铝合金熔铸企业能效评价指标体系的研究与设计

摘要

铝合金作为绿色环保材料，同时具备良好的力学性能，在工业中得到了大量应用。但是，我国的铝合金生产设备和工艺较为落后，吨铝天然气消耗量达85-120m3，远高于国际先进水平。为了提高我国铝合金熔铸行业的能效管理水平，本课题针对铝合金熔铸企业的用能设备及用能结构、能效计算模型、能效诊断模型、能效评价指标体系及其计算方法进行了研究，为铝合金熔铸企业的能效计算和评价提供一种计算方法。 通过对铝合金熔铸企业生产工艺及生产流程的深入分析，将生产线分为备料工序、辅助工序、熔化工序、精炼工序和浇铸工序，并确定了各个工序的设备。整个生产过程中的用能结构主要有天然气、电、柴油和水。从工厂级、生产线级及工序级三个层面建立了能效的计算公式。 对铝合金熔铸过程物质流的研究结果表明，为了提高能效水平，在熔铸过程中应尽量减少铝合金的烧损，因此应严格控制熔炼温度；通过对天然气燃烧热的能量流的研究结果表明，天然气的热量损失分为尾气带走的热量、铝液吸收的热量、炉体对外散热和开关炉门损失的热量等四个方面，确定了影响热利用效率的因素，为能效的优化控制提供了理论依据。 从能效计算公式的需求出发，确立了各种用能结构消耗情况及各种设备运行状况的检测量及检测方法，为能效数据的实时可视化提供了数据支持。根据不同粒度的能效之间的关系，确定了横向对标和纵向对标两种能效异常的诊断方法，实现了能效异常位置和原因的快速诊断。 从经济性、技术水平、管理水平以及环境污染等方面入手，建立了能效评估指标体系。基于层次分析法完成了能效指标的权重计算，并结合模糊综合评价法，针对关键影响因素量化处理后的分布特点，设计了分别符合正态分布型、随机分布型和指数分布型三种类型能效指标的评价值计算方法。以天津立中合金公司为例，对能效评价指标体系进行了应用计算。

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