节能设计在机械制造行业中的应用

　　摘　要：介绍了节能设计在制造行业中的必要性、基本方法和实际应用，重点介绍了能源审计的内容，相应的节能措施、节能设备的造型及节能管理器具等。
　　关键词：节能设计；能源审计；节能措施；机械制造
　　机械工业作为为国民经济各部门提供装备的行业，它所生产的产品是否先进、高效、节能和环保，直接影响着所装备行业的经济效益与能源（资源）消耗和污染物的排放，是各行业实现节能减排目标的重要技术保障。同时，机械工业自身生产过程也是消耗能源和原材料较多的行业。尽管机械工业单位产值的能源消耗量较建材、冶金、电力（原材料、化工）等基础行业要低，但由于产业规模大，其生产过程中所消耗的大量能源和原材料是不容忽视的。因此，无论是从自身的能源消耗，还是从对其他行业节能减排工作的影响来看，机械工业在我国实施节约资源（能源）的国策中，具有举足轻重的地位。
　　1　节能设计及必要性
　　节能设计是根据能源审计的结果为客户的能源系统提出如何使用成熟的技术来提高能源利用效率、降低能源成本的整体方案和建议。节能设计是企业实现节能目标的重要保障，只有通过节能设计才能实现企业系统的全面的节能，同时为企业创造效益，是一举多得的事情。节能设计包括能源审计、节能措施的建议、设备选型、管理器具的配备和项目的实施等，而能源审计是节能设计的基础，因此做好能源审计工作是完成企业节能设计的根本。
　　1.1 能源审计
　　根据《企业能源审计技术通则》对企业进行用能单位能源使用的效率、消耗水平和能源利用经济效果的客观考察，通过对用能物理过程和财务过程进行统计分析、检验测试、诊断评价并提出节能改造措施等。具体可从以下九个方面开展审计工作：（1）企业的能源管理状况；（2）企业的用能概况及能源流程；（3）企业能源计量及统计状况；（4）企业能源消费指标计算分析；（5）用能设备运行效率计算分析；（6）产品综合能源消费和产值能耗指标计算分析；（7）能源成本指标计算分析；（8）节能量计算；（9）评审节能技改项目的财务和经济分析。
　　机械制造行业虽然耗能没有像建材、冶金、电力和化工行业高，但是比起发达国家的同类行业还是有差距的，尤其是热加工工艺单位产品综合能耗要比工业发达国家高得多。针对机械制造业的耗能特点，除了对耗能重点的检测分析，更重要的是在细节上下工夫，尤其是对跑冒漏现象，通过能量平衡，找出真正的耗能原因。
　　1.2 节能措施的设计
　　根据能源审计的数据，具体分析导致耗能的原因，是人为的能源浪费，还是生产过程中的能源浪费，如果是人为的浪费，那么就加强节能的宣传，牢固树立节能的意识，加强能源使用的管理；如果是生产过程的浪费，那么就要进一步的分析，改善生产工艺、提高生产效率，从而达到节能的目的，比如采用节水工艺干式切削、降低毛坯粗糙度、采用高速切削技术、提高热处理集中开炉效率以及设计工件时减少钢铁的用量等等都是很好的办法。机械工业生产过程中直接耗能不高，但却大量消耗钢材等原材料，而生产钢材则需耗用大量能源，也就是说，机械工业是直接高耗材，间接高耗能，因此节材就等于节能。另外再制造的节能减排效果也尤为突出，再制造产品比新产品的制造节能60%，平均有70%的部件都是可以被再利用的，在制造过程中可以节省80%以上的能源消耗，价格平均只有新产品的30%～40%，成本实际上不到原来的50%，毛利率远远高于新品。
　　1.3 设备的选型设计
　　结合企业的实际情况选择先进、高效、节能和环保的设备，比如高效电机、节能变压器、高效风机、水泵和压缩机等系列节能设备。使用绿色机械制造装备，如干式切削加工机床、 强冷风磨削机床等低能耗、与环境相协调的设备，这些绿色设备的使用，可减少对人和生产环境有害的工作介质，减少机床原材料用量，优化机床结构，提高机床性能，从根本上实现节能减排。
　　1.4 设计节能管理器具
　　能源计量与节能监测、能源审计、能源统计、能源利用状况分析是企业能源管理和节能工作的基础，而能源计量是基础中的基础。如果企业没有合理配备能源计量器具，能源管理部门就难以获得准确可靠的能源计量数据，对企业的节能监测、能源审计、能源统计、能源利用状况也就难以进行科学的分析和统计，从而无法为企业的能源管理和节能工作提供可靠、准确的指导方向，可能造成企业能源严重浪费，增加生产成本。随着经济的快速发展，国家对企业的节能降耗工作提出了更高更新的要求，企业能源计量工作就显得更为重要，必须与国家对企业节能、环保的要求相适应。通过合理的设计能源计量器具的配备，可使能源的调度更加及时合理，为减少能源消耗、降低成本奠定了基础。
　　2　节能设计案例
　　由黑龙江省节能中心对东北一企业进行节能设计试点工作，对企业概况、工艺流程、节能规划等进行收集基础资料的同时，对主要能耗设备进行节能效果测试，经测试分析后形成了审计报告，帮助该企业掌握用能状况、摸清薄弱环节、进而节能设计，挖掘节能潜力，确定节能技改方案，为后续的合同能源管理模式奠定了基础，收到了良好的效益。
　　3　结语
　　机械制造企业在生产机械设备时，需要大量钢铁、电力、煤炭和有色金属等资源。节能降耗已经成为机械制造企业的共识。而节能设计在机械工业的节能工作更显重要，通过节能设计可以给企业提供系统的节能技改方案，推进技术和工艺的创新，加快产品和高耗能工艺的升级换代，加大淘汰落后工艺和产品的力度，发展循环经济，促进回收利用与再制造工程，建立和完善行业节能考核指标体系和监督体系，加强标准、行规、培训、交流等机械工业行业节能减排基础性工作，从而实现节能目标，为国家和企业创造效益。