锻造有限公司蒸空模锻锤建设节能减排技术项目可行性研究报告.doc

湖南锻造有限公司
蒸空模锻锤节能减排技术改造项目

可行性研究报告

文件编号：08A05-1
文件版次：0版

工程咨询院

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目 录
一、总论 1
1.1 概述 1
1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 1
1.3 改造项目必要性分析 3
二、企业基本情况 10
2.1 企业简介 10
2.2 生产经营情况及“十一·五”发展目标规划 10
三、项目改造前、后效果比较 13
3.1 项目改前情况 13
3.2 项目改造后情况 15
3.3 改造前后效果比较 20
四、项目改造地址概况及生产条件 28
4.1 厂区概括 28
4.2 建设的资源条件 29
五、改造的主要内容，改造方案的目标 31
5.1 蒸空模锻锤电液改造的主要内容简述 31
5.2 改造前的生产工艺和生产设备情况 33
5.3 项目改造的主要内容 34
5.4 改造后的生产工艺和生产设备 34
5.5 改造的主要方案 35
5.6 锻件表面处理 40
5.7 改造目标 40
六、改造项目的辅助设施建设 42
6.1 项目改造设计依据资料 42
七、节能减排组织机构 45
7.1 组织机构及管理体制（见下图） 45
7.2 公司节能减排管理人员及职责 46
7.3 公司节能减排管理规章制度 48
7.4 能源计量器具的配备及管理情况 51
7.5 节能减排岗位培训 53
八、项目实施计划 54
8.1 项目实施周期 54
8.2 项目改造第一期工程： 54
8.3 项目改造第二期工程： 54
8.4 改造项目责任人： 54
九、投资估算与资金筹措 55
9.1 投资估算及资金筹措 55
十、效益分析 56
10.1 产品生产能力 56
10.2 产品成本估算、利润 56
十一、结论 58

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1 一、总论
1.1 概述
1.1.1 项目名称、建设单位、公司性质、改造地址
项目名称：蒸空模锻锤节能减排技术改造项目
建设单位：湖南锻造有限公司
企业性质：民营企业
企业法人：
建设地址：湖南省涟源市水洞底镇、湖南锻造有限公司模锻车间。
1.1.2 工程规模
工程规模：拆除两台SHL10—13ⅡA燃煤锅炉，改1~10T共6台蒸空模锻锤为全液压驱动电液模锻锤。该项目改造投产后，公司设备设施及产品结构等技术水平在国内同行业占据领先地位，属国内先进水平；产品生产规模在国内同行业中排位靠前，在中南区域占据首席地位。
1.2 可行性研究报告编制的依据和原则
1.2.1 编制依据
湖南锻造有限公司提供的有关资料
国家发改委、建设部[2006]1325号文《建设项目经济评价方法与参数》第三版。
《锻造业中长期发展规划》
国家“十一·五规划”
《装备制造业调整和振兴实施细则》
1.2.2 编制的原则
1.2.2.1 认真执行国家、地方、行业现行法令、法规及各专业的标准规范。
1.2.2.2 技术上采用成熟先进可靠的技术，力求经济合理，达到降低能耗，降低SO2排放、粉尘排放、废渣排放、创造良好的生产环境，取得最佳经济效益，增加就业岗位，保证生产装置安全、稳定，长期运行。
1.2.2.3 充分利用原有生产设备、厂房等条件，合理安排改造工期，节约投资，加快改造速度，尽快发挥改造后效能，早见效益。
1.2.2.4 改造的主体内容从节能、减排、安全和公共卫生同时考虑，尽量消除生产对环境和员工造成的危害。
1.2.2.5 安全：符合现行标准规范、规定和规程的要求，从安全、消防、抗震、劳动安全及工业卫生的配套同时考虑。
1.2.2.6 控制费用节省改造投资，在确保改造项目、改造质量的前提下，尽量降低改造工程造价，使项目综合技术经济指标达到中、上水平。
1.2.2.7 环保、劳动安全卫生
“三废”排放必须符合国家的有关标准和本项目的环评报告的要求，生产操作环境条件必须符合国家劳动安全及工业卫生的要求，认真贯彻执行国家有关环境保护和职业安全卫生的政策和法规，满足国家对环保的要求。
1.2.2.8 编制目标
对改造项目投资估算，经济分析，秉着实事求是、稳妥可靠、充分调研市场、改造项目技术先进性、可靠性的原则进行估算和分析，取得良好的改造效果。
1.3 改造项目必要性分析
1.3.1 项目改造的宏观经济背景
