計劃于明年推出的《綠色設計產品評價技術規范 一般用噴油回轉空氣壓縮機》將是壓縮機行業第一個綠色制造團體標準。
該標準的制定按照全生命周期的理念,在產品設計開發階段系統考慮原材料選用、生產、銷售、使用、回收、處理等各個環節對資源造成的影響,減少污染物產生和排放,體現國家節能與綠色要求,從而實現環境保護的活動。指標的確定則力求反映行業現行的先進水平,同時方便標準的使用和實際考核的可操作性。
以螺桿、單螺桿、渦旋、滑片為主的一般用噴油回轉空氣壓縮機(以下簡稱回轉空壓機),是目前壓縮機行業生產量最大、應用面最廣的產品,近年保持高速發展態勢,而高速發展的同時所消耗的大量能源和原材料、潤滑油、排放的污染物等,都對環境產生了諸多不利影響。該四類產品技術穩定、產品標準齊全,在綠色設計的四大屬性方面具有很多的相似點,因此將其合并制定本行業第一個綠色產品設計評價規范。
標準適用于電動機驅動的一般用噴油螺桿空氣壓縮機(JB/T 6430)、一般用噴油單螺桿空氣壓縮機(GB/T 26967)、一般用噴油滑片空氣壓縮機(JB/T 4253)、一般用噴油渦旋空氣壓縮機(JB/T 11423)、一般用變頻噴油螺桿空氣壓縮機(JB/T 10972)及一體式永磁變頻螺桿空氣壓縮機(JB/T 13345),基本涵蓋了現有的回轉空壓機產品,標準的制定可以滿足行業對回轉空壓機產品綠色設計的需要。需要強調的是,回轉空壓機的綠色設計評價規范與回轉空壓機的產品標準是協調一致的,必須在滿足上述回轉空壓機產品標準的基礎上再進行綠色設計。
根據調研情況,壓縮機行業質量管理體系、環境管理體系和職業健康安全管理體系相對較成熟,絕大多數亦通過了相應的體系認證。而建立能源管理體系的企業數量較少,且基本未進行體系認證。故在標準制訂時,從行業的實際情況考慮,對企業是否進行能源管理體系認證未做強制要求,但本著綠色制造和能源節約及改進的目的,須規定必須建立能源管理體系,且應不斷完善和持續改進該體系。
2.1評價指標要求
根據GB/T 32161-2015《生態設計產品評價通則》的規定,本標準規定回轉空壓機的綠色產品評價指標體系由一級指標和二級指標組成。一級指標包括資源屬性指標、能源屬性指標、環境屬性指標、產品屬性四項指標。二級指標則按照 GB/T 32161-2015中5.2.2的要求,依據噴油回轉空壓機的產品特點,選取了產品對環境有影響、不利人體健康、能源消耗大的項目加以規定和約束,同時指標的選取應遵循下列原則:
·遵循“生命周期理念、代表性、適用性、綠色高端引領”的指標選取原則;
·二級指標應是可量化、可檢測、可驗證的;
·單項指標的基準值以不超過該類產品20%的比例為取值原則,實現最終符合本標準所有指標的綠色產品不超過該類產品比例的5%的目標,從而體現綠色產品的優勢。
2.1.1 電子電氣產品有毒、有害物質限量
目前許多電子電氣產品由于功能需要和生產技術的局限,仍含有大量如鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr(Ⅵ))、多溴聯苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等限用物質,這些含限用物質的電子電氣產品在廢棄之后,如處置不當,不僅會對環境造成污染,也會造成資源的浪費。歐盟于2006年7月1日開始貫徹RoHS《電子電器產品中去除六種有毒有害物質》法令,中國RoHS《電子信息產品污染控制管理辦法》則于2007年3月1日正式生效,循序漸進地推進禁止或限制上述六種有毒有害物質使用。
