噴烘一體室與噴漆室、烘干室分開設置的經濟技術性比較

孟洪軍，胡清寒，邢宏楠，王 飛

（中國北車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062）

0 引言

噴漆室和烘干室是現代車輛制造業中車輛涂裝生產大量使用的重要設備。兩者對保證涂裝質量、提高涂裝生產效率、減輕涂裝對環境的影響方面起著十分重要的作用。從功能上看，噴漆室和烘干室是兩種完全不同的設備，但由于兩者在設備構成方面有諸多相近之處，而使用這兩種設備的工序是緊密相連的，因此有時會把兩種功能要求合在一起建成噴烘一體室（通常也稱作噴烤漆房）。

在涂裝車間的規劃設計時，是采用噴漆室和烘干室分開建設的方案還是把噴烘兩種功能合并在一起只建一種噴烘一體室，不能簡單地進行取舍，有必要結合規劃的生產綱領對這三種設備的技術性能、建設費用及運行費用進行全面比較，選擇性價比較高的方案。

在我公司高速動車組制造中心涂裝車間規劃建設中相關人員提出過擬采用建噴烘一體室的方案（以下簡稱方案二），理由是為我們提供三型動車技術支持的西門子公司采用的是這種方案；但是，我們通過結合動車組規劃的生產綱領對兩種設置方案的經濟技術性進行較深入全面的比較，發現采用噴漆室和烘干室分開設置的方案（以下簡稱方案一）經濟性和技術性方面均優于噴漆烘干建成一體室的方案，因此我們采用了方案一，取得了較好的應用效果和經濟效益。

1 設備的構成比較

噴漆室用于噴漆施工操作過程中，用途是收集治理飛散的漆霧，為提高涂層質量提供一良好的環境，同時減輕噴漆時產生的漆霧對環境造成的影響，也有利于操作者的身體健康。烘干室則是用于噴涂施工完成后對涂膜進行加速干燥處理，有利于縮短生產周期，避免環境溫度變化對涂膜干燥的不良影響，有利于提高涂層的質量，也有利于對揮發出的溶劑進行處理，防止其對環境的污染?？梢妵娖崾液秃娓墒业墓δ苁峭耆煌?，但是既可分開來建造，也可按一體式建設?？蓪崿F噴漆和烘干兩種功能的涂裝作業室稱作噴烘一體室或噴烤漆室，也就是說一臺設備具有兩種不同功能，只是在需使用其不同功能時選擇不同的工作參數。軌道車輛行業的噴漆室和烘干室設備的主要技術參數分別見表1 和表2。

表1 噴漆室主要技術參數

表2 烘干室主要技術參數

由上兩表可以看出：兩種設備均由封閉室體、風機、風道等構成，均可提供溫度可調的風量，把兩種功能合并在一臺設備上是可以實現的；但是兩種功能需要的設備工作參數有明顯差別，如室體大小 、風量、加熱溫度等，因此為了使一種設備具備兩種功能，我們必須按兩種設備的較大參數來配備新設備。噴烘一體室的主要技術參數見表3。

表3 噴烘一體室主要技術參數

從三種設備的主要技術參數和設備構成不難發現，按方案一把兩種功能分開分別配置設備，設備構成更簡單合理，而按方案二一種設備需同時具備兩種功能，設備構成復雜，占用空間較大，能源需求大。

2 設備技術性能比較

2.1 操作使用性能

按車輛涂裝工藝，先進行噴涂施工后進行烘干干燥（實際上目前車輛使用的油漆均為自干漆，可以在室溫下干燥，只有因生產進度需要加速干燥時才必需在烘干室進行強制加熱干燥）。兩種配置方案對操作使用方面帶來了一些不同，各有其優缺點。

方案二最大的優點是，噴漆烘干在同一臺位上，也就是說噴完漆后不需要象方案一那樣車輛需通過專用牽車臺把車輛從噴漆室運送到烘干室，減少了牽車臺的使用頻率，節省了車輛轉移的時間。