根据国家“十一五”规划，《装备制造业调整和振兴规划实施细则》中“提升四大配套产品制造水平，夯实产业发展基础”，重点发展大型核电设施锻件，百万千瓦级超临界火电机组锻件，70万千瓦以上等级大型混流式水轮机组锻件，石化、煤化工重型锻件，大型船用曲轴、螺旋桨轴锻件，大型轴型圈、齿轮锻件、工程机械、军工锻件、汽车配件、农机、矿山冶金机械锻件，市场潜力巨大。
目前，我省发展锻压工业有四方面优势。一是进入二十一世纪，我国汽车产业高速发展，形成了多品种、全系列的各类整车和零部件配套体系，产业集中不断提高，产品技术水平明显提升，已经成为世界汽车生产大国。二是国内锻造企业主要集中在长江以北、东北地区，中南区域至整个长江以南缺泛大型锻造企业，区位优势十分明显。二是改造后产品市场需求广泛，锻造产品涵盖了军工锻件、铁道车辆模锻件、汽车零部件、工程机械、冶金、矿山、煤机产品、大型船用曲轴，齿轮等装备制造工业。四是汽车产业潜力巨大，被列为湖南重点支柱产业。因此，公司需充分把握这些有利条件，加快技术改造，进一步发展壮大，不断提升市场竞争力，抢占模锻产品市场最高点。
1.3.2 国家产业政策对节能减排的要求。
国家“十一五”规划纲要提出，到2010年我国万元GDP能耗降低20％左右、主要污染物排放减少10％，并将其列为重要约束性指标。不久前召开的全国节能减排工作电视电话会议上强调，要把节能减排作为当前加强宏观调控的重点，作为调整经济结构、转变增长方式的突破口和重要抓手，作为贯彻科学发展观和构建和谐社会的重要举措，进一步增强紧迫感和责任感，下大力气、下真功夫，确保实现“十一五”规划确定的节能减排目标。
节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。当前我国正面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾。如果不加快调整结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。在这个问题上，只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才是实现经济又好又快发展的正确道路。
电力、钢铁、锻造、有色、建材、石油加工、化工等行业，占了全社会能源消耗和污染排放的大头。遏制这些高耗能高污染行业过快增长，是推进节能减排工作的当务之急，也是当前宏观调控的紧迫任务。要大力淘汰电力、钢铁、锻造、建材、电解铝、铁合金、电石、焦炭、化工、煤炭等行业的落后产能。
企业位于节能减排的最前沿，责无旁贷，要积极行动起来，引进新技术、改造旧设备，大力发展循环经济，全面推行清洁生产，主动承担社会责任。
1.3.3 锻压技术发展趋势
锻造设备的发展是伴随工业技术的发展同步进行的，它的历史也是比较漫长和悠久的。从它的发展过程中我们也可以看出锻造设备的发展趋势就是从最初的原始化、简单化，发展到具有先进高新技术加入的高效化、快速化、成套化、数控化和联动化。
锻锤是一种最古老而又万能的锻压设备，在锻造工业中一直发挥着重要作用，是机械制造业中量大面广，不可缺少的一种锻压设备。虽然随着其它一些锻压设备如液压机和机械压力机等的出现和发展，在一定程度上取代了一部分锻锤的工作。但是直到现在，锻锤，尤其是模锻锤，在各国锻造工业中仍占主导地位，绝大多数模锻件都是在锤上生产的。
1.3.3.1 机械锤
机械锤是一种比较古老的锻锤，随着它的发展，按照结构形式分为夹杆锤、皮带锤、弹簧锤及钢丝绳锤。
这种锤的优点就是结构简单，投资少。它的缺点就是打击频次低，能量利用率小，生产效率低，锻件精度差。在我国某些落后地区仍有大量机械锤在使用中，另外在世界某些发展中国家如印度等国家，模锻锤仍以皮带锤为主。
1.3.3.2 蒸空模锻锤
蒸空模锻锤是上世纪20年代应运而生的。它有两种形式：一种是以工业锅炉为动力站，以蒸气为工作介质的锻锤；另一种是以空气压缩机为动力站，以压缩空气为工作介质的锻锤。它的优点是：a.结构简单，操作方便；b.造价低，维修方便。
缺点是：a.能量利用率极低，只是1%~2%之间；b.锻造精度低，由于是梳形导轨形式，锤头导向差，打出的锻件精度低。
目前，蒸空模锻锤出路应在于采用先进的全液压驱动电液模锻锤技术进行改造，具体内容是采用现代全液压驱动电液模锻锤技术做的电液传动装置取代原有锻锤的汽缸及动力站，保留原有机架、砧座。改造过的能量利用率可提高90%以上。
1.3.3.3 空气锤
空气锤工作介质也是空气，但它的压缩空气是由设备本身的传动机构带动压缩活塞，将压缩空气传递到工作活塞(锤杆)上进行动作的。众所周知，空气锤是目前锻造行业使用最广泛的设备之一，主要用于自由锻造，镦粗、拔长、冲孔、热剪、锻焊、弯曲、扭转和胎模锻造等工序，同时还应用于大型模锻件的制坯工序。空气锤与其它类型锤相比：投入成本低、无污染，具有使用灵活，操作方便，控制性能可靠等优点。
