降低鑄件產(chǎn)品能耗的技術(shù)要求和管理措施,低碳經(jīng)濟(jì)論文

降低鑄件產(chǎn)品能耗的技術(shù)要求和管理措施,低碳經(jīng)濟(jì)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(chǎn)量達(dá)4150萬噸，占世界鑄件總產(chǎn)量的44%左右。2020年鑄件總產(chǎn)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(dá)國家相比，我們國家鑄造產(chǎn)品在質(zhì)量、生產(chǎn)設(shè)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(jīng)濟(jì)高能耗行業(yè)之一，降低鑄造生產(chǎn)經(jīng)過的能耗，提高能源效率，需要從加強(qiáng)行業(yè)能源管理、改良企業(yè)落后工藝技術(shù)和設(shè)備等多種途徑解決。全國綠色制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃〔863計劃〕綠色制造基礎(chǔ)共性技術(shù)項目的支持下，開展了鑄件單位產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)的前期研究工作，從量大面廣的鑄鋼、鑄鐵和鑄鋁件單位產(chǎn)品能耗入手，研究制定合適我們國家國情的鑄件單位產(chǎn)品能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn)。本文從標(biāo)準(zhǔn)化角度提出降低鑄件產(chǎn)品能耗的技術(shù)要求和管理措施，為降低鑄造行業(yè)能耗提供技術(shù)支撐和標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)。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(dá)國家存在很大差距，據(jù)資料介紹，我們國家鑄造能耗是發(fā)達(dá)國家的1.5倍～2倍，以鑄鐵件為例，我們國家每生產(chǎn)一噸鑄鐵件的能耗是550kg～700kg標(biāo)煤，而美國是323kg標(biāo)煤，日本是308kg標(biāo)煤，法國是368kg標(biāo)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(chǎn)品種類多我們國家現(xiàn)有鑄造企業(yè)約三萬家，多數(shù)企業(yè)規(guī)模小、專業(yè)化程度低。2020年我們國家鑄件總產(chǎn)量4250萬噸，平均每一鑄造企業(yè)的年產(chǎn)量缺乏1500噸，而工業(yè)發(fā)達(dá)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(dāng)多鑄造企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類冗雜，并且設(shè)備配置不合理、利用率低，往往為了生產(chǎn)大鑄件配備了大型熔化設(shè)備，而當(dāng)生產(chǎn)小鑄件時，熔化設(shè)備負(fù)荷缺乏，能源損失大。〔2〕鑄造技術(shù)水平低我們國家很多鑄造企業(yè)仍采用落后的鑄造生產(chǎn)工藝，并且缺乏必要的實驗和檢測手段，導(dǎo)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(jìn)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(fèi)原材料又增加直接生產(chǎn)能耗?！?〕熔煉工藝設(shè)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(dá)國家大多數(shù)采用外熱風(fēng)連續(xù)作業(yè)的長爐齡沖天爐，而我們國家多數(shù)企業(yè)仍采用冷風(fēng)短爐齡沖天爐，反復(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)制，很多企業(yè)只重產(chǎn)量、產(chǎn)值，不計能耗。2鑄造能耗標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。GB/T233312020(能源管理體系要求〕正式施行，標(biāo)志著我們國家節(jié)能工作進(jìn)入了一個新的階段，也預(yù)示著在全國范圍內(nèi)普遍推廣和建立能源管理體系的機(jī)會已經(jīng)到來。當(dāng)前，我們國家能源管理方面的標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)是各行業(yè)通用的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB/T233312020、GB/T155872008(工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則〕、GB/T34842018(企業(yè)能量平衡通則〕、GB/T171661997(企業(yè)能源審計技術(shù)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(chǎn)品能源消耗限額編制通則〕〔該標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)前已有鑄造能耗限額地方標(biāo)準(zhǔn)，如DB37/7852007(沖天爐金屬爐料耗焦限額〕、DB31/6382020(鑄鋼件單位產(chǎn)品能源消耗限額〕?？傮w而言，當(dāng)前我們國家鑄造行業(yè)有關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)非常缺乏，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)根據(jù)。