机械制造企业能源管理体系要求应用示例

1、机械制造企业能源管理体系要求应用示例B.1零部件制造企业能源评审和策划的应用案例企业概况某零部件制造企业，包括：熔炼、造型、清理、机械加工四个生产车间及一个动力车间。产品有发动机缸体、缸盖、离合器壳；变速箱壳体；车桥壳体等。铸件材质有HT250、HT300灰铸铁；QT450-10、QT400-15球墨铸铁。生产采用冷风冲天炉及感应电炉双联熔炼（部分铸件单用感应电炉熔化）及粘土砂湿型造型、冷热芯盒制芯工艺，具有热处理及机加工能力，年生产能力为12万吨铸铁件，分别用于汽车、农机、工程机械及中小型船舶，2012年实际生产 10万吨。能源评审输入及能源管理现状初步分析B.1.2工艺流程B.1.2.1该

2、厂主要生产系统工艺流程参见图B.1。“冲天炉一感炉前处金属炉（孕育、球化电炉”双联熔炼热处理（灰清理（切浇铁低温、烘包、浇口、打磨、铁高温丸火）造型、制芯造型材料砂处理图B.1主要生产系统工艺流程采集分析能耗和能效数据，编制能源管理基础图表吨岀厂铸铁件能源结构2012年吨岀厂铸铁件能源结构参见表B.1 o2012年吨岀厂铸铁件能源消耗结构表B.1能耗及占比能源结构电力焦炭天然气柴油新水合计能源单耗/t出厂铸铁 件kW?h1500()(180kg)3 ) m20 (10) (kg)1 (t）%能源比例（70.224.13.662.00.01100计算h?0.34kgce/kW 年公布的等价值20

3、12注：该厂电力标煤系数采用.从表B.1可见，该厂的主要用能品种为电力和焦炭，合计占用能总量的94.3%B.1.2.2.2产品单位产量综合能耗2012年该厂产品单位产量综合能耗经计算结果为624kgce/t铸件。B.1.2.2.3能流示意图该厂能流示意图参见图B.2 o:tee购入储存终端使用加工转换单位输送分配焦炭焦炭熔炼车间 压缩空气空压站电力其他车间变电站电力 造型制芯清理热处理新水新水供水、污水站机加工污水所有部门总有效能办公天然气照明天然天然气调压站试验检验气堂食 室浴柴油运输油品库柴油厂界图B.2零部件厂能流示意图注：通过能流图可了解全厂能源使用的种类、来源、转换及分配的流向以及最

4、终用途。能源流向2012年能源流向一览表表参见B.2，其中能耗较大的部门是熔炼、清理和造型三个生产车间和空压站，为主要能源使用的区域。2012 B.2年能源流向一览表表能源主要生产系统辅助生产系统附属系统折 标煤 合计 tee）（万种类单位熔炼造清机变空天供照运食浴（折标系（标煤）车型车理车加车电站压站然柴水站办公明输堂室数间间间间气油调库压站电亿(0.360.(0.130.050.03力）(h -kW.1.(0.30(0.40(0.081.5 )0.(0.(0.5.1(0.3423)1.1.27)5.1 ()44)136()17()10(02)36)1367)06)万 tee焦炭0.9714

5、()万t(万tee)()51.75天然3 m万100(1350气 ）(tee)30)200(665)500.26613.3 (26)(66560)柴油t141.4571(tee)100(10000.145()0)577(1457)新t万2220.50.510水）(tee)(1.711.71(1.710.43(0.43(8.571 )1 )0.0000.857 ()()()(0.860.86 (86)折标煤tee万合计3.1141.0211.3610.2710.4420.1360.1360.170.31570.10060.12657.26所占比例%4314.2193.86.11.91.92.34

6、.41.41.8100%主要终端耗能工序、设备设施的识别分析B.1.2.3通过对各车间能源消耗的计算，识别岀双联熔炼、铸件热处理和树脂砂制芯过程是占比例最大的终端耗能工序，主要能源使用区域涉及的设备设施能耗状况及比例参见表B.3B.3主要能源使用区域涉及的设备设施能耗状况及比例表车间工序设备设施消耗能源能耗占 比）（主要用能设备辅助用能设备熔 炼车 间双联熔炼冷风冲天炉、感应电 炉除尘设备、应急发电机、循环 冷 却水设备、叉车焦炭、电力、新水、压缩空气、软水53炉前处烘包/理及浇注铁水包、烘包器、浇注机双制动吊车、除尘设备电力、天然气3造型车间砂处理混砂机及砂处理系统旧砂再生设备、除尘设备、叉