1.3.3.4 电液锤
我国的电液锤技术是在首先把液压传动原理用于传统蒸空模锻锤进行动力头技术改造的基础上，逐步发展起来的，在“换头”改造过程中由于我国技术人员对液压系统上快速放油阀及相关控制阀技术的不断创新和改进，使得这项技术不仅能应用于模锻锤，而且也能应用于自由锻锤上，因此发展速度很快。近几十年来，随着现代液压技术和电控技术的高速发展，高效节能的全液压驱动电液模锻锤已经逐步成为锻锤中的主力军。
1.3.4 技术改造的可靠性
全液压驱动电液模锻锤是锻锤家族中的一支新秀，是利用冲击能量使金属产生塑性变形的锻压设备。由于结构简单、价格低廉、工艺适应性强，在我国模锻和自由锻领域均得到了广泛的应用。
传统的蒸空模锻锤是以蒸汽或压缩空气作为动力，效率低、能耗高、环境污染严重，属于落后淘汰设备。而全液压驱动电液模锻锤采用气、液驱动或全液压驱动，技术先进，与蒸空模锻锤相比，具有很高的节能效果。因此，全液压驱动电液模锻锤是传统蒸空模锻锤最理想的替代产品。
利用全液压驱动电液模锻锤技术，可对原有蒸空模锻锤进行改造，保留原有机架、砧座和基础设施，换上机、电、液一体化的电液驱动头，即可将原来的蒸空模锻锤改造成全液压驱动电液模锻锤。改成全液压驱动电液模锻锤以后，不改变原蒸空模锻锤的操作方法，能更好的满足锻造工艺要求，可进行墩粗、拔长、滚料、预锻、终锻和多工位锻造，能实现重打、轻打、连打、悬锤和任意位置的急停动作，并可通过设备运行参数(气、液压力)的调节，实现打击能量的适量调节，克服了原蒸空模锻锤需要依赖蒸汽锅炉系统的固有弊病，做到了有电就可开机打锤，操作灵活，使用方便。
全液压驱动电液模锻锤的主要特点是：高效节能、注重环保、技术先进、性能可靠、操纵灵活、维护方便。

2 二、企业基本情况
2.1 企业简介
湖南锻造有限公司（含全资子公司涟源华龙车轴有限责任公司）地处娄底西郊，占地面积20.5万平方米，是收购原湖南省锻造厂（大型军工破产企业）而组建的一家民营控股改制企业，公司注册资本2000万元，现有资产总额1.07亿元，员工近300人，其中专业技术人员40余名.企业具有铁道车辆车轴、军工产品(501战车）锻件等生产资质，同时生产汽车零部件、工程机械、矿山冶金、农机等装备制造业发展锻件产品，年产各类锻件1万多吨，产值1.2亿元，销售收入1.05亿元。公司已通过ISO9001：2000质量管理体系认证。
公司主要发展方向是在巩固自由锻件生产、铁道车轴的生产。加大蒸空模锻锤节能减排技术改造及自由锻、铸造生产线技术改造，在模锻件自由锻件粗加工基础上，向深加工、精加工发展、延伸装备制造业产业链，加大新产品的开大力度，形成锻造机加一条龙的生产格局，制造出品牌终端产品，通过改造使公司设备设施及产品结构优化升级，达到国内同行业先进水平，在项目开工后五年不断融资将企业建成娄底市装备制备业龙头企业，成为名副其实的“中南锻造基地”。
2.2 生产经营情况及“十一·五”发展目标规划
2.2.1 生产经营情况
湖南锻造有限公司自二〇〇八年三月组建以来，承接了原湖南省锻造厂铁道车轴，军工锻件及部分汽配、煤机矿山冶金机械锻件产品的生产资质和生产经营市场，公司管理层牢固树立将企业优化升级，做大做强的信心，一方面尽快建立健全现代企业管理制度，使公司各项工作逐步走向规范，另一方面迅速开展生产经营的全面恢复和正常营运，不断加强技术改造，加大新产品开发进程，努力扩大生产经营规模。08年完成产品产量12000吨，实现工业总产值1.2亿元，销售收入1.1亿元，09年预计完成产品产量14000吨，实现工业总产值1.3亿万元，销售收入1.2亿元。
2.2.2 项目改造情况
针对模锻设备老化，产品成本高，污染物排放大，劳动生产条件较差，公司通过调研及论证。于08年6月开始对蒸空模锤实施技术改造，投入资金2000多万元，计划2010年6月全部改造完毕，改造时间为2年，目前已改成了一台2T全液压驱动电液模锻锤，一台3T全液压驱动电液模锻锤，一台10吨全液压驱动电液模锻锤，经调试生产效果明显，达到了节能减排的目的，另三台蒸汽锤正在改造当中。
2.2.3 发展目标规划
公司近四年（2008.6~2012.6）分两个阶段
2.2.3.1 第一阶段（2008.6~2009年底）
完成蒸空模锻锤技术改造，并为加热用燃料油改造为清洁能源天燃气，做好改造前期土建及可行性论证工作，为后期改造做好准备。
2.2.3.2 第二阶段（2010年~2012年）