在工業(yè)和信息化部的指導(dǎo)下，中國鑄造協(xié)會制定了我們國家(鑄造行業(yè)準(zhǔn)入條件〕，初次將能耗限額指標(biāo)作為指導(dǎo)我們國家鑄造企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展形式、淘汰落后產(chǎn)能的考核及評定根據(jù)。該文件中對于噸鑄鋼和噸鑄鐵能耗規(guī)定了限額指標(biāo)，但對鑄造生產(chǎn)能耗指標(biāo)怎樣確定、能耗怎樣計量、統(tǒng)計和計算等沒有規(guī)定，當(dāng)前也沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(jù)。因而對鑄造生產(chǎn)經(jīng)過中的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行深切進(jìn)入調(diào)查分析，研究制定鑄件單位產(chǎn)品能耗限額標(biāo)準(zhǔn)非常必要。3標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容單位產(chǎn)品能源消耗限額是指生產(chǎn)合格產(chǎn)品時，每單位產(chǎn)品所允許消耗能源的限定值。根據(jù)GB/T127232008(單位產(chǎn)品能源消耗限額編制通則〕框架、原則以及前期調(diào)研結(jié)果，初步確定了鑄件單位產(chǎn)品能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容，包括鑄件單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)、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(shù)和管理措施等?！?〕能耗指標(biāo)鑄件單位產(chǎn)品能耗限額指標(biāo)主要有三個方面：1〕單位產(chǎn)品能耗限額限定值；2〕新建及擴(kuò)建企業(yè)單位能耗限額準(zhǔn)入值；3〕單位產(chǎn)品能耗限額先進(jìn)值?！?〕能耗統(tǒng)計范圍包括直接生產(chǎn)與輔助生產(chǎn)系統(tǒng)以及附屬生產(chǎn)系統(tǒng)實際消耗的一次及二次能源和耗能工質(zhì)，扣除工序回收的能源量。直接生產(chǎn)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(chǎn)工藝經(jīng)過；輔助生產(chǎn)系統(tǒng)包括動力、供氣、供水、機(jī)修、化驗、計量、環(huán)保、采暖等輔助經(jīng)過及設(shè)施；附屬生產(chǎn)系統(tǒng)包括生產(chǎn)管理及調(diào)度指揮系統(tǒng)等，不包括為生產(chǎn)服務(wù)的附屬生產(chǎn)系統(tǒng)〔如食堂、保健站、休息室等〕?！?〕能耗計算方式方法1〕鑄件生產(chǎn)消耗能源總量按式〔1〕計：【1-2】G合格產(chǎn)品〔鑄鋼件、鑄鐵件、鑄鋁件等〕產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行科學(xué)管理以及實現(xiàn)節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。在能源計量和管理方面企業(yè)應(yīng)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(xì)指標(biāo)，定期對企業(yè)內(nèi)部能耗進(jìn)行分級考核；2〕成立能源管理機(jī)構(gòu)，配備相應(yīng)數(shù)量和素質(zhì)管理人員，明確各級能源管理人員的崗位職責(zé)；3〕建立符合GB171672006標(biāo)準(zhǔn)要求的能源器具管理制度；4〕采用先進(jìn)、節(jié)能的工藝技術(shù)和設(shè)備，逐步淘汰效率低、能耗高的工藝設(shè)備；5〕規(guī)范鑄造能耗數(shù)據(jù)計量、統(tǒng)計和計算方式方法等，按不同產(chǎn)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(xué)準(zhǔn)確地計量、統(tǒng)計和計算鑄件單位產(chǎn)品全工藝經(jīng)過的能耗是施行能耗標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，對于新建的鑄造企業(yè)，提供數(shù)據(jù)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(yīng)電爐沒有安裝獨立的電表〕，還有就是數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計沒有按產(chǎn)品細(xì)分，無法計算出某一產(chǎn)品的單位能耗。鑄造工藝和鑄件產(chǎn)品的復(fù)雜性，決定了統(tǒng)計、計算鑄造產(chǎn)品每道工序生產(chǎn)能耗的不確定性和難度，而且對于同一鑄造產(chǎn)品，采用不同的工藝方式方法和設(shè)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(gòu)造復(fù)雜程度不同，其能耗水平相差也很大。確定標(biāo)準(zhǔn)三項能耗指標(biāo)值〔限定值、準(zhǔn)入值和先進(jìn)值〕是下一步標(biāo)準(zhǔn)研究的重點，結(jié)合以上問題，在后續(xù)工作中還需要充分調(diào)查現(xiàn)有鑄造企業(yè)單位產(chǎn)品能耗數(shù)據(jù)，廣泛征求鑄造企業(yè)和相關(guān)行業(yè)管理部門的意見，邀請有關(guān)專家進(jìn)行充分論證。標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)鑄造企業(yè)