节能技术在机械工厂设计中的应用

节能技术在机械工厂设计中的应用
摘要：机械工厂在国民经济中具有非常重要的作用，会涉及到非常巨大的能源
消耗。

因此，需要将节能技术运用到机械工厂的设计当中，提升其节能性能。

但是，由于机械工厂设计的内容较为宽泛，节能技术的运用涵盖面较广。

因此，需
要从机械工厂所涉及的车间、厂房以及仓储这三个关键环节切入，实现节能技术
的运用与渗透。

关键词：节能技术；机械工厂设计；应用
引言
中国是一个资源和能源丰富的国家，但由于人口多，所以人均占有率较低，
能源利用效率不高。

节能及合理用能是我国的一项基本方针，十三五期间将持续
以提高能源利用效率和改善生态环境质量为目标，加快建设资源节约型、环境友
好型社会。

因此，机械工厂的管理者必须通过培训提高员工节能意识，强化环保
理念，同时积极运用节能技术，降低能耗。

而在机械工厂的设计中，必须贯彻和
落实环保节能理念，改进和优化传统的工程技术手段，提高机械工厂的节能水平
和经济效益。

1工艺设计
1.1遵循专业化生产原则
在机械工厂设计时应顺应现代制造业分工细化的趋势，倡导专业化生产，优
化企业供应链结构，建立基于“供应链”的专业化生产协作网络和协作配套体系；
重视和采用成熟的先进工艺，以达到节能能耗、降低成本的目的，从根本上提高
能源利用率。

例如产品的某些零部件，如小齿轮，其生产加工的专业化程度较高，考虑到生产的经济性和可获得性，一般企业并不自制，而采取市场采购的模式，
设计师需根据不同企业的差异状况做好统计、协调、规划和设计工作，避免重复
建设，最大限度地提高资源利用水平。

1.2应用节能型设备
在设计中采用先进高效的数控生产设备，提高工效和精度，节材节能。

优先
选用国家推荐的机电一体化节能产品，不采用国家明令禁止或淘汰的落后工艺设备。

如在热处理车间中，加热设备采取保温措施，以减少热量损失；同时加强对
余热的合理利用，可有效地提高技术水平，减少能量损失，提高热利用效率，降
低企业的生产成本。

同时加强对工艺设备能源消耗、数据运行收集与处理，实现
工艺过程优化控制和用能设备与系统的优化运行管理。

1.3确定适合的生产组织形式
根据不同的加工对象、生产规模、工艺流程，合理安排车间内部布局。

如冷
加工车间生产组织方式，避免集群的布局，使相关工人最大限度地利用自动化生
产线，形成最优生产方式，从而能有效地提高生产效率。

在小批量生产或离散生
产企业，通常采用集群式布局，这种模式的生产周期比较长，工作效率相对较低，而且能耗比较大。

因此，设计师需依照节能的基本原则，根据零件的形式，加工
技术和设备，以及新的工艺路线、过程设计的方法组织生产，可以有效地减少能
源消耗。

2机械工厂设计节能技术的应用
2.1车间的节能技术
车间是机械工厂的重要生产场所，保证了机械制造业各环节的顺利发展，按
工艺流程可分为准备车间、焊接车间、加工车间等。