对模锻生产设备进一步完善改造，及调整优化产品结构，提高产能，增加模锻件生产及机加配套设备，形成锻造、机加一条龙体系，同时完成加热用燃料油改为清洁燃料——天然气的改造。
通过改造，达到年产各类锻件5万吨，工业产值达到6个亿的水平，为5年后扩大产能达10万吨生产规模做准备。

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3 三、项目改造前、后效果比较
3.1 项目改前情况
3.1.1 项目改前的主要生产工艺流程
检验入库
产品
产品
锻坯
加热坯料
加热炉
蒸空模锻锤
热处理
酸洗
锅炉
水泵
产生废水、废气、SO2、烟尘、废渣
产生废酸、废水
蒸汽

3.1.2 改造前的设备
3.1.2.1 改造前模锻件的主要生产设备
改造前模锻件生产的主要生产设备为蒸空模锻锤。
蒸空模锻锤是采用蒸汽作动力驱动锻锤锻造，是利用冲击能使金属产生塑性变形的设备。蒸空模锻锤由于结构简单，锤体坚固耐用，工艺多样性强，在锻造行业广泛应用。近年来，由于各种新工艺及新设备的出现，加之能源和环保方面的要求愈来愈高，传统蒸空锤的缺点日益突出，主要表现在：
a）动力站昂贵。
b）能源消耗大。据统计，其能源利用率不到２％；
c）蒸汽锅炉排出的烟尘严重污染环境；
d）振动与噪音，工作环境恶劣；
e）这些设备大多为五、六十年代制造，设备老化；
用压缩空气代替蒸汽虽然解决了上述一些问题，但其能耗相当大，与蒸汽锤相差无几。这些给锻造企业降低成本从而在市场竞争中占据有利位置带来了相当大的困难。
3.1.2.2 改造前的动力设备
改造前的动力设备为两台SHL10—13ⅡA燃煤锅炉，以锅炉产生蒸汽作为模锻锤生产的动力。
锅炉燃料涟邵矿务局辖区内所产二类烟煤，含硫2%，含灰份30%，属国家规定被替代能源或必须采取脱硫措施，改造成本大。锅炉热效率为40%。燃煤不充分，冒黑烟现象严重，产生大量SO2、CO2、粉尘、废渣、废水、废酸等，环境污染严重，劳动安全卫生条件差。
该两台燃煤锅炉于1986年承建，已经超使用年限，故障频率高，安全隐患多，不符合安全生产要求，是国家明文规定被改造或被淘汰的高能耗设备，已多次被质监部门检验后勒令停炉或降压使用，无改造价值。
烟煤价格高，运输成本大，蒸汽供应管道较长，热损失大，产品综合能耗较高达3.5吨原煤/吨锻件，产品成本高，在市场没有竞争性，公司没有市场，无法发展。
3.1.2.3 项目改造前产品表面清除缺陷方式
锻造产品经热处理后，需采用硫酸酸洗方式清除产品缺陷，而由于酸洗设备设施老化，回收硫酸很难达到预期效果，年产生废酸7500吨。
3.2 项目改造后情况
3.2.1 项目改造后的主要生产工艺流程
产品
产品
锻坯
加热坯料
加热炉
电液锤
热处理
机械喷丸
循环冷却水池
自来水补充
产品包装入库
液压站

3.2.2 项目改造后的生产设备
3.2.2.1 项目改造后的模锻件主要生产设备
项目改造后的模锻件生产设备为全液压驱动电液模锻锤。
电液锤采用液压或液气驱动。电液锻锤简化了动力装置，液压系统自成一体，与锻锤配合紧凑。全液压驱动电液锤就是指锤头的打击和回程即锤杆的上下行程均为液压油（或乳化液）驱动的电液锤。其原理是锤杆活塞下腔常通高压油，通过控制活塞上腔油的时出来实现打击和回程。上腔通高压时，由于有面积差形成作用力差再结合落下部分的自重实现向下打击；活塞上腔泄低压时，液压油作用于活塞下腔环面积的力克服落下部分的重力及相应的摩擦力实现回程。

全液压驱动电液模锻锤工作示意图
全液压驱动电液模锻锤技术特点：
a) 节能。
电液锤主要由连缸梁、液压站和电控系统等几部分组成。位于连缸梁上部的工作缸的活塞上腔为驱动室，充有一定压力的气体，下腔为回程液室。工作时，通过操纵与下腔相连的主阀的启闭，配合以液压站（在电控系统控制下）的充、放油来实现锤头的上升和打击。即气压驱动打击，液压回程储能。将吨锻件所用的能耗折合成原煤或从吨锻件的动力费用上进行比较，足以证明蒸汽锤或空气锤改成电液锤节能率都在90%以上，蒸汽锤或空气锤改成电液锤的费用有一年的时间就可收回。
b) 降噪
由于打击能量是可以按需要在最大能量范围内通过设定，给足锻件成形需要的能量，但不多给，打击噪声情况就大不一样。该锤可以按设定的程序控制打击能量及打击顺序，决不多给。多余的打击次数、打击能量没有了，噪音就大为减少。当然连接结构的简单化也降低了打击噪音。
c) 锻件的一致性
d) 动作灵活、工艺性好。
液压系统中快速放液阀动作灵敏，能在千分之几秒从高压降至常压，主阀跟随性好, 跟随时间小于1%秒, 保证电液锤的灵活性和原蒸空锤相当。
e) 操纵方便。