按方案一，噴漆室只進行噴漆工作，這樣對于批量生產來說，不同車輛同一工序的油漆噴涂作業可以連續在同一噴漆室進行，中間不需清洗噴涂設備；而對于噴烘一體室，噴完后必需進行烘干，這樣下一輛車的噴漆需等前一輛干燥后（約需3小時）方可進行，這樣由于兩次噴涂間隔較長需對噴涂設備進行適當清洗，而且在烘干時噴涂設備需要移出室外，費工費料。

一般噴烘一體室烘干時90%的風量是內循環的，熱風會從地溝內把部分漆渣帶來均層過濾棉上及循環風道中，這樣就需要增加靜壓室內均風層過濾棉的更換風道的清理頻次，增大維護工作量。

噴烘一體室需要頻繁在噴漆-烘干工作狀態間切換，室內溫度也在從室溫到60℃左右的高溫間變換，這會加速室內非金屬材料的老化，對設備的潤滑維護要求也更高，整個設備的使用壽命都會受到不良影響。

噴烘一體室需要經常在兩種功能間進行切換，控制系統較復雜，容易出現設備故障，操作維護工作量都要比方案一大。

綜上所述，方案二可減少牽車量，這是其最重要的優點，對于場地條件受限、噴烘分開不便調車的情況下是很有利的，但是在操作維護的其他方面，方案一更具優勢。

2.2 對涂裝質量的影響比較

從技術上說，只要操作維護得當，兩種方案都能滿足車輛涂裝對施工和干燥條件的要求，如噴漆所需的溫度、良好通風，干燥所需的溫度條件等。但是由于兩種方案設備配置的差異及使用維護要求的不同，它們對涂裝質量會帶來不同的影響。

對于方案二，一般認為由于噴漆烘干在同一室體內進行，噴漆后不需經過室外運轉可直接進行干燥，這樣避免了因室外場地潔凈度差而導致涂層表面會落上灰塵而帶來涂層表面臟的質量問題。這一條也是方案二支持者的重要論據。實際上，這與使用油漆的干燥性能有關。對于二十年前普遍使用的表干時間很長的酸酸類油漆和烤漆來說，這一點無疑是正確的，而現在車輛行業普通采用的是雙組份聚氨酯漆，這種漆表干時間很短，一般不超過30分鐘，這時只要把噴完漆的車輛的噴漆室內放置30分鐘左右（這也是正常噴漆烘干前所需的流平時間，故不會給操作施工增加額外的負擔）使其涂層達到不沾塵干再送往烘干室，就不會出現表面粘灰的問題。

由于噴烘一體室的送、排風方式及風循環方式，室內空氣中及地面的潔凈度不如分開設置的易于保證，原因主要有以下二點：一是加熱使噴漆室內會產生更多的灰塵；二是烘干時風循環會把地下風室中的漆渣攪起來帶到靜壓室，部分細小的會穿過均風層隨氣流在室內空間飄散。從這一點來看，噴烘一體室會增大涂層表面的落灰的可能性，而這種可能性是設備本身造成的，不容易通過其他操作來消除。

噴烘一體室對大型車體表面的涂層干燥存在不均勻的問題，即可能車體較高部位表面干得快，而較低部位表面干燥慢。我們知道，熱氣本身是往上升的，對于烘干室來說上部空間的溫度容易偏高。為了克服這一問題，在獨立設置的烘干室中我們通過合理的風道設計使熱風從室體側下部送入、頂部排出，這樣室內溫度可基本達到均衡；而對于噴烘一體室來說，它的風道設計首先需滿足噴漆時上送風下排風的需要，烘干時也只能按這一方式而不可能再重新設置一套風道系統，這樣它就無法克服上部溫度會較高的問題。

由上述分析可以看出，對于目前車輛普遍采用的表干時間很短的自干型漆來說，方案一實際更易于保證涂層的外觀質量及干燥質量。

2.3 設備的安全性比較

設備的安全性是涂裝車間規劃必須考慮的一個重要問題。噴烘一體室的安全性不如噴漆室和烘干室分開設置是顯而易見的，理由簡述如下：①對于噴烘一體室，噴漆時會生產大量漆渣，而烘干會使這些漆渣更易燃；②對于噴烘一體室，漆渣會被循環加熱的氣流帶到噴漆室的靜壓室中在均風過濾棉上沉積，不易得到及時清理而可能造成火災隱患；③一般為了防火安全，噴漆室需配備溫度和濃度報警器，而對于烘干室溫度報警器顯然不適用。

