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第1篇 综述3

第1章 装备制造业在节能减排工作中的重要性3

1 节能减排是我国国民经济可持续发展的重要保障4

1.1 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础4

1.2 节能减排是我国当前应对能源生态双重危机的有效途径之一4

1.3 节能减排是实现可持续发展战略的必然选择5

2 我国节能减排现状分析6

2.1 能源生产与消费现状6

2.2 节能减排的主要途径10

2.3 我国节能减排工作成效12

3 我国节能减排形势日益严峻15

3.1 我国节能减排工作还存在诸多问题15

3.2 能源资源约束要求节能工作决不能放松15

3.3 生态环境恶化必须得到遏制16

3.4 我国节能减排工作任重而道远17

4 装备制造业在节能减排工作中的作用18

4.1 装备制造业是国民经济的支柱性产业18

4.2 装备制造业是我国节能减排工作的源头和保障19

4.3 装备制造业节能潜力巨大22

5 国外节能减排经验借鉴25

5.1 建设较为完善的能源管理部门及节能法律体系25

5.2 加快节能减排相关资金投入机制与税制改革26

5.3 积极开展低碳能源计划，抢占战略制高点26

5.4 实行多种形式的节能服务27

参考文献27

第2章 推进装备制造业优化转型升级29

1 贯彻《产业结构调整指导目录（2011年本）》30

1.1 执行《产业结构调整指导目录》30

1.2 《产业结构调整指导目录》第一类鼓励类（节选）30

1.3 《产业结构调整指导目录》第二类限制类（节选）35

1.4 《产业结构调整指导目录》第三类淘汰类（节选）37

2 淘汰落后产能，推进节能减排41

2.1 贯彻国家《节能减排“十二五”规划》（节选）42

2.2 贯彻《“十二五”节能减排综合性工作方案》（节选）49

2.3 执行《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录（2010年本）》（节选）53

2.4 贯彻《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》（节选）55

2.5 为先进产能腾出空间59

3 做好装备制造业优化转型升级61

3.1 调整优化产业结构61

3.2 两化融合做好装备制造业优化转型69

3.3 转型升级全面推进节能减排74

3.4 数字化、智能化是装备制造业发展的核心技术85

参考文献89

第3章 促进节能减排实质性进展91

1 我国能源使用现状92

1.1 能源供需矛盾突出92

1.2 能源结构亟待调整93

1.3 能源利用水平不高96

1.4 能源环境亟待改善97

1.5 重视能源安全98

2 经济发展与能源消耗99

2.1 能源使用特点99

2.2 能源利用突破，促进经济发展100

2.3 我国能源管理体制102

2.4 能源经济形势展望109

3 强化节能减排目标责任评价考核113

3.1 “十一五”期间节能减排考核初见成效113

3.2 “十二五”期间节能减排刚性指标114

3.3 加大节能减排重点工作实施力度115

4 行业节能减排与能耗考核116

4.1 强化行业能耗考核117

4.2 冶金行业节能减排与能耗考核119

4.3 有色金属行业节能减排与能耗考核130

4.4 电力行业节能减排与能耗考核137

4.5 石油化工行业节能减排与能耗考核146

4.6 建材及水泥行业节能减排与能耗考核161

5 我国实施税收优惠政策172

5.1 完善促进节能减排的经济政策172

5.2 税收政策促进节能175

5.3 税收政策支持开发利用清洁新能源177

5.4 税收政策鼓励资源综合利用177

5.5 税收政策支持环境保护180

5.6 税收政策进一步支持节能减排181

6 促进我国节能减排融资贷款182

6.1 节能减排纳入财政金融决策体系182

6.2 融资推动节能减排183

参考文献189

第4章 节能减排管理法律、法规及标准191

1 国家节能减排管理法律、法规192

1.1 节能减排需要法律法规保驾护航192

1.2 我国节能减排法律法规体系尚待完善192

1.3 我国出台的主要节能减排法律、法规192

2 装备制造业节能减排相关标准194

2.1 标准是节能减排工作开展的重要依据194

2.2 我国出台的装备制造业相关的主要节能标准194

3 “十二五”节能减排相关规划198

3.1 节能减排规划密集出台199

3.2 “十二五”节能减排时间紧任务重199