系统一阀多用，可根据锻造工艺的不同要求，单独用手柄或脚踏板就可实现全行程单次打击、任意位置单次打击、连续重击或轻击、回程、慢上、慢下、悬锤、急停收锤、长期稳锤等所有锻造工艺所需动作，不需其它辅助操作。所以，非常接近原蒸空锤的司锤习惯，而且操作非常省力。
f) 系统稳定、保险齐全。
液压系统采用专利部件电控卸荷装置对蓄能器的液面进行位置控制，取代电接点压力表或压力继电器，消灭了蓄能器撞顶和溢流生热，控制了系统的温升，使之运行稳定可靠，可满足高温季节四班三运转连续生产。
在连续工作时，采用板式换热器强制冷却并进行严格的温度控制，50℃ 报警，55℃强停。对换热器采取了防冻措施。
可靠的滤油系统，外循环冷却油路采用精滤，短时间内将油箱的油过滤一遍；内循环采用入口滤油和回油磁性过滤，并有压差报警。
设置了保险阀, 防止了收锤时液压缸内液压冲击带来的不良影响。
安装了减振活塞防止撞顶危险，并与蓄能器互锁，提高了安全性和可靠性。
液压站安装了液面控制装置和油的加热装置并可防止回油管虹吸漏油。
g) 结构简单、合理。
联缸梁中只安装快速放液阀、保险阀、主缸、主阀和蓄能器，各部件之间采用无管化设计。
锤杆与锤头采用特殊形式的刚性联结，防止锤杆拔脱，减少锤杆断裂，提高锤杆正常使用寿命，并且拆装方便。
采用先进的活塞密封并对缸衬实施冷却，大大提高了活塞的密封寿命，并且不拆锤头即可更换活塞及下封口的密封圈。

h) 提高工作效率
全液压动力驱动技术使得液压锤在极短的行程中获得巨大动能成为可能，因而使锻锤的高频率连续锻造成为现实，大大提高了锻锤的工作效率。
3.2.3 改造后全液压驱动电液模锻锤的动力
改造后电液锤的动力来源液压站，液压站为旁置式，由油箱、电机、滤油器、电磁阀、阀块、蓄能器、冷却器、电接点压力表、空气滤清器、磁滤器、温度计、压力表及管道等组合而成。主要能源消耗是电机消耗的电能。
3.2.4 项目改造后产品表面清除缺陷方式
锻造产品采用机械喷丸方式清除表面缺陷，过程中无污染物产生。
喷丸处理是利用高速喷射的沙丸或铁丸，对工件表面进行强烈的冲击，使其表面发生塑性变形，从而达到强化表面和改变表面状态的一种工艺方法。喷丸的方法通常有手工操作和机械操作两种。常用的喷丸有以下几种：铸铁弹丸、钢弹丸、玻璃弹丸、砂丸等。
3.3 改造前后效果比较
3.3.1 改造前后能耗比较
3.3.1.1 改造前的能耗
改造前我公司的模锻锤以蒸汽为动力。
07年模锻件产量：4528吨；
单耗烟煤：3.18吨烟煤/吨锻件；
年消耗原煤：：4528吨×3.18吨烟煤/吨锻件=14400吨；
单位产品能耗（主要能耗原煤、电力、燃料油）
单耗燃料油：260kg燃料油/吨锻件
单耗电力：120kwh/吨锻件
综合单耗为：3.18吨烟煤/吨锻件×0.7143标煤/kg×1000+260×1.4286kg标煤/kg+120×0.35kg/kwh=2670kg标煤/吨=2.67吨标/吨锻件
能源折标系数:烟煤0.7143kg标煤/kg
燃料油:1.4286kg标煤/kg
电力:0.35kg标煤/kwh
年锻件综合消耗标煤:4528吨×2.67吨标煤/吨=12089吨标煤
3.3.1.2 改造后的能耗
单耗电力：550kwh/吨
单耗燃料油：260kg /吨
吨锻件综合单耗为：550kwh/吨×0.35kg标煤/kwh+260kg/吨×1.4286kg标煤/kg=0.563吨标煤/吨
锻件年消耗标准煤为4528吨×0.563吨标煤/吨=2549吨标煤。
3.3.1.3 改造前后能耗对比
年节烟煤：14400吨－0=14400吨
年节约标准煤：12089吨标－2549吨标煤=9540吨标煤
年节能率：9540÷12089×100%=78.9%
项目改造以后达到了节能降耗的目的。
3.3.2 改造前后的污染物排放比效
3.3.2.1 改造前的污染物排放
年产生SO2：14400×2%×2×0.8=460吨；
年产生废渣：14400×30%=4320吨；
年产生CO2：14400×0.31M3/kg/M3×1.616kg/M3=7210吨；
年产生废酸：约7500吨；
年产生废水：6100吨。
3.3.2.2 改造后的污染物排放
改造后的电液锤电能，主要能源消耗是电机消耗的电能，冷却系统采用循环水，实现了SO2、废渣、CO2、废酸、废水的零排放。
3.3.2.3 改造前后的污染物排放对比
年减少SO2排放： 460吨－0=460吨
年减少废渣排放： 4300吨－0=4300吨
年减少CO2排放 ：7210吨－0=7210吨
年减少废酸排放： 7500吨－0=7500吨
年减少废水排放： 6100吨－0=6100吨
因本改项目燃料油没改天燃气，所产生的SO2等污染物没计算前后没做比效.
