机械行业固定资产投资项目节能评估浅析

孙永娥 赵磊 吴研志

（1天津市联合环保工程设计有限公司 天津 300191 2天津市环境保护科学研究院 天津 300191）

机械行业固定资产投资项目节能评估浅析

孙永娥1赵磊2吴研志1

（1天津市联合环保工程设计有限公司 天津 300191 2天津市环境保护科学研究院 天津 300191）

本文对节能评估中机械行业的范围进行界定，并以耗能量较大的铸造工艺为例，从产业政策及节能设计标准规范、主要工艺及设备、能耗计算方法等几方面对机械行业固定资产投资项目节能评估应注意的问题进行探讨。

固定资产投资项目；节能评估；机械行业；铸造

1 引言

节能评估是对固定资产投资项目的能源利用是否科学合理进行分析和评价，并编制节能评估报告的行为，对合理利用能源，提高能源利用效率，从源头上杜绝浪费以及促进产业结构调整和产业升级具有重大意义。而且，固定资产投资项目节能审查意见作为审批项目可行性研究报告、核准项目申请报告或批准开工建设的前置条件。

在各行业固定资产投资项目中，机械行业属于应用广泛但生产工艺和工序并不单一的主要行业之一，其生产过程中尚存在巨大的节能潜力值得挖掘。本文针对机械行业固定资产投资项目的特点，从机械行业定义、相关产业政策及节能设计规范、主要工艺及设备、能耗计算方法等三方面对其节能评估工作中需注意的问题进行探讨。

2 机械行业定义

本文所指“机械行业”并不是依据其生产的最终产品的功能而定义，比如石化通用机械、农业机械、仪器仪表、工程机械等。而是侧重于生产过程所涉及的工艺和工序。

本文所指“机械行业”涉及的工艺和工序包括：铸造、锻造、热处理、焊接、冲压、表面处理（电镀和涂装）、机械加工（车、铣、磨、钻、削）以及装配等。

3 产业政策及节能设计标准规范

3.1 产业政策

产业政策是判断固定资产投资项目是否可行的决定性依据之一，不符合产业政策的项目是不允许开工建设的，节能评估工作应对项目所属行业相关的产业政策进行分析，确保其

目前，根据机械行业所涉及的工艺和工序，其节能评估工作应重点分析的产业政策包括两类：（1）产业结构类政策：比如《产业结构调整指导目录》、《外商投资指导目录》等；（2）行业准入条件：比如《中国铸造行业准入条件》等，分析生产规模和选用的工艺设备是否符合当前的行业准入条件。

3.2 节能设计标准规范

节能设计标准规范是开展节能评估工作的技术支撑和依据。虽然各行业的节能设计标准规范尚不齐全，但机械行业已发布了相关标准规范，比如《机械行业节能设计规范》明确了应采用的先进节能工艺、技术、设备和材料；《机械工厂年时基数设计标准》明确了不同工艺设备设计年时基数，为工艺设备的耗能量计算中设备使用时间的选取提供了参考依据。

因此，在进行机械行业固定资产投资项目节能评估时，应尽量结合上述两个标准规范的要求展开。

另外，不论是产业政策还是节能设计规范，都应注意其时效性及适用范围，针对实际项目的具体特性而选择使用。

4 主要工艺及设备

机械行业涉及的工序中，耗能量较大的包括铸造、锻造、热处理等。考虑到节能评估工作中对铸造工艺中加热炉（电炉或燃料炉）的分析要点同样适用于锻造、热处理等工艺，故本文以铸造工艺为例探讨机械行业类固定资产投资项目节能评估应注意的问题。

铸造工艺分为砂型铸造、熔模铸造和压力铸造三种类型，主要工序包括造型制芯、熔炼、砂处理等。根据实际工作中总结的经验数据，不论何种铸造工艺，耗能量较大的工序均为熔炼工序，约占铸造总能耗的70%[1]。因此，铸造工艺的节能评估应对熔炼工序进行重点分析，从设备选型、设备保温措施、余热回收利用等方面挖掘其节能潜力。

