發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)機(jī)加工車(chē)間壓縮空氣節(jié)能案例分析

楊明川，李國(guó)棟，張龔磊

(北京奔馳汽車(chē)有限公司，北京 102600)

1 引言

綠色是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展理念，為了響應(yīng)國(guó)家綠色發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)設(shè)備的能源消耗由粗放化轉(zhuǎn)向高效化管理，是實(shí)現(xiàn)公司高質(zhì)量發(fā)展重要舉措，也是公司未來(lái)發(fā)展的重中之重。發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)的機(jī)加工車(chē)間，共有超過(guò)400臺(tái)的加工中心，每天工作狀態(tài)下能源消耗巨大，通過(guò)逐一對(duì)全廠(chǎng)共400臺(tái)交工中心壓縮空氣能耗檢查，發(fā)現(xiàn)了很多加工中心存在不同程度的壓縮空氣能源浪費(fèi)。本次項(xiàng)目案例開(kāi)展本著提高能源的使用效率，從而實(shí)現(xiàn)能源使用上的降本增效。

2 現(xiàn)狀

一臺(tái)額定功率為410kW，額定流量63m3/min的空壓機(jī)為例，壓縮空氣的成本為，①空壓機(jī)1h的產(chǎn)氣量：63m3/min × 60min ×0.85（效率系數(shù)）=3 213m3；②空壓機(jī)1 h的電費(fèi)費(fèi)用：0.75元/kWh×410kW×1h=99元（以工業(yè)電費(fèi)均值0.75元/kWh計(jì)算）；③每立方米壓縮空氣的電費(fèi)成本：99元÷3213m3=0.095元/m3。

以上為理論計(jì)算得出的獲取壓縮空氣的電費(fèi)成本，通常占?jí)嚎s空氣綜合成本的85%，空壓機(jī)折舊及維護(hù)保養(yǎng)等費(fèi)用占15%，由此估算壓縮空氣的綜合成本約為0.10元/m3。將每單位的壓縮空氣換算為CO2、電能、熱量和原油。具體關(guān)系如圖1所示。

圖1 壓縮空氣能源轉(zhuǎn)換圖

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每臺(tái)設(shè)備的壓縮空氣能耗檢查，對(duì)所有能源浪費(fèi)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分類(lèi)，主要存在的問(wèn)題：①加工中心壓縮空氣泄漏問(wèn)題(跑、冒、滴、漏)；②吹氣清洗設(shè)備壓力設(shè)置不合理（實(shí)際壓力高于設(shè)備建議壓力）；③壓縮空氣吹氣用氣效率低且耗氣量較大。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)存在情況，制定相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化措施方案，減少和改善壓縮空氣能源浪費(fèi)的情況。

3 壓縮空氣節(jié)能策略

3.1 壓縮空氣泄漏治理方案

壓縮空氣泄漏治理分為以下三步，如圖2所示。根據(jù)不同機(jī)床泄漏的量不同，制定泄漏等級(jí)分布圖，從而確定維修等級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)機(jī)加工車(chē)間泄漏點(diǎn)匯總表見(jiàn)表1。

表1 發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)機(jī)加工車(chē)間泄漏點(diǎn)匯總表

圖2 漏點(diǎn)治理三步走

3.2 吹氣清洗機(jī)設(shè)備壓力設(shè)置合理化

由于現(xiàn)場(chǎng)的吹氣清洗設(shè)備是生產(chǎn)線(xiàn)的壓縮空氣消耗大戶(hù)，所以現(xiàn)場(chǎng)的吹氣清洗設(shè)備也是重點(diǎn)關(guān)注的設(shè)備之一，經(jīng)過(guò)對(duì)全廠(chǎng)所有的吹起清洗設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)曲軸生產(chǎn)線(xiàn)的吹氣清洗設(shè)備供給壓力（0.38MPa）均超過(guò)設(shè)備廠(chǎng)家建議的規(guī)定壓力值（0.28~0.32MPa），供力過(guò)大，導(dǎo)致能耗過(guò)高。在改善方案中，將各清洗機(jī)吹氣供給壓力調(diào)至 0.30MPa，以降低清洗機(jī)設(shè)備能耗，壓力數(shù)據(jù)測(cè)試對(duì)比如圖3所示。改善前年總耗氣量為24 480 000 m3，年總耗氣成本2 448 000元；改善后年總耗氣量為19 584 000 m3，年總耗氣成本1 958 400元，每年可節(jié)省成本489 600元，無(wú)需任何成本投入，對(duì)比明細(xì)見(jiàn)表2。

圖3 壓力數(shù)據(jù)測(cè)試對(duì)比圖

表2 壓力設(shè)置后的年耗氣量對(duì)比明細(xì)

3.3 壓縮空氣吹氣合理化

每臺(tái)加工中心都配備了一把氣槍?zhuān)糜诖祾咔鍧嵉墓ぷ?，現(xiàn)狀：氣槍吹掃效率低且壓縮空氣消耗量大，導(dǎo)致能耗成本高；改善方案：更換節(jié)能型氣槍?zhuān)饶芴岣叽祾咝Ч?，又可以降低耗氣量。改善前，使用氣槍年總耗氣量?08 000 m3，年總耗氣成本90 800元；改善后，使用氣槍年總耗氣量為3 956 000 m3，年總耗氣成本39 560元，每年可節(jié)省成本51 240元，成本投入約12萬(wàn)元，預(yù)計(jì)28個(gè)月可以收回投資。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)對(duì)以上方案的實(shí)施， 可以產(chǎn)生如下的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益：

1）泄漏治理。經(jīng)調(diào)查共查找泄漏點(diǎn) 106 個(gè)，累計(jì)泄漏量約 2 200L/min，泄漏治理后預(yù)估每年節(jié)能約115 632元。

2）吹氣清洗機(jī)壓力合理化。曲軸線(xiàn)各清洗機(jī)使用壓力超規(guī)定范圍，各清洗機(jī)降壓改善后預(yù)估每年節(jié)能約489 600 元。

3）壓縮空氣吹氣合理化。各產(chǎn)線(xiàn)氣槍節(jié)能改善后，預(yù)估每年可節(jié)能約51 240 元。

綜上，北京奔馳有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)機(jī)加工車(chē)間壓縮空氣系統(tǒng)能耗整體改善后，預(yù)估節(jié)能總金額約65.62萬(wàn)元，減少 CO2排放約 383.6t。

4.2 社會(huì)效益

作為首都高精尖制造業(yè)的代表，綠色低碳不僅是公司在2025戰(zhàn)略中重要的一章，也是北京奔馳在積極響應(yīng)國(guó)家的節(jié)能環(huán)保、減少CO2排放的號(hào)召，同時(shí)也彰顯了北京奔馳作為首都高精尖企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感。

5 展望

本項(xiàng)目成功對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(chǎng)的機(jī)加工車(chē)間壓縮空氣能耗進(jìn)行了優(yōu)化，為公司進(jìn)一步綠色低碳化的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，后續(xù)我們會(huì)再次開(kāi)展相關(guān)的節(jié)能優(yōu)化項(xiàng)目，并遵循公司及國(guó)家的綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，將能源使用的效率最大化，全面助力綠色制造。