3 經濟性比較

目前軌道車輛涂裝行業噴烘一體室的應用非常普遍，估計占到70%以上。下面將結合我公司高速動車組制造基地涂裝車間的規劃建設情況，對兩種方案的經濟性進行全面量化比較。

3.1 設備的投資費用

根據現行車輛涂裝工藝，按方案一配置一般是一個噴漆室配一臺烘干室，其工作效率與方案二的兩臺噴烤漆室相當。根據現市場行情，噴漆室價格在150～200萬元（根據配置水平不同價格有一定差別，下同），烘干室價格為70～110萬元，噴烤漆室價格為180～220萬元， 顯然兩臺噴烤漆室的費用高于一臺噴漆室和一臺烘干室之和。按照我公司高速動車組生產綱領及高速動車組車體涂裝工藝，按方案一配置噴漆室和烘干室設備投資總費用約為2900萬元人民幣，而按方案二配置噴烘一體室設備投資總費用約為4000萬元，方案一比方案二節省投資約28%。

3.2 廠房投資費用

由于噴烤一體室面積與噴漆室相當，而大于烘干室面積，顯然方案二需要的廠房面積要比方案一大，相應地廠房投資費用也會增大。按我公司建設需求方案一比方案二的廠房投資少約20%。

3.3 設備配套費用

（1）動能配套設施費用。由于噴烤漆室的額定電功率和加熱能源（能源種類不同地區可能不同，這里以我公司采用的蒸汽為例）都必須按取噴漆室和烘干室中較高的數，因此方案二設備需配套的能源數量肯定要比方案一高，相應地其動能設施配套費也較高。

（2）自動滅火系統的配套費用。按二氧化碳自動滅火系統設備配備的國家規范，每套二氧化碳鋼瓶可用于最多五個防護區，烘干室不屬需二氧化碳防護的區域，而噴烘一體室需按噴漆室作為防護區，故方案二的自動滅火系統配置費用要比方案一高是顯而易見的。

（3）配套噴涂機具費用。按方案一只需在噴漆室配備噴漆機具，而按方案二每個噴烤漆室均需配備噴涂機具，顯然方案二的費用比方案一高。

3.4 設備的運行費用比較

設備的運行費用涉及的內容較多，主要有設備維護維修費、設備日常清理工時費、輔材更換費及運行能耗費等。全面具體比較費用較為麻煩，但從本文前面所述不難得出方案一的前三項費用肯定比方案二低的結論。下面僅對設備運行的能耗費用作一些具體比較說明。

三種設備的能源種類包括電和蒸汽（其他地區可能用天然氣、柴油等能源）。噴漆室和用作噴漆時的噴烤漆室的能耗量基本上是相同的，但烘干室和噴烤漆室用于烘干時兩者的能耗有顯著差別，這是由設備本身的原因造成的：①噴烤漆室的內部容積是單獨的烘干室的三倍左右，這樣每次升溫加熱所需的能耗會成倍增加；②噴烤漆室的表面積比烘干室大約一倍，這會增大其熱量損失；③噴烤漆室每次用作烘干室時都需從室溫開始升溫，而烘干室因始終只用于烘干，可連續用于烘干不同車輛涂層，這樣每天只有一輛車需從室溫開始加熱。

4 結束語

從以上比較來看，筆者認為，只有在以下幾種情況下才能考慮采用噴烘一體室：一是生產規模很小，只需一臺噴烘一體室即可滿足車輛噴漆和烘干的需要；二是油漆表面干燥時間很長，或者是烤漆，而表面涂層的質量要求很高，且無法把噴漆室和烘干室完全連體建設；三是受場地條件限制，車輛在不同工序臺位間轉移很困難；四是與汽車行業相比，國內軌道車輛行業的涂裝技術發展才剛剛起步，采用噴漆室和烘干室技術時間還不長，大家對兩種配置的認識還不夠深入全面，應用時存在較大的盲目性。