本標準按照GB/T 26572《電子電氣產品中限用物質的限量要求》的要求,規定了電子電氣產品中 鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯和多溴二苯醚六種物質的限用基準值,指導回轉空壓機行業的電子電氣產品供應鏈上的制造廠商從源頭控制限用物質的使用,推動電子電氣行業加快限用物質的替代和減量化,從而實現可持續發展以及電子電氣產品的資源節約和環境保護。
2.1.2 金屬表面加工和處理
除電子行業外,在電鍍、鈍化等各種金屬加工處理用的溶劑及防銹涂層中,會使用到各種鉻化合物,一般也都存在六價鉻。而使用含有六價鉻的鉻化合物,會損害人體健康(包括引起嘔吐、腹疼、皮炎等,長期或短期接觸時更有致癌危險)、危害生態環境。關注六價鉻的危害,限制六價鉻的排放,已成為世界各國普遍關注的問題,如REACH 候選清單中規定六價鉻不允許超過0.1%(按質量計)。本標準參考REACH,規定金屬表面加工和處理時六價鉻(CrVI)含量按質量計應≤0.1%。
2.1.3 石棉制品
由于石棉纖維能引起石棉肺、胸膜間皮瘤等疾病,許多國家選擇了全面禁止使用這種危險性物質。本標準將石棉列為禁用指標。
2.1.4 涂料
油性涂料中一般含有甲醛、有毒揮發氣體、重金屬(汞、鉻、鉛等)、甲苯類化合物等,在生產、涂裝及產品使用過程中均會損害人體健康,國內的很多地區逐步開始實行全面禁用油性涂料的政策。
本標準初稿中,將油性涂料列為禁用涂料,后續在調研及意見征集過程中,多家企業反映,電機的涂裝暫時還不能完全排除油性涂料,因電機如改用水性溶劑涂裝會影響電機涂裝質量。因此從綠色環保的角度出發,本標準規定,僅允許電動機使用油性涂料,但其VOC含量的限量值必須滿足GB 30981-2020《工業防護涂料中有害物質限量》的規定;而其他零部件在進行綠色設計時,應禁用油性涂料。
從行業調研的結果來看,壓縮機企業多數已開始全面推行使用水性溶劑,而控制柜等鈑金件則采用噴粉(無溶劑涂料)工藝。該兩種涂料中的揮發性有機化合物(VOC)是非工業環境中最常見的空氣污染物之一。當其含量超出了一定值時,會刺激人們的眼睛、皮膚以及呼吸道,并會傷害人體基因并致癌。綜上,對回轉空壓機產品生產過程中使用的涂料中VOC含量的限量值按GB 30981-2020《工業防護涂料中有害物質限量》的“其他”類分別進行了規定。
2.1.5 機組比功率
空氣壓縮機應用量大,對能耗和環境的影響重大,而改善潛力巨大、改進成本不高。因此,歐洲議會第2009/125/EC號指令:“建立能源產品生態設計要求”,將空氣壓縮機產品納入管理要求,制定相關能效標準,美國也同樣制定了標準。在我國,壓縮機作為重點用能產品設備能效提升專項監察的工業產品之一,政府采取了多項舉措。依據GB/T 32161-2015 的能源屬性要求,本標準將回轉空壓機的機組比功率作為能源屬性評價的2級指標。2020年7月1日,新版空壓機能效強制性標準GB 19153-2019《容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》正式實施,其設定2級能效值為制定GB 19153-2019 當時20%的行業產品能夠達到。
隨著新版強標的實施,標準工作組調研及合肥通用機電產品檢測院有限公司的測試數據統計顯示,在淘汰20%產品(不能達到新版標準的3級指標)后,目前國內市場回轉空壓機產品在經過技術改進后,已經超過25%的產品可達到新版能效標準的2級指標。而GB 19153-2019 標準中1級能效指標值比2級指標低約8%,故本標準制定時將GB 19153-2019 中2級能效數值的97%作為能源屬性二級指標的基準值,指標的最終設定既契合新版GB 19153-2019實施后行業產品技術的實際發展,又可以滿足綠色設計產品引領行業發展的目的。
2.1.6空載功率
