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.1.2.1

2、工藝流程該廠主要生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程參見圖B.1。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B.1.2.2.1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)參見表B.1。表B.12012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 (kW?h)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/kW ?h計(jì)算從表B. 1可見，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%。B.1.2.2

3、.2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。B.1.2.2.3能流示意圖該廠能流示意圖參見圖B.2。購入儲(chǔ)存加工轉(zhuǎn)換輸送分配單位：tce焦炭焦炭|空壓站|壓縮空氣電力I變電站I電力新水A供水供污水站水站天然氣天然氣柴油廠界A天然氣調(diào)壓站壓站終端使用熔煉車間其他車間造型制芯-該廠能流示意圖參見圖B.2。購入儲(chǔ)存加工轉(zhuǎn)換輸送分配單位：tce焦炭焦炭|空壓站|壓縮空氣電力I變電站I電力新水A供水供污水站水站天然氣天然氣柴油廠界A天然氣調(diào)壓站壓站終端使用熔煉車間其他車間造型制芯-所有部口辦公照明試驗(yàn)檢檢驗(yàn)

4、意有效能柴油油品庫運(yùn)輸圖B,2零部件廠能流示意圖注：通過能流圖可了解全廠能源使用的種類、來源、轉(zhuǎn)換及分配的流向以及最終用途B.1.2.2.4能源流向2012年能源流向一覽表表參見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.22012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)壓站柴油庫供水站辦公照明運(yùn)輸食堂浴室電力（0.34）億kW h(萬 tce)0.36(1.23 )0.30(1.02 )0.401(1.36 )0.08(0.27

5、 )1.5(5.1 )0.13(0.44 )0.04(0.1360.04(0.1360.05(0.17 )0.05(0.17 )0.03(0.10 )0.02(0.06 )5.1焦炭(0.9714)萬t(萬 tce)1.8(1.75 )1.75天然氣（13.3）萬m3(tce)100(1330200(266050(665 )50(665 )0.266柴油(1.4571)(tce)1000(14571000(1457 :0.1457新水（0.857）萬t(tce)(I)(,:,),2.0.5(0.43 )0.5(0.43 )10(8.57 )(0.86 )(0.86 )。0:折標(biāo)煤合計(jì)萬tce3

6、.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、鑄件熱處理和樹脂砂制芯過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

7、、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 塊、新水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

8、、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97247011926%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

9、、金屬殘料熱損失2559155鐵液出爐溫度1500 C51 屯鐵料從室溫熔化到1500 C鐵液所需熱量（有效熱屯鐵料從室溫熔化到1500 C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效改進(jìn)潛力的是熔煉車間的雙聯(lián)熔煉、造型車間的樹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/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造型車間樹脂砂制芯覆膜砂熱芯機(jī)、三

10、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 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），焦炭消耗過高，沖天爐熱效率 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

11、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 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280 300 C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)間兩種球鐵件采用高 溫退火熱處理球鐵高溫退

12、火熱處 理的電力無謂消耗 大采用先進(jìn)的無退火的鑄態(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，能源績效改進(jìn)機(jī)會(huì)識(shí)別及排序結(jié)果參見表B.8。表B.8能源績效改進(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米用鑄態(tài)球墨鑄鐵 技術(shù)，取消球墨鑄 鐵件高球墨鑄鐵

13、熱處理 電力無謂消耗大優(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)施溫退火高溫退火3降低感應(yīng)電爐電力 消耗和無功損耗感應(yīng)電爐電力消 耗及電源無功損 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0.8。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

14、用“采用熱風(fēng)沖天爐替代 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)作為能源廿準(zhǔn)，參見B.1.2.2。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、績效參

15、數(shù)及目標(biāo)指標(biāo)根據(jù)上述原則和方法，建立能源基準(zhǔn)、標(biāo)桿、績效參數(shù)及目標(biāo)指標(biāo)，參見表B.9。表B.9能源基準(zhǔn)、績效參數(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（kW?h/t）800700600550500感應(yīng)電爐保溫t鐵液電耗（kW?h/t）200180150120100球鐵件高溫退火電耗（kW?h/t)5502505000灰鐵件去應(yīng)力退火電耗（kW?h/t)

16、 330320310300230工序級(jí)空氣壓縮機(jī)用電單耗（kW?）/m0.1400.1300.1100.1050.100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C）14801500150015001520沖天爐鐵焦比7: 18: 18 : 18.5 : 19 : 1沖天爐送風(fēng)溫度（C）252525450500沖天爐排煙溫度（C）2502202205040排煙中CO體積分?jǐn)?shù)（%

17、）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，參見表B.10o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通過回收利用煙氣余 熱，節(jié)約焦炭30%,

18、 熱效率由30%提高到 48%2采用長爐齡熱風(fēng) 沖天爐替代冷風(fēng) 沖天爐2016 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芯工頻電爐熔化，節(jié)電20 30%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 電爐熔化替代無芯 工頻電爐熔化2014 年10月2014 年 11月420t中頻電源配 置 無功補(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

19、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 12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)容及檢查表參見表B.11和表B.12 o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)電爐電力消耗及無功損耗大經(jīng)費(fèi)預(yù)算50萬元完成時(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部2014.102014.113無功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備安裝、調(diào)試、試運(yùn)行動(dòng)力車間熔煉車間2014.112014.114試生產(chǎn)，并通過監(jiān)測(cè)有