发动机工厂机加工车间压缩空气节能案例分析

2022-12-27杨明川李国栋张龚磊

智能制造 2022年6期

杨明川，李国栋，张龚磊

(北京奔驰汽车有限公司，北京 102600)

1 引言

绿色是国家可持续发展理念，为了响应国家绿色发展战略，对设备的能源消耗由粗放化转向高效化管理，是实现公司高质量发展重要举措，也是公司未来发展的重中之重。发动机工厂的机加工车间，共有超过400台的加工中心，每天工作状态下能源消耗巨大，通过逐一对全厂共400台交工中心压缩空气能耗检查，发现了很多加工中心存在不同程度的压缩空气能源浪费。本次项目案例开展本着提高能源的使用效率，从而实现能源使用上的降本增效。

2 现状

一台额定功率为410kW，额定流量63m³/min的空压机为例，压缩空气的成本为，①空压机1h的产气量：63m³/min × 60min ×0.85（效率系数）=3 213m³；②空压机1 h的电费费用：0.75元/kWh×410kW×1h=99元（以工业电费均值0.75元/kWh计算）；③每立方米压缩空气的电费成本：99元÷3213m³=0.095元/m³。

以上为理论计算得出的获取压缩空气的电费成本，通常占压缩空气综合成本的85%，空压机折旧及维护保养等费用占15%，由此估算压缩空气的综合成本约为0.10元/m³。将每单位的压缩空气换算为CO2、电能、热量和原油。具体关系如图1所示。

图1 压缩空气能源转换图

通过现场对每台设备的压缩空气能耗检查，对所有能源浪费问题进行总结分类，主要存在的问题：①加工中心压缩空气泄漏问题(跑、冒、滴、漏)；②吹气清洗设备压力设置不合理（实际压力高于设备建议压力）；③压缩空气吹气用气效率低且耗气量较大。针对现场存在情况，制定相对应的优化措施方案，减少和改善压缩空气能源浪费的情况。

3 压缩空气节能策略

3.1 压缩空气泄漏治理方案

压缩空气泄漏治理分为以下三步，如图2所示。根据不同机床泄漏的量不同，制定泄漏等级分布图，从而确定维修等级，发动机工厂机加工车间泄漏点汇总表见表1。

表1 发动机工厂机加工车间泄漏点汇总表

图2 漏点治理三步走

3.2 吹气清洗机设备压力设置合理化

由于现场的吹气清洗设备是生产线的压缩空气消耗大户，所以现场的吹气清洗设备也是重点关注的设备之一，经过对全厂所有的吹起清洗设备检查，发现曲轴生产线的吹气清洗设备供给压力（0.38MPa）均超过设备厂家建议的规定压力值（0.28~0.32MPa），供力过大，导致能耗过高。在改善方案中，将各清洗机吹气供给压力调至 0.30MPa，以降低清洗机设备能耗，压力数据测试对比如图3所示。改善前年总耗气量为24 480 000 m³，年总耗气成本2 448 000元；改善后年总耗气量为19 584 000 m³，年总耗气成本1 958 400元，每年可节省成本489 600元，无需任何成本投入，对比明细见表2。

图3 压力数据测试对比图

表2 压力设置后的年耗气量对比明细

3.3 压缩空气吹气合理化

每台加工中心都配备了一把气枪，用于吹扫清洁的工作，现状：气枪吹扫效率低且压缩空气消耗量大，导致能耗成本高；改善方案：更换节能型气枪，既能提高吹扫效果，又可以降低耗气量。改善前，使用气枪年总耗气量为908 000 m³，年总耗气成本90 800元；改善后，使用气枪年总耗气量为3 956 000 m³，年总耗气成本39 560元，每年可节省成本51 240元，成本投入约12万元，预计28个月可以收回投资。