空壓機的機組比功率考核的是空壓機在額定排氣壓力、公稱容積流量下的滿載功率,而用戶實際使用空壓機(空氣壓縮機系統)時,對壓縮空氣需求量是經常變化的,在空壓機的使用運行過程中,有相當一部分時間處于空載狀態。空壓機空載狀態運行同樣也會消耗不少電量,個別情況下最高時甚至能達到滿載功率的70%,因此,降低其空載功率對節約能源也很有必要。
歐美各企業對空載功率極為重視,多年前就開始了此指標的檢測及控制,美國CAGI的報告中也一直將此作為常規測試項目,而我國的產品標準及能效標準均未對空載功率提出過要求,所以國內企業對此項指標不夠重視,不少企業的產品甚至未有此項數據。此次首次在標準中提出該指標考核,指標的設置暫未要求過高,即是為了給國內企業的產品一個接受和提高的過程。調研時,行業認為“空載功率小于30%滿載功率”的要求雖有一定的技術難度,但部分產品經過技術改進,還是有可能達到的。因低壓空壓機(額定排氣壓力<0.5MPa),油系統可能采用油泵供油,空載功率與噴油機型不同,因此對此類機型不作本項要求。
2.1.7 余熱回收
空壓機工作散發的熱量,高的能達到空壓機消耗的能量,這大量熱量如進行余熱回收則對節能、減少大氣溫升有重大意義。由于空壓機的余熱品位比較低,現實中很多余熱回收的用途并不廣泛,而是否對空壓機的熱量進行回收利用主要由空壓機用戶決定;同時考慮到小型空壓機的使用場所比較靈活,余熱利用不便、價值較小。綜上考慮,作為綠色設計產品,本標準提出“余熱回收功能”的指標要求為:
·當用戶有需求時直接在空壓機產品上配置熱回收裝置;
·如用戶暫無此要求,則空壓機上也必須預置熱回收的拓展功能,允許用戶后續對此進行改造升級;
·小于37kW空壓機不作余熱回收要求。
2.1.8 冷凝液排放
回轉空壓機的產品標準中規定,當螺桿空壓機設有后冷卻器時,應設置冷凝液排放裝置。而排放裝置在排放冷凝液過程中一般會帶出壓縮空氣,導致壓縮空氣浪費以及能源浪費,而規定冷凝液排放裝置須為無氣損型即是從能源節約的角度進行考量。
2.1.9 零部件可回收利用率
可回收利用率包括零部件的再制造、零部件材料的回收再利用,但不包括潤滑油的危廢處理及再使用。回轉空壓機主要材料為金屬和非金屬,其中非金屬占全部材料的重量不到5%。絕大多數金屬材料都可進行回收再利用,而部分非金屬零部件,如濾芯、電器元件、橡膠管等在使用后則無法進行回收再利用,因此標準將零部件可回收利用率定為≥90%。
?2.1.10 噪聲
回轉空壓機產品標準中的噪聲要求考核的是聲功率,即空壓機產品固有的聲輻射,它反應了產品的設計水平和加工水平,同時噪聲也會對環境及人體健康造成影響,因此本標準要求綠色設計產品的噪聲值應在產品標準的基礎上提高要求,即比對應產品標準的噪聲限值再降低6個dB(A)。T/CECA-G 0068—2020《“領跑者”標準評價要求一般用噴油螺桿空氣壓縮機》和T/CECA-G 0090—2020《“領跑者”標準評價要求一般用變頻噴油螺桿空氣壓縮機》規定領跑者候選產品的先進水平(5星級)噪聲聲功率指標及比GB/T4980要求值低5~9 dB(A)。這個指標依據T/CAQP 015—2020《領跑者候選產品或服務評價標準編制通則》“5.4.1.2 先進值以當前國內前20%的領先企業達到的標準水平作為取值原則”,這項要求基本符合綠色設計產品評價技術規范的指標基準值確定原則。因指標值差異分布不很大,本標準統一為“低于對應產品標準規定的噪聲聲聲功率值至少6 dB(A)”。
2.1.11 壓縮空氣含油量
噴油回轉空壓機工作時,將大量的潤滑油噴入工作腔,雖然有油氣分離過程,但產出的壓縮空氣中仍會含有部分潤滑油。壓縮空氣含有的油在凈化處理、使用階段,散發到自然中時都會對環境產生影響。JB/T 10910-2008《一般用噴油回轉空氣壓縮機油氣分離濾芯》中規定,壓縮空氣經油氣分離器過濾后含油量應不大于5mg/m3。因此依據環境屬性要求,本標準將壓縮空氣含油量列為二級指標,并在JB/T 10910 -2008的基礎上提高要求為不大于3mg/m3。
