铸造行业节能减排现状及余热利用实例分析

生产项捻铸造行业节能减排现状及余热利用实例分析摘要节能减排是工业生存与发展的重大课题。本文分析了中国铸造行业的能耗现状及节能减排对策，对比与发达国家之间的差距，从而发现节能减排的巨大潜力和迫切要求。通过分析余热回收实例，阐述了压缩空气热能回收在实践中的意义，既有助于企业节约能源消耗，又能间接减少排放CO，具有十分良好的经济、环境及社会效益。关键词铸造节能减排余热回收分析中图分类号TG2文献标识码B机械工业第九设计研究院有限公司马世久陈秀和刘贤中国第一汽车股份有限公司发展部马汝忠中国的铸造业在近十余年来获得了飞速发展。2000年以前的较长时期，美国的铸件年产量居于世界首位。从2001年起，中国的铸件年产量稳居于世界第一，2008年的铸件产量已经是位居第二的美国年产量的3倍。自2001年以来，中国的铸件生产始终处于高速增长阶段，2009年金融危机也仅使得增长速度略有下降。目前，我国铸造行业的从业人员约为150万人，铸造企业3万余家N。据预测，未来的中国铸造业还会在较长一段时间处于高速增长阶段。1铸造业能耗状况铸造业是消耗能源的重点行业，也是对环境影响较大的行业之一。特别是在中国这样的铸造大国，铸造产业的能耗相当巨大。我国工业能耗和S0排放量中的近70集中在六大行业电力、钢铁、有色建材、石油加工和化工，铸造则涉及钢铁和有色建材两大行业。铸造行业的能耗主要包括焦炭、电、油、天然气，所占的比例为焦炭50、电32、油和天然气18。据统计，每年全国铸造生产消耗的焦炭、电、天然气等能源折合标准煤约2000万T，约占机械产品总耗能的25一30。我国铸造行业的能源利用率低、能耗较高，每生产1T合格铸铁件的能耗占生产成本的15，而发达国家EL本每吨铸铁件能耗仅占生产成本的43。我国每生产1T合格铸钢件的能耗为8001000KG标煤，美、英、日等发达国家仅为500800KG标煤21。主要发达国家及中国每吨铸件的能耗见表1。由表1可见，发达国家铸造业的能耗较低，我国铸铁件的能耗比发达国家高1倍多【3_4】。虽然近些年来得以不断改善，但仍落后于其它发达国家。通过对比分析说明，目前我国铸造行业能耗较高、污染排放严重。然而，我国又是能源资源严重短缺的国家。石油、天然气人均剩余可采储量2014年第1期汽车工艺与材料ATM生产琐扬日本德国美国英国中国分别仅有世界平均水平的77和71，储量较丰富的煤炭也只有世界平均水平的586。在资源严重短缺的情况下，节约能源、降低排放对于铸造行业来说是势在必行且刻不容缓的。如果加强节能减排方面的投入，采用先进技术、先进设备、综合治理和利用，加强企业管理，严格实施节能减排制度，就能够很快见到节能减排的巨大效益。2节能减排对策分析节能减排是工业生存发展的重大课题，也是区域经济实现可持续发展的关键所在。国外铸造企业都很重视绿色铸造，积极实行铸造的“减量化REDUCE，再利用REUSE，再循环RECYCLE”简称3R原则生产模式。节能减排应该是以应用先进技术，以提高产品质量为中心的综合节能减排，而不是简单的降低能源消耗和减少排放。影响工业生产中能源消耗的因素有很多，目前许多国家采取税收或政策等因素来降低产量，从而达到降低工业生产能耗的目的；然而，其所削减的产量又可能转移到低劳动力成本的发展中国家，从全球范围看，并未能从根本上解决工业生产节能降耗的问题。除了上述措施外，完全可以通过积极的提高能效的方法来实现节能降耗的目标。如提高设备的能效或直接删减高能耗环节，这是一种直接节能的措施；同时还可以通过技术手段等提高能效，即间接节能的措施。直接节能途径。熔炼是铸造生产中的关键工序，提高设备的能源利用率是降低熔炼环节能耗的最直接的方法。目前，中国铸件热处理环节的能耗所占比例较高，热处理设备的能源利用效率较低。以球墨铸铁为例，传统技术生产的球铁需要进行较高温度的石墨化退火或正火处理以提高性能。如果能够生产铸态下即质量达标的球铁铸件，则可以省去热处理环节，或仅进行低温消除应力退火，其对节能降耗的贡献也非常可观。间接节能途径。铸件的成型工艺正在朝着高精度、短流程、洁净化、高品质等方向发展。采用先进铸造技术，不仅是提高铸件质量的重要途径，同时由于优化了整个工艺流程、提高了铸件近净成型的程度，从而降低了废品率，提高了铸件的工艺出品率和成品率，进而提高了铸造生产的能效，起到间接节能的作用。对于铸造行业的污染废弃物的减排可分为2种途径一是采用先进技术和设备来减少污染物的产生量；二是采用铸造废弃物的资源化处理新技术，减少排放量L。因此，铸造行业的节能减排，应该是以提高铸件质量、技术水平为核心内容，集成先进熔炼、先进造型、计算机技术、烟尘治理和废渣综合利用等多项国内外先进技术与装备，形成铸件清洁生产的复合工艺，降低铸件生产成本，实现在铸件生产过程中的大幅度节能减排。尽管中国作为最大的发展中国家，不能因为减排贻误发展机遇，但走高碳发展的路子也并不可行。节能和环保本身也是减少原材料消耗的根本措施，可以大幅度减少成本，显著提高竞争力，这与企业谋求自身利益并不矛盾，是节能减排的根本动力之一。采取一切可能的对策，大力促进铸造行业节约能源、减低能耗，实现可持续发展是铸造行业工作者当前和今后相当长时期内的重要工作。节约能源、提高能效的阻力也是客观存在的，不容忽视。主要体现为如下几个方面91。A经济方面。主要表现在由于需要更新或改进设备而造成的预算增加，以及在选择节能技术时所增加的信息处理和分析的成本。B具体操作中出现困难。例如，一般人们