3.3 基础工作和能力建设将是下一步节能减排工作的重中之重199

3.4 国家将采取更有力的措施来提升企业节能减排的内生动力199

3.5 从其他行业发掘节能减排发展机遇201

3.6 “十二五”机械工业节能规划摘要201

附录205

附录A 中华人民共和国节约能源法205

附录B 中华人民共和国环境保护法211

附录C 中华人民共和国循环经济促进法213

附录D 中华人民共和国清洁生产促进法218

附录E 节能减排“十二五”规划223

参考文献235

第2篇 节能减排的基础知识和技术239

第1章 节能减排基础知识239

1 节能减排术语240

1.1 能源及能源分类术语240

1.2 热工术语241

1.3 电工术语244

1.4 能源利用术语245

2 能源资源247

2.1 化石能源247

2.2 非化石能源251

3 计量单位及其换算252

3.1 常用计量单位及其换算252

3.2 能量单位转换及其换算255

4 热工知识256

4.1 工程热力学256

4.2 传热学257

5 燃料与燃烧259

5.1 燃料知识259

5.2 燃料的热工特性262

5.3 燃烧基本理论263

6 电工基础263

6.1 基本物理量263

6.2 电学定律264

6.3 直流电与交流电264

6.4 交流电路的特性264

7 流体力学基础264

7.1 流体力学基本知识264

7.2 流动阻力及计算266

7.3 气体湍流射流269

8 发展清洁新能源271

8.1 我国发展清洁新能源趋势271

8.2 太阳能开发利用280

8.3 风能开发利用282

8.4 核能开发利用284

8.5 水能开发利用287

8.6 生物质能开发利用289

8.7 地热能开发利用294

8.8 海洋能开发利用297

8.9 垃圾发电开发利用298

参考文献300

第2章 节能减排应用技术301

1 热能和余热利用技术302

1.1 回收热能的方式302

1.2 高温烟气余热利用302

1.3 换热器的应用306

1.4 余热锅炉的应用312

1.5 凝结水节能回收技术313

1.6 热泵节能技术316

1.7 热轮节能技术320

1.8 空调节能技术322

1.9 热能回收和余热利用的重点330

2 蓄能技术332

2.1 电力蓄冷技术应用332

2.2 电力蓄热技术应用334

3 热电冷联供技术334

3.1 集中供热技术334

3.2 热电冷联供技术335

4 供电运行合理化336

4.1 供电运行合理化337

4.2 降低线损电量338

4.3 供电运行指标的确定339

4.4 提高功率因数340

5 照明合理化345

5.1 照明合理化要求346

5.2 企业照度要求347

5.3 常用照明合理使用349

5.4 绿色照明350

5.5 LED照明工程354

6 保温技术356

6.1 设备及装置保温合理化356

6.2 绝热材料的主要性能356

6.3 管道保温技术361

6.4 炉体保温技术361

6.5 加强监控A级保温材料364

7 润滑油节油技术364

7.1 润滑材料的选用364

7.2 润滑技术新进展366

7.3 润滑油添加剂的应用367

8 工业用水与节水技术371

8.1 工业用水科学管理372

8.2 工业用水分类377

8.3 工业用水考核379

8.4 工业节水技术381

8.5 城市生活节水技术388

8.6 发展节水技术和保障措施390

8.7 企业水平衡392

参考文献401

第3章 电力电子节能减排技术403

1 概述404

2 电气传动设备404

2.1 电气传动的发展历程405

2.2 软起动及应用406

2.3 异步电动机的变频调速410

2.4 风机变频调速节能原理412

2.5 应用环境对变频器的性能要求413

2.6 软起动、变频器对电网的影响414

2.7 变频器的特殊应用——UPS414

3 电力电子技术在电力牵引中的应用415

3.1 电力电子技术在重载和高速列车中的应用415

3.2 电力电子技术与矿井提升418

3.3 电力电子技术与高速电梯419

4 智能电网和新型能源中的电力电子技术420

4.1 直流输电420

4.2 经典电力电子技术对电网的影响421

4.3 静止无功发生器425

4.4 电网滤波器426

4.5 风电逆变器428

4.6 光伏逆变器429

4.7 电动汽车与混合动力汽车430

5 开关电源430

5.1 开关电源的分类与适用领域430

5.2 高效率开关电源解决方法432

6 电子照明433

6.1 视觉对电光源的要求433

6.2 电子照明与节能减排433