7、 车电力、新水、压缩空气5粘土砂造型静压造型线、挤压造型线除尘设备电力、压缩空气、新水4树脂砂制芯覆膜砂热芯机、三除尘、除雾设备电力、压缩空10.乙胺冷芯机气、新水清理车间落砂除芯落砂机、除芯机除尘设备、吊车、叉车电力、压缩空气3后处理砂轮机、抛丸机、切割设备除尘设备、吊车、叉车电力、压缩空 气、氧气、乙 炔、新水7热处理箱式电阻炉、台车式电阻炉吊车、叉车电力、压缩空气11机加车间机械加工普通机床、数控机床吊车、叉车电力、压缩空气4注：辅助生产、附属系统能耗已按比例分摊到表内终端耗能工序中。主要用能设备热效率测试计算因冷风冲天炉是该厂能耗最大的设备，对其进行了热平衡及热效率测试与计算，结果，有

8、很大提高潜力，冷风冲天炉热平衡及热效率测试与计表明冷风冲天炉热效率只有26%。B.4算结果参见表吨铁料计）1 B.4冷风冲天炉热平衡及热效率测试与计算结果（以熔化表测试条件测试与计算结果热效率设备名称冷风冲天炉序号项目热量）（kJ占比例）（%容量15t/h1排出烟气带走的物理热97247011926%2焦炭不完全燃烧的化学热损失204732040燃料焦炭3炉壁及冷却水散热损失511830104炉渣、金属残料热损失2559155铁液出炉温 度C 15005吨铁料从室温熔化到1 c铁液所需热量1500（有效热）1322600266吨铁料从室温熔化到1 C铁液实际消耗热1500量5118300100

9、识别主要能源使用/设根据对表 B.3的分析，该厂能源消耗占比较大并具有能源绩效改进潜力的是熔炼车间 的双联熔炼、造型车间的树脂砂制芯和清理车间的热处理，因此其主要能源使用的工序。B.5备参见表.主要能源使用的工序/设备表B.5序号区域（车间）主要用能工序主要用能设备主要能源类别能耗占比1熔炼车间感应电炉双联熔冲天炉/ 炼冷风冲天炉、感应电炉焦炭、电力53%2造型车间树脂砂制芯覆膜砂热芯机、三乙胺冷 芯机电力10%3清理车间铸铁热处理箱式电阻炉、台车式电阻 炉电力11%主要能源使用相关变量（影响因素）分析 对主要能源使用的工序/设备的相关变量进行分析，参见表 B.6表B.6主要能源使用的工序/设

10、备的相关变量分析序号主要用能工序相关变量（影响因 素）相关变量分析现状存在问题可选措施1双联熔炼（冲天炉熔化）焦炭品种及性能、铁 焦比、排烟温度、体 积分CO排烟处数、 余热回收率、冲天炉 热效率使用冶金焦，强 度低，反应能力过不 符合法规要强，求 冲天炉炉气余热 未回收利用铁焦比很低 消），焦炭1 （7:耗 过高，冲天炉热 效率）很低（26%可以采用铸 造用焦炭，提高铁 焦比回收冲天炉 炉气余热，提高冲天炉热 效率双联熔炼（感应炉升 温保温）感应电炉功率因数、 电源高次谐波、感应 电炉热效率工频有一台10t 电炉，为落后设备， 能耗很高一台中 频感应电源无就地 功率补偿并存在高 次谐波感应电

11、炉功率 因数低，电力消耗 及无功损耗大更换工频电炉 为中频电炉，降低 能耗对中频感 应电源就地功率 补偿2树脂砂制芯芯盒温度、硬化时 间、射砂时间采用覆膜砂热80% 芯工艺，芯盒温度c280300热芯盒制芯工艺电力消耗大采用冷芯盒工艺，减少电力消耗3铸铁热处理原铁液成分、孕育剂 球化剂成分及处理工 艺、浇注温度及速度、 热处理电耗、高温退 火温度、保温时间.两种球铁件采用高温退火热处理球铁高温退火热处理的电力无谓消耗大采用先进的无退火的铸态球铁技术，取消高温退火识别改进能源绩效机会并排序 根据表B.6的结果，并对对主要能源使用的工序/设备进行节能诊断，识别改进能源绩效的机会。按照其技术、资金难

12、易程度、需求迫切性、投资回报期，作岀排序，能源绩效改进机会识别及排序结果参见表B. 8。能源绩效改进机会识别及排序表B.8排序改进机会现状改进措施内容实现目标排序1冲天炉采用铸 造焦替代冶金 焦，优化能源结 构冲天炉焦炭消耗过高试验并优化铸造焦冶炼的工艺参数优选铸造焦供应商同样铁液质量，铁焦提高到比由7: 1 18:优先，第一年实施2采用铸态球墨 铸铁技术，取消 球墨铸铁件高 温退火球墨铸铁热处理电力无谓消耗大优化熔炼、球化孕育 及浇注工艺，采用铸态 球墨铸铁技术取代高温 退火球墨铸铁件铸态满足金相和力学性能要求，取消退火优先，第一年实施3降低感应电炉 电力消耗和无 功损耗感应电炉电力消耗及电

