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精密铸造清洁生产 东风的研究与实践
发布时间:
2016-07-01 00:00
来源:
《金属加工(热加工)》
我国是世界铸造大国,铸件总产量自2000年以来一直居世界首位。但是,高能耗、高污染、经济效益差的现状,使我国与铸造强国还有很大差距,因此如何降低吨铸件的能源和资源消耗,提高产品成品率,工序有害物减量化,减少污染物排放,实现循环经济,建设资源节约型和环境友好型铸造企业,是我国铸造企业面临的重大课题。因此,节约资源、能源,减排等也是传统精密铸造行业发展的重要课题。
“清洁生产”是指不断采用改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用的措施,从源头减少污染,提高资源利用率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
一、项目实施与节能减排潜力分析
我公司以传统水玻璃精密铸造工艺为主,为有效推进绿色制造,企业开展节能环保工艺技术、装备技术研究及清洁能源应用等,污水处理循环利用、免焙烧壳型精铸工艺改造、燃气代煤清洁能源应用等,不断促进技术进步,实现清洁生产,确保企业的可持续发展,并就项目实施后对节能、减排量进行精准计算。项目技术改造的选择,符合国家的产业政策及当地的发展规划。
1.污水处理循环水利用
企业生产污水主要来自蜡模工序制模工序的冷却和清洗废水、脱蜡回收工序的废水、制壳工序的洗涤和工件带出的硬化液,以及清洗地面产生的废水等;熔化工序主要是中频电炉的冷却水,由于中频电炉的液压系统时有泄露,故废水含有石油类污染物;热处理工序废水主要含有部分有机盐、油等;空压站主要含有油类污染物;机加工序主要是乳化液废液等。改造后污水处理工艺流程如图1所示。
改造后污水处理工艺流程图
改造前企业年产精铸件20000t。年需用水量为110万t,年废水排放量为66万t。
项目经过改造,生产废水经处理达标后循环使用,工业废水基本不外排, 90%废水可再循环使用,相当于年减少补充新水用量59.4万t。
折合标煤量:594000×0.0857÷1000=51tce
2.免焙烧型壳精铸工艺改造
壳型(覆膜砂)精铸集成砂型铸造和精密铸造技术优势,重点是涂料技术、冷铁技术、局部发热技术创新应用,主要生产大型复杂极端件,实现制造周期减半、效率倍增、取消脱蜡和焙烧工序,改造前使用焙烧型壳工艺,使用煤气发生炉煤气作为焙烧燃料,消耗6300kcal/kg(1kcal=4.1868J)煤气发生炉用煤2064t,改造后可减少该部分用煤。
节能量折合标煤:2064×0.9=1858tce
3. 煤清洁能源应用
(1)天然气锅炉应用 企业原有两台6t/h(一用一备)及一台4t/h链排炉燃煤蒸气锅炉,从20世纪80年代运营至今,现拟新增两台燃气锅炉,取代现有燃煤锅炉。
蒸气用量30240t,年使用蒸气量0.8MPa蒸气热焓值661kcal/kg,消耗蒸气热量:30240×661×1000=1.70×1010kcal
链排炉燃煤蒸汽锅炉热效率按68%计,锅炉所需燃煤热量:
1.70×1010÷68%=2.49×1010kcal
燃煤热值5000kcal/kg,所需燃煤量:2.49×1010÷5000÷1000=4990t
改造前燃煤锅炉煤耗量折合标煤:4990×0.7143=3564tce
改造后蒸气用量不变,燃气锅炉热效率按88%计,所需天然气热量:1.70×1010÷88%=1.93×1010kcal
天然气热量按8500kcal/Nm?计,改造后所需天然气量:
1.93×1010÷8500=226.80万 Nm?
改造后消耗天然气量折合标煤:226.80万×1.214÷1000=2753tce
燃气锅炉替代燃煤节能量折合标煤:3564-2753 =811tce
(2)焙烧系统改造 改造前公司模壳焙烧系统使用发生炉煤气作为焙烧燃料,贯通式焙烧炉消耗煤气发生炉用煤2080t。
煤气发生炉用煤折合标煤:2080×0.9=1872tce
发生炉煤气量:2080×3000=624万m?
发生炉煤气热值1500kcal/m?,煤气燃烧热量:624万×1500=9.36×109kcal
改造后使用天然气作为焙烧燃料,需要天然气量:9.36×109÷8500=110.12万Nm?
天然气用量折合标煤:110.12万×1.214÷1000=1337tce
模壳焙烧系统改造节能量折合标煤:1872-1337=535tce
二、项目实施后节能效果
项目改造后减少锅炉燃煤(5000kcal/kg)消耗量4990t、煤气发生炉用煤(6300kcal/kg)4144t、新鲜水消耗量594000t、电力消耗156341kWh,新增天然气消耗量326.92万Nm?。
综合节能量3033tce。项目节能量汇总见表1.
三、项目实施后减排效果
项目建成投入使用后,年节能量折标煤3303tce;根据国家发改委能源研究所测算项目实施后减排效果,每吨标准煤减排系数:CO2:2.49t;SO2:0.075t;NOx:0.0375t;碳粉尘:0.68t;烟尘:0.0096t。
本项目投入使用后年减排量如下:
CO2:3303×2.49=8824.47t
SO2:3303×0.075=247.73t
NOx:3303×0.0375=300.0t
碳粉尘:3303×0.68=2246.72t
烟尘排:3303×0.0096=172.40t
本项目的建设可以减少相应量的污染物排放,产生节能和环保的双重效果。污水处理站建成投入使用后,减少排污量估算如表2所示。
我公司通过开展节能环保工艺技术、装备技术研究及清洁能源应用等,减少了铸造原辅材料、水资源及能源的消耗,降低了碳、氮氧化物的排放,达到了节能、降耗、减排的目的,为传统精密铸造企业开展节能减排工作提供参考,对实现全社会节能减排具有良好的经济效益和社会效益。
根据《节能技术改造项目节能量确定原则和方法》和国家统计局发布的有关统计数据,采用的折标系数列于表3。
结语
清洁生产过程就是企业进行资源、能源消耗及污染排放的全过程控制,使各个生产环节的资源、能源消耗减量化,污染预防具体化和定量化,推进行业企业技术进步,帮助企业自我定位,确定自身资源节约和环境友好绩效改进的方式和差距,通过市场驱动机制,调动企业推动清洁生产的积极性,将清洁生产转化为企业的自觉行为。
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