清洁生产审核方法在防爆电气的应用研究

张品美 黄彬彬 虞晓波 林晓敏

摘要：防爆电气行业涉及产品种类繁多，包括开关类、电器类和设备设施类等产品，不属于高污染高耗能行业，但根据产品种类，可能涉及铸造、注塑、喷漆、机加工等工艺，将产生一定量的废气、废水、噪声和固废。随着清洁生产战略的深入，我国已有较多数量企业实施了自愿性清洁生产，取得了较好的环境和经济效益。温州乐清为我国防爆电气生产两大生产基地之一，探讨清洁生产防爆电气行业的应用研究对于当地防爆电气行业的环境和经济效益提升有一定的借鉴作用。

关键词：清洁生产;防爆电气

第一章 引言

1.1研究的目的和意义

在经济高速发展的一个多世纪里，人们的生产和生活對全球环境和生态造成了巨大负担，同时也极大地损耗着地球上的能源和资源。西方工业发达国家在经历了几十年的末端治理之后，审视了它们的环境保护历程，发现仅依靠开发更末端污染控制技术所能实现的环境改善是有限的，人们逐渐关心产品、生产过程及服务对环境的影响，利用改进设计、生产工艺和加强管理等措施提高资源利用效率，从而减少废弃物和污染物的产生，从根本上消除可能更为有效，于是清洁生产战略应运而生。

清洁生产即对产品和产品的生产过程采用预防污染的策略来减少污染物的产生。我国对清洁生产的定义为：“清洁生产，是指不断采取改进设计、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、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，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。”

我国省、市、区级相关部门对高能耗、重污染企业制定名单，对名单内的企业实施强制性清洁生产，同时也鼓励企业自主展开清洁生产，对自愿性清洁生产验收合格企业给予一定的财政补贴。

防爆电气行业涉及产品种类繁多，包括开关类、电器类和设备设施类等产品，不属于高污染高耗能行业，但根据产品种类，可能涉及铸造、注塑、喷漆、机加工等工艺，将产生一定量的废气、废水、噪声和固废。

随着清洁生产战略的深入，我国已有较多数量企业实施了自愿性清洁生产，取得了较好的环境和经济效益。温州乐清为我国防爆电气生产两大生产基地之一，探讨清洁生产防爆电气行业的应用研究对于当地防爆电气行业的环境和经济效益提升有一定的借鉴作用。

1.2防爆电气行业介绍

防爆电气是指应用于存在易燃易爆气体、粉尘等环境下，为油田、化工设施煤矿等场所在实际运营过程中避免爆炸事故的产生或将爆炸约束在一定可控范围内，以对其可能产生的高温、电火花等进行控制和隔离的电气设备。防爆电气设备可分为厂用防爆电气和矿用防爆电气。其中厂用防爆电气设备主要应用于石油、化工、天然气、军工、制药等行业，以石油、化工行业为主;矿用防爆电气设备主要应用于含有沼气、甲烷等爆炸气体和煤尘的煤矿井下，与煤矿业景气程度密切相关。

近年来，随着国内政府主管部门，各类企业的安全生产意识不断增强，作为生产安全重要保障环节之一的防爆电气产品的监管力度也在不断加大。2015年底和2016年，国家分别修改了《煤矿企业安全生产许可证实施办法》和《煤矿安全规程》，对于煤矿作业设备要求进一步提升，对防爆设备的需求有望提升。

2019年国家安全监管总局将防爆电器纳入到CCC认证管理范围;自2020年10月1日起，未获得强制性产品认证证书和未标注强制性认证标志的产品，不得出厂、销售、进口或在其他经营活动中使用，对于防爆电器的监管力度进一步趋严。防爆电器纳入3C监管后，不仅在生产端的监管趋严，在销售端也会有一定的限制，达不到认证标准的中小企业产品面临淘汰，将加速行业洗牌。

根据中国防爆电器协会统计数据，2019年，国内防爆电器市场规模约为70亿元。随着我国石油、化工、煤炭、医疗、食品、军工等行业安全与规范不断趋严，我国防爆电器需求有望保持稳定增长。

