降低鑄件產品能耗的技術要求和管理措施,低碳經濟論文

降低鑄件產品能耗的技術要求和管理措施,低碳經濟論文近20年我們國家鑄造行業(yè)發(fā)展迅速，2018年各類鑄件產量達4150萬噸，占世界鑄件總產量的44%左右。2020年鑄件總產量上升到4250萬噸。我們國家已成為名副其實的鑄造大國，但是與其他工業(yè)發(fā)達國家相比，我們國家鑄造產品在質量、生產設備、效率、能耗和環(huán)境等眾多方面仍存在很大差距。鑄造行業(yè)是國民經濟高能耗行業(yè)之一，降低鑄造生產經過的能耗，提高能源效率，需要從加強行業(yè)能源管理、改良企業(yè)落后工藝技術和設備等多種途徑解決。全國綠色制造技術標準化技術委員會在國家高技術研究發(fā)展計劃〔863計劃〕綠色制造基礎共性技術項目的支持下，開展了鑄件單位產品能耗限額標準的前期研究工作，從量大面廣的鑄鋼、鑄鐵和鑄鋁件單位產品能耗入手，研究制定合適我們國家國情的鑄件單位產品能源消耗限額標準。本文從標準化角度提出降低鑄件產品能耗的技術要求和管理措施，為降低鑄造行業(yè)能耗提供技術支撐和標準根據。1鑄造能耗現(xiàn)在狀況分析我們國家鑄造行業(yè)在能耗方面與發(fā)達國家存在很大差距，據資料介紹，我們國家鑄造能耗是發(fā)達國家的1.5倍～2倍，以鑄鐵件為例，我們國家每生產一噸鑄鐵件的能耗是550kg～700kg標煤，而美國是323kg標煤，日本是308kg標煤，法國是368kg標煤，我們國家鑄造行業(yè)能耗高主要有下面幾方面原因：〔1〕鑄造企業(yè)規(guī)模小、產品種類多我們國家現(xiàn)有鑄造企業(yè)約三萬家，多數企業(yè)規(guī)模小、專業(yè)化程度低。2020年我們國家鑄件總產量4250萬噸，平均每一鑄造企業(yè)的年產量缺乏1500噸，而工業(yè)發(fā)達國家的鑄造企業(yè)一般規(guī)模都在5000噸以上。我們國家相當多鑄造企業(yè)生產的產品種類冗雜，并且設備配置不合理、利用率低，往往為了生產大鑄件配備了大型熔化設備，而當生產小鑄件時，熔化設備負荷缺乏，能源損失大?！?〕鑄造技術水平低我們國家很多鑄造企業(yè)仍采用落后的鑄造生產工藝，并且缺乏必要的實驗和檢測手段，導致鑄件廢品率高、加工余量大。我們國家鑄造企業(yè)廢品率一般在7%～15%之間，有些企業(yè)甚至超過20%，而先進國家鑄件廢品率一般在2%～3%左右；我們國家鑄件毛坯重量比國外平均重10%～20%，加工余量大，既浪費原材料又增加直接生產能耗?！?〕熔煉工藝設備落后熔煉工序是鑄造主要用能工序，其消耗的能量占整個鑄造企業(yè)的50%～65%，熔煉工序能耗決定了企業(yè)鑄造能耗水平。工業(yè)發(fā)達國家大多數采用外熱風連續(xù)作業(yè)的長爐齡沖天爐，而我們國家多數企業(yè)仍采用冷風短爐齡沖天爐，反復開爐和打爐造成大量爐體蓄熱損失和打爐底焦的熱損失，降低了熔煉工序能源效率。〔4〕能源管理落后我們國家鑄造行業(yè)能源管理法規(guī)和標準還不健全，不少鑄造企業(yè)對能源管理工作不夠重視，沒有建立健全能源管理機制，很多企業(yè)只重產量、產值，不計能耗。2鑄造能耗標準化現(xiàn)在狀況及需求分析隨著能源短缺問題的日益凸顯和我們國家(十二五節(jié)能減排綜合性工作方案〕的施行，我們國家相繼出臺了一系列節(jié)能管理政策、措施及標準。GB/T233312020(能源管理體系要求〕正式施行，標志著我們國家節(jié)能工作進入了一個新的階段，也預示著在全國范圍內普遍推廣和建立能源管理體系的機會已經到來。當前，我們國家能源管理方面的標準多數是各行業(yè)通用的基礎性標準，主要有GB/T233312020、GB/T155872008(工業(yè)企業(yè)能源管理導則〕、GB/T34842018(企業(yè)能量平衡通則〕、GB/T171661997(企業(yè)能源審計技術通則〕、GB171672006(用能單位能源計量器具配備和管理通則〕、GB/T127232008(單位產品能源消耗限額編制通則〕〔該標準將被GB/T127232020代替，于2020年7月1日起施行〕、GB/T25892008(綜合能耗計算通則〕、GB/T132342018(企業(yè)節(jié)能量計算方式方法〕等。