3.3.3 改造前后的安全可靠性比较
3.3.3.1 改造前
因锅炉、管道、锻锤等系统多而复杂，加上设备老化，故障率极高，更可怕的是出现突然停汽现象，致使锤头下落或抬不起来，易造成人身事故。在工作中，气压低时无法操纵，高时锤又发“飘”，难以控制。这样的操作环境使操作者精神紧张，难以适应正常生产工艺的要求。
3.3.3.2 改造后
去掉了供汽设施，电液锤自成一体，有电即可打锤，避免了突然停汽的威胁，即使实然停电，仍可照常锻打三五锤。由于采用了放油打击方式，操纵阀为常闭状态，故只要操作者不操 作，锤头就不落下，避免了人身事故的发生。
配有完善的电控系统——过载意外保护及报警装置，电、液计量和显示系统，对电、液、机械等的各种异常状态进行显示和自动控制（及时断电、停机等）。为了防止高压油意外泄漏伤人，在主缸下密封处附近装有阻漏装置，一旦锤杆折断，该装置会立即阻止油液外泄。
电液锤和蒸汽锤的配汽随动系统相似，以大流量快放液阀和三通随动伺服阀代之，操作方式不变但操纵力减小，脚踏多快，锤头就动多快；操纵幅度多大，打击能量就多大，不踏则停。此外，电液锤也能进行收锤操作。一般工人经两周时间训练就可操作自如，而原来没有几年功夫很难操作。电液锤还可根据工艺实际调整充气压力，以取得最佳打击能量，避免了因气压不正常所导致的操作困难。
3.3.4 改造后的电液锤维修方便、故障率低
蒸汽锤是典型的傻、大、黑、粗设备，使用环境差，故障率较高，所以日常维修、保养工作 量较大，工作效率低。改造后实现了机、电、液、气一体化，结构紧凑合理，重量大为减小，平日只需少量调整和修理，而不必像以前那样，盘根每班要紧几次，几个班还要加一次。
将液压泵电机装在地面泵站，不仅避免了锻打时的振动对它的影响，也方便了维修、保养。
操作阀润滑条件良好，寿命高、操作灵活。
锤杆选用优质合金钢，经表面耐疲劳强化处理，充分发挥了小截面锤杆挠性好的特点。
3.3.5 改造后的电液锤生产效率高，质量好
改造前只要开锤，就要开动1台10t锅炉，因而要消耗大量煤炭和电力，所以开工生产受到严格限制，只能在规定的时间内开锤，再加上设备故障等原因，锻锤利用率很低，根本谈不上经济效益，生产组织和管理非常困难。对于产品锻件所严格要求的加热、保温时间，改造前很难保证。有时料烧好而蒸汽却迟迟未到，只得扒出。为此，曾有多批工艺、性能要求高的锻件报废，损失价值几十万元之多。受动力（蒸汽）限制，有时一个班干不了一件活。
改造后，锤只需电力，不存在能耗限制问题，有电就可开锤。产品质量有了可靠保证，生产效率也提高了一倍，动力成本大量下降，极大地增强了市场竞争能力。
3.3.6 增加了就业岗位，增加就业岗位150个。
蒸汽锤改成电液锤后，提高了生产劳动效率和安全可靠性和生产能力，大幅降低了能源消耗和生产成本，产品的市场适应性和市场竞争力得到了大力提高，扩展了产品销售渠道，扩大了市场占有率，自然增加了就业岗位，增加就业岗位150个。
3.3.7 国内改造蒸空模锻锤的典型案例
3.3.7.1 中国一拖集团承德曲轴连杆有限公司的1T蒸空模锻锤原是用压缩空气驱动的，通过对改造前、后锻锤的统计、测试、计算及校验，得出如下结论：① 年节电量为209003 kwh(电价按0.8元／kwh计算)，年节电效益16.5万元，并且降低了维护费；②空气锻锤改为电液后，技术性能保持原空气锤性能不变，且打击能量加大，因而避免了空气锤因空气压力不稳定而影响产量、质量问题。③ 电液锤系统稳定，操作方便灵活，现在有电即能打锤，避免了原空气锤跟气生产的状况，提高了劳动生产率。
3.3.7.2 西安市渭河锻造厂对3T单臂自由锻锤进行了电液改造，改造后的评价如下：经实践考核，技术性能达到了设计要求，锻锤配置合理，打击能量显著提高；原锻锤为空气驱动，空压机噪声大，漏风漏油，改造后工作环境明显改善；改造前空压机装机动力为130kW×2／h，改造后，配4泵功率为55kW×4／h，使用时开2台泵就能满足锻锤的需要(改料、开胚除外)，每吨锻件节能65％左右，生产效率也明显提高。