全球角度看，发达国家和地区的防爆电器行业发展已经较为成熟;新兴市场国家对石油、天然气、煤炭等能源需求不断增长，将成为未来全球防爆电器市场增长的主要推动力。

全球防爆电器市场规模约为50亿美元，全球防爆电器企业第一梯队主要为Eaton和Emerson，第二梯队企业主要包括华荣、Bartec和R.Stah等。Eaton和Emerson主营业务并非防爆电器，通过资本收购进入防爆电器领域。Eaton作为全球防爆电器龙头，2012年通过收购库柏工业集团进入防爆领域，在全球防爆电器领域市占率约为25%，下属防爆品牌主要有Cooper Crouse-Hinds、CEAG。Emerson在全球防爆电器领域市占率约为15%，旗下的防爆品牌主要有APPLETON和A.T.X等，其中APPLETON是世界最大的美标防爆电气和防爆灯具供应商。华荣股份在全球防爆电器中市占率约为5%。Bartec和R.Stahl为欧洲防爆市场领导品牌，全球市占率也在4%-5%。R.Stahl和Bartec等老牌的欧洲防爆电气设备企业由于技术的更新速度较慢，加上服务水平与华荣股份等国内企业相比存在差距，越来越多的份额被国内企业抢占，目前已经陷入了增长停滞期。2015年至2019年，R.Stahl营收由3.13亿欧元下降到2.75亿欧元，同比下降1.9%。分区域看，亚太地区，德国，美洲和欧洲（除德国与非洲）占比分别为21%、23%、12%、44%。德国市场的销售额同比下降11%。

近年来，防爆电气已基本实现国产化，主要企业包括华荣股份、光电科技、电光防爆、新黎明、飞策、合隆和北方等。华荣股份占有21.9%厂用防爆电气的市场份额，远超行业其他公司。另外，矿用防爆电气设备以电光防爆科技股份有限公司为行业领头。

我国防爆电气行业产业集中度低，生产企业过多。目前，我国防爆电气行业生产企业达400多家，规模参差不齐。80%以上的企业处于中、低档产品重复性生产，依靠压价与销售手段进行无序竞争。同时，部分小企业问题突出，生产条件和工艺落后，产品质量得不到保证。未来随着认证标准提升、市场监管力度加大，行业准入门槛提升，将加速行业洗牌。

清洁生产从产品的设计、原料的选择、工艺技术的改革和进步以及生产管理的管控等环节着手，作为一种全过程的污染防治策略，它着眼于从源头上解决环境问题以实现经济和社会可持续发展。清洁生产要求企业在废物产生之前予以预防，以实现废物的“源削减”，以此带来经济效益和环境效益。

清洁生产自20世纪90年代从发达国家引入我国，一系列相关法律也相继颁布和实施。新修订的《清洁生产促进法》于2012年7月1日正式实施，标志着源头预防、全过程控制的战略已经融入到我国经济综合发展和环境生态控制综合战略。

在国家加大环境保护力度、大力提倡节约能源的趋势下，企业采用清洁生产能够达成节能减排。并且，通过资源的综合利用，能源的二次利用，能有效地节约能源，达到社会经济发展、企业经济效益和环境保护之间的可持续协调发展，不仅降低环境治理的资金成本，还提升了企业自身竞争力。综上所述，清洁生产能促进企业科学发展、高效率发展和绿色健康发展。

第二章 清洁生产审核程序

清洁生产审核程序包括筹划和组织、预评估、评估、方案产生和筛选、可行性分析、方案实施和持续清洁生产等阶段。

审核小组组建后，根据企业实际情况，审核小组制定了清洁生产审核工作计划，内容包括清洁生产审核各阶段的具体工作任务，时间进度和负责机构：

1. 筹划和组织阶段：企业在清洁生产初期应成立清洁生产审核小组;展开清洁生产培训;以标语、宣传栏等形式进行宣传教育，克服障碍;组织审核工作开展。

2. 预评估：现场调研和考察，确定审核重点和预防污染目标。结合工艺流程图，对易于削减废物采取措施。

3. 评估：对审核重点采取着重分析，采用物质流、能量流等技术手段分析废弃物产生的源头。

4. 方案产生和筛选：从原辅材料、技术工艺、产品、设备、过程控制等八大方面找出差距和问题，产生方案和筛选方案;

5. 可行性分析：对筛选出来的中/高费方案做相关的技术、环境、经济可行性分析，选择和推荐最佳可行方案。

6. 方案实施：企业统筹规划可实施方案;制定合理的实施进度表;筹措资金;实施方案;并最终对实施成果进行评价。

7. 持续清洁生产：制定远期的持续清洁生产计划。

8. 编制清洁生产审核报告。

第三章 预评估

4.1企业生产经营状况

4.1.1 企业简介

X防爆电气有限公司生产和销售矿用电气设备、仪器，公司具备较强的专业技术能力，与国内煤炭科研院进行过深度合作开发。

4.1.2 企业主要产品产量、产值

企业主要产品为防爆灯具及接线盒、检测报警仪和自救装置。近三年的产量分别为48.9万件、53万件4和57.9万件，工业总产值为3258万元、3418万元、3655万元。