6.3 镇流器性能对电子照明的影响433

6.4 不同应用领域对镇流器、驱动器的要求434

参考文献434

第4章 绿色设计435

1 绿色设计概述436

1.1 绿色设计的意义436

1.2 绿色设计的内容和要求436

1.3 绿色设计常用名词术语（摘自GBT 2611 9—2010）436

1.4 有关绿色设计的国家标准436

1.5 绿色设计的关键技术437

1.6 绿色设计的发展437

2 绿色设计的主要内容437

2.1 概述437

2.2 绿色设计的材料选择437

2.3 减轻机器重量延长机器寿命的机械结构设计447

2.4 产品包装的绿色设计459

2.5 产品使用过程的绿色设计462

2.6 产品报废后的绿色设计（考虑拆卸回收的产品设计）468

2.7 节能的绿色产品设计469

3 绿色设计的评价471

3.1 评价的意义和要求471

3.2 生命周期评价471

3.3 常用的评价方法472

3.4 拆卸性能评价方法475

4 绿色设计案例477

4.1 地轮的绿色设计［14］477

4.2 齿轮加工机床的绿色设计477

4.3 汽车轮胎的绿色设计478

4.4 紧固件的非调质钢应用及标准478

4.5 滑动轴承设计478

参考文献480

第5章 装备再制造技术481

1 我国低碳经济发展趋势482

1.1 低碳经济主要内容482

1.2 低碳经济重点发展领域484

2 低碳是转变经济发展方式的必然选择486

2.1 走低碳发展的道路486

2.2 遵循低碳原则488

3 装备再制造应用技术489

3.1 再制造产业的形成489

3.2 开创我国再制造产业新发展491

3.3 装备再制造修复技术的特色496

4 高级修复技术497

4.1 设备高级修复技术497

4.2 高级修复技术的应用499

5 装备再制造产业的发展趋势502

5.1 我国内燃机再制造发展502

5.2 工程机械再制造前景看好504

5.3 机床再制造不断进步504

参考文献506

第6章 有害物排放控制技术507

1 温室气体的排放控制508

1.1 温室气体的影响508

1.2 CO2排放的严峻形势510

1.3 温室气体减排行动513

1.4 贯彻《“十二五”控制温室气体排放工作方案》516

1.5 保护臭氧层工作任重道远519

2 贯彻执行《工业清洁生产推行“十二五”规划》521

2.1 工业领域清洁生产推行现状与面临的形势521

2.2 指导思想、基本原则和主要目标521

2.3 主要任务522

2.4 重点工程523

2.5 保障措施523

2.6 规划实施523

3 主要污染物排放控制523

3.1 烟气脱硫脱硝技术523

3.2 化学需氧量控制技术532

3.3 氮氧化物减排控制532

3.4 氨氮排放控制535

3.5 汞、铬、铅污染削减工程536

3.6 持久性有机污染物减排控制537

3.7 汽车尾气减排控制538

3.8 城市环境空气质量控制544

3.9 洁净燃煤减排548

4 废气、粉尘净化技术551

4.1 改善作业环境551

4.2 通风系统设备运行553

4.3 电力、冶金行业废气及粉尘治理555

4.4 工业废气治理560

4.5 油烟油雾净化治理568

4.6 焊接、切割烟尘净化治理572

4.7 垃圾焚烧发电烟气处理技术577

参考文献578

第3篇 机械装备节能减排制造工艺581

第1章 装备制造业技术现状及发展581

1 装备制造业是制造业的重要组成部分582

2 我国装备制造业面临的挑战与机遇583

2.1 装备制造业目前存在的问题583

2.2 我国装备制造业面临的发展机遇584

2.3 装备制造业的发展趋势585

3 装备制造业典型基础制造工艺586

4 装备工业节能减排技术现状588

5 装备制造业节能减排技术发展趋势590

5.1 数字化制造融入装备设计及制造过程590

5.2 新材料开发促进机械装备减量化591

5.3 零部件毛坯制造趋向近净成形592

5.4 零部件制造过程推进清洁生产593

5.5 装备制造短流程生产减少资源消耗595

5.6 装备关键工序引入节能化技术595

5.7 无废弃物制造促进资源循环利用596

5.8 机械装备规格与产品制造相匹配597

5.9 工业自动化、智能化提高装备及生产线效率597

5.10 机械装备再制造、回收再使用获得599

推广应用599

参考文献599

第2章 炼钢生产节能减排技术603

1 炼钢生产的现状604

1.1 转炉炼钢604

1.2 电弧炉炼钢605

1.3 炉外精炼606

2 超高功率电弧炉节能降耗技术608

2.1 超高功率电弧炉概述608