2.1.12 防潤滑油污染
噴油回轉空壓機工作時,將大量的潤滑油噴入工作腔用以冷卻壓縮空氣。雖然絕大多數潤滑油在廢棄后作為危廢品均已通過有合格資質的專業危廢回收處置廠商回收處置,但在空壓機使用過程中必不可免的存在潤滑油滲漏現象,維護拆解時也會有潤滑油滴漏,這些都會對環境造成危害。因此本標準在環境屬性中設立了“防潤滑油污染”的二級指標,滲漏雖不可避免,但是漏出的潤滑油必須通過一定的方式加以防護,不允許落在地面上。目前行業對此最常采取的方法就是在機組的底架上加裝或改造底板,而該底板不但應是全封閉的,同時還應具有一定的容積,可以承裝漏出的潤滑油。
2.1.13 電磁兼容(發射、抗擾度)
大電流伴有強磁場,工業環境中,大量電氣設備使用,可能存在其發射電磁場,會影響到空壓機的電器設備運行,空壓機配置的電器設備的電磁發射可能干擾其它設備,特別是變頻空壓機的變頻器、控制器、變頻電機有較大可能。關于變頻空壓機兩個產品標準JB/T10972、JB/T13345 均對電磁兼容提出要求,行業上很多設備供應商對這些部件進行了電磁兼容檢測。目前強制性國標對調速電氣傳動系統提出了電磁兼容性要求,項目要求更清晰。本標準明確電磁兼容執行GB 12668.3要求。
2.1.14 容積流量
回轉空壓機的產品標準中規定空壓機的實際容積流量不得小于公稱容積流量的95%,這5%的偏差是考慮了設計、制造的一些不可控制或不確定因素,該規定與產品標準的要求一致。
2.1.15 機組功率
作為空壓機產品基本參數,是產品一項重要指標。目前存在行業上很多產品以大標小現象,新版能效標準GB19153對機組功率提出了要求,本標準加以明確,保持一致。
2.1.16 可視化安全防護
空壓機實際操作中,維護人員經常會帶電打開控制柜門,查看電器情況,存在安全隱患。歐美市場對此提出安全防護要求GB22207《容積式空氣壓縮機安全要求》標準,未對此作出要求。本標準提出可視化安全防護要求。
2.1.17 油氣分離器防火接地保護
噴油回轉壓縮機,其油分離器的濾芯為化纖材料制成,很容易產生靜電。由于濾芯和分離器筒體之間是用絕緣材料(如橡膠墊)密封,如不采取良好的導電措施并可靠接地,則當高溫高壓的油氣混合物進入分離器濾芯時,很可能會因為靜電放電引起著火。安全標準未明確提出此內容要求。為避免出現較大安全問題,本標準提出接地保護要求。
2.2 生命周期評價
根據回轉空壓機的綠色設計評價流程,在通過基本要求和評價指標要求的評價后,生產企業還應編制產品生命周期評價報告。按照GB/T 24040、GB/T24044 和 GB/T 32161的要求,本標準給出了生命周期評價報告的編寫方法。回轉空壓機產品在生產、使用階段的清單因子主要歸為能源消耗、水資源消耗及全球變暖。所采用的的環境影響評價方法為荷蘭萊頓大學環境研究中心開發的CML2001評價方法,其中全球氣候變暖影響評價,主要為大氣中的CO2和其他溫室氣體的增加產生的溫室效應,導致全球平均氣溫升高,并引起氣候變化。全球氣候變暖影響評價采用相關因子方法(以CO2為基準,當量因子為1)來計算,各種相關氣體的特征化值為排放量與相關特征化因子相乘得到的數值,各項特征化值相加即得到這一類型參數的計算結果。
《綠色設計產品評價技術規范 一般用噴油回轉空氣壓縮機》針對行業中量大面廣的一般用噴油回轉空氣壓縮機產品,在產品設計開發階段就充分考慮全生命周期過程中環境、資源、人體健康與安全因素,在保證產品技術性和經濟性的前提下,覆蓋設計、生產、使用、回收全過程,規定了生產企業進行綠色設計應滿足的基本要求,提出資源、能源、環境、產品四方面屬性的評價指標要求,并給出了產品生命周期評價報告編制方法及評價結果判定,從而引導一般用噴油回轉空氣壓縮機的綠色健康發展。