从天空俯瞰位于常州经开区的中车戚墅堰公司厂房,就能看到屋顶上一排排太阳能光伏板熠熠生辉。近10万平方米的铺设面积,年均发电量达560万度,相当于节约标准煤约700吨。
作为重要的工业企业,绿色正成为戚墅堰公司的“生态底色”。在国家工信部公布的2023年度绿色制造名单中,中车戚墅堰公司榜上有名,成为国家级“绿色工厂”。
通过绿色工厂创建,该企业能源消耗同比下降8.8%,万元产值综合能耗同比下降6.5%,万元工业增加值综合能耗同比下降12.5%,碳排放总量同比下降5.5%,碳排放强度同比下降8.5%……一项项成绩见证着企业绿色蝶变,探索新型工业化的进程。
拓途径,提升能源利用效率
布局绿色电力产供,戚墅堰公司成立光伏项目组,有序推进屋顶光伏建设,目前已在可利用的屋顶、停车场等近10万平方米面积上,新建5.942兆帕光伏发电系统,安装光伏组件,实现了将太阳能直接转化为电能。
打开电脑,看看企业运行数据,这是企业安技环保部副部长冯涛必打卡的一件事。“光伏发电既能产生新的绿色能源,降低用电成本,又能减少化石资源的消耗,实现自发自用,余电上网。”据悉,企业一年光伏发电量可达560万度,消纳率达到95%,意味着,每年进入公司电网可用电量有530多度,绿色能源利用水平大幅提升。
在利用光伏收集太阳能的同时,企业想方设法收集生产作业过程中的能量。内燃机车柴油机在装车前都要经过磨合、试验、调整、检查试验、验收试验等多种性能试验。柴油机功率大,试验时间较长,试验过程中会产生大量热能,此前这部分被白白释放掉。如今企业引入了柴油机电力回馈发电系统,将富余热量用于拖动主发电机做功,实现发电,同时,能量的转移还可以节省大量用于降温的工业用水,实现一举两得。“我们实现了柴油机试验过程中100%工业富余能量利用及100%消纳,每年可节约能源消耗250吨标准煤,减少二氧化碳排放1280吨。”冯涛说。
一边是发电,一边是研究有效用电。2020年1月,企业运行削峰填谷机制,建设一期1兆瓦/4兆瓦小时储能系统,两年后,扩建了二期储能系统,形成了总规模2.25兆瓦/8兆瓦小时储能系统。针对光伏发电系统和柴油机电力回馈发电系统实时发电量,企业借助电力实时监测管控系统智能化管控,精准电量调配,努力实现均衡用电。
储能系统运行以来,削峰填谷效果明显,峰电使用量由42%下降到了30%,平电使用量由26%增加到了31%,谷电使用量由32%增加到了39%,全年可节约电费150万元以上,有效降低了生产成本,提升了绿色发展水平。
提工艺,增强降耗减排力度
工厂要“绿色”,降耗、减排是关键。通过工艺全面升级,降低生产过程中的能源消耗和环境污染,是打造绿色工厂的重要途径之一。
国家“十四五”规划明确提出,要规范发展再制造业。“再制造就是通过非常规工艺检修手段,如增材制造、减材制造、置换修复等,对废旧产品进行修复,使产品在性能、质量和保修期上与原有产品基本一致,满足使用要求,从而实现报废产品的修复再利用。”工艺技术部工艺师潘晓松说。
基于内燃机车造修一体化的丰富经验,企业在一般检修技术的基础上,辅以增材制造、减材制造和置换修复等先进修复技术,对内燃机车零部件进行恢复性再制造。
面对新课题,工艺师们潜心钻研,一些缺陷、损伤或磨损超限的零件,通过涂镀、微电弧熔覆及激光熔覆等增材修复技术,恢复零件尺寸。例如柴油机后油封密封孔磨损超限后,可通过激光熔覆等增材制造技术对密封孔进行修复,实现后油封的增材再制造。“置换修复是通过置换组件中的损坏零配件,或对缺陷部位进行精加工设计,而实现部件的再利用。” 潘晓松说。
十年间,通过再制造挖掘,企业实现降本增效至少5000万元。
在产线上,新造机车、修理机车、结构件涂装工艺原采用油性漆工艺,但油性涂料中挥发性有机物含量达40%到50%,对环境造成极大污染。企业对12个涂装库进行水性漆工艺技术改造,完成新造、修理机车水性涂料涂装共500多台,水性漆用量占机车涂装总量的70%以上,挥发性有机物排放下降45%,年均可减少挥发性有机物排放7吨。
为及时监控污染物排放,“数字化”手段也及时跟进。机车制造中心2号涂装库先行先试,投资建设1套废气在线监测联网系统,同步实施内部污染源自动监测管理制度,实现污染源自动监测数据管控监督,并完成在线监测视频监控联网。2023年3月至10月份,得益于数字化推进,企业及时协调处理15次非甲烷总烃排放浓度报警的原因分析和整改落实,消除了挥发性有机物在线监测超标风险,实现了常态化管控。
研新品,推动产业转型升级
绿色工厂不仅看“颜值”,还要看内在 “含绿量”。
2021年6月,戚墅堰公司研制的首款氢能源机车正式下线,开启了企业轨道交通领域新能源运用的探索。
据了解,氢能源机车的生成物仅为清洁水,无氮化物、硫化物以及二氧化碳排放。已经上线运用考核的氢能源机车最大功率1000千瓦,平直道牵引1000吨货物可续航约400公里,广泛适用于煤炭、钢铁、矿石、港口的货物转运、编组及短距离干线繁引等应用场景。值得一提的是,该款机车从燃料电池系统到水热管理系统、制动系统、车体等,核心零部件及系统均为国内自主研发,打破了国外“卡脖子”技术难题。
作为中车集团重大攻关项目“燃料电池混动调车机车动力系统匹配及整车关键技术研究”的牵头单位,戚墅堰公司与同济大学、中车研究院等多家单位探索“产学研用”新路径,成功将氢燃料电池装车运用。2022年,企业还获得了出口智利的氢能源机车订单,按照合同约定,机车将于2024年6月交付。
同样上线运用考核的另一款新能源产品——马钢纯电动新能源机车也有着良好的节能减排表现。
用户原机车日均燃油消耗量约300升,使用单台纯电动新能源机车后,每天可减少二氧化碳排放量约2吨,30年运维周期内,二氧化碳排放量累计可减少约21450吨。
研发脚步坚实有力。1月12日,由中车戚墅堰公司全新研制的15台复兴型内燃机车FXN5C正式交付大秦铁路股份有限公司太原机务段,实现首次批量交付。预计未来十年内,该机型将是货运内燃机的主机型。
复兴型内燃机车作为东风系列、和谐系列的升级换代之作,每千瓦时油耗198克,与东风型货运内燃机车相比,同等工况下油耗降低13%以上;其排放达到行业公认的EPA Tier3排放标准,处于国内领先、国际先进地位,可全面替代现有的已进入报废期或产品寿命后期的直流传动货运内燃机车。机车搭载柴油机故障预测与健康管理系统,运行过程中可以对机车进行全方位监测,通过大数据积累使机车全寿命周期保障更加完善。
近年来,中车戚墅堰公司采用平台化、模块化设计,根据用户的多种需求灵活配置动力形式,如燃料电池+锂电、柴油机+锂电、弓网+锂电等,通过能源型式的组合更好适应运用环境要求,减少能源消耗,降低污染物排放。
沉住气,锻造新质生产力,企业在新能源“第二赛道”上持续加速。
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