2.2 电弧炉合理供电技术609

2.3 降低电极消耗技术612

2.4 电弧炉短网节电技术615

2.5 水冷炉壁炉盖技术617

2.6 高阻抗电弧炉技术620

3 直流电弧炉技术620

3.1 直流电弧炉设备621

3.2 直流电弧炉特征622

3.3 新型直流电弧炉623

4 强化冶炼技术624

4.1 优化炉料结构技术624

4.2 氧气燃料助熔技术625

4.3 电弧炉二次燃烧技术626

4.4 泡沫渣冶炼技术628

4.5 电弧炉底吹搅拌技术629

4.6 偏心炉底出钢技术630

5 烟气余热利用及净化技术631

5.1 烟气余热利用技术632

5.2 电弧炉烟气净化技术638

6 电弧炉炼钢节能减排技术的发展640

6.1 电弧炉炼钢节能减排技术应用640

6.2 电弧炉炼钢节能减排技术展望641

参考文献642

第3章 铸造生产节能节材技术及装备645

1 铸造工业生产现状及节能减排646

1.1 我国铸造行业基本概况646

1.2 铸造型砂回收再利用647

1.3 铸造型砂绿色化648

1.4 铸造回炉料及金属废屑回收再利用649

1.5 铸造绿色制造工艺及装备649

2 数字化无模铸造精密成形技术及装备651

2.1 数字化无模铸造精密成形加工方法651

2.2 数字化无模铸造精密成形关键技术653

2.3 数字化无模铸造精密成形设备655

2.4 数字化无模铸造精密成形技术及设备应用659

3 电渣熔铸技术及装备661

3.1 电渣熔铸方法661

3.2 电渣熔铸关键设备662

3.3 电渣熔铸特殊工艺技术简介663

3.4 电渣熔铸技术的典型应用664

4 轻合金典型铸造技术及装备666

4.1 重力铸造666

4.2 压力铸造667

4.3 半固态铸造669

5 铸造技术未来发展趋势670

5.1 铸造向轻量化、精确化方向发展670

5.2 铸造向绿色化、清洁化方向发展671

5.3 铸造向高效化、柔性化方向发展671

5.4 铸造向自动化、智能化方向发展671

参考文献671

第4章 锻压生产节能节材技术673

1 概论674

1.1 综述674

1.2 国内技术进展676

1.3 发展建议677

2 锻压设备的节能减排677

2.1 锻压设备的能耗677

2.2 蒸—空模锻锤电液技术改造680

2.3 摩擦压力机改造与节能型螺旋压力机682

2.4 锻压设备的振动与噪声控制684

3 锻造加热与锻后热处理的节能减排689

3.1 锻造加热炉节能措施689

3.2 锻造余热热处理技术及应用691

3.3 非调质钢的应用与推广695

4 锻压工艺节能、节材的工艺措施698

4.1 自由锻698

4.2 模锻701

4.3 冲压707

5 锻压工艺数值模拟技术713

5.1 概论713

5.2 冲压工艺数值模拟715

5.3 锻造工艺数值模拟720

5.4 热锻微观组织预测729

6 高强钢冲压技术及装备739

6.1 高强钢超高强钢冲压常用材料739

6.2 高强钢／超高强钢冲压模具材料740

6.3 高强钢超高强钢冲压模具结构设计741

6.4 热冲压模具加工制造744

6.5 高强钢超高强钢冲压工艺746

6.6 高强钢超高强钢冲压压力机748

6.7 超高强钢热冲压生产线用加热炉750

6.8 冷热冲压自动化生产线751

参考文献752

第5章 焊接与切割生产节能减排技术757

1 焊接与切割生产的现状758

1.1 国外焊接切割生产节能减排状况759

1.2 我国焊接与切割生产现状760

1.3 焊接与切割生产节能减排存在的主要问题761

1.4 焊接与切割生产节能减排技术发展趋势762

2 电弧焊节能减排技术763

2.1 弧焊电源节能减排技术763

2.2 焊条电弧焊节能减排技术764

2.3 埋弧焊节能减排技术764

2.4 气体保护焊节能减排技术766

2.5 特种电弧焊节能减排技术767

3 压焊节能减排技术769

3.1 电阻焊设备节能减排技术769

3.2 摩擦焊节能减排技术770

4 堆焊节能减排技术772

4.1 堆焊材料与工艺节能减排技术772

4.2 堆焊技术的典型应用773

5 钎焊节能减排技术774

5.1 钎焊材料节能减排技术774

5.2 节能减排的钎焊工艺及应用783

6 高能束焊接节能减排技术789

6.1 电子束焊接节能减排技术789

6.2 激光焊接节能减排技术791

7 切割下料生产节能减排技术793

7.1 火焰切割节能减排技术793

7.2 激光切割节能减排技术794

7.3 等离子弧切割节能减排技术796

8 焊接与切割生产的节能减排管理797