鑄造行業(yè)能源方面的行業(yè)標準還比擬少，主要是工業(yè)爐能耗分等，如JB/T501841999(砂型枯燥爐能耗分等〕；當前已有鑄造能耗限額地方標準，如DB37/7852007(沖天爐金屬爐料耗焦限額〕、DB31/6382020(鑄鋼件單位產品能源消耗限額〕?？傮w而言，當前我們國家鑄造行業(yè)有關的節(jié)能標準非常缺乏，標準的研究和制定工作比擬薄弱，鑄造行業(yè)能源管理和企業(yè)開展節(jié)能工作都缺乏系統(tǒng)化的標準規(guī)范和技術根據。在工業(yè)和信息化部的指導下，中國鑄造協(xié)會制定了我們國家(鑄造行業(yè)準入條件〕，初次將能耗限額指標作為指導我們國家鑄造企業(yè)轉變發(fā)展形式、淘汰落后產能的考核及評定根據。該文件中對于噸鑄鋼和噸鑄鐵能耗規(guī)定了限額指標，但對鑄造生產能耗指標怎樣確定、能耗怎樣計量、統(tǒng)計和計算等沒有規(guī)定，當前也沒有相應標準可參照，鑄造企業(yè)在執(zhí)行時沒有統(tǒng)一的方式方法和根據。因而對鑄造生產經過中的能耗數據進行深切進入調查分析，研究制定鑄件單位產品能耗限額標準非常必要。3標準主要內容單位產品能源消耗限額是指生產合格產品時，每單位產品所允許消耗能源的限定值。根據GB/T127232008(單位產品能源消耗限額編制通則〕框架、原則以及前期調研結果，初步確定了鑄件單位產品能源消耗限額標準的主要內容，包括鑄件單位產品能耗指標、能耗統(tǒng)計范圍、能耗計算方式方法、能源計量管理、節(jié)能技術和管理措施等?！?〕能耗指標鑄件單位產品能耗限額指標主要有三個方面：1〕單位產品能耗限額限定值；2〕新建及擴建企業(yè)單位能耗限額準入值；3〕單位產品能耗限額先進值?！?〕能耗統(tǒng)計范圍包括直接生產與輔助生產系統(tǒng)以及附屬生產系統(tǒng)實際消耗的一次及二次能源和耗能工質，扣除工序回收的能源量。直接生產系統(tǒng)包括砂處理、造型、制芯、模具、熔煉、澆注、出模、清理等生產工藝經過；輔助生產系統(tǒng)包括動力、供氣、供水、機修、化驗、計量、環(huán)保、采暖等輔助經過及設施；附屬生產系統(tǒng)包括生產管理及調度指揮系統(tǒng)等，不包括為生產服務的附屬生產系統(tǒng)〔如食堂、保健站、休息室等〕。〔3〕能耗計算方式方法1〕鑄件生產消耗能源總量按式〔1〕計：【1-2】G合格產品〔鑄鋼件、鑄鐵件、鑄鋁件等〕產量式〔1〕、式〔2〕中能源消耗總量在計算時需將消耗的各種能源折合成標準煤?！?〕能源計量和管理要求企業(yè)能源計量是企業(yè)對能源進行科學管理以及實現(xiàn)節(jié)能降耗、提高經濟效益的重要手段。在能源計量和管理方面企業(yè)應做好下面幾方面工作：1〕建立企業(yè)能源管理體系，制定節(jié)能目的和詳細指標，定期對企業(yè)內部能耗進行分級考核；2〕成立能源管理機構，配備相應數量和素質管理人員，明確各級能源管理人員的崗位職責；3〕建立符合GB171672006標準要求的能源器具管理制度；4〕采用先進、節(jié)能的工藝技術和設備，逐步淘汰效率低、能耗高的工藝設備；5〕規(guī)范鑄造能耗數據計量、統(tǒng)計和計算方式方法等，按不同產品分別統(tǒng)計和計算能源消耗量。4問題及考慮企業(yè)科學準確地計量、統(tǒng)計和計算鑄件單位產品全工藝經過的能耗是施行能耗標準的關鍵。調研中發(fā)現(xiàn)，對于新建的鑄造企業(yè)，提供數據比擬容易，而建廠較早的老企業(yè)則比擬困難，主要原因是企業(yè)能源管理人員缺乏、能源計量器具配備率缺乏〔如感應電爐沒有安裝獨立的電表〕，還有就是數據采集和統(tǒng)計沒有按產品細分，無法計算出某一產品的單位能耗。鑄造工藝和鑄件產品的復雜性，決定了統(tǒng)計、計算鑄造產品每道工序生產能耗的不確定性和難度，而且對于同一鑄造產品，采用不同的工藝方式方法和設備，能耗差異不同很大，有專家建議將能耗統(tǒng)計范圍限定在鑄造能耗最高的熔化/熔煉工序。另外同樣材料的鑄件，因重量大小、構造復雜程度不同，其能耗水平相差也很大。確定標準三項能耗指標值〔限定值、準入值和先進值〕是下一步標準研究的重點，結合以上問題，在后續(xù)工作中還需要充分調查現(xiàn)有鑄造企業(yè)單位產品能耗數據，廣泛征求鑄造企業(yè)和相關行業(yè)管理部門的意見，邀請有關專家進行充分論證。標準力求合適中國現(xiàn)有國情，并且具有良好的可操作性，規(guī)范和引導鑄造企業(yè)