3.3.7.3 武汉武重铸锻公司锻造厂原使用的3T锻锤在运行过程中，存在油温高、齿轮泵经常失效、液压油泄露等诸多问题，后经再次电液技术改造，优点如下：液压泵由原齿轮泵改为柱塞泵后，流量稳定，压力大，可靠性高；冷却系统由原管式冷却改为板式冷却后，油温保持在恒定范围；控制部件操作灵活，打击力大，设备的综合性能得到较大提高。
3.3.8 结论语
蒸空模锻锤有能耗过大、能源利用率太低、庞大且复杂的配套设施、难以接受的故障率、恶劣的工作环境等缺点。利用现有蒸汽锤进行全液压驱动电液模锻锤记述改造，可以其先进、成熟的技术，合理的结构克服了蒸空模锻锤的缺点。
改造后，不仅可将老设备升级为全液压驱动电液模锻锤，改造所需投资较少，可大大节省工厂设备改造费用，使老设备焕发新的生命活力。并保持了蒸汽锤的所有工艺优势，特别是可以进行多模膛模锻，既增加了人身、设备的安全性，提高了设备的可靠性，还降低了维修难度和工作量。且具有高效、节能、简化动力设备和改善工作环境等特点，大幅度的节省能源，减少了污染物的排放，改善了职工的工作条件和生产环境，使企业达到节能、减少污染、改善环境、降低劳动强度，较大增长经济效益的目的，为企业提供了强有力的竞争能力，是一条节能降耗的新途径。
因此利用全液压驱动电液模锻锤技术对蒸空模锻锤进行改造，越来越受到锻造厂家的重视。在我国，对蒸空模锻锤采用液气动力头进行节能改造的技术已基本成熟，其使用可靠性和操作性都已得到锻造企业的认可， 至2006年底已改造完成约800台。

4 四、项目改造地址概况及生产条件
4.1 厂区概括
4.1.1 该项目改造地为原模锻车间，就地改造，只是在原有厂房增加了液压站和循环水池，不需征地和增加其它基建项目。
4.1.2 交通位置
厂区座落于涟源市水洞底镇，娄底市西郊，占地20.5平方米，公司有铁路专用线，距娄底11km，临近湘黔、洛湛铁路，上瑞高速、太奥高速，交通十分便利。
4.1.3 气象与工程地质
项目改造地属原来湖南省锻造厂厂房厂址，地处属于中亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，雨水集中，无霜期长，严寒冰冻期少或很短。年均温16.9℃，1月均温5.1℃，7月均温28.6℃，极端最低温度－9℃（1977年三月），极端最高温度40.6℃（2003年8月），平均年降水量1377.3mm，平均无霜期276天，常年主导风为东南风，原湖南省锻造厂经现场勘查，未发现不良工程地质现象，据国家质量技术监督局《中国地震参数区划图》（2001），该地域地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱物征周期为0.35s，对应于原基本烈度VI度区，地质稳定，无山体滑坡等现象。
4.1.4 电源
有娄底大科变至公司的35KV专用供电线路，项目改造装机容量小于1500KW，本工程不需向市局供电系统申请增容，不需改、扩建供电系统，就可以满足拟建改造项目的用电需要。
4.1.5 水源
厂区位临水量充沛的涟水的一级支流逊水河，有镇上自来水厂，为公司生产、生活、和消防安全供应水源。
4.2 建设的资源条件
4.2.1 原材料
项目改造前的燃料烟煤，含硫较高，锅炉脱硫措施不理想，煤供应紧张，也属国家指令被改造或被替代的能源，且价格较高，储运成本大，燃煤后污染严重，给周边群众生产生活带来不利影响。
其它生产用金属材料供应稳定，为公司生产及扩大再生产提供有利保障。
4.2.2 硬件设备
本项目改造是在原有的设备基础上投入一定资金进行改造，其他有现成的配套设备设施、包括厂房、生产、生活、运输等有利基础条件，不需扩建、配建等。
4.2.3 人力资源
因公司是收购原湖南省锻造厂（大型军工破产企业）而组建的，所以有大量熟悉的工程技术人员、管理人员、营销人员、操作工可供选择，也可以向社会公开招聘高薪聘请各类专业人员，人力资源比较充裕。
4.2.4 生产资质