4.1 设备选型

常用的熔炼炉包括电炉、燃料熔炼炉（燃气炉、冲天炉等），但应结合实际工艺的需求选择正确的熔炼炉，可从以下几方面进行考虑：

4.1.1 根据铸件的材质（铸钢件、铸铁件、铸铝件等）进行选择

对于铸铁件，熔炼一般材质的，宜采用两排大间距冲天炉；熔炼较高材质或要求较高铁水过热温度的大、中批量生产，宜采用冲天炉与感应电炉或感应电炉与感应电炉双联熔炼工艺。

对于铸铝件，大批量生产时宜采用燃气炉、工频感应电炉、变频炉或远红外熔炼炉；对批量小时可采用电阻炉。

对于铸铜件，宜采用感应电炉。

对于铸钢件，宜采高比率电弧炉、感应电炉。

4.1.2 结合产业政策和当地环保要求

对照最新的产业政策，禁止选择不符合产业政策的熔炼炉。比如，截止到2015年，小吨位（≤3t/h）的冲天炉应全部淘汰。

充分考虑当地环保要求，禁止选择高污染、高排放等不符合本地环保要求的熔炼炉。

4.2 设备保温措施

对于已经确定选型的熔炼炉，应明确其耐火材料，针对炉型的不同及具体工艺分析其保温性能及热损失，判断是否存在改进和完善的空间，进而挖掘节能潜力，降低综合能耗。

对于尚未确定具体选型的熔炼炉，应结合相关节能设计规范，明确对其保温措施的要求，为项目设计方案的完善提供技术参考。

4.3 余热回收利用

对于燃气炉和冲天炉来说，在不采取余热回收利用措施的前提下，直接排放的高温烟气带走大量可利用的热量，造成资源浪费。为此，应根据不同的排烟温度设置相应的烟气回收利用方式，通过设置换热器，充分利用烟气余热，减少其它能源品种的消耗量。

排烟温度大于900℃时，宜采用辐射换热器或非金属材料材料换热器；排烟温度为500℃～900℃时，宜采用金属对流型等高效换热器；排烟温度小于500℃时，宜采用热管型等高效换热器。

5 能耗计算方法

5.1 生产设备能耗计算

5.1.1 类比法

耗电设备和燃料设备等耗能量计算均可采用类比法，具体计算公式为：设备终端耗能量=吨金属溶液（铁水、钢水等）耗能量×成品所需的金属溶液量。

但在采用类比法时，务必要注意类比对象即吨金属溶液耗能量的选择。不论吨金属溶液耗能量源于相关标准规范，还是来源于其它企业或企业自身的实际生产数据，都应明确类比对象的具体工艺（涉及的工序）、工况、规模等参数，以判断是否有可类比性，确保耗能量计算数据的可靠性。

5.1.2 需要系数法计算耗电量

对于耗电设备，可采用需要系数法进行计算，不同设备的需要系数选取可参照《工业手册》，具体计算公式为：生产设备终端耗电量=设备功率×需要系数×设备设计年时基数。

5.1.3 热平衡法计算炉子燃料消耗量

该计算方法主要利用热平衡原理，具体计算公式为：

燃料燃烧产生的热量=工艺需求的热量+热量损失；

燃料消耗量=燃料燃烧产生的热量/燃料燃烧效率/燃料热值。

其中，工艺需求的热量可通过工艺温度、持续时间、工艺材料的比热容等参数进行计算；热量损失包括排烟损失、炉子散热损失等，若一一进行核算难度较大，但可根据设备厂家提供的炉子热效率进行计算。

综上，每种能耗计算方式均有各自的优缺点，故在实际工作中应结合项目自身的资料深度选择较合适、较便捷的计算方法。

5.2 附属设施能耗计算

附属设施包括照明、暖通空调、动力等，可采用以下两种计算方法：

（1）若明确了照明、暖通空调、动力等附属设备的安装容量，可采用需要系数法，同生产设备能耗计算中的需要系数法。（2）若设计方案尚未明确安装容量，可采用功率密度法，具体公式为：附属设备耗电量=功率密度×负荷系数×同时使用系数×年运行时间小时数。

5.3 综合能耗计算

上述生产设备和附属设施能耗量计算结果均为终端使用量，在计算综合能耗时，应考虑电力、天然气等各种能源品种的加工转化损失、输送损失等，进而计算出项目应外购的能源总量。

5.4 能耗指标对标分析

机械行业固定资产投资项目节能评估中常用的能耗指标包括：万元产值/增加值综合能耗、重点工序单位产品能耗、单位产品综合能耗、吨金属溶液电耗等。

可进行对照的标准包括：国家标准、地方标准（《天津市能效指南》、《产品单位产量综合能耗计算方法及限额》等）、行业标准（《机械行业节能设计规范》、《中国铸造行业准入条件》等）。

6 结语

综上所述，机械行业生产工艺和工序较多，铸造等工艺耗能量较大，故其节能评估工作的展开可在方案设计阶段为机械行业提供切实可行的节能措施，从源头上对能耗量进行控制。在具体节能评估中应注意以下问题：（1）认真把握相关产业政策，以行业节能设计标准规范为技术支撑，并注意政策及标准的时效性和适用范围；（2）抓住重点耗能设备的特征，逐项分析，判断存在节能可能性的部位；（3）选择合理可行的能耗计算方法，并考虑各能源品种的损失量；（4）选取可靠的能耗指标标准，真实反映项目的能效水平，为挖掘节能潜力提供依据。

[1]鲁永杰.铸造废砂再生处理与节能技术的应用[J].铸造，2008,75（8）：830-833.