4.1.3 企业生产工艺流程

企业的主要产品为各类防爆灯具、检测报警仪、自救装置等系列产品，其产品工艺说明如下：

外购冷轧压铸件、塑料粒子和各类配件验收入库，然后按作业计划由下料车间领出，按产品需求分类对压铸件进行机加工和喷塑（外协），将塑料粒子注塑成型，各部件经检验合格后进行装配，产品检验合格后入库待运。

4.1.4  企业工艺评价

1. 企业有多条装配线，装配工艺主要采用人工装配，自动化水平较低。

2. 注塑工艺比重较大，产品塑料配件由本企业注塑车间生产。企业较为重视设备更新，近年更新过两台注塑机。

3. 根据产品种类更新，企业机加工工艺使用频率有所增加，采购的设备精度基本满足生产需求。

4. 企业通过外购压铸件替代预定的压铸工艺有一定的合理性，减少了环保和能源压力，且由于压铸厂在同一幢生产楼房内，较易进行供应商管理。

5. 企业喷塑工艺为外协。

4.1.5企业设备评价

企业采购的设备为行业内比较主流的设备。对照《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》（一至四批）的规定，企业的主要生产设备不属于淘汰落后设备。-

企业设备台账未对全部设备电机型号进行统计，因此未对企业设备电机进行评价，建议企业全面统计电机型号，并对落后的电机制定淘汰计划并实施。

4.2企业能（资）源利用及管理现状

4.2.1能源管理体系评价

企业未建立能源管理体系，包括能（资）源使用统计、定额考核、制定重点用能设备管理规程等。

能（资）源统计是企业能源管理的一项重要内容，既是编制企业能（资）源计划的主要依据，又是进行能源利用分析、监督和控制能源消费的基础。

建议加强车间能（资）源使用统计、细化定额考核等工作。用能和设备的原始记录应妥善保存，报表的内容应按工序细化到主要生产、辅助生产、照明、生活及其他，以利于细化对工序及产品的能耗考核。

但由于目前企业能（资）源总用量较小，用能大的工艺基本采取外协，进行能源管理绩效不大。在今后企业发展过程中，可根据实际发展需求深化能源管理要求。

4.3企业产排污及环境保护现状

4.3.1污染物排放评价

一、企业废水主要为生活污水排放，生产废水不排放，污水处理达标排放。

二、企业废气主要有粉尘、注塑废气和丝印废气。根据验收监测报告，废气达标排放。根据行业现状，目前同行业企业采用激光打印機打印铭牌信息，无需使用油墨及其相应的稀释剂，极大程度减少有机废气排放。

三、企业固废主要有生活垃圾、塑料边角料和废乳化液。建议企业加强固废管理，废乳化液按危险废物要求进行收集和储放，禁止排入污水管道。

4.4确定审核重点

审核小组根据清洁生产审核重点的确定原则及对车间生产工艺、能资源消耗、产排污状况、清洁生产潜力的分析评估，结合企业规模和实际生产情况，审核小组决定将注塑车间确定为本轮清洁生产审核重点。

第五章 评估

评估是对预评估中已经确定的审核重点进行着重分析，并通过物料平衡、水平衡等物质流、能源流技术手段，找出能耗大、污染重的原因，以提出审核重点的清洁生产方案。

5.1审核重点概况

本次清洁生产审核把注塑车间作为本轮清洁生产的审核重点。注塑工艺说明如下：

（1）称重：拌料人员根据日生产计划、二次料使用比例要求、配料文件要求等对色粉、白油、塑料粒子和二次料（经过破碎处理的浇料口和不良品等）进行配料和称重。

（2）搅拌：使用搅料机对配料进行搅拌均匀。

（3）上料：使用人工将物料搬运至注塑机上部的料筒。

（4）烘干：注塑成型加工前，塑胶需充分干燥。如材料水分偏高，会使注塑件的表面出现瑕斑，甚至会在高温时发生加水分解的现象，致使材质劣化。因此在成型加工前一定要对材料进行预处理，使得材料能保持合适的水分。物料在料筒内经热风烘干，料筒顶端由于热风排出，易带出粉尘。

