涂裝車間設備節能技術的應用與改進

王俊濤 康振東 李敏華 周琢林

(鄭州日產汽車有限公司，河南 鄭州 450000)

沖壓、焊接、涂裝、總裝是汽車制造中的四大工藝流程，其中涂裝車間作為四大工藝過程中能耗最大、工藝復雜程度最高的車間，其能耗的控制對單臺車體成本的降低顯得尤為重要［1］。涂裝車間的能源消耗主要集中在前處理電泳設備，干燥爐設備，和涂裝室、作業場和工廠換氣等設備。

1 前處理電泳設備的節能改進思路

前處理電泳線體部分槽液需要預加熱，為保證上班開始正常生產，一般會提前1h開啟設備。原始的一鍵式啟動方式，整個前處理電泳線體中所有的噴淋泵和風機將全部開啟，此時，脫脂、磷化槽液未達到工藝要求，輸送設備無法運行，大量的設備在做無用功。假設開啟設備后立即開始生產，首臺車體從第一個預水洗工位到達最后一個純水洗工位需要123min，這樣工序越靠后設備等待的時間越長，大量的設備仍會做無用功。

針對上述問題，首先，將前處理和電泳原始的一鍵啟動的控制方式改造為由溫度控制系統和噴淋控制系統分開控制。生產前按照預設時間提前啟動溫度控制系統，此時只有與槽液溫度控制相關的鍋爐房、熱水循環泵等設備啟動。待正常生產時再啟動噴淋系統即可。另外，噴淋系統的控制采用步進式啟動方式，各個工位的噴淋泵的啟動由車體位置的信號控制，這樣大大消除了后續設備的等待時間［2］。同樣的，當生產結束后，只需按下前處理電泳輸送控制盤的“軟停機”按鈕，前處理、電泳控制柜將根據最后車體的位置依次關閉預水洗噴淋泵等。

2 干燥爐設備的節能改進思路

干燥爐設備是涂裝線體的能源消耗大戶，每個干燥爐均有多臺30千瓦左右的大功率風機，并且燃氣的消耗量也居整個涂裝車間首位。根據各干燥爐的現場情況，各干燥爐的升溫時間及燃氣消耗量詳見表1;各線體車體到達干燥爐的時間詳見表2;各干燥爐車體運行時間詳見表3。

表1 干燥爐的升溫時間及燃氣消耗量

表2 各線體車體到達干燥爐的時間

表3 各干燥爐車體運行時間

由表1、2可知：干燥爐的升溫一般在45min至90min之間，為了保證正常生產，一般會提前45min至60min開啟設備。但以電泳干燥爐為例，第一臺車經過前處理電泳到達電泳干燥爐的時間為126min，電泳干燥爐由常溫25℃升溫到工藝范圍需要80min。因此，電泳干燥爐的開啟時間可調整為，第一臺車由WBS進入前處理線體30min后開啟。與原啟動方式對比，此方案減少了電泳干燥爐無用運轉時間90min，大大減少了電能和燃氣的消耗量。

由表3可知，即使升溫完成時，恰好有車體到達干燥爐，車體達到干燥爐出口的強冷段也需要一定時間，而設備啟動時，強冷送排氣風機也會同時啟動，這也是不必要的能源消耗，因此，以電泳干燥爐為例，可將干燥爐強冷段的送排氣風機延時65min啟動。另外，干燥爐后吹掃的主要作用是冷卻和排出油煙，而強冷風機對此影響較小，可進行提前60min關閉，這樣，強冷段的送排氣風機可以減少運行時間長達125min。

3 空調器設備的節能改進思路

空調器是保證作業線體送風量及溫濕度的重要設備，每臺空調設備均有多臺110千瓦左右的大功率送氣及排氣風機，是涂裝車間電能消耗的重要部分，而所有的大功率風機均采用了變頻技術，但涂裝線體并不是一直生產，每日的午休、倒班時段、工藝保潔及線體設備異常需要停線時，空調器仍然滿負荷運行，這就造成了大量的浪費，而低于1小時的停線，如果停止空調設備再開啟，其啟動電流一般為額定電流的2-3倍，既浪費電能也損傷電機，得不償失;因此，可以充分利用已有的變頻技術，在生產停止時，將風機頻率降低至較低頻率運轉，使得每臺風機在生產線停線時不需要關閉，也不在滿負荷運行，開線時又不需要重新啟動，不僅降低了能源的消耗(風機的運行頻率每下降10%，其運行功率下降20%到30%)［3］，而且避免了因頻繁啟動其啟動電流過大損壞電機。

4 結語

能源是企業發展的動力，節能是成本降低的有效途徑，減排是維護自然和諧的條件。對于汽車涂裝車間這樣一個高耗能高排放的生產車間，不僅要從工藝的角度去考慮能耗的降低，也應從設備的運行模式等角度充分挖掘生產過程中不必要的能源消耗與浪費。

［1］王錫春.最新汽車涂裝技術［M］.北京：機械工業出版社，1997.

［2］郭北洋.廣州本田汽車涂裝設備節能實踐［J］.節能，2007，26(3).

［3］莊明云.淺談汽車涂裝工藝用電管理［J］.現代涂料與涂裝，2012(2)：62-64.