背景
在國家“雙碳”戰(zhàn)略驅動下,結合《工業(yè)能效提升行動計劃》和《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》要求,航空制造領域正加速構建以集約化、智能化為核心的綠色生產(chǎn)體系,推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展,助力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標與新型工業(yè)化強國建設。
在傳統(tǒng)航空結構件制造中,分散的能源管理和生產(chǎn)資源供應方式長期制約能效提升,廠房電力照明、真空、壓空及通風設施各自獨立運行,產(chǎn)生冗余耗能;數(shù)控設備使用的切削液單機模式壽命短、消耗快、危廢處理成本高等問題。針對上述問題,航空工業(yè)成飛聚焦全生命周期能耗管控,打造資源節(jié)約型“黑燈工廠”。通過構建集成化能源管理系統(tǒng),將溫控、電力、真空等廠區(qū)系統(tǒng)整合至智能管理平臺,形成全域聯(lián)動調控模式消除設備空轉,同時構建切削液集中供液系統(tǒng),集成管網(wǎng)化輸送、智能監(jiān)控與自動排屑功能,實現(xiàn)資源循環(huán)利用與危廢源頭減量。
行動舉措 舉措一:部署動態(tài)分區(qū)溫控
通過部署溫度傳感器網(wǎng)絡實時采集廠區(qū)溫度數(shù)據(jù),基于預設參數(shù)對末端風機實施獨立分區(qū)控制:自動關閉閑置區(qū)域供能,并動態(tài)調節(jié)在用區(qū)域功率。其自適應模塊根據(jù)溫差幅度智能補償輸出(溫差越大功率提升越顯著)。該系統(tǒng)實現(xiàn)全年7個月僅需2組機組運行即可維持全域恒溫,8月負荷高峰時也僅需4組機組。在保障環(huán)境穩(wěn)定的同時顯著降低能耗,年節(jié)能率達30%以上,助力低碳化運行能效升級。
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動態(tài)分區(qū)溫控網(wǎng)絡示意
舉措二:構建智慧分區(qū)照明
通過智能分區(qū)照明管控,將產(chǎn)線劃為9大獨立區(qū)域,依托樓宇自控系統(tǒng)實現(xiàn)集中管控與遠程操作。管理人員可實時監(jiān)控各區(qū)照明狀態(tài),按需設置正常/節(jié)能雙模式:正常模式全區(qū)域照明,節(jié)能模式僅保留通道基礎照明(減少2/3工作燈具),同時現(xiàn)場操作人員可視需求手動開啟局部照明。系統(tǒng)預設非生產(chǎn)時段自動切換節(jié)能模式,實現(xiàn)非生產(chǎn)時段能耗精準管控。
舉措三:真空系統(tǒng)分級調控
真空系統(tǒng)采用廠房主管網(wǎng)、產(chǎn)線支管網(wǎng)、設備獨立管網(wǎng)三級管控,每級配置獨立開關與負壓檢測裝置,調控中心根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調控閥門啟閉,真空異常時分級關停并觸發(fā)報警。5組真空泵按主管網(wǎng)負壓衰減速率動態(tài)調節(jié)運行數(shù)量(通常僅需1-2組運轉)。日志全程記錄控制數(shù)據(jù)并生成真空趨勢圖表供管理分析,通過智能負荷匹配實現(xiàn)能效優(yōu)化,支撐綠色制造體系升級。
舉措四:漏液全流程防控
漏液回收系統(tǒng)通過預埋式封閉管網(wǎng)收集設備漏液并統(tǒng)一回收集中處理,減少人工清理作業(yè)。此外,通過配備液位監(jiān)測功能,通過中央管控系統(tǒng)實時監(jiān)測可及時發(fā)現(xiàn)泄漏點并快速響應,降低污染風險,提升漏液處置效率,強化綠色制造全鏈條管控能力。
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漏液全流程防控
舉措五:構建集成式切削液循環(huán)系統(tǒng)
集中供液排屑系統(tǒng)集成供液、回液、凈化、切屑處理、信息化管理、純水制備等功能,可實現(xiàn)切削液濃度、液位、溫度、流量等自動調節(jié)和切屑自動壓塊。結合純水制備與精密過濾技術,可保障切削液穩(wěn)定性,最終形成切削液超長壽命、超高效率、超低排放的智能低碳制造模式。
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集中供液系統(tǒng)
成效及推廣價值 成效
依托綠色廠房建設,成飛850廠通過“黑燈工廠”集成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生技術,創(chuàng)新實施智能溫控、智慧照明、真空調控、漏液管理和集中供液五大舉措,實現(xiàn)集約高效、低碳可控的標準化智造解決方案。電能節(jié)約方面,結合廠房分區(qū)照明、空調機組、射流風機等節(jié)能措施,全年累計節(jié)約電力291.74萬kW·h,折合標準煤358.55噸,減少二氧化碳排放1565.51噸。通過構建漏液全流程防控體系和集中供液排屑系統(tǒng),母液年使用量較同等數(shù)量規(guī)模的單機設備降低約44.95%,年度廢液排放量較同等數(shù)量規(guī)模單機設備減少62.5%,切實貫徹“增產(chǎn)少增污、增產(chǎn)少耗能”理念。
推廣價值
通過構建集成化能源管控系統(tǒng),實現(xiàn)廠房照明分時分區(qū)開關,空調機組與水泵負荷實施動態(tài)調控,真空系統(tǒng)分級調控,射流風機低功耗運行,系統(tǒng)性的降低綜合能耗,能耗降低的同時,人員勞動強度、工作時長也明顯改善,原需要2小時的日常調控(關閉/開啟),采用系統(tǒng)集成化管控后,僅需10分鐘即可完成整個廠房溫控、照明、真空系統(tǒng)的巡查調控工作。
集中供液排屑模式,相對于單機模式,通過初期集中投資,可以換取長期運行成本降低,通過濃度自動控制、集中過濾除油、液溫控制等集中管控方式提高了切削液質量與穩(wěn)定性,大幅延長切削液使用壽命,減少廢液排放,從而降低了母液消耗成本和廢液排放處理成本;實現(xiàn)了機床側結構簡化,單臺機床不再需要配備排屑器等裝置。集中壓塊排屑含液量低,減少了切削液浪費,簡化了后端廢屑回收流程,長期收益明顯。
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