13、源无功损耗大8工频炉改用 10t 吨吨中频炉；两台8中 频炉采用“一拖二”电 源20%-30% 节电第二年实施采用无功补偿兼谐 波治理设备提高功率因 数提高功率因数从0.800.95 至第二年实施4提咼冷芯制芯工艺比例，降低制芯工序能耗热芯盒制芯工艺能耗过高采用“冷芯代热芯工艺”，使冷芯比例提80%高至30%降低制芯电耗第二年实施5回收利用冲天炉炉气余热冲天炉炉气余热未回收利用“采用热风冲天炉替 代冷风冲天炉”充分回 收炉气中的化学热及物 理热节约熔炼能耗30%25%调研后，第三年实施能源策划输岀能源策划输岀的内容a）能源基准b）能源绩效参数c）能源目标指标能源管理实施方案 d）.能源基准年及

14、各相关数值的确定原则和方法年生产稳定，能源统计数据比较齐全、真实可靠，以该年的数据作为能源基）该厂2012a准,参见 。b）能源基准应符合行业相关限额标准和设备经济运行标准；能源目标指标应结合企业情况，在能源基准的基础上确定；能源绩效参数应根据企业主要能源使用和主要用能设备设施的情况确定。能源基准、标杆、绩效参数及目标指标根据上述原则和方法，建立能源基准、标杆、绩效参数及目标指标，参见表B.9能源基准、绩效参数、目标指标及标杆一览表B.9表类别层级能源绩效参数能源基准能源目标指标能源标杆（参考）2014年2015年2016年匕匕厶冃耗公司 级）铸铁件综合能耗（kgce/tt6245404404

15、20380车 间 级（kgce/t）铁液能耗t冲天炉熔炼175148125105100铁液电耗感应电炉熔化t ） kW?h/t（800700600550500铁液电耗 感应电炉保温t ） （kW?h/t200180150120100）kW?h/t球铁件高温退火电耗（5502505000）灰铁件去应力退火电耗（kW?h/t330320310300230工序级3 ）空气压缩机用电单耗（kW?h/m0.1400.1300.1100.1050.100匕匕厶冃效公司 级全厂用电功率因数0.930.930.940.950.95车间级）冲天炉热效率（%2630324850中频感应电炉功率因数0.800.82

16、0.900.920.95）冲天炉炉气余热回收率（%0004045用能 工序设/备工 艺参 数工序设备级.冲天炉冲天炉出铁温度（C）14801500150015001520冲天炉铁焦比17:18:1 : 818.5:1 : 9冲天炉送风温度（C）252525450500冲天炉排烟温度（C）2502202205040体积分数CO排烟中)%(161515200.9，但并不是越高越好。请核实数据，功率因数需要大于度，如何达到。冲天炉排烟温度到 40是不可能的。0排烟中CO体积分数B.164能源目标、指标、管理实施方案一览表为 实现上述能源目标指标，以持续改进绩效，制订动态的节能目标、指标和管理实施。方

17、案，参见表B.10B.10能源目标、指标和能源管理实施方案一览表表能源目标能源指标管理实施方案能源实施时间序号项目序号项目序号目项启动完成1节约焦炭，提 高冲天炉热效率1通过优化燃料结构，以上，10%节约焦炭提高到热效率由26% 30%1采用铸造焦替代冶金焦2014 年1月32014 年月2通过回收利用烟气余，热，节约焦炭30%提高到热效率由30%48%2采用长炉龄热风冲天炉替代冷风冲天炉2016 年1月42016 年月2提高重点用电设备的电能利用率3提高感应电炉功率因 数和电能利用率淘汰 无芯工频电炉30%熔化， 节电20中频保温 提高20t电炉功率因 数，由0.95提高至0.803&quo

18、t;一拖二"中频 电炉熔化替代无 芯工频电炉熔化年 102014月11 年 2014月4中频电源配20t 置无功补偿兼谐 波治理设备2014 年10月122014年 月3优化工艺路线， 杜绝能耗浪费4铁素体球墨铸铁取消 热处理，全厂热处理 60%能耗降低5采用铸态球墨铸铁技术，取消球铁件高温退火42014 年月6年 2014月4采用节能技术与设备，降低能耗5降低制芯电耗30%6采用“冷芯盒替代热芯盒工艺”提高冷芯工艺比例102015年 月12年2015 月能源管理实施方案B.11 和表 B.12能源管理实施方案和能源管理实施方案内容及检查表参见表 表B.11能源管理实施方案提高全厂和重点用电设备的电能利用率节能目标.节能指标0.95 0.80提高至提高20吨中频感应电炉功率因数，由管理方案吨中频感应电源配置无功补偿兼谐波治20理设备负责部门动力车间配合部门采购部，熔炼车间控制的重要能源使用消 耗感应电炉电力消耗及无功损 耗大经费预算万元50完成时间2013.12步骤工作内容实施部门负责人启动时间1进行技术方案设计，提出改造方案，并确定能源绩效改进的方法及对其效果进行验证的方法动力车 间熔炼 车间2014.102014.102根据技术方案，选择合格技改外包