焊接车间节能技术的准备与
应用，可从四个方面进行。

一是采用更先进的焊接、切割技术，可以改善材料的
性能状态，提高工艺质量和生产效率，降低能耗。

二是加强工艺改进，提高材料
利用率，以降低能耗。

三是实现专业化、规模化生产，建立完善的准备中心，保
证后续工作的供给能力，大大减少原材料的浪费、人员的浪费和生产过程中的资
源浪费。

四是改善焊接工艺，减少焊接工艺和劳动量，降低能耗。

对于加工车间，首先要提高设备利用率，减少闲置和损耗。

其次，可以通过
精密铣削或精密磨削实现磨削，能量消耗可减少20%～30%。

第三可以增加复合
机床的使用量，从而减少机床数量，降低能耗。

第四可以使用更好的刀具性能，
减少固定损耗的存在，同时缩短加工时间。

第五需要对工艺方法进行创新，对精
度要求低的物品进行无切削加工，如使用复合刀具、高速切削等，可以缩短1/3
的加工时间，降低23%左右能耗。

第六加强对柔性制造系统的应用，实现一机多用。

第七需要在设计中提升主要设备的平均负荷率，目前机械负荷率一般在75%～80%的水平，大批量设备在80%～85%。

通过增加班次，可以实现生产率的
提升，实现节能降耗。

2.2厂房的节能技术
（1）采用联合厂房的布局，这样既方便工序间的运输，减少室外驳运，也便于企业生产管理。

如装配车间、中间库、成品库等可安排在同一厂房内，以方便
工艺布局和生产组织，同时也提高了土地利用率。

另外还可减少相应的管道、储
罐和其它基础设施建设，减少生产损失和固定资产投资，减少运输过程中的浪费
现象，以达到节能的目的。

（2）在采光和通风方面，尽可能地设计自然采光和自然通风，利用自然资源和可重复利用的资源。

机械工厂工程设计中的照明和通风是一个主要的耗能环节，良好的自然通风、采光能够减少机械装置的使用，降低建设投资和能源消耗。

在
建筑物朝向和平面形状设计时，在建筑体积满足生产需要的情况下，尽量采用外
围护结构表面积小的建筑，降低建筑的冷热负荷。

同时优化照明系统和通风系统，优化管道布置与照明系统之间的距离，充分利用设备和设施降低能耗。

（3）墙体、屋面等部位应加强节能技术的使用。

办公楼等民用建筑采用各类保温节能砌体及保温层板，钢结构厂房采用离心玻璃棉作为保温隔热层，加强建
筑物的保温降耗。

车间大门可采用感应式快速提升门，人员出入口设保温平开门，民用建筑采用断热铝合金平开门、断热铝合金中空玻璃窗等节能措施，减少热量
损失。

在幕墙门窗设计时，窗墙比应控制在20%～50%，选择厚度大于8mm的钢化玻璃，具有高强度和良好的耐高温、耐腐蚀、电绝缘性能，维护成本低，以达
到节能的目的。

（4）给排水、电气、暖通、动力等公用设施节能措施。

给排水设计中，在各用水点在满足供水压力的前提下优先采用市政水压直接供给，免去因水泵长期运
行节约的电能；热水制备利用太阳能系统；空调等冷却水循环使用；采用节水型
卫生器具，合理控制卫生器具供水压力，能使卫生器具的流量减少50%以上。

电
气设置低压电容器进行无功补偿，减少无功损耗，提高功率因数；车间照明采用
高光效光源；变压器设置靠近负荷中心，缩短供电线路，减少线路损耗。

暖通设
计中选用节能高效型的通风空调设备，空调冷媒管与风管采用保温材料，减少空
调能量损失。

动力设备选用节能产品，热力管道加强保温措施，各气体管道设置
计量装置，以加强资源管理。

2.3仓储的节能技术
在仓库设计中，首先要合理地计算库存周期，通过对不同货物仓储周期的协
调，综合考虑产品外形尺寸、销售和运输周期，满足生产和储存的实际需求，避
免储存过大或过小的发生，以实现最大的存储结构和存储空间，节约成本和能耗。

二是优化仓储流程，减少运输数量和距离，减少工作量，降低能耗。

避免在仓储
运输中出现反复，合理的进行分类编码，仓储过程中应遵循先进先出，最大程度
地减少时间和空间的占用，加强对仓库的使用。

立体仓库是机械工厂生产的未来
仓储趋势，其在面积利用率和空间利用率上都可以实现大幅提升，一般会比平面
仓库高出5倍～6倍。

经过综合核算后的仓储完全可以达到节能的目的。

3结论
机械工厂工程设计需要应用多种节能技术，相关设计人员一定要以环保节能
为原则，还要在工厂生产的过程中，积极应用节能减排技术，提高能源以及资源
的利用率。

应用节能技术，不但可以减少资源的损耗，还可以降低生产成本，提
高机械工厂的经济效益。

参考文献：
[1]孙世国.变频控制技术在锅炉给粉机改造中的应用[J].机电工程技术，2007（09）.
[2]李国臣.变频调速技术在风机、泵类应用中的节能分析[J].中国新技术新产品，2008（17）.。