（5）熔融：料粉从玻璃态转变为黏流态。

（6）注射成型：螺杆在注射油缸推力作用下，将储料室中的熔体经过喷嘴、模具流道、浇口注入型腔。

（7）保压补缩：继续注塑用于填充零件因收缩而空出的体积。

（8）保压补缩：继续注塑用于填充零件因收缩而空出的体积。

（9）冷却、脱模：在保压结束以后，浇口封冻。制品经历一段冷却定型。在制品经历一段时间冷却后，具有一定的刚性和强度。通过模具的顶杆将零件从注塑模具中顶出。

（10）破碎：塑料件和浇料口从模具中顶出后，浇料口和不良品经人工确认后经破碎机统一破碎。破碎出来的二次料需经过初步筛选以避免颗粒过大，过大颗粒需要二次破碎。

5.1.1 建立审核重点物料平衡目的

建立物料平衡的目的，是为了准确地判断审核重点的废弃物数量以及去向，从而发现过去未被注意的改进机会，为产生和研制清洁生产方案提供了依据。

5.1.2注塑车间运行情况统计

审核小组追踪2月4日至5日连续三个批次的物料统计，取其平均值进行平衡分析。

5.1.3 物料平衡分析

1、根据物料平衡测试，平衡差1.548kg，不平衡率为1.6%，不平衡率≤5%，符合物料平衡分析要求。

2、浇料口16.8kg，浇冒口率为17.38%，物料利用率为81.04%。

3、产品不良品数量为7.8kg，不良品率为9.95%，计算公式如下：不良品率=7.8/（7.8+70.6）=9.95%，产品不良品率偏高，原因为企业注塑机顶端配置烘干（除湿干燥）系统，物料在烘干系统内经烘干后自动送入注塑机内进行注塑。但物料需由人工提升搬运（1.8m以上），在不间断的生产过程中，如果不能保证物料保持在料筒的80%以上，可能导致烘干时间未达要求（2h），含有水分的材料进入模腔后，会使制件的表面出现瑕斑，甚至拉力和强力不够，导致不合格。由于人工添加物料的时间不稳定性较高，因此产品不良品率偏高。同时不良品降低可减少破碎不良品产生的粉尘量。

建议企业注塑机配制自动送料机以提高产品合格率。

5.2 确定本轮清洁生产目标

通过对行业清洁生产技术现状调研和分析，对比企业的实际情况，根据所确定的审核重点的综合管理情况，以期通过原料能源、工艺改进技术革新、设备改造、过程控制、管理、污染控制、废弃物资源化利用、员工和产品优化等八方面提出无低费和中高费方案。

经分析筛选后实施相应的方案措施，审核小组提出本轮清洁生产目标指标见表11。

第六章 方案产生和筛选

6.1方案的产生

通过对审核重点的深入调查和能耗及产废原因分析，发现存在较多的节能、减污清洁生产机会。为此，认为有必要将面扩大到整个企业，以产生出更多、更好的清洁生产方案。X防爆电气有限公司主要通过以下几种方式产生清洁生产方案：

1、集思广益，创新思路

2、收集国内外同行业先进技术

3、组织行业专家进行技术咨询

4、审核小组从影响生产过程的八个方面全面系统地产生方案。

第八章 方案的实施

8.1资金筹集

方案实施基本由企业自筹资金解决。

8.2已实施清洁生产方案成果汇总

X有限公司领导对清洁生产这项工作非常重视，充分考虑工业经济、环境、社会三者的协调和发展关系，从企业的自身做起，积极开展以“节能、减排”为宗旨的清洁生产审核。通过实施清洁生产审核，一方面为了积极贯彻执行国家及地方政府有关部门关于实施工业循环经济和清洁生产的政策规定和要求;其次通过实施清洁生产，降低能资源消耗，走内涵节能增效的可持续发展道路，在激烈的市场竞争中站稳脚跟，实现经济、环境与资源的协调发展，达到“节能、降耗、减污、增效”的目的。在预评估阶段、评估阶段产生的无低费方案基本上都已实施。已实施方案汇总见表10.3-1。

8.3清洁生产目标指标完成情况分析

一、根据2020年度以及2021年度3月份（改造后）进行绩效汇总分析。

二、清洁生产审核目标完成情况与审核前对比如表16所示。

备注：表10.4-2中“审核前”的各项指标是企业2020年的数据;“审核后”的各项指标系根据企业2021年3月份改造后的数据。

小结：所设置的清洁生产审核目标均已完成。

第十章 结束语

通过本轮清洁生产审核，X防爆电气有限公司取得了较好的经济效益和环境效益，所设置的清洁生产目标值全部完成。

本轮清洁生产审核的实施加深了全体员工对清洁生产的认识和理解，审核小组成员熟练掌握了清洁生产审核的技巧，为未来持续清洁生产打下基础。本轮清洁生产审核完成了预定目标，达到了节能、降耗、减污、增效的目的，取得了较好的经济效益和环境效益

参考文献：

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[15]《综合能耗计算通则》（GB/T2589-2020）

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