项目改造前公司承接了原破产企业的所有生产资质，即军品生产资质、铁道车轴生产资质、及其他民用品生产资质，有二级计量及检验理化中心，有检验配套的超探、磁探等生产检验设备。
4.2.5 产品市场
湖南锻造有限公司生产铁道车轴产品是铁道部在全国定点生产的九个厂家之一，生产的产品RE2B轴部获湖南省“优秀新产品”称号。军品生产有627厂（501战车）系列产品，有6410厂、7451厂的军品，有广阔的汽车锻件、船用、工程机械锻件市场，前景广阔，为改造后产品市场上提供了有利保障。
5 五、改造的主要内容，改造方案的目标
5.1 蒸空模锻锤电液改造的主要内容简述
本项目蒸空模锻锤电液改造是对原有蒸空模锻锤的驱动部分进行改造，取消原有动力供应系统，不用蒸汽锅炉、用电液锤动力头来替代原蒸汽锤的汽（气）缸，原锤的锤体和基础都保持不动，导轨还是采用原来导轨的导轨滑道。
5.1.1 连缸梁部分
它是电液动力头的工作执行部分，包括连缸梁箱体、主油缸、气缸、缓冲缸、蓄能器、操纵阀、快放阀、安全阀等部件，另外还有锤杆、锤头。
5.1.2 液压站
它是动力源，包括油箱、主电机泵组、换热电机泵组、板式换热器、电控卸荷阀等。提供给工作部分恒定的压力油。
5.1.3 电控部分
通过按钮和PLC控制电机启动和停止泵的供油和卸荷，包括电控柜和按钮站等。
5.1.4 管路部分
包括进、回油管路及管路支架、气路和压力表等，以及氮气瓶组。
5.1.5 技术改造主要特点
5.1.5.1 突破了油气互窜、密封寿命短的难关
通过加长活塞长度提高导向性能，采用耐磨、耐高温的导承环，提高了密封件的使用寿命；采用特有密封装置，改善密封效果；加强动力头的定位，锤杆受力均匀，延长了密封件的使用寿命。
5.1.5.2 解决了非正常寿命的锤杆断裂问题
改进了锤杆和锤头的联接方式，设计3套件(压件、锥套、锤杆)涨紧结构，使得锤杆由原来的“双锥结构”改为“单锥结构” ，大大避免了应力集中的产生，从而达到了既联接可靠又拆卸方便；采用原“梳” 型导轨，导轨与锤头的问隙调小(0.3 mm)，“柔性细锤杆”理论切合电液改造实际情况，打击过程中产生的偏击力，全部由锤头导轨承担，提高了锻锤的抗偏载能力，锤杆寿命大大提高。
锤杆采用合金结构钢材料表面进行了滚压形变强化处理，锤杆细而耐用，是零配件而非易损件。
5.1.5.3 解决了液压系统发热问题
电液锤系统发热问题是很大的技术难题，严重影响系统的密封性能和工作性能，针对这一现象，充分发挥板式散热器冷却温差大、冷却效率高的特点，加大了容量，提高了冷却效果；改进操纵阀采用了大通径的主阀和二级阀；在连缸梁内采用无管路连接技术，将二级阀直接安装在阀座内，阀座上直接与主阀相连，既解决了原焊接管路破裂后不易维修的问题，又减少了油阻和发热，大大提高了操作手柄与锤头动作反映速度；通过上述措施，有效的将系统油温控制在48℃以下，保证了设备的正常工作。
5.2 改造前的生产工艺和生产设备情况
5.2.1 改造前的模锻件生产简图
原、辅材料
锻造加热
蒸汽锤机组
热处理
酸洗
入库
锅炉、空压机
水泵

5.2.2 改造前主要生产设备
水泵二台，SHL10—13ⅡA锅炉二台及配套附属设备鼓风机、引风机等、20m3/分钟空压机三台、带锯机、锻造加热炉、1T~10T共六台蒸汽锤配套的切边压力机、热处理（正火、回火）电炉四台、酸洗设备、5T、10T行车共四台。
5.2.3 主要生产工艺流程
两台10T/h锅炉产生蒸汽作为1~10T共六台蒸汽锤生产的动力供应，载能工质为蒸汽，产品坯料经锻造加热炉加热后经蒸空模锻锤锻打成型，切边后，检验、经热处理正火、回火后，经酸洗清除表面缺陷，检验入库包装，检验包括探伤、力学性能检验、声像检验。
5.3 项目改造的主要内容
5.3.1 拆除二台锅炉及相应的配套设备鼓、引风机及相应的热力供应蒸汽管道，废除用蒸汽做为蒸汽锤的生产动力。
5.3.2 拆除并废除汽锤的动力头、锤杆、操作系统等主要配件系统。
5.3.3 对1~10T共6台蒸容模锻锤留用的配件系统进行清洁、打磨、修理。
5.3.4 新建立动力供