〔1〕计：【1-2】G合格产品〔铸钢件、铸铁件、铸铝件等〕产量式〔1〕、式〔2〕中能源消耗总量在计算时需将消耗的各种能源折合成标准煤。〔4〕能源计量和管理要求企业能源计量是企业对能源进行科学管理以及实现节能降耗、提高经济效益的重要手段。在能源计量和管理方面企业应做好下面几方面工作：1〕建立企业能源管理体系，制定节能目的和详细指标，定期对企业内部能耗进行分级考核；2〕成立能源管理机构，配备相应数量和素质管理人员，明确各级能源管理人员的岗位职责；3〕建立符合GB171672006标准要求的能源器具管理制度；4〕采用先进、节能的工艺技术和设备，逐步淘汰效率低、能耗高的工艺设备；5〕规范铸造能耗数据计量、统计和计算方式方法等，按不同产品分别统计和计算能源消耗量。4问题及考虑企业科学准确地计量、统计和计算铸件单位产品全工艺经过的能耗是施行能耗标准的关键。调研中发现，对于新建的铸造企业，提供数据比拟容易，而建厂较早的老企业则比拟困难，主要原因是企业能源管理人员缺乏、能源计量器具配备率缺乏〔如感应电炉没有安装独立的电表〕，还有就是数据采集和统计没有按产品细分，无法计算出某一产品的单位能耗。铸造工艺和铸件产品的复杂性，决定了统计、计算铸造产品每道工序生产能耗的不确定性和难度，而且对于同一铸造产品，采用不同的工艺方式方法和设备，能耗差异不同很大，有专家建议将能耗统计范围限定在铸造能耗最高的熔化/熔炼工序。另外同样材料的铸件，因重量大小、构造复杂程度不同，其能耗水平相差也很大。确定标准三项能耗指标值〔限定值、准入值和先进值〕是下一步标准研究的重点，结合以上问题，在后续工作中还需要充分调查现有铸造企业单位产品能耗数据，广泛征求铸造企业和相关行业管理部门的意见，邀请有关专家进行充分论证。标准力求合适中国现有国情，并且具有良好的可操作性，规范和引导铸造企业