参考文献797

第6章 热处理生产节能减排技术799

1 概论800

1.1 我国热处理行业现状800

1.2 热处理能源与利用800

1.3 热处理生产对环境的影响800

1.4 热处理生产节能潜力802

2 热处理生产节能措施802

2.1 提高加热温度802

2.2 缩短加热时间804

2.3 降低加热温度806

2.4 以局部加热代替整体加热808

2.5 省略或简化热处理工序810

2.6 余热利用811

2.7 减少热损失813

2.8 充分利用燃烧废热813

2.9 气体燃料的热化学重整816

2.10 热能综合利用的渗碳、淬火、清洗、回火生产线817

2.11 优化燃烧过程818

2.12 向管理要能源818

3 热处理排放与污染的防治820

3.1 热处理生产的排放和污染820

3.2 热处理有害废物排放的极限821

3.3 清洁热处理工艺823

3.4 清洁的热处理设备826

3.5 节能清洁的工艺材料835

3.6 污染的治理837

4 回收利用838

4.1 工件带出盐的回收838

4.2 油水分离回收838

4.3 工件表面切削油脂的利用838

4.4 燃料中硫的回收838

5 热处理行业清洁生产技术推行方案838

6 热处理行业节能机电设备（产品）推荐目录840

参考文献845

第7章 表面处理节能减排技术847

1 表面工程技术应用现状与发展趋势848

1.1 表面工程技术内涵及分类848

1.2 表面工程技术的节能减排特点849

1.3 表面工程技术的应用状况及发展方向850

2 高效节能的表面前处理852

2.1 除油工艺853

2.2 除锈技术854

3 涂装节能减排技术855

3.1 减排涂料及涂装技术855

3.2 节能型涂料及涂装技术857

3.3 常用涂装工艺859

3.4 节能减排涂装技术860

4 热喷涂（焊）节能减排技术861

4.1 喷涂技术861

4.2 热喷涂节能减排新技术871

5 转化膜节能减排技术872

5.1 磷化技术872

5.2 钝化技术875

5.3 微弧氧化技术879

6 电镀节能减排技术881

6.1 镀膜技术替代电镀技术881

6.2 电刷镀技术882

6.3 电镀废水处理方法885

6.4 电镀工艺节水技术889

参考文献890

第8章 切削加工节能减排技术893

1 切削加工节能减排技术现状894

1.1 切削加工节能减排技术内涵894

1.2 切削加工节能减排技术具体实现途径894

2 干式切削加工技术896

2.1 干式切削加工技术的内涵、特点和目标896

2.2 干式切削加工技术的国内外研究及应用现状897

2.3 干式切削加工刀具899

2.4 干式切削加工机床911

2.5 典型应用案例913

2.6 干式切削加工技术的发展趋势916

3 微量润滑切削加工技术917

3.1 微量润滑切削加工技术简介917

3.2 微量润滑切削加工技术国内外研究现状917

3.3 微量润滑切削加工技术存在的问题920

3.4 MQL装置的设计921

3.5 微量润滑切削加工技术对铣削力的影响922

3.6 微量润滑切削加工技术在企业中的应用923

4 低温微量润滑切削加工技术925

4.1 低温微量润滑系统925

4.2 低温微量润滑切削加工技术在切削难加工材料上的应用926

4.3 低温微量润滑切削加工技术在企业中的应用928

5 氮气低温冷却润滑切削加工技术933

5.1 氮气低温冷却润滑系统933

5.2 氮气低温冷却润滑作用机理935

5.3 氮气低温冷却润滑应用实例937

6 水蒸气作冷却润滑剂的切削加工技术938

6.1 水蒸气作冷却润滑剂切削加工技术的内涵、特点和目标938

6.2 国内外研究及应用现状939

6.3 典型设备939

6.4 未来发展940

参考文献940

第9章 增材制造与快速制造技术947

1 增材制造与快速制造技术概述948

1.1 增材制造技术定义948

1.2 增材制造技术原理948

1.3 增材制造工艺过程949

1.4 增材制造技术特点949

2 增材制造技术国内外现状950

2.1 典型增材制造工艺的现状及发展951

2.2 基于增材制造的金属件制造工艺957

2.3 增材制造技术典型研究960

3 增材制造技术的应用领域及市场分析961

3.1 增材制造技术应用领域961

3.2 增材制造产业链构成963

3.3 增材制造市场状况963

4 增材制造技术未来发展965

4.1 增材制造技术面临的问题965

4.2 增材制造技术需要攻克的关键技术965

4.3 增材制造技术未来发展方向966

参考文献967